长春西汀、乙酰唑胺、红景天三种药物防治 急性高原病的效果比较研究论文

　　摘要：目的 本研究探讨长春西汀、乙酰唑胺和红景天三种药物， 防治急性高原病脑水肿和心肌水肿的效果。 方法 90 只雄性 SD 大鼠随 机分为对照组、高原低氧组、长春西汀组、红景天组和乙酰唑胺组，每组各 18 只。模拟海拔 7 000 米高原环境，药物干预 1 周后处死大鼠， 观察脑组织和心肌组织水肿程度；检测水通道蛋白 1 (AQP1) 、水通道蛋白 4 (AQP4) 表达。 结果  与低氧组比较， 长春西汀组、乙酰唑胺 组大鼠脑组织、心肌组织 AQP1、AQP4 mRNA 表达显著降低(P<0.05 ) ，水肿程度减轻(P<0.05 ) 。红景天组大鼠脑组织、心肌组织 AQP4、 AQP1 表达无显著变化。 结论 长春西汀、乙酰唑胺可通过调控水通道蛋白表达减轻急性高原病的脑水肿、心肌水肿，效果优于红景天。

 

　　关键词： 急性高原病;  脑水肿;  心肌水肿;  水通道蛋白;  长春西汀

 

　　水通道蛋白( aquaporins，  AQPs)是一种位于细胞膜 上的蛋白质，具有促进水分子快速跨膜转运、维持细胞内 外渗透压力平衡的功能 [1]。文献报道，  AQP1、AQP4 在调 节脑脊液分泌以及水循环方面起着重要作用，参与了脑水 肿、心肌水肿的发生发展 [1-2]。药物靶向调节水通道蛋白表 达，为防治急性高原病提供了新思路。本研究探索了长春 西汀、红景天、乙酰唑胺三种药物防治急性高原脑水肿和 心肌水肿的效果，为筛选防治急性高原病新药提供了新的 研究方向和干预靶点。

 

 

　　1.1    动物模型构建及实验分组  低氧实验舱(贵州风雷 航空军械有限责任公司 FLYDWC50-C)模拟海拔 7 000 m高原环境，方法同文献所述一致 [3] 。雄性 SPF 级 SD 大 鼠，6 周龄，体质量(200±20.19 ) g，购自北京维通利 华实验动物技术有限公司。许可证号 SCXK(京) 2016- 0006。所有动物实验均经过解放军总医院第七医学中心实 验动物伦理委员会同意。

 

　　实验动物随机分为常压常氧对照组(对照组)、高原低 氧模型组(低氧组)、高原低氧 + 红景天组(红景天组)、 高原低氧 + 乙酰唑胺组(乙酰唑胺组) 、高原低氧 + 长春 西汀组(长春西汀组)，  每组 18 只大鼠。对照组和低氧组 大鼠常规饲养。药物干预组大鼠分别应用长春西汀(匈牙 利吉瑞大药厂，注册证号 H20130774，规格：  10 mg/ 片)25 mg/(kg ·d)灌胃；  乙酰唑胺(国外采购，规格：250 mg/ 片)50 mg (kg·d) 灌胃；  红景天(原总后勤部卫生部配发，  规 格：  0.38 g/ 粒) 78mg/ (kg·d) 灌胃。每日灌胃 1 次，  连续 灌胃 7 d 后取材。

 

　　1.2    检测指标  各组大鼠完成实验后，应用干湿重法评 估心肌组织、脑组织水肿程度；通过苏木素 - 伊红染色 法，观察心肌组织、脑组织病理变化；利用 RT-PCR 技术 检测心肌组织和脑组织 AQP1、AQP4 mRNA 表达。实验方 法同参考文献所述一致 [4-5]。

 

　　1.3    统计学方法  实验数据使用 SPSS 20.0 统计软件进行 比较分析。计量资料以 (x ±s) 表示。各组间数据比较采用 单因素方差分析。P<0.05 表示差异有统计学意义。

 

 

　　2.1    大鼠脑组织含水量  各组大鼠脑组织含水量检测结 果见表 1。与对照组比较，低氧组大鼠脑组织含水量明显 增加(P<0.05)。与低氧组比较，长春西汀组、乙酰唑胺 组大鼠脑组织含水量有所下降(P<0.05)，红景天组大鼠 脑组织含水量无显著变化。

 

　　2.2    大鼠心肌组织含水量  各组大鼠心肌组织含水量检 测结果见表 2。结果显示，低氧组大鼠心肌组织含水量较 对照组显著增加(P<0.05)。长春西汀、乙酰唑胺组大鼠 心肌组织含水量较低氧组明显下降(P<0.05)。红景天组 大鼠心肌组织含水量与低氧组比较，变化不显著。

 

　　2.3    qRT-PCR 检测大鼠脑组织 AQP4 mRNA 的相对含量 大鼠脑组织 AQP4 mRNA 的相对含量检测结果见表 3 。 与对照组比较，低氧组大鼠脑组织 AQP4 mRNA 表达 量明显增高(P<0 . 05 )。与低氧组比较，长春西汀组、 乙酰唑胺组大鼠脑组织 AQP4 mRNA 表达量明显降低 ( P<0.05)。红景天组大鼠脑组织 AQP4 mRNA 表达无明显变化。

 

　　2.4    qRT-PCR 检测大鼠心肌组织 AQP1 mRNA 的相对 含量  大鼠心肌组织 AQP1 mRNA 的相对含量检测结果 见表 4。低氧组大鼠心肌组织 AQP1 mRNA 相对表达量 较对照组显著升高(P<0 .05 )。长春西汀组、乙酰唑胺 组大鼠心肌组织 AQP1 mRNA 表达量较低氧组明显降低 ( P<0.05)。红景天组大鼠心肌组织 AQP1 mRNA 相对表 达量与低氧组比较，无显著变化。

 

　　2.5    大鼠脑组织 HE 染色的形态学观察  对照组大鼠神 经胶质细胞胞浆饱满、胞核清晰。低氧组大鼠可见部分神 经胶质细胞水肿、胞核凝聚或碎裂。与低氧组比较，药物 干预组大鼠脑组织损伤较轻(图 1 )。

 

　　2.6    大鼠心肌组织 HE 染色的形态学观察  对照组大鼠 心肌细胞胞浆饱满、胞核边缘清晰、肌纤维排列有序紧 密。低氧组大鼠可见部分心肌细胞肌浆皱缩，胞核边缘不 清，肌纤维排列紊乱疏松。与低氧组比较，药物干预组大 鼠心肌损伤较轻(图 2)。

 

 

 

　　低压低氧诱发的急性脑水肿、心肌水肿是急性高原病 最主要的病理改变 [6]。尽管发病率仅为 0.05%~2.00%，但由 于起病急、变化快，  一旦救治不及时，  其病死率将 >10%。 如何最大程度地降低急性高原病的发生率、减少非战斗减 员 , 一直是高原卫勤保障的重点和难点。口服药物具有携 带方便、用法简单、利用率高等特点，较综合锻炼习服、  阶梯习服等干预措施更适合从平原急进高原环境时防治急 性高原病 [7]。

 

　　组织缺氧可造成细胞进行无氧糖酵解，导致细胞内 乳酸超载、渗透压升高、水液内向性渗透导致细胞毒性水 肿 [8] 。细胞毒性水肿是急性高原脑水肿、心肌水肿的主要病理变化。水通道蛋白(AQPs)家族中，  AQP1 主要位于心肌细胞膜及微血管内皮细胞，依赖 AQP1 跨膜转运的 水量占心肌水通道蛋白运输总水量的 20%~30%[9]。文献报 道，  AQP1 高表达与心肌水肿程度呈正相关 [10] 。心肌水肿 容易诱发室速、室颤、高度房室传导阻滞等恶性心律失常 事件，增加了心力衰竭的发生率，加重了死亡风险。通过 各种手段下调 AQP1 表达，可以显著改善心肌水肿 [10]。

 

　　AQP4 主要分布在血管周围星形胶质细胞的终足上， 其高表达与细胞毒性脑水肿程度呈正相关 [11]。高原缺氧可 导致大脑组织 AQP4 的分布极性发生改变 [12] 。AQP4 在血 管侧分布减少，而在神经元侧分布增加，造成过多的水分 子滞留在星形胶质细胞内，导致神经胶质细胞肿胀、脑水 肿发生 [12]。通过各种手段下调 AQP4 表达，  可显著改善脑 水肿 [12]。

 

　　乙酰唑胺(acetazolamide)是 FDA 推荐的防治急性高原 病的首选药物 [13]。作为强效碳酸酐酶抑制剂，  乙酰唑胺能 够透过血脑屏障、抑制脑脊液产生；  乙酰唑按可下降 AQP4 表达，减轻星形胶质细胞肿胀，降低脑组织含水量，减轻 脑水肿程度、缩小脑挫伤体积 , 具有脑保护作用 [10] 。文献 报道，乙酰唑胺预处理能下调肺泡组织 AQP1 的表达，降 低高原低氧大鼠肺泡膜的通透性，有效缓解肺水肿，改善 缺氧 [14]。但是，  乙酰唑胺在实际应用中存在明显不足：  一 是不良反应发生率较高。长期服用可造成低钾血症等电解 质紊乱以及急性肾功能衰竭等 [15]。二是磺胺过敏者禁忌服 用该药。三是国内市场长期无“乙酰唑胺片”供应。四是 服用该药后排尿次数增多，不适宜军事作业环境等场景。

 

　　红景天是我国传统中药材。大株红景天可显著提高小 鼠在低氧混合气体下的耐缺氧能力，是目前国内常用的防 治急性高原病药物 [16]。作为红景天的主要成分，  红景天苷 能够通过抑制氧化应激反应，显著减轻氧自由基蓄积造成 的心肌损害，降低低氧性肺动脉高压 [17- 18] 。此外，红景天 苷能够通过抑制氧化应激反应，  提高神经细胞 PI3K 表达， 提高神经细胞内己糖激酶活性和 ATP 水平， 抑制急性缺氧 性神经损伤，  从而积极防治高原病 [19]。但是，  红景天在实 际应用中存在明显不足：红景天胶囊需在进入高原前 1~2 周开始服用，不适合作为自平原或低海拔地区紧急进入高 海拔地区时防治急性高原病的药物。

 

　　长春西汀(vinpocetine)是从夹竹桃科小蔓长春花提取 的生物碱类化合物 [20]。自 20 世纪 70 年代上市以来，  已有 40 余年临床应用经验。长春西汀能够通过血脑屏障作用于 脑组织，恢复、维持脑血管的生理性扩张；通过上调血管 内皮细胞一氧化氮表达，增加缺血区脑血流量和含氧量， 改善颅内血供 [20-21] 。临床主要用于治疗脑出血和脑梗死后 遗症。近年来国外研究发现，长春西汀可预防老年性痴呆 和认知功能障碍，但其用于高原病防治未见相关报道。本研究发现， 长春西汀可以通过下调心肌组织、脑组织 AQP1 和 AQP4 表达；减轻急性高原低氧性脑水肿和心肌水肿， 效果优于红景天。长春西汀可能成为未来急性高原病的防 治新药。

 

 

　　[1]   VERKMAN A S, TRADTRANTIP L, SMITH A J, et al. Aquaporin Water Channels and Hydrocephalus[J]. Pediatric Neurosurgery, 2017, 52(6): 409-416.

 

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　　[3]    施冰 , 崔庆华 , 冯振龙 , 等 . 基于生物信息学途径挖掘防治急性高原病的潜在药物 [J]. 中国临床保健杂志 , 2019, 22(4): 503-507.

 

　　[4]    施冰 , 冯振龙 , 赵永岐 , 等 . SB203580 减轻高原低氧大鼠脑水肿的实验研究 [J]. 中国临床保健杂志 , 2019, 22(5): 641-644.

 

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