2. 100088 北京, 中国人民解放军火箭军总医院中医与康复医学科;
3. 100088 北京, 中国人民解放军火箭军总医院医务部
2. Department of TCM and Rehabilitation Medicine, PLA Rocket Force General Hospital, Beijing 100088, China;
3. Department of Medical Affairs, PLA Rocket Force General Hospital, Beijing 100088, China
随着核能和放射技术在工业、医院卫生等领域的广泛应用,人们接触射线的机会越来越多,长期接受电离辐射后会产生乏力、口渴、皮肤干燥、烦躁不安、失眠等症状,甚至诱发肿瘤,从中医学来讲这些均为火邪致病的症状,以肾阴亏虚论治核辐射损伤,常能取得较好效果[1]。本研究根据前期研究成果,在六味地黄丸的基础上,添加清热解毒中药,形成在研补肾解毒方,拟探讨补肾解毒方对电离辐射小鼠性激素紊乱的防护作用,现报道如下。
材料与方法1.实验动物:清洁型C57BL/6小鼠72只,雌雄各半,3月龄,体重雄(28±2) g,雌(21±2) g,由北京维通利华实验动物技术有限公司提供。许可证号:[SCXK(京)2012-0001]。自由摄食进水,普通颗粒饲料饲养,于北京师范大学生命科学院实验动物中心饲养。
2.药物:补肾解毒方中药颗粒剂(熟地10 g、山茱萸12 g、山药10 g、牡丹皮10 g、茯苓10 g、泽泻10 g、冬虫夏草3 g、白花蛇舌草10 g)由北京康仁堂药业有限公司提供。
3.试剂及仪器:小鼠血清睾酮(T)、雌二醇(E2)、孕激素(P)、黄体生成素(LH)、卵泡雌激素(FSH)酶联免疫试剂盒(北京瑞格博科技发展有限公司,RGB 96T)。60Co γ射线辐射装置(北京师范大学化学学院)。
4.造模及给药方法:采用随机数表法分为6组,每组12只。分别为雌、雄性的空白对照组、辐射组、补肾解毒方组。于每日上午8 :00给予空白对照组与辐射组生理盐水0.2 ml灌胃,给予补肾解毒方组中药补肾解毒方剂0.2 ml灌胃,1次/d,连续灌胃10 d,第11天辐射组与补肾解毒方组接受一次性5 Gy 60Co γ射线的全身照射,吸收剂量率1 Gy/min,总时长5 min。照射后24 h,各组采用随机数表法抽取6只处死,检测性激素水平;补肾解毒方组继续补肾解毒方灌胃1次/d,共灌胃14 d,空白对照组与辐射组正常饮水饮食饲养,照射后第14天,其余小鼠处死取材,检测性激素水平。补肾解毒方组按照人体给药剂量等比例换算为小鼠给药剂量[2],剂量为13.50 g ·kg-1 ·d-1,故取20 g补肾解毒方中药颗粒加热溶解,配置成15 ml,浓度为1.38 g/ml的中药汤剂,现配现用。
5.指标测定:分别于γ射线照射后第1、14天摘除眼球采血(1±0.2) ml,4℃,3 000 r/min,离心半径8 cm,离心5 min,分离血清,置于-80℃冰箱保存。采用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)测定小鼠血清中性激素水平,其中包括雄性:T、LH、FSH;雌性:E2、P、LH、FSH。ELASA实验步骤:向预先包被了小鼠性激素单克隆抗体的酶标孔中加入相应性激素,加入生物素标记的性激素抗体,再与链霉亲和素-HRP结合,形成免疫复合物,经温育和洗涤后去除未结合的酶,加入底物A、B后产生蓝色,并在酸的作用下最终转化成黄色。最后产生颜色的深浅与样品中性激素浓度呈正相关。
6.统计学处理:计量资料以x ±s表示。采用SPSS 19.0软件进行分析。空白组与各处理组、处理组与处理组之间经正态性检验数据符合正态分布,采用独立样本t检验进行比较。P < 0.05为差异有统计学意义。
结果1.各组小鼠一般情况:空白对照组小鼠于饲养过程中饮食量、饮水量、大小便均正常,皮毛完整、光滑,毛色正常,行为活跃。受辐射后小鼠第1至14天出现精神萎靡,食量减少,毛色变暗的现象,个别小鼠出现胡须脱落表现,普遍体重减轻。
2.辐射后各组雄鼠T值比较:结果见表 1。由表 1可知,辐射后1 d,辐射组、补肾解毒方组与空白对照组相比有一定程度升高,但差异无统计学意义(P>0.05);辐射后14 d,各实验组均有不同程度降低,其中辐射组与辐射后1 d相比明显下降(t=-5.086,P < 0.05),并低于辐射后14 d空白对照组(t=-3.742,P < 0.05),补肾解毒方组与辐射后1 d相比,呈降低趋势(t=-3.250,P < 0.05),但接近于辐射后14 d空白对照组水平。
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表 1 不同处理组辐射后不同时间雄鼠睾酮的变化(nmol/L,x ±s) Table 1 Alteration of testosterone in male rats after radiation(nmol/L, x ±s) |
3.辐射后各组雌鼠E2比较:结果见表 2。由表 2可知,辐射后第1天,补肾解毒方组E2升高,与辐射组相比,差异有统计学意义(t=2.686,P < 0.01);辐射后第14天,辐射组、补肾解毒方组E2下降,明显低于空白对照组(t=-5.424、-3.178,P < 0.01)。
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表 2 不同处理组辐射后不同时间对雌鼠雌二醇的影响(ng/L,x ±s) Table 2 Alteration of estrogen in female rats after radiation(ng/L, x ±s) |
4.辐射后各组雌鼠P值比较:结果见表 3。由表 3可知,辐射后第1天3组差异无统计学意义(P>0.05);辐射后第14天辐射组、补肾解毒方组与辐射后较第1天下降(t=-2.690、-3.215,P < 0.05),且低于同时间点的空白对照组(t=-3.591、-3.923,P < 0.01),与E2变化趋势一致。
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表 3 不同处理组辐射后不同时间对雌鼠孕激素的影响(ng/ml,x ±s) Table 3 Alteration of progesterone in female rats after radiation(ng/ml, x ±s) |
5.辐射后雄、雌鼠FSH值比较:结果见表 4。由表 4可知,辐射后第1天,雌、雄鼠辐射组FSH水平与空白对照组相比均明显升高(t=4.305、-3.905,P < 0.01),且均高于补肾解毒方组(t=-4.904、-3.244,P < 0.01),而补肾解毒方组与空白对照组相比无明显变化;辐射后第14天,雄、雌鼠辐射组均明显低于辐射后第1天的水平(t=-3.841、-5.048,P < 0.01),且均与空白对照组有差别(t=4.642、-2.812,P < 0.05),雄鼠补肾解毒方组与辐射组存在差别(t=-3.905,P < 0.01),且比较接近空白对照组水平。
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表 4 各处理组辐射后雄、雌鼠卵泡雌激素的变化(mIU/ml,x ±s) Table 4 Alteration of FSH in male and female rats after radiation(mIU/ml, x ±s) |
6.辐射后雄、雌鼠LH值比较:结果见表 5。由表 5可知,辐射后第1天,辐射组、补肾解毒方组雄鼠LH水平升高,与空白对照组相比,差异有统计学意义(t=4.537、2.336,P < 0.01);辐射后第14天,补肾解毒方组恢复至正常水平,与辐射后第1天相比,差异有统计学意义(t=-5.624,P < 0.01),辐射组LH较辐射后第1天有所下降(t=-4.093,P < 0.01),但仍明显高于空白对照组、补肾解毒方组(t=2.963、4.044,P < 0.01)。辐射后第1、14天雌鼠各组间LH差异无统计学意义(P>0.05)。
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表 5 雄、雌鼠辐射后不同时间黄体生成素的变化(mIU/ml,x ±s) Table 5 Alteration of LH in male and female rats after radiation(mIU/ml, x ±s) |
讨论
针对放射工作人员的防护,中外研究人员均在积极研发抗辐射生物制剂,并取得了一定成果,但现有各种制剂仍存在一定缺陷,需要开发具有高效低毒且容易给药的新型辐射防护药物[3]。中草药在我国分布范围广泛,简单易得,含有大量可抗辐射的活性成分,而且有效剂量毒性较化学合成药物低,是较理想的抗辐射药物。石鹏展等[4]从火邪伤阴耗气、热扰心神、易致肿疡3个方面论述了辐射后出现的临床症状与火邪致病的关系。杨云霜等[5]发现上述辐射所致病症,从肾论治,“壮水之主,以制阳光”,应用六味地黄丸加减方常能取得较好疗效。六味地黄丸临床多用于由肾阴亏虚所引起的头晕耳鸣、腰膝酸软、遗精盗汗、消渴等症;经加减还可针对性用于前列腺增生,泌尿系统感染等疾病。本研究用方以六味地黄丸为基础,考虑辐射后脾胃腐熟水谷、消化吸收功能减弱,而熟地滋腻碍胃,故减少熟地剂量至10 g;加白花蛇舌草取其清热解毒、消痈散结之效[6],再入冬虫夏草补肺益肾,同时能够调节免疫[7],上述方药拟成补肾解毒方,扶正驱邪、标本兼治。本研究前期实验中分别应用5、6、7 Gy进行照射,其中6 Gy单纯照射30 d,死亡率达71.9%,本实验旨在观察电离辐射对生殖系统的作用,需较高存活率,故选用5 Gy,照射后观察时间仅14 d,时间较短,剂量较小,故实验中未有因电离辐射所致死亡情况。
生殖系统对辐射极其敏感,易受到辐射损伤,造成不孕不育、流产等现象。体内性激素水平的变化能较清晰地反映出机体生殖系统功能状态,可作为评价生殖系统损伤的指标之一。
男性不育多是由于精子形成及排出障碍引起,生殖系统对于辐射具有高敏感性,辐射常引起精子生成障碍,精子质量降低,进而造成暂时或永久性不育[8]。T由睾丸间质细胞分泌,辐射除造成间质细胞损伤外,常伴有睾丸支持细胞损伤。支持细胞可分泌雄激素结合蛋白,与雄激素结合提高间质细胞外环境雄激素水平,促进精子形成。此外,支持细胞还能分泌抑制素(Inhibin β)可有效调节垂体FSH分泌,人体内Inhibin β大部分均来自支持细胞[9]。有研究显示辐射后出现间质细胞损伤,T合成与分泌减少[10]。另有研究显示辐射后支持细胞损伤,Inhibin β分泌减少,对FSH抑制作用减弱,导致FSH升高,同时LH升高提示睾丸生殖功能的减退[11],本研究所得结果与其相一致,同时本实验补肾解毒方组T值减少及FSH、LH升高程度均较辐射组小,表明补肾解毒方能够减轻辐射对支持细胞和间质细胞损伤,并对其恢复起到促进作用。而本研究结果中,辐射后1 d,T水平变化不明显,可能为雄激素结合蛋白的减少导致雄激素扩散至血液,这与间质细胞分泌T减少形成抵消所致。
女性不育多因卵子成熟、排出障碍,以及子宫接受性差引起。垂体分泌FSH与LH通过血液循环作用于卵巢,一方面作用于卵泡,促进卵泡发育、分裂与成熟,另一方面促进卵巢分泌性腺类固醇,共同调节女子生殖功能。李冬春等[12]将大鼠卵巢摘除制造绝经大鼠模型,给予滋肾填精、大补真阴之补肾健骨汤治疗,治疗组E2水平出现明显升高,说明补肾阴类中药具有促进E2合成与分泌的功效。本研究辐射后1 d补肾解毒方组出现E2水平升高,可能为辐射前给予补肾解毒方所致。辐射后14 d辐射组与补肾解毒方组E2均出现降低,考虑为辐射导致卵巢颗粒细胞损伤,分泌雌激素能力减弱,辐射组P水平辐射后第14天出现降低,进一步证明了卵巢损伤的理论,这与潘晓燕等[13]的研究结果一致。本研究辐射后血清中FSH水平升高,为卵巢早衰或卵巢不敏感综合征的表现[14],可引起卵泡进行无排卵性消耗,进而导致女性不孕。补肾解毒方组小鼠E2降低水平与FSH波动均较小,说明补肾解毒方对电离辐射致小鼠生殖系统损伤具有防治作用。
综上所述,补肾解毒方可减轻辐射致雄鼠支持细胞与间质细胞损伤,并对其恢复起促进作用;对于雌鼠,可减轻辐射致卵巢功能减退并促进卵巢性腺类固醇分泌能力。同时,由于其高效低毒的特性,为防治辐射致生殖损伤的较理想防护剂,但因其成分复杂,故作用机制与靶点还需进一步研究。
利益冲突 本研究受中国人民解放军火箭军总医院青年科研创新基金(4173141B)资助;本文作者无可对实验结果产生影响的不正当的财务关系,在此对研究的独立性和科学性予以保证作者贡献声明 赵雪负责实验动物饲养与处理,实验数据分析,论文撰写与修改;杨云霜、张蓉负责总体实验策划,论文撰写指导;匡振坤负责实验动物饲养与图像采集;杜磊、石鹏展、余雷负责实验动物取材、指标测定、数据整理
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