張 娟,李水仙,王春芳,趙 巖,祝清芬
(山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院,山東 濟(jì)南 250101)
藏悠游膠囊是以葛根凍干粉、桔梗提取物、茯苓提取物、川芎提取物為主要原料制成的保健食品。《神農(nóng)本草經(jīng)》云:葛根“主消渴,身大熱,嘔吐,諸痹,起陰氣,解諸毒”[1]。《中國(guó)藥典》一部:桔梗止咳祛痰,用于痰濁阻肺所致的咳嗽痰多[2]?!妒姥a(bǔ)齋醫(yī)書(shū)》中記載:“茯苓一味,為治痰主藥。痰之本,水也,茯苓可以行水;痰之動(dòng),濕也,茯苓又可以行濕”?!侗静輩R言》曰:“川芎,上行頭目,下調(diào)經(jīng)水,中開(kāi)郁結(jié),血中氣藥。味辛性陽(yáng),氣善走竄而無(wú)陰凝黏滯之態(tài)。雖入血分,又能去一切風(fēng),調(diào)一切氣”[1]。本研究按照《食品安全性毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序》GB15193.1-2014的要求及其藥理活性,對(duì)藏悠游膠囊進(jìn)行安全性毒理學(xué)評(píng)價(jià)及提高缺氧耐受力功能研究,為其作為保健食品的食用安全性及功效提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
BP 211D電子天平(德國(guó)Sartorius公司);高壓蒸汽滅菌器(日本SANYO公司);隔水式恒溫培養(yǎng)箱,Stuart溫控?fù)u床培養(yǎng)箱(英國(guó)Stuart公司);BSC-1360ⅡA2生物安全柜(北京中聯(lián)哈爾);AL204電子天平(Mettler);全自動(dòng)生化分析儀(日立);ADVIA?2120i血液分析儀(西門(mén)子);ASP200s全自動(dòng)全封閉脫水機(jī),EG1150 H & C 包埋機(jī),RM2245半自動(dòng)輪轉(zhuǎn)式切片機(jī),HI1210攤片機(jī),HI1220烤片機(jī),XL全自動(dòng)染色機(jī),CV5030 全自動(dòng)封片機(jī)(Leica);BX51生物顯微鏡(Olympus)。
藏悠游膠囊,規(guī)格:360 mg/粒,36粒/瓶,內(nèi)容物為棕黃色,由某保健品有限公司生產(chǎn)。食用量為每日3次,每次3粒(360 mg/粒);保存條件:置陰涼干燥處,避免陽(yáng)光直照。
哺乳動(dòng)物微粒體酶(S9),批號(hào):3516,誘導(dǎo)劑及動(dòng)物品種:多氯聯(lián)苯(Aroclor 1254)誘導(dǎo)雄性SD大鼠(上海寶錄);敵克松(Dexon,批號(hào):10112926,上海晶純);注射用絲裂霉素(MMC,批號(hào):131101,浙江海正藥業(yè));2-氨基芴(批號(hào):13152,上海晶純);1, 8-二羥基蒽醌(批號(hào):WXBB7902V,美國(guó)Sigma-Aldrich公司);環(huán)磷酰胺(批號(hào):SLBG4216V,美國(guó)Sigma-Aldrich公司);鈉石灰[批號(hào):20031220,中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上?;瘜W(xué)試劑公司];亞硝酸鈉(批號(hào):C1305006,阿拉丁公司)。
SPF級(jí)ICR小鼠,SPF級(jí)SD大鼠,均購(gòu)自濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(魯)2014 0007。飼養(yǎng)條件:SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室使用許可證號(hào):SYXK(魯)2018 0013。溫度:20~25 ℃,日溫差≤3 ℃,濕度:40 %~70 %,換氣次數(shù):≥10次/h。照明時(shí)間:12 h 明暗交替。SPF大小鼠生長(zhǎng)繁殖飼料(北京科澳協(xié)力飼料有限公司),飼料生產(chǎn)許可證號(hào):京飼證(2014)06054;實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(飼料)生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2014-0010。鼠傷寒沙門(mén)菌TA97a,TA98,TA100,TA102(上海寶錄)。
小鼠檢疫合格后,取試驗(yàn)用小鼠20只,雌雄各半,體重,雄性20.0~22.0 g,雌性18.8~21.4 g。采用最大耐受劑量(MTD)法進(jìn)行試驗(yàn)。禁食不禁水16 h后,稱(chēng)取樣品粉末25.0 g,充分研磨,加0.5 %羧甲基纖維素鈉溶液至25 ml,制成1.0 g/ml的混懸液,經(jīng)口灌胃給予濃度為1.0 g/ml的受試物20 ml/kg BW。連續(xù)觀察14 d,記錄動(dòng)物的中毒表現(xiàn)及死亡情況,試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行剖檢并記錄大體解剖結(jié)果。根據(jù)急性毒性劑量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)受試物的急性毒性強(qiáng)弱。
實(shí)驗(yàn)采用平板摻入法。受試物分為5000,1000,200,40,8 μg/皿5個(gè)劑量組。稱(chēng)取1.25 g藏悠游膠囊內(nèi)容物,加滅菌注射用水至25 ml,混勻,制成5 %的混懸液(高劑量),0.103 MPa條件下滅菌20 min。將冷凍保存的試驗(yàn)菌株TA97a,TA98,TA100,TA102分別接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基10 ml,37 ℃振蕩(100次/min)培養(yǎng)10 h。將含0.5 mmol/L組氨酸-0.5 mmol/L生物素的頂層培養(yǎng)基2.0 ml分裝于試管中,50 ℃水浴中保溫,然后每管依次加入試驗(yàn)菌株增菌液0.1 ml,受試物溶液0.1 ml和S9混合液0.5 ml(需代謝活化時(shí)),充分混勻,迅速傾倒于底層瓊脂平板上,轉(zhuǎn)動(dòng)平板,使之分布均勻。水平放置,待冷凝固化后,倒置于37 ℃培養(yǎng)箱里孵育48 h,計(jì)數(shù)每皿回變菌落數(shù)。在加與不加S9混合液的條件下,受試物每個(gè)劑量均做3個(gè)平行板,同時(shí)設(shè)空白對(duì)照組(自發(fā)回變組)、溶媒對(duì)照組(滅菌注射用水)和陽(yáng)性對(duì)照組。
取試驗(yàn)用小鼠50只,雄性小鼠25.1~28.1 g,雌性小鼠25.0~28.7 g,隨機(jī)區(qū)組法分為5組,每組10只,雌雄各半。試驗(yàn)設(shè)置受試物低、中、高劑量(2.5,5,10 g/kg BW)組、溶媒(0.5 %羧甲基纖維素鈉溶液)對(duì)照組和陽(yáng)性(環(huán)磷酰胺40 mg/kg BW)對(duì)照組,各組小鼠均經(jīng)口灌胃給予,采用30 h兩次給予法,即兩次給予間隔24 h,第二次給予后6 h取材。首次給予時(shí)稱(chēng)量動(dòng)物體重并記錄。頸椎脫臼法處死小鼠,取胸骨,用止血鉗擠出骨髓液與載玻片一端的胎牛血清混勻,常規(guī)涂片??諝飧稍锖?,用甲醇固定10 min,將固定好的涂片放入Giemsa應(yīng)用液中,染色10 min,用水輕輕沖洗,晾干。光學(xué)顯微鏡下,觀察200個(gè)嗜多染紅細(xì)胞(PCE),同時(shí)計(jì)數(shù)正染紅細(xì)胞(NCE),計(jì)算PCE/NCE比值,每只動(dòng)物計(jì)數(shù)1000個(gè)嗜多染紅細(xì)胞。觀察含有微核的嗜多染紅細(xì)胞數(shù),微核率以千分率表示。
取試驗(yàn)用小鼠25只,雄性,體重25.3~28.0 g,隨機(jī)區(qū)組法分為5組,每組5只。試驗(yàn)設(shè)置受試物低、中、高劑量(2.5,5,10 g/kg BW)組、溶媒(0.5 %羧甲基纖維素鈉溶液)對(duì)照組和陽(yáng)性(環(huán)磷酰胺40 mg/kg BW)對(duì)照組。首次給予受試物后的第35天,頸椎脫臼法處死小鼠,取出兩側(cè)附睪,放入盛有約1 ml生理鹽水的小燒杯中,用眼科剪縱向剪1~2刀,靜止5 min,輕輕搖動(dòng)。用4層擦鏡紙過(guò)濾,濾液涂片??諝飧稍锖螅眉状脊潭? min,晾干后用1 %伊紅染色1 h,用水輕輕沖洗,干燥。在低倍鏡下找到背景清晰、精子重疊較少的部位,用高倍鏡檢查精子的形態(tài)。精子畸形按無(wú)鉤、香蕉形、胖頭、無(wú)定形、雙頭、雙尾、尾折疊進(jìn)行記錄。每只動(dòng)物檢查1000個(gè)精子。記錄畸變的類(lèi)型和數(shù)量,計(jì)算精子畸形率。
動(dòng)物檢疫合格后,取SD大鼠80只,雄性體重68.8~84.3 g、雌性體重65.1~79.6 g,雌雄分別隨機(jī)分為4組,每組20只,雌雄各半。設(shè)低、中、高3個(gè)劑量組,劑量分別為1.35,2.7,5.4 g/kg BW(分別相當(dāng)于人可能攝入量的25倍、50倍、100倍),大鼠摻入飼料量按10 g/100g BW計(jì),摻入比例分別為1.35 %,2.7 %,5.4 %。采用逐級(jí)放大法將受試物摻入飼料中,見(jiàn)表1。對(duì)照組動(dòng)物給予普通飼料。單籠飼養(yǎng),自由飲食,連續(xù)喂養(yǎng)30 d。每周稱(chēng)一次體重和兩次攝食量,計(jì)算每周及總的食物利用率。第31天在禁食16 h后,稱(chēng)取禁食動(dòng)物體重(空腹體重)后,戊巴比妥鈉麻醉,經(jīng)腹主動(dòng)脈取血,進(jìn)行血常規(guī)和血液生化測(cè)定,解剖動(dòng)物并取材進(jìn)行病理檢查。
表1 受試物摻入飼料法飼料制備表
2.6.1 分組及受試物給予方式 取小鼠120只,雄性,體重18~22 g,按體重隨機(jī)分為3組,分別進(jìn)行常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)、亞硝酸鈉中毒存活實(shí)驗(yàn)、急性腦缺血性缺氧實(shí)驗(yàn)。每組40只,各分為溶媒對(duì)照組和受試物低、中、高劑量組,每組10只。低、中、高劑量分別為270,540,1620 mg/kg BW,相當(dāng)于人體推薦量的5倍、10倍、30倍,用0.5 %的羧甲基纖維素鈉溶液配制受試物。灌胃體積20 ml/kg BW,低、中、高劑量組的受試物濃度分別為13.5,81 mg/ml。同時(shí)設(shè)溶媒對(duì)照組,灌胃給予同等體積的0.5 %羧甲基纖維素鈉溶液。每天灌胃1次,連續(xù)給予30 d后,開(kāi)始測(cè)定各項(xiàng)缺氧指標(biāo)。
2.6.2 常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn) 末次灌胃后1 h,將各組小鼠分別放入盛有5 g鈉石灰的250 ml磨口瓶?jī)?nèi),每瓶1只,用凡士林封瓶口,蓋嚴(yán),使之不漏氣,立即計(jì)時(shí),以呼吸停止為指標(biāo),觀察小鼠因缺氧而死亡的時(shí)間。
2.6.3 亞硝酸鈉中毒存活實(shí)驗(yàn) 末次灌胃后1 h,各組小鼠腹腔注射240 mg/kg BW的亞硝酸鈉,注射劑量0.1 ml/10 g BW,立即計(jì)時(shí),記錄動(dòng)物存活時(shí)間。
2.6.4 急性腦缺血性缺氧實(shí)驗(yàn) 末次灌胃后1 h,各組小鼠自頸部逐只斷頭,立即按秒表記錄小鼠斷頭后至張口喘氣停止時(shí)間。
數(shù)據(jù)采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,以±s表示,微核率和精子畸形率使用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行分析,其他各指標(biāo)均使用單因素方差分析(ANOVA)進(jìn)行分析。
小鼠一日內(nèi)經(jīng)口灌胃給予受試物20.0 g/kg BW,結(jié)果顯示,小鼠飲食活動(dòng)正常,生長(zhǎng)良好,未見(jiàn)明顯中毒表現(xiàn)及死亡情況,大體剖解未見(jiàn)明顯的異常表現(xiàn),該受試物對(duì)兩種性別小鼠的MTD均大于20.0 g/kg BW。根據(jù)急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),該受試物屬無(wú)毒級(jí)保健食品,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 藏悠游膠囊小鼠急性毒性試驗(yàn)結(jié)果
兩次試驗(yàn)中受試物各劑量組在加和不加S9條件下各菌株回變菌落數(shù)均未超過(guò)自發(fā)回變菌落數(shù)的2倍,各劑量組間亦無(wú)劑量反應(yīng)關(guān)系,表明在加與不加S9條件下,受試物對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌TA97a、TA98、TA100、TA102 4株菌株均未出現(xiàn)遺傳毒性。結(jié)果見(jiàn)表3、表4。
受試物各劑量組PCE/NCE比值不少于溶媒對(duì)照組的20 %,表明受試物對(duì)小鼠骨髓細(xì)胞未見(jiàn)明顯毒性。受試物各劑量組微核率與溶媒對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),環(huán)磷酰胺陽(yáng)性對(duì)照組與溶媒對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),表明受試物無(wú)致小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核作用,小鼠骨髓微核試驗(yàn)結(jié)果為陰性,結(jié)果見(jiàn)表5。
表3 Ames試驗(yàn)結(jié)果(第1次試驗(yàn))
表4 Ames試驗(yàn)結(jié)果(第2次試驗(yàn))
表5 小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)結(jié)果
受試物各劑量組小鼠精子畸形率與溶媒對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),環(huán)磷酰胺陽(yáng)性對(duì)照組與溶媒對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)果表明,受試物對(duì)小鼠精子畸形試驗(yàn)結(jié)果為陰性,結(jié)果見(jiàn)表6。
3.5.1 對(duì)大鼠體重、攝食量及食物利用率的影響
3.5.1.1 對(duì)大鼠體重的影響 雌性動(dòng)物高劑量組第3周和第4周體重、體重增重、總增重低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05),結(jié)果見(jiàn)表7,表8。
表8 藏悠游膠囊對(duì)大鼠每周增重及總增重的影響(n=10)
3.5.1.2 對(duì)大鼠攝食量的影響 受試物各劑量組大鼠給藥期間各周攝食量與對(duì)照組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果表明,受試物對(duì)大鼠各周攝食量無(wú)影響。結(jié)果見(jiàn)表9。
3.5.1.3 對(duì)大鼠食物利用率的影響 雄性動(dòng)物高劑量組第4周食物利用率和總食物利用率低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。雌性動(dòng)物中劑量組第3周食物利用率和總食物利用率,高劑量組第3周和第4周食物利用率、總食物利用率低于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.05),結(jié)果見(jiàn)表10。
受試物對(duì)動(dòng)物體重和食物利用率的影響可能與受試物主要成分的功效有關(guān),本品主要成分為葛根提取物、桔梗提取物、茯苓提取物、川芎提取物,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道葛根具有降血脂的作用[5],桔梗具有降血脂和抗肥胖的作用[6-7],茯苓具有利尿作用[8-9]。
3.5.2 對(duì)大鼠血液學(xué)指標(biāo)的影響 與對(duì)照組比較,雄性動(dòng)物低劑量組中性粒細(xì)胞百分比升高,淋巴細(xì)胞百分比降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),但上述檢測(cè)指標(biāo)均在正常值范圍內(nèi),不認(rèn)為存在生物學(xué)意義。其他各劑量組動(dòng)物各血液生化學(xué)指標(biāo)與對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見(jiàn)表11。
3.5.3 對(duì)大鼠血清生化學(xué)指標(biāo)的影響 雄性動(dòng)物中劑量組總蛋白、血清白蛋白高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);雌性動(dòng)物低劑量組谷草轉(zhuǎn)氨酶高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),但均在正常值范圍內(nèi),不認(rèn)為存在生物學(xué)意義。其他各劑量組各血清生化指標(biāo)與對(duì)照組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見(jiàn)表12。
3.5.4 病理學(xué)大體解剖觀察檢查 各劑量組大鼠肝臟、腎臟、脾臟、胃腸、睪丸和卵巢大體解剖檢查均未見(jiàn)異常,各臟器組織病理學(xué)檢查未發(fā)現(xiàn)與受試物相關(guān)的組織病理學(xué)改變。雌雄動(dòng)物各劑量組臟器濕重及臟器系數(shù)與對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見(jiàn)表13、表14。
表9 藏悠游膠囊對(duì)大鼠每周攝食量的影響(n=10)
表10 藏悠游膠囊對(duì)大鼠每周及總的食物利用率的影響(n=10)
表11 藏悠游膠囊對(duì)大鼠血液學(xué)指標(biāo)的影響(n=10)
表12 藏悠游膠囊對(duì)大鼠血清生化學(xué)指標(biāo)的影響(n=10)
3.6.1 臧悠游膠囊對(duì)小鼠常壓耐缺氧存活時(shí)間的影響 結(jié)果見(jiàn)表15。由表15可見(jiàn),經(jīng)口給予小鼠不同劑量的藏悠游膠囊30 d,各劑量組與溶媒對(duì)照組比較,存活時(shí)間明顯延長(zhǎng),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01)。
3.6.2 高反靈牌藏悠游膠囊對(duì)小鼠亞硝酸鈉中毒存活時(shí)間的影響 結(jié)果見(jiàn)表16。由表16可見(jiàn),經(jīng)口給予小鼠不同劑量的高反靈牌藏悠游膠囊30 d,各劑量組與溶媒對(duì)照組比較,中劑量組存活時(shí)間延長(zhǎng),且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),即藏悠游膠囊小鼠亞硝酸鈉中毒存活實(shí)驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性。
3.6.3 藏悠游膠囊對(duì)小鼠急性腦缺血性缺氧喘氣時(shí)間的影響 結(jié)果見(jiàn)表17。由表17可見(jiàn),經(jīng)口給予小鼠不同劑量的藏悠游膠囊30 d,各劑量組與溶媒對(duì)照組比較,喘氣時(shí)間均延長(zhǎng),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
本研究采用小鼠急性毒性試驗(yàn)、Ames試驗(yàn)、骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)、小鼠精子畸形試驗(yàn)、30 d喂養(yǎng)試驗(yàn)5個(gè)方面對(duì)藏悠游膠囊進(jìn)行安全毒理學(xué)評(píng)價(jià),采用常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)、亞硝酸鈉中毒存活實(shí)驗(yàn)、急性腦缺血性缺氧實(shí)驗(yàn)研究其提高缺氧耐受力的功能。安全毒理學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,兩種性別小鼠MTD均大于20.0 g/kg BW,該受試物屬無(wú)毒級(jí),Ames試驗(yàn)、骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)、小鼠精子畸形試驗(yàn)3項(xiàng)遺傳毒性試驗(yàn)結(jié)果均為陰性,30 d喂養(yǎng)未見(jiàn)明顯毒性作用。常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)中,各劑量組均能延長(zhǎng)小鼠常壓耐缺氧存活時(shí)間;亞硝酸鈉中毒存活實(shí)驗(yàn)中,中劑量組能延長(zhǎng)小鼠存活時(shí)間;急性腦缺血性缺氧實(shí)驗(yàn)中,各劑量組均能延長(zhǎng)小鼠的喘氣時(shí)間,3項(xiàng)試驗(yàn)均為陽(yáng)性。根據(jù)《食品安全性毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序》GB15193.1-2014[3],藏悠游膠囊未見(jiàn)明顯毒性作用且具有提高缺氧耐受力功能的作用。
表13 藏悠游膠囊對(duì)大鼠臟器濕重的影響(n=10)
表14 藏悠游膠囊對(duì)大鼠臟器系數(shù)的影響(n=10)
表15 高反靈牌藏悠游膠囊對(duì)小鼠常壓耐缺氧存活時(shí)間的影響
表16 藏悠游膠囊對(duì)小鼠亞硝酸鈉中毒存活時(shí)間的影響
表17 藏悠游膠囊對(duì)小鼠急性腦缺血性缺氧喘氣時(shí)間的影響