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三七总皂苷对小鼠巨大肩袖损伤后肌肉退变的影响

2024-10-10 43 上传者：管理员

摘要：目的探讨三七总皂苷对小鼠巨大肩袖损伤后肌肉退变的影响。方法取80只C57BL/6J小鼠随机分成对照组、模型组、三七总皂苷低、高剂量组，每组20只，其中肌肉力量测试使用10只、步态和形态学分析使用10只。对照组切开小鼠右肩皮肤后缝合；模型组左侧为健侧、行右侧肩关节手术造模；三七总皂苷低、高剂量组在造模后腹腔注射三七皂苷30、60 mg/kg, 1次/d,连续6 w。末次注射完成后次日评估小鼠的爪印面积、步长，之后取出造模侧和健侧的冈上肌，称量并计算湿肌质量减少率，将肌肉组织快速冷冻切片，油红O染色观察脂肪情况，Masson染色评估肌纤维和胶原纤维的损伤情况。取各组另外10只小鼠，评估冈上肌肉收缩力。结果各组爪印面积、步长比较差异均有统计学意义(P<0.05);其中模型组爪印面积、步长明显低于对照组，三七总皂苷低、高剂量组爪印面积、步长明显高于模型组，三七总皂苷高剂量组爪印面积、步长明显高于三七总皂苷低剂量组(均P<0.05)。各组湿肌质量减少率、肌纤维横截面积、冈上肌肌肉收缩力、肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比比较差异均有统计学意义(P<0.05);其中模型组湿肌质量减少率、肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比明显高于对照组，肌纤维横截面积、冈上肌肌肉收缩力显著低于对照组(P<0.05,P<0.01);七总皂苷低、高剂量组湿肌质量减少率、肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比明显低于模型组，肌纤维横截面积、冈上肌肌肉收缩力明显高于模型组(P<0.05,P<0.01);其中三七总皂苷高剂量组改善效果显著高于七总皂苷低剂量组(P<0.01)。结论三七总皂苷能够有效减轻小鼠巨大肩袖损伤后肩袖肌萎缩、肌肉脂肪浸润和纤维化，改善肌肉收缩力。

关键词：
三七总皂苷
巨大肩袖损伤
老年人
肌肉萎缩
脂肪浸润
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老年人群中肩袖损伤与退行性改变有关，临床以保守治疗和肩袖修补术、肩关节置换术治疗为主，由于老年患者肌肉和肌腱再生能力较弱，治疗难度高、预后不理想[1]。中药在肩袖损伤治疗中具有一定的应用价值，部分内服中药能够活血化瘀、舒筋活络，帮助改善血液循环、促进局部血肿的吸收、加快肌肉组织的修复[2];活血化瘀、消肿镇痛的外用中药可直接作用于受伤部位，促进局部血液循环，缓解疼痛[3];此外，针灸、艾灸、拔罐等中医疗法能够促进局部气血流通，缓解肌肉紧张和疼痛[4]。三七可被用于治疗创伤、术后出血、心脑血管疾病、癌症辅助治疗等[5];总皂苷是三七的主要有效成分之一，是其发挥药理作用的关键[6],但目前关于三七总皂苷对巨大肩袖损伤后肌肉退变影响的研究仍十分少见。本研究通过构建小鼠右肩关节肩袖损伤模型，探讨三七总皂苷对巨大肩袖损伤后肌肉退变的影响。

1、材料与方法

1.1 动物与主要试剂

健康雌性C57BL/6J小鼠，体质量(20.0±0.5)g, 由广东省医学实验动物中心提供，许可证号：SCXK(粤)2022-0063。自由饮食、进水，适应性喂养1 w后进行实验。三七总皂苷购于南京复苏生物有限公司，纯度≥90%,批号2022082;油红O染色试剂购于湖北特斯科化工有限公司；Masson染色试剂购于北京晶莱华科生物有限公司。

1.2 分组与手术建模

取80只C57BL/6J小鼠随机分成对照组、模型组、三七总皂苷低、高剂量组，每组20只，其中肌肉力量测试使用10只、步态和形态学分析使用10只。对照组只进行假手术处理，将小鼠右肩皮肤用灭菌处理的手术刀切开，将肩袖、肩胛上神经暴露后逐层进行缝合，之后每日腹腔注射0.5 ml 0.9%氯化钠注射液；模型组手术建模后每日腹腔注射0.5 ml 0.9%氯化钠注射液；三七总皂苷低剂量组手术建模后每日腹腔注射三七皂苷30 mg/kg; 三七总皂苷高剂量组手术建模后每日腹腔注射三七皂苷60 mg/kg; 各组均腹腔注射6 w。手术建模过程如下：小鼠左侧为健侧，行右侧肩关节手术，首先吸入浓度为1%～5%的异氟烷进行全身麻醉并监测生命体征；通过皮肤切口暴露肌肉和神经，手术过程中应尽量减少对周围组织的损伤并确保术中无菌操作以避免感染，暴露肩胛上神经并使用聚乙烯条捆绑造成卡压，逐层缝合皮肤和肌肉。

1.3 各组步态分析

连续腹腔注射6 w后使用全自动步态分析仪进行步态分析，设置小鼠在仪器上以10 cm/s的速度行走10 s, 当小鼠站立时右前爪会接触到传感器，通过步态分析仪上的传感器来测量爪印面积，能够反映小鼠右侧前肢负重程度；同时测量小鼠的步长，即两个前爪中心部之间的距离，能够反映小鼠行走时的步态稳定性和行走功能。

1.4 肌肉萎缩情况和形态学检测

步态分析结束后将小鼠放在一个封闭的容器中，吸入过量的二氧化碳，小鼠因窒息而死亡，迅速进行颈椎脱臼，取出造模侧和健侧的冈上肌，使用电子天平称量并记录质量，通过计算造模侧和健侧冈上肌的质量差异可得到湿肌质量减少率，作为肌肉萎缩程度的初步评估。将肌肉组织快速冷冻并在低温下切割成10 μm的薄片，油红O染色观察脂肪情况，Masson染色评估肌纤维和胶原纤维的损伤情况，显微镜下观察并拍照，使用ImageJ软件处理、分析、量化图像，计算冈上肌中腹部5个区域内肌纤维横截面积、胶原纤维面积、肌脂肪浸润面积占比。

1.5 肌肉生物力学测试

连续腹腔注射6 w后取各组另外10只小鼠，麻醉后解剖，使用手术器械移除斜方肌和三角肌，显露出冈上肌和肩胛冈，围绕冈上肌远端肌腱部分和近端部分进行缝合以修复肌腱的撕裂；切开肩胛骨、横穿肩胛骨并切开肱骨，以便更好地评估肌肉的生物力学性能。在评估肌肉收缩力之前需固定冈上肌的两侧，以确保肌肉在测试过程中保持稳定，使用生物信号记录和分析系统评估冈上肌的收缩力。

1.6 统计学分析

采用SPSS25.0软件进行方差分析、t检验。

2、结果

2.1 各组爪印面积、步长比较

各组爪印面积、步长比较差异均有统计学意义(P<0.05);其中模型组爪印面积、步长明显低于对照组，三七总皂苷低、高剂量组爪印面积、步长明显高于模型组，三七总皂苷高剂量组爪印面积、步长明显高于三七总皂苷低剂量组(均P<0.05)。见表1。

2.2 各组冈上肌肌肉萎缩情况比较

各组湿肌质量减少率、肌纤维横截面积比较差异均有统计学意义(P<0.001);其中模型组湿肌质量减少率明显高于对照组，肌纤维横截面积明显低于对照组(P<0.01);七总皂苷低、高剂量组湿肌质量减少率明显低于模型组，肌纤维横截面积明显高于模型组，其中三七总皂苷高剂量组小鼠改善效果明显高于七总皂苷低剂量组(均P<0.01)。见表1。

2.3 各组冈上肌肉收缩力比较

模型组冈上肌肉收缩力明显低于对照组，七总皂苷低、高剂量组冈上肌肉收缩力明显高于模型组，三七总皂苷高剂量组冈上肌肉收缩力明显高于三七总皂苷低剂量组(均P<0.05)。见表1。

2.4 各组冈上肌脂肪浸润和纤维化程度比较

各组肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比比较差异均有统计学意义(P<0.05);其中模型组肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比明显高于对照组，七总皂苷低、高剂量组肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比明显低于模型组，三七总皂苷高剂量组小鼠肌脂肪浸润面积占比、胶原纤维面积占比明显低于七总皂苷低剂量组(均P<0.05)。见表1。

与对照组相比：1)P<0.05,2)P<0.01;与模型组相比：3)P<0.05,4)P<0.01;与三七总皂苷低剂量组相比：5)P<0.05,6)P<0.01

表1 各组爪印面积、步长、冈上肌肌肉萎缩情况比较

3、讨论

肩袖损伤与外伤所致的肩袖损伤不同，多数老年患者由于长期退行性改变和肩袖组织退化所致；临床表现主要为肩关节的疼痛和活动功能障碍，特别是肩关节的外展和旋转活动，由于夜间肌肉松弛，疼痛可能更为明显，影响患者的睡眠质量[7]。受老年人肌肉和肌腱再生能力下降的影响，临床治疗面临一定挑战，需综合考虑患者的整体健康状况和治疗耐受性[8]。中医理论中肩袖损伤是由于外伤、劳损、风寒侵袭导致局部气血运行不畅、脉络瘀阻，从而引发疼痛和功能障碍[9]。总皂苷具有抗凝血和止血、抗血栓形成、活血化瘀、抗炎、抗氧化、保护心血管、抗肿瘤等多种药理学作用[10]。小鼠的爪印面积可被用来评估肌肉力量或者恢复程度，步长是衡量动物活动能力的一个重要指标，受伤后步长的改变可能反映肌肉功能的退变情况[11];三七总皂苷干预后能够有效改善右肩关节肩袖损伤小鼠的肌肉功能。

冈上肌肌肉萎缩是肌肉出现质量和力量下降的现象，可能与长期不运动、营养不良、疾病影响等因素有关[12]。湿肌质量减少指肌肉的含水量下降，常伴随肌肉萎缩[13];萎缩的肌肉中不仅肌肉纤维的数量减少，其横截面积也会减小，肌肉纤维横截面积是衡量肌肉萎缩程度的一个重要指标，直接与肌肉力量有关，当肌肉纤维横截面积减小时，肌肉力量和运动能力均会受到影响[14]。本研究提示，三七总皂苷能够有效改善右肩关节肩袖损伤小鼠冈上肌肌肉萎缩程度。当小鼠遭受肩袖损伤时通常表现为冈上肌肌肉收缩力下降，可能由外伤、重复性劳损、疾病引起；损伤后小鼠可能会出现疼痛、关节活动受限和肌肉萎缩等症状，肌肉萎缩会导致肌肉质量和肌纤维横截面积减少，直接影响了肌肉的收缩力和功能[15]。本研究结果说明，七总皂苷能够有效提高右肩关节肩袖损伤小鼠的肌肉收缩力，改善症状。

脂肪浸润和纤维化是两种与肌肉萎缩和肌肉功能下降有关的病理变化，其中脂肪浸润是脂肪细胞渗透到肌肉组织中的现象，在长期不运动、营养不良、疾病或衰老等情况下肌肉组织可能受损，导致脂肪细胞进入肌肉组织，从而引起脂肪浸润[16]。脂肪浸润不仅影响肌肉的外观，还会影响肌肉的收缩力和功能；脂肪细胞的增多还会导致肌肉组织的代谢紊乱，进一步加剧肌肉萎缩[17]。纤维化是指肌肉组织中胶原纤维的过度沉积，这通常发生在肌肉损伤后[18]。在纤维化过程中正常的肌肉组织和肌纤维被胶原纤维所取代，导致肌肉组织的弹性下降，影响肌肉的收缩和放松能力[19]。此外，纤维化是肌肉萎缩的一个特征，会使肌肉变僵硬，减少原有的灵活性[20]。本研究结果提示，三七总皂苷能够有效改善巨大肩袖损伤后肌肉退变，促进肩袖肌肉力量和肢体功能的恢复。

参考文献:

1张玉龙,焦成,荣林.全关节镜下肩袖修补术对老年肩袖损伤患者术后72 h内疼痛程度和并发症的影响[J].中国骨伤,2022;35(10):971-6.

2陈明峰,林玲香,周健.中医药疗法治疗肩袖损伤的研究进展[J].中医正骨,2021;33(1):38-42.

3梁浩瀚,崔伟,张鸿升,等.肩袖损伤的诊疗进展[J].局解手术学杂志,2022;31(6):552-6.

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6梁晓莲,刘纤纤,李文莉,等.三七总皂苷药理作用及临床应用研究进展[J].湖北农业科学,2021;60(6):15-9.

9朱周玮,刘旺鑫,孙晖晖,等.肩袖损伤治疗研究进展[J].新中医,2021;53(23):27-30.

10林子璇,刘飞祥,赵玉男,等.人参“补气”和三七“补血”抗疲劳的共同作用机制和效用比较[J].中国实验方剂学杂志,2020;26(15):81-9.

12张广瑞,刘嘉鑫,吴定,等.肩袖损伤的骨性结构测量研究进展[J].实用骨科杂志,2020;26(3):236-40.

13冯新红,武剑.神经性肌肉萎缩的研究进展[J].中华手外科杂志,2021;37(4):309-12.

14王含誉,罗良涛.肌肉萎缩中医药防治研究概述[J].辽宁中医药大学学报,2021;23(10):48-53.