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调肝治法方药抗心理应激损伤的部分神经免疫学机制研究

史亚飞

   一、文献综述与理论探讨 心理应激是机体通过认识、评价而察觉到应激原的威胁时引起的心理、生理机能改变的过程。随着社会发展和各方面竞争压力的增加,心理应激已成为一个不可忽视的因素威胁着人类健康。明确作为“观念性”的心理社会刺激以及由此产生的心理活动是如何转变为“物质的”生理反应的机制是研究应激机制与应对方式的关键内容。 从病理生理学的角度来看,应激是指机体在受到各种强烈因素刺激时所出现的以交感神经兴奋和垂体-肾上腺皮质分泌为主的一系列神经内分泌反应,进而引起各种机能和代谢的进一步改变。机体应激系统可分为位于中枢的神经指挥系统和外周的效应器官与功能,前者以下丘脑、海马部位为主,后者则是下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴、传出交感/肾上腺體质系统和副交感系统两大系统的作用下完成。其中,HPA轴是应激作用的主要途径,在心理应激反应中起关键性作用。而不同的性别与年龄直接影响着心理应激反应的方式与强度。 免疫系统是HPA轴外周作用的主要靶点,研究应激及其应付方式对免疫功能的影响是心理神经免疫学研究的热点之一。在多种应激条件下人体免疫功能发生变化,主要以免疫功能抑制为主。T淋巴细胞是机体免疫系统内功能最重要的免疫细胞,正常情况下,各T淋巴细胞亚群相互作用,维持着机体正常的免疫功能,当不同淋巴细胞亚群的数量和功能发生异常时,就可导致机体细胞免疫功能紊乱。研究表明,HPA轴是应激过程中免疫应答调节的主要途径,除糖皮质激素外,CRH和ACTH也均参与免疫调节。而在中枢,HPA轴应激反应的高位调节中枢是海马。大量研究表明,正常海马可抑制HPA轴的活性,参与了应激过程HPA轴的抑制性调节,促进应激状态下亢进的HPA轴恢复到基础水平,同时,海马不仅是HPA轴应激反应的高位调节中枢,而且是应激损伤的敏感区。应激性海马损伤与HPA轴功能亢进是神经内分泌系统应激反应的恶性循环结果。 中医学虽没有“心理应激”这一概念,但中医脏象及七情学说很早就认识到不良的环境或精神刺激与躯体疾病的发生发展有着密切的关系。应激是机体对意外刺激做出的非特异性全身反应,涉及各组织器官,因而中医药抗应激的研究也需涉及多个脏腑。目前中药复方抗心理应激损伤的研究多以情志立论,从肝、肾、心、脾入手,检测指标多为抗应激能力行为学指标和神经—内分泌—免疫系统等指标为主。但从理论基础、临床应用、实验研究三方面来看,情志调节核心在于五脏,而肝脏在其中起着主要作用。肝郁证候存在心理应激的障碍,病理机制涉及神经内分泌免疫等调节网络,但现代分子生物学的研究还不能充分地解释中医整体水平上的肝郁证候的理论。从心理应激反应来研究肝脏象的中医证候是近几年研究的热点。 本研究团队以往一系列研究亦表明:中医肝主疏泄调畅情志的功能在实现对下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统的整体性调节上,还可能存在着一定的具体的中枢神经机制;在作用机理上体现出局部(中枢神经机制)与整体(NIM网络)的有机统一。并且以加味四逆散(JWSNS)为调肝治法方药之代表方,采用“方-证-效-脏腑功能本质”的研究思路,对慢性应激损伤及调肝方药的作用机制进行了一系列的研究,探讨肝主疏泄调畅情志功能的中枢神经生物学机制,其具体机制有待一步探讨。 心理应激动物模型的建立是开展心理应激机制研究的基础,但某些重要环节的偏差与设计仍影响着中医药抗心理应激损伤机理的阐明。例如,心理应激模型中常用的应激源包括束缚和制动、条件反射性电击足等或多或少均含有一定的躯体性应激成份,某种程度上影响着单纯心理应激作用机制的阐明。Willner等受CUS模型启发于1987年提出了“慢性轻度不可预知的应激模型”主要是将动物长时间的暴露在多种不可预知的应激源下,这些应激源包括不定期的禁水、禁食、震动、电击、游泳等,由此引起动物对奖励刺激的缺乏,是抑郁的重要表现,更真实的模拟了人们在现实生活中遭遇的“困难”,可以认为此应激模型是一种有效的抑郁性应激模型。 鉴于HPA轴及其海马中枢调控在NIM网络调节机制中的重要作用,有必要进一步探讨与阐明HPA轴及其海马中枢调控作用在肝主疏泄调畅情志功能的具体机制。在动物模型不断改进的基础上,不断接近肝主疏泄调畅情志的HPA调控作用机制的实质。在上述理论基础支持下,本论文旨在进一步研究不同性别、年龄情况下慢性心理应激反应损伤的HPA轴等神经内分泌免疫学作用机制,以及中药复方对其的干预作用,为最终从整体上阐明心理应激作用机制及中医调肝治法方药抗心理应激损伤的作用机理奠定基础。 二、研究目标与内容 研究目标:开展调肝方药——加味四逆散(JWSNS)抗心理应激损伤HPA轴作用方式及其神经内分泌免疫变化的实验研究,尝试阐明调肝治法抗不良心理应激损伤的神经内分泌作用机制,探求安全有效的中医药抗心理应激方法。进而,从细胞及分子水平进一步探讨调肝方药一加味四逆散(JWSNS)在心理应激损伤状态下多层次、多靶点调控NIM网络的作用机制,更加深入揭示加味四逆散抗心理应激损伤的神经免疫学的物质基础及其作用方式。 研究内容:建立慢性轻度不可预计应激损伤大鼠模型,检测各试验组分中免疫功能的变化,及其神经内分泌调控过程中外周与中枢各类激素等主要生化指标与病理改变,观察调肝方药JWSNS的调控作用,以HPA轴为重点,探讨其作用可能的机制与途径,研讨调畅情志疏肝之法在抗心理应激损伤中的作用机理。 药物组成与立法:JWSNS组成:柴胡5g、白芍15g、枳壳6g、枸杞子15g、山栀5g、干地黄18g、石决明30g。药材由本校第一附属医院药房提供,经药剂科鉴定均为纯正药材。制备后置4℃冰箱内保存备用。各治疗组分别于应激造模前1h给予加味四逆散2ml灌胃。 动物模型制作与分组:经慢性轻度不可预计应激动物模型改制而成,去除以往采用模型中电击应激源的设置,减轻应激源的造模作用强度,以减少躯体因素的因素。接受应激处理的组别大鼠单独放在一间独立的房间,在21天接受不同应激源的刺激,应激源包括有限制空间1h,45度斜笼7h、湿笼17h(湿笼是200g铺料倒100ml水,使垫料湿透)、新入侵者(两笼并笼)23h、持续光照36h、空瓶1h、禁食禁水23h。 (一)慢性轻度不可预计应激损伤大鼠模型的建立 本实验目的在于建立慢性轻度不可预计应激模型,观察不同年龄、性别大鼠模型的特征。用表面效度、结构效度和预测效度三个效度对其进行综合评价。大鼠基本状况观察结果表明,随着造模工作的进行,模型组大鼠整体状况不断明显下降,焦虑,烦躁不安,排便增多,部分过程拒绝,呼吸急促,毛色发黯,发黄,存在修饰行为,但不断减少,直到基本消失。治疗组整体状态强于模型组,但略弱于正常组,表现为较安静,毛色虽杂乱,但略有光泽,修饰行为减少,抵抗行为减少,表明经中药复方JWSNS组干预,基本状况有好转,但在应激源未解除之前,仍较疲倦。糖水消耗偏爱度是判断大鼠抑郁应激程度的重要指标。数据表明,模型大鼠糖水消耗偏爱度减少,提示模型成功,而中药复方JWSNS干预,糖水消耗偏爱度显著提高,与正常组无显著差异,提示中药复方JWSNS可能干预慢性心理应激损伤,此结果与以往一致。其中,幼年鼠正常组因处于生长期,糖水消耗偏爱度随体重呈增长趋势,但模型组三周后糖水消耗偏爱度显著减少(p<0.01),表明慢性应激对其产生较为严重的损伤,导致其不升反降;成年鼠正常组糖水消耗偏爱度未显示随体重而增长趋势,模型组三周后糖水消耗显著减少(p<0.01),经中药治疗有显著改善(p<0.01),表现出一定的稳定性。体重方面,各组正常大鼠体重增长平稳,雄性组略快,而经造模后体重增长显著变缓(p<0.01),提示长时间应激导致机体的综合状况显著下降,经治疗后有改善,但与正常组相比仍有显著差异(p<0.01),无法复原,表明中药复方可以有效缓解其应激状态,但无法改变其只要应激源持续存在就必然所造成的损伤与压力。 性别是影响应激作用的重要因素。结果表明,就心理应激而言,雌性和雄性动物之间存在显著的性别差异,两种动物在行为表现、内分泌和病理生理等多个方面也存在显著差别。雌雄间比较,雄性对糖水消耗偏爱度更为稳定一些,总体趋势呈下降;雌性大鼠则在第一周即出现显著下降,随后又有所恢复,进而第三周又显著下降,提示雌性可能对急性应激更为强烈,进而转为慢性应激状态。 (二)加味四逆散对慢性心理应激大鼠下丘脑—垂体—靶腺轴的调节 本实验旨在观察慢性心理应激状态下大鼠肾上腺、甲状腺、性腺轴的外周分泌激素的改变及其主要作用途径。本研究结果显示,成年组雄激素有显著改变,雌性激素有改变趋势,而T3、T4含量无明显改变。表现为,雄性造模组雄激素显著升高(p<0.01),经JWSNS治疗后下降与正常组无显著差异,提示心理应激对成年雄性大鼠HPG外周功能造成了影响,经中药干预后显著下降,很好地起到调控应激损伤的作用;HPA轴是慢性心理应激反应的主要途径。本实验结果显示,慢性应激作用下HPA轴发生了显著变化,而雌雄间显示一定的差异。 从HPA轴整体分泌上来看,本实验充分显示出CRH、ACTH、CORT三者间的相互作用确实存在,同时也可解释本实验当中,雌雄组间不同的变化趋势及多组数据仅有趋势而无显著差异的结果。例如,本实验总的趋势是HPA轴的激活与亢进状态,但雌性组却CORT仅显示出趋势,其机制有待进一步阐明,但结合ACTH的显著下降,是否可以看出ACTH对其的调控作用,即正是由于模型组ACTH的减少,从而使CORT的升高变缓。雄性组方面,ACTH的变化仅有升高趋势,其同样存在CORT显著升高后,对其的反馈性调节,从而导致其增高的显著性变化减弱。而下丘脑CRH显著高于对照组,可能是对下丘脑对血浆ACTH、CORT改变的反馈性调控的结果。 本次实验结果显示,与正常组相比,模型组肾上腺皮质其形态学发生改变,提示慢性心理应激大鼠肾上腺内分泌功能处于亢奋状态,表现为皮质增生明显,细胞密度增高等,而中药治疗组明显好转,表明中药复方对肾上腺内分泌激素的分泌有很好的调控作用,可抑制其皮质增生,进而减缓糖皮质激素的分泌。结合其免疫功能显著抑制与降低,表明二者间的一定的因果关系。 (三)加味四逆散对慢性心理应激大鼠免疫功能的调节 本实验旨在观察慢性应激状态下大鼠免疫功能的变化,探讨其与神经内分泌改变的关系,尝试明确其HPA轴主要作用途径。结果表明,模型各组大鼠胸腺指数显著降低,经中药复方干预后,胸腺指数显著回升,表明中医复方JWSNS可以有效提高应激反应后的免疫功能改变。模型各组胸腺形态学发生严重改变,反映出慢性应激反应后大鼠免疫抑制显著,经中医复方JWSNS治疗后器官形态有显著改善,提示可以有效提高应激反应后的免疫功能改变。T淋巴细胞是机体免疫系统内功能最重要的免疫细胞,对人体免疫功能有重要的调节作用,本次实验结果表明,雌性大鼠模型组CD3+、CD4+、CDS+均呈下降,CD3+下降有显著差异(p<0.05),经中药复方治疗后T淋巴细胞亚群CD3+、CD4+显著回升,CDS+呈上升趋势,并高于正常组,也显示出雌性对应激干预手段与药物的敏感性;而雄性组方面,模型组T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+)均有所下降,经中药复方JWSNS治疗后,有所回升,但均未达到统计学意义。模型各组CD4+与CDS+比值呈下降趋势,中药复方各组有所提高,但未有统计学意义,可能与实验大鼠例数相对较少有关,尚需进一步观察与探讨。雌雄间比较显示,雄性应激免疫抑制趋势更加明显一些,与以往报道一致。 (四)加味四逆散对慢性心理应激大鼠海马神经元的保护作用 观察慢性应激状态下大鼠中枢海马神经元的变化,探讨其对外周神经内分泌改变的调控,尝试明确其对HPA轴主要作用途径。海马不仅是应激反应的高级调节中枢也是应激损伤的敏感区。本次研究结果表明,与正常组相比,雌雄模型组细胞凋亡率均明显增加,海马光密度值显著低于正常组,海马组织损伤明显高于正常组;与模型组相比,雌雄JWSNS组海马神经元凋亡率明显下降,JWSNS能明显升高应激大鼠海马光密度值,减轻组织损伤,提示不可预计应激模型大鼠已引起海马神经元的形态发生变化,出现海马损伤及神经元细胞的凋亡。而经加味四逆散治疗干预后,海马组织损伤明显降低,表明其可能很好的缓解海马损伤与神经元细胞的调亡,具有较好的海马神经元保护作用。 三、研究结论 1.本实验对慢性不可预计心理应激大鼠模型和复制与改制较为成功,从表面效度、结构效度和预测效度三个效度对其进行综合评价,表明该模型大鼠行为学表现与人类相应的情绪表现具有一定的相似性;其反映出一定的情绪障碍的行为学和生理学的基本特征,以及共同的神经生物学机制——HPA轴的调控等。而中药复方JWSNS可有效调控慢性心理应激状态下机体的NIM网络改变。 2.慢性心理应激反应的神经内分泌通路主要是HPA系统,此系统的激活是应激性外周躯体反应、免疫功能紊乱等的生理学基础,而中药复方JWSNS可有效调控HPA轴,提示其抗应激损伤作用机制与HPA轴密切相关。 3.慢性心理应激反应在不同性别中存在一定差异。心理应激可影响到下丘脑—垂体—性腺(HPG)轴的功能,JWSNS显示出对HPG一定的调控作用,但由于不同性别性腺激素分泌的复杂性,JWSNS作用机制与方式有待进一研究。 3.慢性应激状态下免疫功能显著抑制,中药复方JWSNS可有效改善其免疫功能。 4.研究结果表明,慢性应激反应大鼠海马神经元凋亡率显著升高,提示海马神经元死亡增加,从而影响到对应激及HPA轴的调控。中药复方JWSNS可有效降低海马神经元凋亡,提示其抗应激损伤的中枢作用机制与海马密切相关。 四、存在问题与研究展望 因受时间、经费的限制,大鼠模型的复制与评价,及其神经内分泌免疫整体调节功能的阐明仍需进一步完善,尤其是其他调节途径的明确。同时,慢性心理应激反应损伤海马神经元的机制非常复杂,单纯的细胞凋亡的研究仅仅是开始。其作用通路与信号传导机制仍需进一步研讨。研究初步表明,JWSNS可以有效抗应激损伤,其作用途径与HPA轴及海马中枢关系密切,但作为复方,其真正起效的有效部分是什么,相应活性成分的主要作用途径是什么,将是我们今后研究的重点。……   
[关键词]:加味四逆散;心理应激;神经免疫
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:广州中医药大学2007年