电离辐射作用于人体会产生大量自由基，自由基是导致电离辐射损伤的重要机制，筛选安全、高效的自由基清除剂是防治辐射损伤的重要方法^[1]。中草药不良反应小，活性成分丰富，已成为当前热门的研究方向^[2]。小檗碱是从中草药黄连等植物中提取分离的，是一种低毒的天然异喹啉生物碱，具有广泛的生化和药理活性，包括抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、降血压、降血糖、降血脂、保肝、保心、止泻等作用^[3]。研究显示，BBR的多种药理活性与清除自由基抑制氧化应激有关^[4]。本研究拟观察小檗碱对辐射损伤大鼠血清超氧化物歧化酶（SOD）、还原型谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）指标及大鼠骨髓、小肠病理的影响，探究小檗碱对辐射损伤大鼠的保护作用及可能机制。

超氧化物歧化酶（ SOD）、还原型谷胱甘肽（GSH） 、丙二醛（ MDA）试剂盒（均购自泉州市睿信生物科技有限公司），10%水合氯醛（福州飞净生物科技有限公司），小檗碱（山东仁和堂药业有限公司），全波长酶标仪（美国伯腾仪器有限公司），TG16W型微量高速离心机（长沙湘智离心机仪器有限公司），TGL16M台式高速冷冻离心机（上海卢湘仪离心机仪器有限公司），XB220A型电子分析天平（上海天美天平仪器有限公司），显微镜（日本奥林巴斯公司） 。

选择SPF级SD大鼠42只，体重在150~200 g之间，购自北京斯贝福生物技术有限公司，动物生产许可证号：SCXK（京）2019—0010。于标准室温（23℃±2℃）和湿度（50%~70%）条件下饲养一周后随机分为 7组（每组6只）：正常对照组，1 Gy辐射组，1 Gy低、高剂量小檗碱组（50 mg/kg、150 mg/kg），3 Gy辐射组，3 Gy低、高剂量小檗碱组（50 mg/kg、150 mg/kg）, 除正常对照组外, 其他各组均以Varian21EX医用直线加速器20 MeV电子束全身均匀外照射，剂量率300 cGy/min, 照后当天小檗碱组采用灌胃法给药，每天灌胃1次，持续10 d，对照组和辐照组以蒸馏水代替，实验期间所有实验动物普通饲料喂养，自由饮水。

第10 d用10%水合氯醛按0.3 ml/100 g进行大鼠腹腔注射麻醉，腹主动脉取血，离心取血清−20℃保存。开胸腹取出胸骨、小肠，用10%中性甲醛固定，HE染色，光镜下观察骨髓、小肠病理。

取大鼠血清，参照试剂盒的方法进行SOD、GSH、MDA的测定。

数据采用SPSS 22.0软件进行统计分析，各测定值经正态性检验，符合正态分布，以均数±标准差表示（ $\bar x \pm s $ ），组间差异经方差齐性检验采用单因素方差分析，P < 0.05表示差异有显著统计学意义。

与正常对照组相比，辐射组大鼠SOD、GSH血清水平明显降低，MDA血清水平明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。与1 Gy辐射组相比，1 Gy高剂量小檗碱组SOD、GSH血清水平明显升高，MDA血清水平明显降低，差异有统计学意义（ P＜0.05），而1 Gy低剂量小檗碱组SOD、GSH、MDA差异都无统计学意义（P＞0.05）。与3 Gy辐射组相比，低、高剂量小檗碱组SOD、GSH活性都明显升高，MDA含量明显降低，并且SOD、GSH升高的程度跟小檗碱剂量呈正比，差异有显著统计学意义（P < 0.05），而提高小檗碱剂量对MDA无影响（见 表1）。表明当大鼠受到1 Gy辐照时，仅高剂量的小檗碱能提高SOD、GSH活性，降低MDA含量，而低剂量小檗碱差异没有统计学意义（P＞0.05）。当受到3 Gy辐照时，低、高剂量小檗碱都能升高SOD、GSH活性，降低MDA含量；提高小檗碱用量，SOD、GSH活性升高更为明显，但对MDA无影响。

表 1 Table 1

表 1 小檗碱对辐射大鼠SOD、GSH、MDA的影响（n = 6） Table 1 Effects of berberine on SOD, GSH, and MDA in irradiated rats (n = 6) 组别 SOD/ (u/ml) GSH /(μmol/ml) MDA/ (nmol/ml) 正常对照组 187.26 ± 35.09 1.8 ± 0.27 1.16 ± 0.35 1 Gy辐射组 74.32 ± 28.08a 1.09 ± 0.09a 5.79 ± 0.46a 1 Gy低剂量BBR组 83.26 ± 27.62 1.36 ± 0.19 3.92 ± 1.16 1 Gy高剂量BBR组 126.54 ± 35.63b 1.50 ± 0.19b 3.09 ± 0.37b 3 Gy辐射组 42.23 ± 11.89a 0.58 ± 0.13a 6.26 ± 1.23a 3 Gy低剂量BBR组 86.63 ± 11.50b 1.33 ± 0.06b 3.67 ± 0.69b 3 Gy高剂量BBR组 126.79 ± 11.88bc 1.62 ± 0.09bc 3.15 ± 0.64b 　　注：与正常对照组比较，aP < 0.05；与相同辐射剂量的辐射对照组比较，bP < 0.05。与相同辐射剂量的BBR低剂量组比较，cP < 0.05。

表 1 小檗碱对辐射大鼠SOD、GSH、MDA的影响（n = 6） Table 1 Effects of berberine on SOD, GSH, and MDA in irradiated rats (n = 6)

正常对照组大鼠骨髓增生非常活跃。1 Gy辐射组骨髓增生低下，造血细胞明显减少。1 Gy低剂量小檗碱组骨髓增生程度有提高，1 Gy高剂量小檗碱组骨髓增生程度显著改善，接近正常。3 Gy辐射组骨髓增生程度更低下，骨小梁稀疏，造血细胞明显减少，血管扩张、充血。3 Gy低剂量小檗碱组骨髓增生程度有所改善，3 Gy高剂量小檗碱组骨髓增生程度显著改善，但仍未恢复正常（见图1）。表明小檗碱对辐射大鼠骨髓损伤有改善作用，且高剂量效果更好。

图 1 小檗碱对辐射大鼠骨髓病理影响（HE × 100） Figure 1 Pathological effects of berberine on bone marrow in irradiated rats (HE × 100) 注：NC：正常对照组；1C：1 Gy辐射组；1 L：1 Gy低剂量BBR组；1H：1 Gy高剂量BBR组；3C：3 Gy辐射组；3 L：3 Gy低剂量BBR组；3H：3 Gy高剂量BBR组。

正常对照组大鼠小肠绒毛茂密，结构完整，绒毛长度无异常；1 Gy辐射对照组小肠绒毛变短，绒毛杂乱，顶端有破损，1 Gy小檗碱低剂量组绒毛长度和整齐性都有明显增加，1 Gy小檗碱高剂量组小肠绒毛恢复正常。3 Gy辐射对照组小肠绒毛变短、稀疏更为明显，绒毛杂乱且有破损，3 Gy小檗碱低剂量组绒毛长度明显增加，趋于整齐，3 Gy小檗碱高剂量组小肠绒毛基本恢复正常（见图2）。表明小檗碱对辐射大鼠小肠损伤有改善作用，高剂量效果更明显。

图 2 小檗碱对辐射大鼠小肠病理影响（HE × 100） Figure 2 Pathological effects of berberine on small intestinal in irradiated rats （HE × 100） 注：NC：正常对照组；1C：1 Gy辐射组；1 L：1 Gy低剂量BBR组；1H：1 Gy高剂量BBR组；3C：3 Gy辐射组；3 L：3 Gy低剂量BBR组；3H：3 Gy高剂量BBR组。

电离辐射作用于人体常表现为多系统损伤。造血组织属高度辐射敏感器官，受照后骨髓造血功能抑制是最主要的病理表现，贯穿于疾病的始终，减轻骨髓造血功能的损伤和促进造血功能的恢复是救治的关键^[5]。消化系统对辐射也很敏感，特别是小肠属于自我更新特别迅速的组织，对电离辐射十分敏感，受到辐射损伤后，肠粘膜破坏、脱落，屏障受损，易引起菌血症、败血症。有研究显示，抑制氧化应激可以改善电离辐射引起的肠道损伤^[6]。

本实验结果显示，使用医用电子直线加速器辐射后，SD大鼠骨髓造血功能受抑制，造血干细胞减少，骨小梁分布稀疏，且与辐射剂量呈正比。小檗碱灌胃给药后，骨髓造血功能较对照组恢复明显，造血干细胞增多，且高剂量小檗碱组恢复更好。此外，正常组大鼠小肠绒毛茂密，结构完整，绒毛长度无异常；辐照组大鼠小肠绒毛变短，绒毛杂乱，偶见绒毛破损，而小檗碱给药后，小肠绒毛长度、整齐性都明显改善，高剂量小檗碱组基本恢复正常。这些结果表明，小檗碱在动物水平能有效减轻辐射引起的造血系统和肠道损伤。

电离辐射是一种重要的氧化应激因素^[7-8]，作用于人体后既可直接攻击生物分子形成生物分子自由基；又可先作用于水产生大量的自由基，这些自由基再攻击生物分子形成生物分子自由基。由于水占机体70%以上，因此大多数辐射损伤是由水的辐解造成的，会产生活性氧、活性氮，从而对蛋白质、脂质和DNA造成氧化应激损伤，是电离辐射损伤机体的主要机制。自由基作用于生物膜引起膜的脂质过氧化，丙二醛（MDA）是脂质过氧化终产物之一，是脂质过氧化评估的主要生物标志物，反映机体辐射损伤程度^[9]。超氧化物歧化酶（SOD）是最重要的抗氧化清除酶，参与清除自由基，能催化超氧阴离子自由基（O²⁻）歧化为分子氧和过氧化氢（H₂O₂）并降低O²⁻水平，是抵抗活性氧（ROS）介导损伤的第一道防线^[10]。SOD活性的高低反映了组织细胞清除O²⁻的能力。据报道，长期暴露于电离辐射的医务人员和辐射作业人员血液中的MDA水平显著升高，而SOD水平显著降低，导致氧化应激和DNA损伤^[11-12]。谷胱甘肽（GSH）主要来源于肝脏，是体内一种重要的非酶抗氧化剂，其通过巯基与体内自由基结合，可直接清除ROS、NO及其衍生物等自由基，是调节氧化还原反应过程的最重要的硫醇还原剂^[13]。

越来越多的研究表明，小檗碱是一种有效的抗氧化剂和自由基清除剂，具有多种药理和生物活性。小檗碱能通过增强抗氧化防御来减轻高血糖及其相关的氧化应激^[14]。经过小檗碱预处理能增加抗氧化酶（如 CAT、SOD 和 GSH-PX ）活性并降低心脏 MDA 水平，保护大鼠心肌免受氧化应激损伤^[15]。小檗碱还能减轻大鼠结肠癌的脂质过氧化损伤，增强抗氧化状态，从而抑制肿瘤转化^[16]。近年来，放疗联合小檗碱治疗肿瘤病人的研究日益增多，小檗碱可以作为放射增敏剂，增强肿瘤细胞的辐射敏感性和保护正常组织，但机制尚不完全明确^[17-18]。本实验证实，辐射可使大鼠血清SOD、GSH水平降低，MDA含量升高，且与受照剂量正相关，表明辐射抑制了抗氧化物质的活性，启动了脂质过氧化反应，导致氧化应激的发生。对于1 Gy辐照大鼠，低剂量小檗碱无明显改善作用，而高剂量小檗碱能有效降低其血清MDA含量，提高血清GSH、SOD水平，原因可能是低剂量辐射大鼠体内产生的自由基水平较低，损伤较轻，自我修复能力较强，小檗碱血液浓度偏低时，自由基清除能力有限，故SOD、GSH、MDA变化不明显。对于3 Gy辐照大鼠，低、高剂量小檗碱都能有效提高血清SOD、GSH水平，降低MDA含量，且高剂量小檗碱升高SOD、GSH更明显，提示小檗碱能对抗辐射对上述抗氧化物质的抑制，提高抗氧化能力，抑制脂质过氧化程度，可以作为抗氧化剂抑制辐射的氧化损伤。

总之，本研究结果表明，小檗碱能有效减轻电离辐射对大鼠造血系统、消化系统的损伤，其机制可能跟小檗碱提高抗氧化物质的活性有关，这有助于克服辐射氧化应激并增加体内自由基的清除能力，其确切完整的机制尚待进一步研究。尽管目前研究还仅限于动物水平，但为临床防治辐射损伤提供了一种新的思路，由于小檗碱来源广泛，提取工艺成熟，成本低，副作用小，因此值得进一步研究。