陳艷珍,宋新華
(山東理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東淄博255049)
黃秋葵(OKra)屬錦葵科(Malvaceae)秋葵屬(A belmoschus Medic)的一個(gè)種,一年生草本植物,又名秋葵、補(bǔ)腎草、咖啡葵等。黃秋葵是一種營養(yǎng)保健蔬菜,其果實(shí)富含氨基酸、維生素、礦物質(zhì)元素、多糖和黃酮類化合物以及大量不飽和脂肪酸,具有多種營養(yǎng)和保健功能[1-3]。另有實(shí)驗(yàn)表明,新鮮陰干的黃秋葵果實(shí)水提液、乙醇提取物分別具有抗疲勞[4-5]和保護(hù)四氯化碳誘導(dǎo)的大鼠急性化學(xué)性肝臟氧化損傷的作用[6]。但有關(guān)黃秋葵果實(shí)粉(OFP)體內(nèi)抗氧化作用的研究國內(nèi)外尚鮮見報(bào)道。本研究探討OFP 對(duì)衰老小鼠體內(nèi)抗氧化能力的影響,為黃秋葵的進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)參考。
1.1.1 材料與試劑
D-半乳糖:美國Sigma 公司生產(chǎn);超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)、考馬斯亮蘭蛋白測(cè)定試劑盒:南京建成生物工程研究所提供。
1.1.2 主要儀器
Biofuge Stratos 型臺(tái)式低溫高速離心機(jī):德國賀利氏;F25 電動(dòng)勻漿器:上海弗魯克設(shè)備有限公司;HWS-26 型數(shù)顯恒溫水浴鍋:上海一恒科技有限公司;UV755B 紫外-可見分光光度計(jì):上海分析儀器總廠;FC204 電子天平:上海精密科學(xué)儀器公司;723 可見分光光度計(jì):上海光譜儀器有限公司。
1.1.3 動(dòng)物分組與處理
昆明種小白鼠50 只,體重(20±2)g,山東大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。用基礎(chǔ)飼料(山東大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)喂養(yǎng)1 周以適應(yīng)環(huán)境。之后將小鼠隨機(jī)分為五組,每組10 只(雌雄各半):正常對(duì)照組、衰老模型對(duì)照組均飼喂基礎(chǔ)飼料,低劑量組、中劑量組和高劑量組飼喂用黃秋葵果實(shí)粉(淄博濟(jì)世保健食品科技有限公司提供)替代等量基礎(chǔ)飼料的試驗(yàn)飼料(替代量依次為32.00、64.00、128.00 g/kg)。除正常組外,其余各組均每日頸背部皮下注射400 mg/kg·bw 的D-半乳糖0.2 mL(D-半乳糖以滅菌生理鹽水配置),正常組注射等量生理鹽水,每天定時(shí)注射,連續(xù)56 d。小鼠同室分籠飼養(yǎng)(每籠5 只),保持衛(wèi)生清潔、光照充足,自由采食和飲水。每天進(jìn)行常規(guī)觀察,包括動(dòng)物外觀、體征、行為活動(dòng)等,每周稱體重一次,根據(jù)小鼠體重變化調(diào)整注射量。
1.2.1 組織樣品的制備
于實(shí)驗(yàn)?zāi)┤战?2 h 后,稱重,眼底采血、血液冷凍離心分離血清;頸椎脫臼處死小鼠,快速分離肝臟組織置于4 ℃生理鹽水中,洗凈表面殘留血液用濾紙吸干,立即稱濕重,加入預(yù)冷的生理鹽水,高速勻漿,制成10%的組織勻漿液。所有樣品均在0 ℃左右保存,2 d 內(nèi)完成測(cè)定。
1.2.2 檢測(cè)指標(biāo)
血清和肝臟勻漿中SOD、CAT、GSH-Px 和MDA的測(cè)定均按照試劑盒說明書方法測(cè)定,蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮蘭法。
1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
黃秋葵果實(shí)粉對(duì)小鼠血清抗氧化功能的影響見表1。對(duì)小鼠血清中MDA、SOD、GSH-Px 及CAT 指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,由表1可以看出,模型組與正常組各指標(biāo)均存在顯著性差異(P<0.05)。與模型組相比,各劑量組MDA 含量均有不同程度下降;SOD、GSH-Px、CAT 活性均有一定程度升高。結(jié)果表明,低劑量組可降低小鼠血清中MDA 含量及提高SOD、GSH-Px、CAT 活性,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;中、高劑量組SOD、GSH-Px 和CAT活性明顯高于模型組(P<0.05),MDA 含量顯著低于模型組(P<0.05)。
表1 黃秋葵果實(shí)粉對(duì)小鼠血清抗氧化功能的影響Table1 Effect of Okra fruit powder on the serum antioxidant activity of aged mice(±s,n=10)
表1 黃秋葵果實(shí)粉對(duì)小鼠血清抗氧化功能的影響Table1 Effect of Okra fruit powder on the serum antioxidant activity of aged mice(±s,n=10)
注:與模型組相比較,a 為P<0.05;b 為P<0.01。
CAT 活力/(U/mL)正常對(duì)照組 4.08±0.30a 30.71±1.65a 40.12±11.36a 1.68±0.43a模型對(duì)照組 5.24±0.49 17.79±1.03 27.98±9.13 0.89±0.37低劑量組 5.17±0.26 26.86±0.85 33.53±10.45 1.09±0.28中劑量組 4.25±0.27a 28.05±1.61a 39.65±12.08a 1.64±0.33a高劑量組 4.10±0.22a 27.87±1.53a 39.78±9.62a 1.56±0.52a組別 MDA 含量/(nmol/mL)SOD 活力/(U/mL)GSH-Px 活力/(U/mL)
黃秋葵果實(shí)粉對(duì)小鼠肝臟組織抗氧化功能的影響見表2。
表2 黃秋葵果實(shí)粉對(duì)小鼠肝臟組織抗氧化功能的影響Table2 Effect of Okra fruit powder on the liver antioxidant activity of aged mice(±s,n=10)
表2 黃秋葵果實(shí)粉對(duì)小鼠肝臟組織抗氧化功能的影響Table2 Effect of Okra fruit powder on the liver antioxidant activity of aged mice(±s,n=10)
注:與模型組相比較,a 為P<0.05;b 為P<0.01。
CAT 活力/(U/mg prot)正常對(duì)照組 4.79±1.52a 30.05±11.47a 52.16±18.57a 3.02±0.62a模型對(duì)照組 5.97±1.34 14.87±5.82 39.91±12.26 1.59±0.47低劑量組 5.56±1.57 17.73±6.96 45.61±14.78 1.90±0.73中劑量組 4.81±1.63a 23.14±9.88a 48.74±16.16a 2.80±0.69a高劑量組 4.77±1.79a 23.55±10.62a 51.10±20.03a 2.68±0.84a組別 MDA 含量/(nmol/mg prot)SOD 活力/(U/mg prot)GSH-Px 活力/(U/mg prot)
從表2小鼠肝臟組織勻漿液中MDA、SOD、GSHPx 及CAT 的測(cè)定數(shù)據(jù)可以看出,模型組與正常組肝臟組織勻漿中各指標(biāo)均差異顯著(P<0.05);不同劑量黃秋葵果實(shí)粉能提高肝臟組織中SOD、GSH-Px 及CAT 活性,降低MDA 含量,中、高劑量組與模型組比較有顯著差異(P<0.05)。
衰老是一種漸進(jìn)而復(fù)雜的生物過程,是所有生物的共同特征。體內(nèi)代謝過程中會(huì)產(chǎn)生自由基,正常情況下,體內(nèi)自由基的產(chǎn)生與消除應(yīng)處于平衡狀態(tài)。人體內(nèi)存在清除自由基的抗氧化酶,包括SOD、GSHPX、CAT 等抗氧化酶系。隨著年齡的增長(zhǎng),抗氧化酶類活性下降,使體內(nèi)消除自由基的能力下降,體內(nèi)過量的自由基就會(huì)引起脂質(zhì)過氧化,損傷生物膜,影響細(xì)胞功能,進(jìn)而導(dǎo)致疾病和衰老[7]。
小鼠長(zhǎng)期注射D-半乳糖可造成全身代謝紊亂,破壞并消耗機(jī)體抗氧化物質(zhì),并不斷產(chǎn)生自由基導(dǎo)致細(xì)胞組織受損,從而造成實(shí)驗(yàn)性衰老模型。我們?cè)谇懊娴膶?shí)驗(yàn)中觀察到:飼養(yǎng)56 d 后,模型組與正常組比較,模型組增重、胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)顯著降低,小鼠皮毛粗糙,精神狀態(tài)較差[8]。本研究表明,相對(duì)正常組小鼠,D-半乳糖模型組小鼠的血清、肝組織中SOD、GSH-Px 和CAT 活性明顯降低(P<0.05),MDA 含量明顯升高(P<0.05)。這些結(jié)果與許多文獻(xiàn)報(bào)道一致[9-10],說明本模型有可靠性。
SOD 作為體內(nèi)重要氧自由基清除劑,在保護(hù)細(xì)胞不受毒性自由基的損傷方面發(fā)揮著重要的作用,它的活性高低間接反映了機(jī)體清除氧自由基能力。本研究發(fā)現(xiàn),與模型組相比,不同劑量組小鼠血清和肝臟中的SOD 活性均有所提高,這說明在飼料中添加一定劑量OFP 可抑制D-半乳糖誘導(dǎo)衰老小鼠SOD 活性的降低。
GSH-Px 是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種重要的催化過氧化氫分解的酶,有清除過氧化物和保護(hù)細(xì)胞免于氧化損傷的重要作用,因此其活性變化也可反映機(jī)體抗氧化能力的變化。CAT 是體內(nèi)清除自由基的關(guān)鍵酶,可清除過氧化體系中的H2O2,以減少自由基和過氧化脂質(zhì)的形成,對(duì)機(jī)體起著重要的保護(hù)作用,它的活性高低間接反映了機(jī)體清除氧自由基能力。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,中、高劑量組小鼠血清和肝臟中GSH-Px 和CAT 活性均顯著高于模型組(P<0.05)。
MDA 是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的最終代謝產(chǎn)物,其含量高低可以反映機(jī)體脂質(zhì)氧化水平,在一定程度上間接反映細(xì)胞損傷的程度。本研究發(fā)現(xiàn),在飼料中添加一定劑量OFP 可不同程度的對(duì)抗D-半乳糖所致的血清和肝臟組織中MDA 的增加,中、高劑量組MDA 含量均顯著低于模型組(P<0.05)。
綜上所述,OFP 可不同程度的降低D-半乳糖致衰小鼠血清和肝臟中MDA 含量,提高機(jī)體內(nèi)三種主要抗氧化酶SOD、GSH-Px 和CAT 的活性,中、高劑量效果均顯著,從而能延緩由于注射D-半乳糖引起小鼠體內(nèi)的衰老變化。結(jié)合我們?cè)谇懊娴膶?shí)驗(yàn)中對(duì)OFP 主要成分的檢測(cè)[8],可以初步推論黃秋葵果實(shí)粉可能是通過其中含有的豐富多糖、黃酮等活性物質(zhì),通過代謝途徑提高機(jī)體內(nèi)源性SOD、GSH-Px 和CAT 的活性,再通過這些酶降低機(jī)體氧化應(yīng)激水平,防止脂質(zhì)過氧化反應(yīng),減少M(fèi)DA 的生成,降低和修復(fù)細(xì)胞受到的損害。但目前國內(nèi)外對(duì)OFP 生物活性的研究報(bào)道較少,發(fā)揮這一作用的主要物質(zhì)基礎(chǔ)還不很清楚,有待深入研究。
本研究結(jié)果表明,適量攝入黃秋葵果實(shí)粉能顯著提高衰老小鼠的抗氧化能力,具有一定延緩衰老的作用,其機(jī)制可能與提高小鼠體內(nèi)SOD、GSH-Px 和CAT活性,降低MDA 含量有關(guān)。
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