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庫(kù)拉索蘆薈對(duì)黃曲霉毒素B1致大鼠急性肝損傷的保護(hù)作用

2016-11-14 08:38凌建剛姚衛(wèi)蓉康孟利俞靜芬林旭東尚海濤
食品科學(xué) 2016年7期
關(guān)鍵詞:蘆薈脂質(zhì)抗氧化

崔 燕,凌建剛,姚衛(wèi)蓉,康孟利,俞靜芬,林旭東,尚海濤,朱 麟,錢(qián) 和,

(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,浙江 寧波 315040;2.江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇 無(wú)錫 214122)

庫(kù)拉索蘆薈對(duì)黃曲霉毒素B1致大鼠急性肝損傷的保護(hù)作用

崔 燕1,2,凌建剛1,姚衛(wèi)蓉2,康孟利1,俞靜芬1,林旭東1,尚海濤1,朱 麟1,錢(qián) 和2,*

(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,浙江 寧波 315040;2.江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇 無(wú)錫 214122)

目的:研究庫(kù)拉索蘆薈在黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)致大鼠急性肝損傷中的干預(yù)作用及機(jī)理。方法:采用單次灌胃2.0 mg/kg(以體質(zhì)量計(jì))AFB1建立大鼠急性AFB1肝損傷模型,通過(guò)體質(zhì)量、肝功能指標(biāo)、肝組織病理學(xué)變化評(píng)價(jià)庫(kù)拉索蘆薈的干預(yù)效果,并通過(guò)測(cè)定肝組織脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物、各抗氧化物水平,探討庫(kù)拉索蘆薈拮抗急性AFB1肝毒性的作用機(jī)理。結(jié)果:庫(kù)拉索蘆薈具有顯著降低急性AFB1肝毒性的功效,能有效抑制急性AFB1中毒大鼠體質(zhì)量下降,降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamate pyruvate transaminase,GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxalacetic transaminase,GOT)和堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性以及總膽紅素(total bilirubin,TBIL)含量;同時(shí)能顯著改善肝臟組織病變情況,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)生成量,提高還原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)含量以及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione-S-transferases,GST)活力,增強(qiáng)機(jī)體抗氧化及解毒能力。

庫(kù)拉索蘆薈;黃曲霉毒素B1致肝損傷;護(hù)肝;氧化應(yīng)激;解毒

黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)是一種具有強(qiáng)致肝毒性、致癌性的真菌毒素,普遍存在于土壤、各種食物及動(dòng)物飼料中[1],嚴(yán)重威脅著人類(lèi)及動(dòng)物的健康。AFB1的短期暴露可引起人體及動(dòng)物肝細(xì)胞壞死、中毒性肝炎、膽管增生、免疫抑制等急性肝損傷,長(zhǎng)期暴露甚至可以引發(fā)肝癌[2-4]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外流行病學(xué)調(diào)查和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,AFB1在原發(fā)性肝細(xì)胞癌形成過(guò)程中起著重要的作用,是公認(rèn)的肝癌發(fā)生緊密相關(guān)的兩大重要因素之一[5]。目前,AFB1污染問(wèn)題仍十分嚴(yán)峻,難以避免,尋找具有抑制AFB1肝毒性功效的天然物質(zhì)或提取物對(duì)預(yù)防肝癌的形成顯得尤為重要。

AFB1為前致癌物,其毒性由肝臟細(xì)胞色素P450酶系(cytochrome P450 enzymes,CYP450)代謝生成AFB1-8,9-環(huán)氧化物(AFB1-8,9-epoxide,AFBO)產(chǎn)生[6-7]。有文獻(xiàn)報(bào)道AFB1介導(dǎo)的毒性與其促氧化能力相關(guān),其在CYP450的代謝過(guò)程中會(huì)誘發(fā)生成大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),繼而攻擊細(xì)胞膜引起脂質(zhì)過(guò)氧化,最終導(dǎo)致氧化應(yīng)激,造成細(xì)胞功能損傷及細(xì)胞溶解[8]。因此,目前已有一系列抗氧化物被用于防治AFB1介導(dǎo)肝毒性的研究中。

蘆薈是一種富含活性成分的傳統(tǒng)藥食兩用植物。目前,蘆薈的功效已經(jīng)得到了充分的驗(yàn)證,并得到了美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局及醫(yī)療界的權(quán)威認(rèn)可。大量研究表明,蘆薈在抗氧化[9-10]、抗腫瘤[11]、抑炎[12-14]、免疫調(diào)節(jié)[11,14-15]、傷口愈合[11,14,16]等方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的功效。近幾年來(lái),蘆薈在抗癌、抗艾滋病等領(lǐng)域的作用也得到了廣泛的研究。另外,研究表明蘆薈對(duì)多種化學(xué)毒物包括四氯化碳、石油制品、對(duì)乙酰氨基酚等所致的肝損傷表現(xiàn)出了潛在的護(hù)肝效應(yīng)[17-20]。然而,蘆薈防治AFB1致肝損傷方面的研究卻未見(jiàn)報(bào)道。因此,本實(shí)驗(yàn)擬通過(guò)肝功能指標(biāo)、肝組織病理學(xué)等指標(biāo)對(duì)庫(kù)拉索蘆薈在A(yíng)FB1誘發(fā)動(dòng)物急性肝損傷中的干預(yù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià),并從氧化應(yīng)激及解毒角度初探其干預(yù)機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物、材料與試劑

清潔級(jí)雄性Wistar大鼠,5~6 周齡,購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。

3 a生庫(kù)拉索蘆薈鮮葉,采自浙江省嘉興市蘆薈源生物科技有限公司。

AFB1、二甲基亞砜(dimethylsulfoxide,DMSO)、水飛薊素、考馬斯亮藍(lán)G-250 美國(guó)Sigma公司;丙二醛(malondialdehyde,MDA)、還原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione-S-transferases,GST)、蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色試劑盒 南京建成生物工程研究所;牛血清白蛋白、NaCl、無(wú)水乙醚、甲醛、無(wú)水乙醇、二甲苯 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Beta2-8LD plus冷凍干燥儀 德國(guó)Christ公司;5804R冷凍離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf公司;Modell RM2235組織切片機(jī)、顯微鏡 德國(guó)Leica公司;M5酶標(biāo)儀 美國(guó)Molecular Devices公司;Cobas-c501自動(dòng)生化分析儀 德國(guó)Roche公司。

1.3 方法

1.3.1 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉制備

用刀沿蘆薈葉片根部小心切取健壯的鮮葉(植齡3 a),用流水沖洗,除去表皮污漬,擦干葉片外表皮水分后,將鮮葉切成小塊狀放入食品攪拌機(jī)中打碎,冷凍干燥后4 ℃干燥保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 動(dòng)物分組及處理

整個(gè)飼養(yǎng)期間大鼠自由攝取食物(斯萊克普通標(biāo)準(zhǔn)飼料)、水,12 h晝夜交替,溫度(23f2) ℃、相對(duì)濕度(60f5)%。大鼠購(gòu)入后,適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,隨后隨機(jī)分成以下5 組(每組6 只):空白組、模型組、蘆薈全葉粉低劑量組(簡(jiǎn)稱(chēng)低全組)、蘆薈全葉粉高劑量組(簡(jiǎn)稱(chēng)高全組)、陽(yáng)性組。低全組給予50 mg/kg(以體質(zhì)量計(jì),下同)庫(kù)拉索蘆薈全葉粉;高全組給予200 mg/kg庫(kù)拉索蘆薈全葉粉;陽(yáng)性組給予100 mg/kg水飛薊素。將大鼠分組后禁食過(guò)夜,稱(chēng)體質(zhì)量后,除空白組外其他組大鼠單劑量灌胃2 mg/kg的AFB1(溶于DMSO中)以誘導(dǎo)急性AFB1肝損傷,空白組大鼠給予等量的DMSO。單劑量灌胃AFB1后根據(jù)各組處理灌胃相應(yīng)劑量的藥物,空白組及模型組大鼠則灌胃等量的生理鹽水,一天一次,持續(xù)3 d。給藥3 d后禁食過(guò)夜,于灌胃AFB172 h后稱(chēng)取大鼠終體質(zhì)量,麻醉后迅速心臟取血;斷頸處死,迅速打開(kāi)腹腔,移除脾臟稱(chēng)質(zhì)量,并用預(yù)冷生理鹽水通過(guò)肝門(mén)靜脈灌注沖洗后移除肝臟,生理鹽水清洗后吸干稱(chēng)質(zhì)量;取適當(dāng)大小肝組織浸泡在福爾馬林溶液中,充分固定后用于組織病理學(xué)研究,其余肝組織則于液氮急凍后保存在-80 ℃超低溫冰箱備用。

1.3.3 肝組織病理學(xué)檢驗(yàn)(HE染色)

肝組織在福爾馬林溶液中充分固定后,經(jīng)過(guò)脫水、浸蠟、石蠟包埋、切片、撈片、烤片、脫蠟、復(fù)水、蘇木素染色、洗脫、伊紅復(fù)染、清洗、晾片、封片一系列步驟后,通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀(guān)察肝組織結(jié)構(gòu)及其病理變化。

1.3.4 血清肝功能指標(biāo)的測(cè)定

心臟取血,待血塊凝結(jié)后,3 000 r/min、4 ℃離心10 min分離制備血清。所得到的血清用Cobas-c501自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清中的總膽紅素(total bilirubin,TBIL)含量,以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamate pyruvate transaminase,GPT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxalacetic transaminase,GOT)和堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性。

1.3.5 肝組織抗氧化指標(biāo)的測(cè)定

取適量肝臟組織,梯度解凍后加入9 倍體積預(yù)冷的生理鹽水,迅速用手持式電動(dòng)分散機(jī)勻漿,得質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的肝組織勻漿。取部分勻漿液以考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)含量后,按照試劑盒說(shuō)明書(shū)方法進(jìn)行MDA含量的測(cè)定。剩余勻漿液在4 ℃離心后,取上清液按試劑盒說(shuō)明書(shū)方法進(jìn)行GSH水平及SOD、CAT、GSH-Px、GST活力的測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 大鼠存活及生長(zhǎng)狀況

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程順利,實(shí)驗(yàn)期間各組均無(wú)大鼠死亡。空白組大鼠毛色正常、緊密貼身、順滑有光澤,活動(dòng)敏捷,精神狀態(tài)、食欲良好;模型組大鼠精神萎靡,毛色暗淡,活躍度及食欲有所下降;而藥物干預(yù)組大鼠與模型組相比,生長(zhǎng)狀況有不同程度改善。

2.2 大鼠體質(zhì)量變化及臟器指數(shù)

表1 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠體質(zhì)量的影響Table 1 Effect of Aloe vera whole leaf powder on body weight in AFB1-treated rats g

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)實(shí)驗(yàn)前后大鼠體質(zhì)量進(jìn)行了稱(chēng)量。由表1可知,在實(shí)驗(yàn)前各組大鼠的體質(zhì)量之間不存在顯著差異。而在實(shí)驗(yàn)處理3 d(72 h)后,除空白組外,其他處理組大鼠體質(zhì)量均呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì),模型組大鼠體質(zhì)量顯著低于空白組(P<0.05)。從體質(zhì)量增長(zhǎng)程度上看,低全組和高全組大鼠體質(zhì)量負(fù)增長(zhǎng)量均顯著低于模型組(P<0.05),且與陽(yáng)性組效果相當(dāng),表明庫(kù)拉索蘆薈可顯著減輕AFB1所帶來(lái)的危害作用,明顯改善其所引起的大鼠體質(zhì)量降低。

臟器指數(shù)是衡量機(jī)體狀態(tài)的初步觀(guān)察指標(biāo)。研究表明,AFB1可引起大鼠肝、脾指數(shù)的異常[21]。如圖1所示,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組大鼠肝指數(shù)之間無(wú)顯著差異;灌胃AFB1后大鼠脾臟增大,脾指數(shù)升高,與空白組相比,模型組大鼠脾指數(shù)顯著增加(P<0.05),庫(kù)拉索蘆薈全葉粉干預(yù)在一定程度上減緩了大鼠脾指數(shù)的升高,但與模型組之間并沒(méi)有顯著差異。

圖1 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠臟器指數(shù)的影響Fig.1 Effect of Aloe vera whole leaf powder on viscera index in AFB1-treated rats

2.3 大鼠肝組織病理學(xué)變化

AFB1對(duì)多種動(dòng)物及人體均具強(qiáng)烈毒害作用,其中以其肝毒性最為突出。因此在本實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)對(duì)大鼠肝組織病理學(xué)變化進(jìn)行觀(guān)察,以期研究庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)AFB1致大鼠肝組織病理變化的影響。各組大鼠肝組織病理學(xué)HE染色結(jié)果如圖2所示,空白組大鼠的肝組織結(jié)構(gòu)正常,肝小葉結(jié)構(gòu)完整且清晰,肝細(xì)胞則以中央門(mén)靜脈為中心呈放射狀排布,排列整齊;肝細(xì)胞多呈多邊形,細(xì)胞核呈圓形,位于細(xì)胞中心,核仁清晰,無(wú)明顯異常變化,胞質(zhì)均勻。模型組大鼠的肝小葉結(jié)構(gòu)異常,肝細(xì)胞普遍變性,明顯腫脹,有的甚至呈氣球樣變;匯管區(qū)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)嚴(yán)重且伴有膽管增生現(xiàn)象;肝細(xì)胞再生活躍,核大,有的可見(jiàn)雙核,細(xì)胞大小不均勻,匯管區(qū)明顯增寬。陽(yáng)性組大鼠的肝組織結(jié)構(gòu)基本接近正常,肝細(xì)胞腫脹程度及炎癥浸潤(rùn)現(xiàn)象顯著減輕,但仍可見(jiàn)不同程度的病變。庫(kù)拉索蘆薈全葉粉干預(yù)后的肝組織切片顯示,雖然低全組和高全組大鼠的肝組織均可見(jiàn)不同程度的病變,但其肝小葉結(jié)構(gòu)都已基本恢復(fù)正常,肝細(xì)胞索排列規(guī)則,肝細(xì)胞變性及腫脹程度明顯減輕,匯管區(qū)炎癥浸潤(rùn)明顯得到了抑制,且低全組即可達(dá)到非常顯著的抑制效果。

圖2 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠急性AFB肝損傷的作用(HE染色)Fig.2 Effect of Aloe vera whole leaf powder on acute AFB1-induced liver damage in rats (HE staining)1

2.4 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠血清肝功能指標(biāo)的影響

血清或血漿中GPT、GOT、ALP活性和TBIL水平的高低反映了肝臟的損傷程度。由圖3可知,模型組大鼠血清中的GPT、GOT、ALP活力和TBIL水平均顯著高于空白組正常水平(P<0.05),即模型組大鼠肝臟受損嚴(yán)重,這與肝組織病理學(xué)切片所得到的結(jié)果相吻合。而與模型組相比,低全組、高全組及陽(yáng)性組均有效抑制了AFB1所引起的血清肝功能指標(biāo)的急劇升高,GPT、GOT、ALP活性和TBIL水平均顯著降低(P<0.05),其中TBIL水平基本恢復(fù)至空白組的正常水平,表明庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)AFB1導(dǎo)致的大鼠肝臟急性損傷有一定的抑制作用,且在低劑量(50 mg/kg)干預(yù)條件下即達(dá)到了良好的效果,與國(guó)際公認(rèn)的肝保護(hù)藥物水飛薊素效果相當(dāng)。

圖3 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠血清中GPT、GOT、ALP活性及TBIL水平的影響Fig.3 Effect of Aloe vera whole leaf powder on serum GPT, GOT, ALP and TBIL in AFB1-treated rats

2.5 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化的影響

為了評(píng)價(jià)庫(kù)拉索蘆薈對(duì)AFB1誘發(fā)大鼠肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的作用,對(duì)大鼠肝臟MDA含量進(jìn)行了測(cè)定,該指標(biāo)可間接反映機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化嚴(yán)重程度及細(xì)胞受損情況。如圖4所示,高劑量AFB1的攝入(模型組)可導(dǎo)致大鼠肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA含量的急劇上升,而庫(kù)拉索蘆薈全葉粉的干預(yù)則有效抑制了AFB1誘發(fā)的肝臟中MDA的生成,MDA含量顯著低于模型組(P<0.05),并恢復(fù)至空白組正常水平,表明AFB1可引起肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化、造成肝細(xì)胞損傷,而庫(kù)拉索蘆薈全葉粉則可拮抗AFB1對(duì)大鼠肝臟造成的脂質(zhì)過(guò)氧化作用。

圖4 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠肝臟中MDA含量的影響Fig.4 Effect of Aloe vera whole leaf powder on the level of hepatic MDA

2.6 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠肝臟抗氧化酶活性的影響

圖5 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠肝臟中各抗氧化酶活性的影響Fig.5 Effect of Aloe vera whole leaf powder on the activities of hepatic antioxidant enzymes

如圖5所示,單次高劑量攝入AFB1后,大鼠肝臟的抗氧化能力明顯降低,SOD、CAT和GSH-Px活性均顯著低于正常水平:其中SOD活力降低了18.5%(P<0.05),CAT活力下降了26.5%(P<0.05),GSH-Px活力降低了41.0%(P<0.05),表明攝入高劑量AFB1顯著降低了大鼠肝臟抗氧化能力,造成了肝臟的氧化應(yīng)激損傷。與模型組相比,庫(kù)拉索蘆薈全葉粉連續(xù)干預(yù)3 d后,各組大鼠肝臟SOD、CAT、GSH-Px活力呈現(xiàn)出了不同程度的提高,其中SOD及GSH-Px活力均顯著提高并基本恢復(fù)至空白組的正常水平,CAT活力與模型組相比具有一定程度提高,但不具有顯著差異。

2.7 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠肝臟GSH含量及Ⅱ相酶GST水平的影響

圖6 庫(kù)拉索蘆薈全葉粉對(duì)大鼠肝臟GSH含量(A)和GST活力(B)的影響Fig.6 Effect of Aloe vera whole leaf powder on the levels of hepatic GSH (A) and activity of GST (B) in rats

由圖6可知,與空白組相比,模型組大鼠肝臟中GSH水平和GST活力均有所下降,分別降低了37.5%(P<0.05)和7.9%。然而,在庫(kù)拉索蘆薈全葉粉連續(xù)干預(yù)3 d后,各組大鼠肝臟GSH含量均顯著提高并恢復(fù)至空白組的正常水平;GST活力與模型組相比明顯上升,并顯著高于空白組的正常水平。

3 討 論

原發(fā)性肝細(xì)胞癌是世界常見(jiàn)惡性腫瘤之一,全世界發(fā)病率排名第六、死亡率排名第三,尤以中國(guó)、非洲及東南亞等地區(qū)最為明顯,嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康。據(jù)流行病學(xué)及實(shí)驗(yàn)研究資料表明,AFB1和乙型肝炎病毒是被公認(rèn)的與肝癌發(fā)生密切相關(guān)的兩大因素[5],其中AFB1因其極強(qiáng)的肝毒性和致癌性被列為人類(lèi)Ⅰ類(lèi)致癌物。研究顯示,AFB1的毒性與其促氧化能力相關(guān),抗氧化物的干預(yù)可一定程度上抑制其介導(dǎo)的肝毒性[22]。

蘆薈具有廣泛的生物活性(抗氧化、抗腫瘤等),現(xiàn)已有幾千年的藥用歷史,并備受學(xué)術(shù)界關(guān)注。近幾年來(lái),越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)及臨床數(shù)據(jù)表明蘆薈具有潛在的護(hù)肝作用。Chandan等[20]研究表明蘆薈可有效降低CCl4引起的肝毒性,并發(fā)現(xiàn)這與其抗氧化能力密不可分。本實(shí)驗(yàn)室前期研究亦發(fā)現(xiàn),蘆薈的干預(yù)可顯著降低急、慢性酒精性肝損傷程度,具有顯著的抗氧化、抗炎癥及脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)作用。為進(jìn)一步拓展對(duì)蘆薈護(hù)肝功效的認(rèn)識(shí),本研究對(duì)庫(kù)拉索蘆薈在A(yíng)FB1致肝損傷中的干預(yù)作用進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

肝臟是AFB1最主要的靶器官,AFB1的暴露會(huì)引起肝臟的嚴(yán)重受損,并影響機(jī)體體質(zhì)量自我平衡調(diào)節(jié)能力,引起食欲不振,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能被充分利用,從而導(dǎo)致體質(zhì)量下降[23-24]。本研究結(jié)果顯示:高劑量AFB1的攝入引起了大鼠體質(zhì)量的急劇下降,并伴隨著肝功能指標(biāo)的異常升高;而在庫(kù)拉索蘆薈全葉粉的干預(yù)下,AFB1引發(fā)的大鼠體質(zhì)量下降得到了明顯的抑制,各肝功能指標(biāo)均顯著降低,大鼠肝臟受損情況得到有效改善。另外,庫(kù)拉索蘆薈全葉粉的干預(yù)亦顯著減輕了AFB1導(dǎo)致的肝臟病理學(xué)變化,表明庫(kù)拉索蘆薈全葉粉可有效抑制AFB1的肝毒性,效果與國(guó)家公認(rèn)護(hù)肝藥物水飛薊素基本相當(dāng)。

AFB1的毒性作用機(jī)制已得到廣泛研究,研究顯示AFB1介導(dǎo)的毒性與其促氧化能力密切相關(guān),其在肝臟酶系的代謝過(guò)程會(huì)大量生成自由基,進(jìn)而破壞機(jī)體的抗氧化平衡,造成機(jī)體的氧化應(yīng)激損傷[22,25-26]。AFB1在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基可直接攻擊DNA、蛋白質(zhì)等,其中脂質(zhì)過(guò)氧化是自由基介導(dǎo)損傷的主要表現(xiàn)之一,其可和膜磷脂以及受體相關(guān)多不飽和脂肪酸等反應(yīng)產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物如MDA和4-羥基壬烯酸,從而使細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性發(fā)生改變,進(jìn)而影響細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)與功能[27-28]。抗氧化酶是機(jī)體重要的天然抗氧化防御系統(tǒng),GSH-Px、CAT及SOD等形成了抵御機(jī)體中自由基的第一道防線(xiàn),在清除機(jī)體自由基、脂質(zhì)過(guò)氧化物,阻斷氧化應(yīng)激等方面發(fā)揮著重要的作用[25]。大量動(dòng)物研究顯示AFB1可誘發(fā)機(jī)體脂質(zhì)氧化程度發(fā)生不同程度的升高,并引起機(jī)體內(nèi)抗氧化酶活性的下降[29-31],該現(xiàn)象在本研究中亦得到了證實(shí)。然而有趣的是,庫(kù)拉索蘆薈全葉粉的干預(yù)使肝臟中MDA、SOD及GSH-Px水平均基本恢復(fù)至空白組正常水平,且與陽(yáng)性藥物對(duì)照組無(wú)顯著差異,表明庫(kù)拉索蘆薈具有顯著的抗氧化活性,其對(duì)急性AFB1毒性的抑制作用與其強(qiáng)烈的自由基清除能力緊密相關(guān),因此可以有效抑制AFB1引起的機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化及酶活力下降,保護(hù)細(xì)胞膜及細(xì)胞,減輕由AFB1所引起的對(duì)機(jī)體的氧化應(yīng)激損傷[32]。結(jié)合蘆薈活性成分組成推測(cè),其抗氧化能力可部分歸因于蘆薈中優(yōu)異抗氧化活性成分蘆薈多糖、蒽醌類(lèi)的存在,與此相關(guān)的研究本實(shí)驗(yàn)室仍在進(jìn)行。

GSH和Ⅱ相酶GST在保護(hù)細(xì)胞和組織遠(yuǎn)離活化AFB1毒害作用中起著至關(guān)重要的作用[33]。GSH是由半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸結(jié)合而成的含有巰基的三肽化合物,為組織細(xì)胞中主要且含量豐富的生物活性肽,在許多生理功能活動(dòng)中起著直接或間接的作用。首先,GSH具有巰基(—SH)基團(tuán)及還原活性,可作為機(jī)體內(nèi)一種重要的非酶抗氧化劑直接以—SH與體內(nèi)自由基作用,或作為輔酶因子參與到自由基的酶清除過(guò)程中,在機(jī)體抗氧化防御體系及維持機(jī)體正常氧化狀態(tài)中起著重要的作用。此外,在GST的催化作用下,GSH可結(jié)合親電子化合物AFBO,并以AFB1-硫醇尿酸為最終形式排出體外,從而達(dá)到解毒的作用[34]。大量研究證實(shí),AFB1中毒可引起肝臟中GSH水平和GST活力的急劇下降,高水平的GSH和GST可減輕AFB1對(duì)機(jī)體造成的危害[35-36]。在本實(shí)驗(yàn)中亦觀(guān)察到了模型組大鼠肝臟中GSH水平及GST活力的下降,然而在庫(kù)拉索蘆薈全葉粉的作用下GSH含量顯著提高并恢復(fù)至空白組的正常水平,GST活性亦得到了明顯的提高,表明庫(kù)拉索蘆薈的護(hù)肝作用與其對(duì)大鼠肝臟GSH含量下降的抑制作用及對(duì)GST活力的影響相關(guān),推測(cè)庫(kù)拉索蘆薈可能誘導(dǎo)處于應(yīng)激狀態(tài)下GST構(gòu)象發(fā)生變化,有效提高肝損傷大鼠肝臟GST活力,從而提高機(jī)體對(duì)AFBO的解毒能力,減少AFB1對(duì)機(jī)體造成的毒害作用,這可能是庫(kù)拉索蘆薈發(fā)揮其拮抗急性AFB1肝損傷的另一重要原因。

綜上所述,庫(kù)拉索蘆薈能有效抑制急性AFB1引起的大鼠體質(zhì)量下降,降低血清GPT、GOT、ALP活力及TBIL水平,改善肝組織病理變化,減輕大鼠肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化水平,并顯著提高肝臟SOD及GSH-Px活性,增加肝臟GSH水平和Ⅱ相解毒酶GST活性。推測(cè)提升機(jī)體抗氧化能力、促進(jìn)機(jī)體排毒可能是庫(kù)拉索蘆薈發(fā)揮護(hù)肝作用的重要機(jī)制,相關(guān)具體作用機(jī)制尚待更進(jìn)一步的探究。本研究為研制和開(kāi)發(fā)防治AFB1肝毒性的保健藥物和食品提供了新的思路,也為蘆薈的綜合開(kāi)發(fā)利用提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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Protective Effect of Aloe vera against Aflatoxin B1-Induced Acute Hepatotoxicity in Rats

CUI Yan1,2, LING Jiangang1, YAO Weirong2, KANG Mengli1, YU Jingfen1, LIN Xudong1, SHANG Haitao1, ZHU Lin1, QIAN He2,*
(1. Institute of Agricultural Products Processing, Ningbo Institute of Agricultural Sciences, Ningbo 315040, China;2. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

Objective: To investigate the possible hepatoprotective activity of Aloe vera against aflatoxin B1(AFB1)-induced liver damage and its underlying mechanisms. Methods: The acute AFB1-intoxicated rat model was established by intragastric administration of AFB1at the dose of 2.0 mg/kg. The hepatoprotective effect of Aloe vera on AFB1-intoxicated rats was evaluated by measuring body weight, serum markers and histopathological examination. And the mechanisms involved were elucidated by measuring the levels of lipid peroxidation and antioxidants in livers. Results: The treatment of Aloe vera effectively inhibited the body weight loss in AFB1-intoxicated rats, and significantly reduced serum glutamate pyruvate transaminase (GPT), glutamic oxalacetic transaminase (GOT), alkaline phosphatase (ALP), and total bilirubin (TBIL) levels. In addition, Aloe vera was shown to be effective in improving hepatic histopathological changes, lowering malondialdehyde (MDA), and elevating the levels of reduced glutathione (GSH), glutathione peroxidase (GSH-Px), superoxide dismutase (SOD) and glutathione-S-transferase (GST). These results suggest that Aloe vera can remarkably enhance the antioxidant and detoxifying capacities of AFB1-intoxicated rats, and possesses a potent protective effect against AFB1-induced hepatotoxicity.

Aloe vera; aflatoxin B1-induced liver injury; hepatoprotection; oxidative stress; detoxication

10.7506/spkx1002-6630-201607032

TS201.4

A

1002-6630(2016)07-0175-07

崔燕, 凌建剛, 姚衛(wèi)蓉, 等. 庫(kù)拉索蘆薈對(duì)黃曲霉毒素B1致大鼠急性肝損傷的保護(hù)作用[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(7):175-181. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201607032. http://www.spkx.net.cn

CUI Yan, LING Jiangang, YAO Weirong, et al. Protective effect of Aloe vera against aflatoxin B1-induced acute hepatotoxicity in rats[J]. Food Science, 2016, 37(7): 175-181. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201607032. http://www.spkx.net.cn

2015-05-18

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD36B02)

崔燕(1987—),女,博士研究生,研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與功能食品開(kāi)發(fā)。E-mail:cuiyan1605@126.com

*通信作者:錢(qián)和(1962—),女,教授,博士,研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與安全。E-mail:amtf168@126.com

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