耿廣琴,楊雅麗,王 晶,黃 勇
(甘肅中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,甘肅蘭州730000)
衰老是一個復(fù)雜的多環(huán)節(jié)生物學(xué)過程,是生物界普遍存在的一種自然現(xiàn)象,是一切多細(xì)胞生物隨著時間的推移而表現(xiàn)出的各個細(xì)胞和器官功能的不可逆地、全面地、逐漸地喪失[1]。衰老雖不可逆轉(zhuǎn),但可以緩解[2]。當(dāng)今世界人口老齡化問題日趨嚴(yán)重,我國老齡化問題尤為嚴(yán)峻。面對衰老帶來的諸多社會、生活問題,開展老年醫(yī)學(xué)及老年生物學(xué)方面的研究,探討延緩衰老的方法,成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)界的研究熱點之一。甘肅道地中草藥黨參具有補(bǔ)中、益氣、生津之功效。研究報道顯示:注射或服用黨參水提物可以增強(qiáng)體質(zhì),提高人體免疫力,延緩衰老[3-4]。本實驗以D-半乳糖建立致衰老小鼠模型,研究黨參水提物對衰老模型小鼠肝腎SOD活性、MDA含量和超微結(jié)構(gòu)的影響,旨在探討中藥黨參保肝護(hù)腎抗衰老的機(jī)制,以使其更好地發(fā)揮藥用價值,同時為中醫(yī)藥延緩衰老機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。
PF級昆明種小鼠100只,2月齡,雌雄各半,體質(zhì)量(18±2)g,購自甘肅中醫(yī)學(xué)院科研實驗動物中心,合格證號:SCXK(甘)2011-0001。
黨參,采自甘肅岷縣,經(jīng)甘肅中醫(yī)學(xué)院中藥學(xué)教研室鑒定為白條黨參。取黨參100 g,分2次煎煮,第1次加10倍量水煎煮1 h,第2次加6倍水煎煮1 h,合并兩次提取液,過濾后,濃縮成含生藥0.5 g/mL的水煎劑,置4℃冰箱備用,水煎液每5 d制備1次。D-半乳糖,美國Sigma公司產(chǎn)品,臨用前用生理鹽水配制成12 g/L,備用;考馬斯亮藍(lán)測定試劑盒(批號20130819)、丙二醛(MDA)試劑盒(批號20130726)、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(批號20130726),均購自南京建成生物工程研究所。BS224S型電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,鄭州杜甫儀器廠產(chǎn)品;XYJ80-20型離心機(jī),金壇市恒豐儀器廠產(chǎn)品;XW-80A型旋渦混勻器,上海精科實業(yè)有限公司產(chǎn)品;VIS-723N型紫外可見分光光度計,北京瑞利分析儀器有限公司產(chǎn)品;JEOL-1230透射電子顯微鏡,日本電子公司產(chǎn)品。
將100只小鼠,隨機(jī)分為正常對照組、模型對照組和黨參水提物低、中、高劑量組5組,每組20只,雌雄各半。模型對照組、黨參水提物各劑量組每日每只小鼠頸背部皮下注射質(zhì)量分?jǐn)?shù)50 g/L的 D-半乳糖溶液,注射量為0.025 mL/g,正常對照組注射等體積量生理鹽水。采用灌胃給藥法,黨參水提物低、中、高劑量組每日上午按相當(dāng)于生藥量5,10,15 g/kg劑量給藥,正常對照組、模型對照組灌服等體積生理鹽水,與造模同步,連續(xù)42 d。
于末次給藥2 h后,稱量各組小鼠體質(zhì)量;斷頭處死小鼠,迅速剖取胸腺、脾、肝、腎,用預(yù)冷的4℃生理鹽水洗凈表面殘血,備用。
1.4.1 胸腺、脾臟指數(shù)
將胸腺、脾臟用濾紙吸干,電子天平稱量質(zhì)量,臟器指數(shù)=內(nèi)臟質(zhì)量(mg)/體質(zhì)量(g)。
1.4.2 SOD 活性、MDA 含量
分別取大鼠肝、腎組織塊約0.3 g,用預(yù)冷的生理鹽水制備成100 g/L的肝勻漿和腎勻漿,3 000 r/min離心5 min,上清液 -20℃凍存,用于SOD活性、MDA含量測定。SOD活性測定采用黃嘌呤氧化酶法,MDA含量測定采用硫代巴比妥酸法(TBA)法,組織蛋白含量的測定采用考馬斯亮蘭法。具體操作按照試劑盒說明書進(jìn)行。
1.4.3 超微結(jié)構(gòu)觀察
取大鼠肝及腎皮質(zhì)組織結(jié)構(gòu)1 mm3,分別固定于1/15 mol/L磷酸緩沖液(PBS)配制的30 g/L戊二醛固定液中2 h;PBS液漂洗3次,每次10 min;10 g/L鋨酸固定 1.5 h;PBS液漂洗 3次,每次10 min;500,700,800,900,1000 g/L 乙醇梯度脫水,每次10 min;純丙酮脫水2次,每次10 min;EPON-812環(huán)氧樹脂∶純丙酮(1∶1)浸透2 h;EPON-812環(huán)氧樹脂包埋;聚合(35℃ 24 h,45℃ 24 h,65℃24 h);半薄切片,甲苯胺藍(lán)染色,光鏡下定位;超薄切片,透射電子顯微鏡觀察。
采用SPSS13.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差(mean±SDs)表示,組間比較采用one-way ANOVA分析。以P<0.05為差別有統(tǒng)計學(xué)意義。
與正常對照組對比,模型對照組胸腺指數(shù)下降,差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與模型對照組對比,黨參水提物3個劑量組胸腺指數(shù)增高,但差別無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。與正常對照組對比,模型對照組脾臟指數(shù)降低,但差別無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與模型對照組對比,黨參水提物3個劑量組脾臟指數(shù)均升高,但差別均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
表1 各組小鼠胸腺指數(shù)、脾指數(shù)對比 mean±SDs
正常對照組肝臟中SOD活性顯著高于模型對照組(P<0.01),黨參水提物低、中、高劑量組肝臟中SOD活性均高于模型對照組,其中高劑量組肝臟中SOD活性較之差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。正常對照組腎臟中SOD活性顯著高于模型對照組(P<0.01);黨參水提物低、中、高劑量組腎臟中SOD活性均高于模型對照組,其中中、高劑量組腎臟中SOD活性較之差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。與模型對照組小鼠對比,正常對照組和黨參水提物低、中、高劑量組小鼠肝臟組織中MDA含量均降低,其中正常對照組、高劑量組較之差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與模型對照組對比,正常對照組和黨參水提物低、中、高劑量組小鼠腎臟組織中MDA含量均降低,其中正常對照組、黨參水提物中、高劑量組較之差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P <0.01)。見表2。
表2 各組小鼠肝、腎中SOD活力、MDA含量對比 mean±SDs
肝臟超微結(jié)構(gòu)變化見圖1。正常對照組肝細(xì)胞核呈橢圓形,核膜平整光滑,核周少量異染色質(zhì),胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞器豐富,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、核糖體等結(jié)構(gòu)正常。模型對照組肝細(xì)胞核體積相對于正常略有縮小,核異染色質(zhì)增多,胞質(zhì)內(nèi)局部細(xì)胞器線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)數(shù)量明顯減少,殘留較多糖原顆粒,及少量脂滴,并可見部分胞質(zhì)內(nèi)線粒體腫脹。黨參水提物低劑量組肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)部分線粒體腫脹。黨參水提物中劑量組肝細(xì)胞核形態(tài)正常,胞質(zhì)內(nèi)線粒體結(jié)構(gòu)正常,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輕中度擴(kuò)張。黨參水提物高劑量組肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常。
腎臟超微結(jié)構(gòu)變化見圖2。正常對照組腎近曲小管上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)、胞質(zhì)內(nèi)線粒體正常,游離面致密,微絨毛結(jié)構(gòu)排列整齊。模型對照組腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)線粒體腫脹、體積增大,線粒體嵴溶解,減少。黨參水提物低劑量組腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)細(xì)胞器腫脹,游離面微絨毛稀疏、脫落或完全消失。黨參水提物中劑量組腎小球內(nèi)部分毛細(xì)血管節(jié)段系膜細(xì)胞、系膜基質(zhì)輕度增生,但程度明顯輕于模型對照組,足細(xì)胞足突結(jié)構(gòu)基本正常。黨參水提物高劑量組大部分腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)正常,僅見少量線粒體腫脹。
圖1 各組小鼠肝臟超微結(jié)構(gòu)(×10 000)
圖2 各組小鼠腎臟超微結(jié)構(gòu)(×10 000)
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為:衰老是整體性的、退行性的變化過程,而五臟虛損是衰老整體變化中的核心部分。隨著年齡增長,機(jī)體五臟逐漸虛損,最終五臟皆虛,而盡終其天年。五臟虛損不僅是衰老的特征表現(xiàn),也是導(dǎo)致衰老的重要原因[5]。五臟之中,腎與衰老的關(guān)系最為密切[6],肝與衰老的關(guān)系也非常明朗[7]?!澳I元盛則壽延,腎元衰則壽夭”(《醫(yī)學(xué)正傳》),人體衰老與否,以及衰老的速度、衰老的程度、壽命的長短主要取決于腎氣的強(qiáng)弱。肝與衰老的關(guān)系始載于《靈樞·天年》,曰:“五十歲,肝氣始衰,肝葉始薄,膽汁始滅,目始不明……”此明確提出了肝在衰老過程中居于先導(dǎo)地位[8]。本研究結(jié)果顯示:模型對照組肝、腎中SOD活性明顯下降,MDA含量升高,胸腺指數(shù)下降,符合衰老的一些病理學(xué)特征[9-10],表明本實驗衰老模型的建立是成功的。給予動物模型黨參水提物后,可阻止衰老的發(fā)展,其中黨參水提物高劑量組諸指標(biāo)基本恢復(fù)或接近正常水平,表明:黨參可以通過提高肝、腎SOD活性,顯著降低體內(nèi)MDA含量,減輕脂質(zhì)過氧化對機(jī)體造成的損傷,對延緩衰老能起到了積極作用。
電鏡觀察結(jié)果表明:與正常對照組對比,模型對照組肝臟超微結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了明顯異常改變,主要表現(xiàn)為細(xì)胞核體積相對縮小,胞質(zhì)內(nèi)線粒體腫脹,線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)數(shù)量明顯減少。給予黨參水提物后,中劑量組肝臟超微結(jié)構(gòu)明顯改善,高劑量組肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常。與正常對照組對比,模型對照組腎小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)線粒體腫脹,嵴溶解、減少。給予黨參水提物后,中、高劑量組腎臟超微結(jié)構(gòu)的異常變化明顯緩解。線粒體是細(xì)胞內(nèi)能量合成的主要場所,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)的合成與加工的部位,細(xì)胞作為生物體結(jié)構(gòu)與功能的基本單位,只有保持其完整性,才能正常完成各項生命活動??梢婞h參可以抑制衰老導(dǎo)致的小鼠肝、腎組織超微結(jié)構(gòu)的異常變化,對維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性、維持細(xì)胞正常生理功能起到了重要的作用。從衰老致小鼠肝、腎超微結(jié)構(gòu)的變化程度來看,腎臟的損傷程度明顯大于肝臟的損傷程度、這與肝、腎中SOD活性、MDA含量的變化一致,這或許是因為,相對于腎臟,肝臟自我修復(fù)和代償能力較強(qiáng)。
綜上所述,黨參水提物可增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力,減輕脂質(zhì)過氧化對機(jī)體造成的損傷,延緩肝、腎細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化,具有保肝護(hù)腎,減慢衰老進(jìn)程的作用,其中高劑量的效果更為理想。
[1]Tumheim K.When drug therapy gets:old pharmacokinetics and pharmacodynamics in the elderly[J].Experimental Gerontology,2003,38(8):843 -853.
[2]劉奇,劉雪平.抗衰老[M].北京:軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社,2006:16.
[3]付成國,文連奎,董然.輪葉黨參化學(xué)成分與藥理作用研究[J].中藥材,2007,30(4):7-9.
[4]許愛霞,張振明,董斌,等.黨參多糖抗衰老作用機(jī)制的實驗研究[J].中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)雜志,2006,23(8):729-731.
[5]劉煥蘭,鄭先貞.衰老機(jī)理的五臟相關(guān)性探討[J].新中醫(yī),2010,42(3):6-8.
[6]劉夢云,韓旭.腎虛與衰老機(jī)理中西醫(yī)研究概況[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2011,13(11):108-110.
[7]吳小明,朱美香.肝腎二臟與抗衰老的關(guān)系探討[J].甘肅中醫(yī),2004,17(3):3 -5.
[8]李曉康.人之衰老,肝為先導(dǎo)[J].天津中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,1999,18(3):3 -5.
[9]Li XM,Ma YL,Liu XJ.Effect of the lycium barbarum polysaccharides on age-related oxidative stress in aged mice[J].Ethnopharmacol,2007,111(3):504 -511.
[10]Harman D.Free radical theory of aging:an update:increasing the functional life span[J].Annals of The New York Academy of Sciences,2006,1067:10 -21.