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海藻多糖(SP13)是在蜈蚣藻(蜈蚣藻属Grateloupia)中获得的一种均一的硫酸化半乳聚糖,该多糖含量高,提取工艺简单。就国内研究来看,海藻多糖在抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、降血脂、降血糖、免疫增强等方面作用研究已经积累了相当多的资料。而对于海藻多糖抗凝血、抗血栓方面的研究报道甚少,对其作用的机制也不清楚。本研究首先通过复制尾静脉血栓、动静脉旁路血栓、急性脑血栓等各种动物血栓模型考察了海藻多糖抗血栓的药效学作用;并利用大鼠急性脑血栓模型,通过考察SP13对血栓形成的主要因素(如血液流变学、纤溶系统、凝血系统和血液成分的理化性质改变等因素)的影响,研究了SP13抗血栓作用的机制,旨在为进一步开发海藻多糖作为抗凝、抗血栓作用药物提供实验和理论依据。
一、海藻多糖抗血栓作用研究
1.SP13对小鼠凝血时间(CT)的影响
将小鼠随机分为五组:对照组,SP13低剂量组(6.5mg/kg)、SP13中剂量组(13.0mg/kg)、SP13高剂量组(26.0mg/kg),阳性对照药低分子肝素(LMWH)组(600IU/kg)。各组动物均按0.2ml/10g每天灌胃给予药液(对照组给予等量生理盐水)1次,连续给药7天后,通过玻片法和毛细玻管法观察其对小鼠凝血时间(CT)的影响。结果表明,与对照组比较,SP13中(13.0mg/kg)、高(26.0mg/kg)剂量组能明显延长正常小鼠的凝血时间(P<0.05),呈剂量依赖性趋势。提示SP13预防口服给药能明显延长凝血时间,具有明显抗凝作用。
2.小鼠尾静脉血栓模型
同上将小鼠随机分为五组,各组动物均按0.2ml/10g每天灌胃给予药液(对照组给予等量生理盐水)1次,连续给药7天后,通过角叉菜胶诱导小鼠尾静脉血栓形成,观察SP13对小鼠尾静脉血栓形成的影响。结果表明,与对照组比较,SP13低(6.5mg/kg)、中(13.0mg/kg)、高(26.0mg/kg)剂量组均能明显抑制小鼠尾静脉血栓的形成作用(P<0.05,P<0.01),并呈剂量依赖性趋势。提示SP13预防口服给药能明显抑制静脉血栓的形成。
3.大鼠动静脉旁路血栓模型
将大鼠随机分为五组:对照组,SP13低剂量组(4.5mg/kg)、SP13中剂量组(9.0mg/kg)、SP13高剂量组(18.0mg/kg),阳性对照药LMWH组(400IU/kg),各组动物均按1.0ml/100g每天灌胃给予药液(对照组给予等量生理盐水)1次,连续给药7天后检测SP13对大鼠动静脉旁路血栓形成的影响。结果发现与对照组比较,SP13中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组能显著抑制大鼠动静脉旁路血栓形成(P<0.05,P<0.01),抑制率分别为24.60%和34.13%。提示SP13预防口服给药能明显抑制动静脉血栓的形成。
4.大鼠急性脑血栓模型
同上将大鼠随机分为五组,各组动物均按1.0ml/100g每天灌胃给予药液(对照组给予等量生理盐水)1次,连续给药7天。采用从颈总动脉注入血栓诱导剂诱导血栓形成的方法,建立大鼠急性脑血栓模型,通过测定脑组织中伊文思蓝含量和脑重,观察SP13对急性脑血栓形成的影响。结果表明,与对照组比较,SP13中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组能明显减少栓塞侧脑组织中伊文思蓝的含量(P<0.05)。提示SP13预防口服给药能明显抑制大鼠脑血栓的形成。
二、海藻多糖抗血栓作用的机制研究
将大鼠随机分为假手术组,模型组,SP13低剂量组(4.5mg/kg)、SP13中剂量组(9.0mg/kg)、SP13高剂量组(18.0mg/kg),阳性对照药LMWH组(400IU/kg),各组动物均按1.0ml/100g每天灌胃给予药液(假手术组和模型组给予等量生理盐水)1次,连续给药7天。采用从颈总动脉注入血栓诱导剂诱导血栓形成的方法,建立大鼠脑血栓模型,考察SP13对下列指标的影响:
1.局部脑组织血流量(rCBF)
模型组大鼠rCBF明显减少,与假手术组比较有显著性差异(P<0.01);连续给药7天后,与模型组比较,SP13中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组能明显增加大鼠rCBF。
2.血液流变学指标检测
大鼠的血液流变学多项指标(全血低切粘度LBD、全血中切粘度MBD、全血高切粘度HBD和血浆粘度ηp)。与假手术组比较,模型组全血LBD、MBD、HBD和ηp都明显增高(P<0.05),提示大鼠血液的高凝状态可能是急性脑血栓形成的病理基础。连续给药7天后,与模型组比较,SP13低(4.5mg/kg)、中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组均呈现全血LBD、MBD、HBD和ηp降低的趋势;SP13中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组在降低ηp方面效果明显(P<0.05),SP13高(18.0mg/kg)剂量组能显著降低全血HBD(P<0.05)。显示SP13预防口服给药能明显降低血液粘度、改善血液的高凝状态。
3.优球蛋白溶解时间(ELT)
与假手术组比较,模型组ELT明显延长(P<0.05),提示大鼠血液的纤溶系统平衡功能的紊乱可能与脑血栓的形成有关。连续给药7天后,与模型组比较,SP13低(4.5mg/kg)、中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组均能不同程度的缩短ELT,其中以SP13高(18.0mg/kg)剂量组的作用明显(P<0.05)。提示SP13抗血栓形成机制与纤溶系统有关。
4.血清纤维蛋白降解产物(FDP)
与假手术组比较,模型组纤维蛋白降解产物(FDP)明显增加。连续给药7天后,与模型组比较,SP13低(4.5mg/kg)、中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组和阳性对照药LMWH组(400IU/kg)均无显著差异。显示SP13对纤溶系统影响不明显。
5.凝血酶原时间(PT)和凝血酶时间(TT)的影响
与假手术组比较,SP13中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组可明显延长大鼠凝血酶原时间(PT)和凝血酶时间(TT)(P<0.05,P<0.01)。显示SP13预防口服给药能通过影响凝血功能发挥抗血栓形成的作用。
6.二磷酸腺苷(ADP)诱导的大鼠全血血小板聚集
与假手术组比较,模型组血小板最大聚集度明显增高(P<0.01),提示大鼠急性脑血栓的形成与全血血小板聚集增强有关。连续给药7天后,与模型组比较,SP13低(4.5mg/kg)、中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组均对ADP诱导的大鼠全血血小板聚集均有明显的抑制作用,而且随着剂量的增加抑制作用逐渐增强,呈剂量依赖性趋势。(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。
7.血栓素A2(TXA2)和前列腺素12(PGI2)的比例
与假手术组比较,模型组PGI2含量显著减少,TXA2含量明显增高,TXA2/PGI2明显增加(P<0.001),提示大鼠急性脑血栓形成与血小板被活化,促进血栓形成有关。连续给药7天后,与模型组比较,SP13低(4.5mg/kg)、中(9.0mg/kg)、高(18.0mg/kg)剂量组均能不同程度地升高PGI2的含量,降低TXA2的含量,明显降低异常升高的TXA2/PGI2比值(P<0.05,P<0.05,P<0.01)。
结论:
1.SP13能明显延长小鼠体外凝血时间和抑制小鼠尾静脉血栓形成;
2.SP13能明显抑制大鼠动静脉旁路血栓以及脑血栓形成:
3.在大鼠急性脑血栓模型的实验中,SP13能增加大鼠的局部脑组织血流量(rCBF);改善全血粘度和血浆粘度;缩短优球蛋白溶解时间(ELT);明显延长凝血酶原时间(PT)和凝血酶时间(TT);明显抑制ADP诱导的血小板聚集;并不同程度的升高PGI2的含量,降低TXA2的含量,明显降低异常升高的TXA2/PGI2比值;
4.在大鼠急性脑血栓模型的实验中,SP13对血清纤维蛋白降解产物(FDP)的影响则不明显,提示SP13可能并非通过激活纤溶系统促进血栓溶解而发挥抗血栓作用。
综上所述,海藻多糖(SP13)具有明显的抗血栓作用,其机制与其抑制血小板聚集,降低血液粘度,改善血液的高凝状态,延长凝血酶时间以及凝血酶原时间等密切相关。
创新点:
本论文利用多种动物血栓模型研究了海藻多糖抗血栓作用及其机制,发现了海藻多糖主要通过抑制凝血系统及血小板聚集,并非通过激活纤溶系统促进血栓溶解而发挥抗血栓作用。对海藻多糖抗血栓作用的机制有新的发现。