趙婉妤,胡力文,呂 鑫,許 欣 *,裴曉方,盧中明,杜禮泉,鄭 敏
(1.四川大學 華西公共衛(wèi)生學院(華西第四醫(yī)院),四川 成都 610041;2.四川省綿陽市豐谷酒業(yè)有限責任公司,四川 綿陽 621006)
中國酒文化源遠流長,自酒問世以來,始終作為一種情感交流的載體,展現(xiàn)獨特的消費理念和神奇魅力。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進步,物質(zhì)文化水平的提高,人們對白酒的消費更加走向理性化,對白酒品質(zhì)提出了更高的要求,不僅要滿足飲時激活人體精神,而且更加注重飲后的體征感受,具體來說要“飲時爽口,飲后醉的慢,醒得快,酒后不干口、不上頭”[1-2]。對于白酒飲用舒適度的研究主要方式為專家評判,但人工評判主觀性過強,效率較低。張夢妍等[3]已初步建立白酒飲用舒適度評價模型,根據(jù)醉酒昏睡期小鼠的醉酒時間、醒酒時間對白酒飲用舒適度進行了評價,并成功應(yīng)用于多種白酒的測定,但是由于醉酒階段指標測定的影響因素較多,實驗結(jié)果的準確度、精密度較差,因此該評價模型的進一步優(yōu)化問題亟待解決。目前有研究依據(jù)乙醇在體內(nèi)的代謝差異,將急性醉酒分為三個階段:興奮期、共濟失調(diào)期及醉酒昏睡期[4-5],提示針對醉酒不同階段進行研究的可能性,有研究者以此為基礎(chǔ)對白酒飲用舒適度評價模型進行了優(yōu)化[6]。
在急性醉酒的三個階段中,共濟失調(diào)期常伴隨明顯的肢體不穩(wěn)、動作不協(xié)調(diào)等癥狀[5]。研究表明,急性醉酒共濟失調(diào)是由于過量攝入乙醇造成的腦組織氧化損傷[7],但共濟失調(diào)發(fā)生機制復(fù)雜,影響因素較多,且我國復(fù)雜的白酒釀造工藝賦予了酒體除乙醇外的眾多有利微量成分[8]。相比于靜態(tài)昏睡期,共濟失調(diào)階段動態(tài)的行為學表現(xiàn)則更能直觀準確地體現(xiàn)實驗動物的生理狀態(tài),展現(xiàn)白酒飲用舒適度,且目前未見不同白酒對共濟失調(diào)效應(yīng)是否會產(chǎn)生不同影響的研究。故本研究以優(yōu)化的動物行為學實驗為基礎(chǔ),結(jié)合乙醇代謝、急性損傷、氧化損傷等生理生化指標,在共濟失調(diào)階段比較分析不同白酒對醉酒小鼠的影響,探究白酒飲用舒適度評價指標靈敏度,彌補研究空白,為進一步優(yōu)化白酒飲用舒適度動物評價模型提供數(shù)據(jù)支撐,奠定實驗基礎(chǔ),同時對不同白酒導致不同共濟失調(diào)效應(yīng)的原因進行初步探索。
2種白酒(酒精度48%vol)(編號分別為①號、②號):由四川省綿陽市豐谷酒業(yè)有限公司提供,主要理化指標分析結(jié)果見表1。
表1 2種白酒主要理化指標分析結(jié)果Table 1 Results of main physical and chemical indexes analysis of 2 Baijiu samples
無特定病原體(specific pathogen free,SPF)級Balb/c小鼠(雄性,日齡(42~48 d)):由北京維通利華實驗動物有限技術(shù)公司提供(許可證號:SCXK(京)2016-0011)。獨立通風籠具(individually wentilate cagesdul,IVC)飼養(yǎng),環(huán)境溫度20~22℃,相對濕度60%~70%,由四川大學華西公共衛(wèi)生學院實驗動物中心提供(使用許可證號:SYXK(川)2018-011)。
乙醇(分析純):成都海興化工試劑廠;乙醛測定試劑盒:愛爾蘭Megazyme公司;神經(jīng)特異性烯醇化酶(neuronspecific enolase,NSE)酶聯(lián)免疫檢測試劑盒:上海酶聯(lián)科技生物有限公司;肝素試劑、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)測定試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)測定試劑盒、脂質(zhì)過氧化物(lipid peroxidation,LPO)測定試劑盒、丙二醛(malondialdehyde,MDA)測定試劑盒:南京建成生物工程研究所。
平衡木裝置(60 cm×2 cm×2 cm):實驗室自制;7890B氣相色譜儀:美國Agilent公司;7697A頂空進樣器:美國Agilent公司;ECTM-WAX色譜柱(30m×0.53mm×1.2μm):美國Alltech公司;HeraeusTMFrescoTM21微量離心機:美國ThermoScientific公司;Multiskan Go全波長酶標儀:美國Thermo Scientific公司;手持式勻漿器:美國Kimble公司。
1.3.1 動物分組與處理
120只Balb/c小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)后,按體質(zhì)量分層后隨機分組,分為樣①組、樣②組、酒精對照組及空白對照組,分組情況見表2。
表2 實驗動物分組情況Table 2 Grouping of experimental animals
1.3.2 平衡木實驗
參考CRABBE J C等方法[9],正式實驗前1天需要進行過梁訓練,將小鼠放置于平衡木一端,推動臀部或輕柔搖動尾部使其過梁,每只小鼠訓練兩次。禁食不禁水12 h,不同組別小鼠進行稱質(zhì)量并計算灌胃量。正式實驗前將小鼠移入測試房間適應(yīng)2 h,每只小鼠灌胃10 min后置于平衡木一端,觀察小鼠過梁情況,行走評分標準見表3。
表3 行走試驗評分標準Table 3 Score standards of walking tests
1.3.3 標本采集及檢測
不同組別小鼠過梁結(jié)束后,立即抓取固定使其眼球突出充血,用彎頭眼科鑷迅速鉗取眼球,使血液流入抗凝離心管(肝素鈉溶液100 μL)中,顛倒混勻后4 ℃、3 000 r/min離心15 min,取上清,-20 ℃冰箱保存。小鼠摘眼球取血后,頸椎脫臼處死,置于冰盤上,醫(yī)用解剖剪剪開頸部皮膚、人字縫,醫(yī)用直頭鑷剝開顱骨,輕輕取出腦組織,剔除結(jié)締組織和脂肪組織后,用預(yù)冷過的生理鹽水漂洗血跡,吸水紙吸干后電子天平稱質(zhì)量。按體料液比1∶1(g∶mL)加入生理鹽水在冰浴中進行勻漿,4 ℃、10 000 r/min離心30 min,取上清,-20 ℃冰箱保存。頂空氣相色譜法測定小鼠血漿中乙醇含量,酶聯(lián)免疫吸附法測定小鼠血漿中NSE含量,化學顯色法測定小鼠腦勻漿中乙醛、LPO、MDA含量、SOD、GSH-PX活力,操作步驟嚴格按照說明書進行。
1.3.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及處理
采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析和處理,正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用均值±標準差(X±S)表示,方差齊時進行單因素方差分析(one-way ANOVA),LSD檢驗進行組間兩兩比較;方差不齊時使用Kruskal-Wallis檢驗。
共濟失調(diào)的發(fā)生與大腦、小腦及前庭系統(tǒng)等的損害密切相關(guān),主要表現(xiàn)為機體運動的協(xié)調(diào)不良、平衡障礙等。研究表明,乙醇暴露劑量控制在2.5~3.5 g/kg范圍內(nèi)能使小鼠產(chǎn)生明顯的共濟失調(diào)現(xiàn)象[10-11],故根據(jù)前期預(yù)實驗,本研究采用8 mL/(kg·體質(zhì)量)(約3.0 g/kg)的單次灌胃劑量進行有效造模。平衡木實驗是評估小鼠肢體平衡以及肌肉運動協(xié)調(diào)能力的行為學方法。本研究參考崔海等[12-13]研究方法對平衡木行走評分標準進行了適當調(diào)整,即行走評分越高,共濟失調(diào)現(xiàn)象越嚴重。不同組別平衡木實驗行為學指標檢測結(jié)果見表4。
表4 平衡木實驗行為學指標檢測結(jié)果Table 4 Determination results of behavioral indicators by balance beam device tests
由表4可知,樣①組、樣②組、酒精對照組行走評分高于空白對照組,差異極顯著(P<0.01);樣②組行走評分低于酒精對照組,差異極顯著(P<0.01);樣①組行走評分高于樣②組,差異顯著(P<0.05);其余組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。酒精暴露組較空白對照組均出現(xiàn)明顯的共濟失調(diào)現(xiàn)象,提示乙醇在致共濟失調(diào)中的關(guān)鍵作用,但樣①組、樣②組較酒精對照組行走評分偏低,說明酒樣中除乙醇、水外的微量成分可能對小鼠機體具有一定的保護作用。白酒中雜醇、醛類、羧酸、酯類、酸類等微量成分約占1%~2%,其種類與比例的變化都會影響白酒的質(zhì)量和風味[14],本研究發(fā)現(xiàn)樣①組與樣②組誘導產(chǎn)生的共濟失調(diào)程度不同,且差異具有統(tǒng)計學意義,提示平衡木實驗行為學指標能有效反映不同白酒引起的共濟失調(diào)效應(yīng)大小。
乙醇是親脂性小分子化合物,能迅速通過血腦屏障作用于腦組織。乙醛是乙醇的代謝產(chǎn)物,動物實驗證明攝入酒精的小鼠腦部乙醛含量明顯增加,且小腦含量更高,小腦是平衡中樞,由于乙醛其較強還原性,會致使腦部缺氧,出現(xiàn)站立不穩(wěn)等現(xiàn)象[15]。不同組別乙醇、乙醛含量檢測結(jié)果見表5。
表5 不同濃香型白酒對急性酒精中毒小鼠乙醇代謝的影響Table 5 Effect of different strong-flavor Baijiu on ethanol metabolism in mice with acute alcoholism
由表5可知,各組間血漿乙醇、腦勻漿乙醛含量差異不顯著(P>0.05),與上述行為學結(jié)果不一致。由于乙醛的濃度與乙醇攝入量、乙醛加和物的形成、體內(nèi)代謝酶的活性等密切相關(guān)[16],結(jié)合酒樣主要理化指標分析結(jié)果(即乙醇、乙醛、乙縮醛含量相近),可得出乙醛含量不能有效反映共濟失調(diào)的程度。
NSE是細胞能量代謝活動的關(guān)鍵酶,主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元與神經(jīng)內(nèi)分泌細胞中,當神經(jīng)元損傷或壞死后,NSE通過血腦屏障進入血液中,致使血清(或血漿)NSE水平升高,其含量可靈敏、特異地反映神經(jīng)元受損的程度[17-18]。不同組別神經(jīng)特異性烯醇化酶含量檢測結(jié)果見表6。
表6 血漿中神經(jīng)特異性烯醇化酶檢測結(jié)果Table 6 Determination results of neuron-specific enolase in plasma
由表6可知,樣①組、樣②組、酒精對照組血漿NSE含量高于空白對照組,差異極顯著(P<0.01);其余組間無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。結(jié)果顯示,樣②組NSE含量稍低于樣①組、酒精對照組,提示②號酒樣所致的急性腦損傷程度更小,且NSE檢測水平趨勢與行走評分結(jié)果保持一致,提示血漿NSE含量可能與共濟失調(diào)水平呈正相關(guān)趨勢。由于樣①組、樣②組、酒精對照組小鼠酒精攝入量及血漿乙醇含量并無顯著差異,提示酒樣②中的微量成分可能有減輕乙醇對神經(jīng)元損傷的作用。
酒精誘導的腦損傷與腦組織發(fā)生氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化等反應(yīng)有關(guān)[19]。MDA和LPO是脂質(zhì)過氧化的重要產(chǎn)物,常用作反映機體細胞氧化損傷程度的指標,由于SOD和GSH-PX活力高低可間接反映機體清除自由基的能力,故常聯(lián)合使用進行氧化損傷評價。不同組別氧化損傷相關(guān)指標檢測結(jié)果見表7。
表7 氧化損傷相關(guān)指標檢測結(jié)果Table 7 Determination results of indicators related to oxidative damage
由表7可知,樣①組腦勻漿MDA含量高于酒精對照組、空白對照組,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01或0.05);其余組間差異無統(tǒng)計學意義;各組間腦勻漿SOD、GSH-PX活力、LPO含量無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。研究發(fā)現(xiàn)不同組別間氧化損傷指標無統(tǒng)計學差異(P>0.05),考慮到實驗動物采用的是單次中劑量酒精暴露,且段玉香等[19-20]研究結(jié)果顯示,單次大劑量或者長期酒精暴露均可產(chǎn)生明顯的腦部氧化損傷,故提示可能與作用劑量大小或者酒精暴露時間長短有關(guān)。且由于白酒中的微量成分組成及比例十分復(fù)雜,酒體中的某一種或某一類微量成分會對氧化應(yīng)激造成不同的影響,具體的影響方式與程度需要進一步的實驗研究。
本研究結(jié)果顯示,同酒精濃度酒精暴露組(不同白酒以及乙醇溶液)將造成實驗動物不同程度的共濟失調(diào)效應(yīng),具體可能是通過調(diào)控NSE的含量水平來產(chǎn)生影響。即飲用舒適度越高的酒飲后體內(nèi)生成的NSE含量水平越低,急性腦損傷越輕,產(chǎn)生的共濟失調(diào)效應(yīng)越小。提示可通過優(yōu)化的平衡木實驗測定動物行為學指標結(jié)合急性腦損傷指標來評價白酒的飲用舒適度。
本研究結(jié)果提示,同酒精濃度酒精暴露組(不同白酒以及乙醇溶液)引起的共濟失調(diào)效應(yīng)有明顯差異,且不同組間乙醇代謝、氧化應(yīng)激指標與行為學實驗結(jié)果并不完全一致,結(jié)合白酒的理化成分檢測結(jié)果分析,可能與白酒中微量成分組成和比例不同有關(guān);但具體的原因與機制值得深入探究,后續(xù)研究將對該內(nèi)容繼續(xù)開展。