李思錦,高曉余,2*,李桂蘭,羅開蓮,白忠彬,胡一凡,盛軍,田洋,2,.*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650201;2.食藥同源資源開發(fā)與利用教育部工程研究中心,云南 昆明 650201;3.云南省生物大數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650201;4.云南省高原特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院,云南 昆明 650201)
生活節(jié)奏快、工作壓力大、飲食不規(guī)律和熬夜等多種因素使得便秘患病率有所增加,且患病人群有年輕化趨勢[1]。目前,治療便秘主要依靠西藥和中成藥。西藥主要為膨脹性瀉劑、刺激性瀉劑、滲透性瀉劑和促動力劑[2]。長期使用藥物會引發(fā)多種副作用并對藥物產(chǎn)生依賴性[3],副作用包括腹脹、痙攣、惡心、頭痛和嘔吐等[4],而使用天然植物膳食制劑可有效避免這些問題[1]。腸道敏感性降低、濫用瀉藥是便秘的主要原因[5],研究表明低纖維飲食會誘導(dǎo)便秘,高纖維飲食可促進(jìn)糞便排泄,縮短結(jié)腸傳輸時(shí)間[6]。富含可溶性膳食纖維的食物被證明對改善便秘有益[7]。不僅大分子物質(zhì)具有通便作用,中草藥中的一些小分子化合物也具有通便作用,如甾體皂甙[8]、槲皮素[9]和柚皮素[10]等。飲食療法往往比藥物療法有更好的依從性,這有助于更好地治療便秘[4]?!吨袊幍洹酚涊d,余甘子可用于防治消化不良、血熱血瘀、腹脹、咳嗽等。余甘子富含酚類、維生素、氨基酸、黃酮等生物活性物質(zhì),具有很好的抗氧化、抗腫瘤、降血糖、護(hù)肝等活性和藥理作用,同時(shí)還具有突出的抗炎功效[11]。滇橄欖(又名云南余甘子)在潤腸通便方面可能具有良好的作用效果,但這一方向的研究較少。滇橄欖具有很好的加工性能,在藥品和保健食品開發(fā)方面具有較大的潛力[12]。本研究以滇橄欖為原料,制備其水提物,采用洛哌丁胺誘導(dǎo)便秘小鼠模型,從糞便性狀和腸道蠕動兩個(gè)方面明確滇橄欖的潤腸通便作用,以期為開發(fā)以滇橄欖為原料的通便功能食品奠定基礎(chǔ)。
滇橄欖(P.emblica):云南省普洱市寧洱縣。
昆明種小鼠(無特定病原體動物):72只,17g~20g,成都達(dá)碩動物實(shí)驗(yàn)有限公司,飼喂在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食藥同源資源開發(fā)與利用教育部工程研究中心動物實(shí)驗(yàn)室。
麻仁丸:北京同仁堂股份有限公司;洛哌丁胺:默克生命科學(xué)(上海)有限公司;阿拉伯樹膠、活性炭粉:上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
20目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩:浙江上虞市華豐五金儀器有限公司;BSA124S-CW電子天平:北京賽多利斯天平有限公司;HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋:常州華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司;FD-1A-50真空冷凍干燥機(jī):上海比朗儀器制造有限公司;TGL20M大型高速離心機(jī):湖南湘立科學(xué)儀器有限公司;DZF-6020真空干燥箱:予華儀器有限責(zé)任公司。
1.3.1 滇橄欖水提物制備
滇橄欖的食用方式主要為口含、泡服或咀嚼,因此本實(shí)驗(yàn)以滇橄欖水提物為原料進(jìn)行功效評價(jià)。選擇新鮮、色澤淡黃、成熟度適宜、無霉變腐爛的滇橄欖,用流動水充分洗凈后去核,切成小塊備用。精密稱量100 g滇橄欖果實(shí)小塊,以料液比1∶10(g/mL)加入到1 000 mL超純水中,混勻后沸水煮3min,立即過濾。將濾渣繼續(xù)以料液比1∶10(g/mL)加入到1 000 mL超純水中,沸煮1 min,立即過濾,繼續(xù)重復(fù)此操作1次。將3次的濾液混合后于大型高速離心機(jī)離心(4 000 r/min,10 min),取上清液真空冷凍干燥,得滇橄欖水提物。
1.3.2 洛哌丁胺的配制
精確稱量400 mg洛哌丁胺,溶于50 mL 0.9%生理鹽水中,使其終濃度為8 mg/mL,備用。
1.3.3 麻仁丸混懸液的配制
將麻仁丸(6 g/丸)溶解在0.9%生理鹽水中至終濃度為60 mg/mL,備用。
1.3.4 墨汁的配制
精確稱量20 g阿拉伯樹膠和10 g活性炭粉,量取160 mL蒸餾水,將阿拉伯樹膠加入水中煮沸至透明,加入活性炭粉,煮沸3次。溶液冷卻后,用蒸餾水稀釋至 200 mL,備用[13]。
1.3.5 動物分組及給藥
洛哌丁胺誘導(dǎo)的便秘模型主要是通過抑制腸道蠕動、影響腸道水代謝和腸神經(jīng)系統(tǒng)而形成便秘[14]。實(shí)驗(yàn)設(shè)置空白對照組、模型對照組和陽性對照組(n=12),同時(shí)設(shè)置300、600、900 mg/(kg·d)3個(gè)滇橄欖水提物劑量組(n=12)。空白對照組灌胃0.9%生理鹽水;模型對照組灌胃8 mg/(kg·d)洛哌丁胺;陽性對照組灌胃900 mg/(kg·d)的麻仁丸混懸液;3個(gè)劑量組分別灌胃相應(yīng)濃度受試物和洛哌丁胺8 mg/(kg·d),所有樣品采用0.9%生理鹽水配制成所需濃度。連續(xù)7 d每日經(jīng)口灌胃1次,灌胃量均為0.125 mL/10 g bw。
1.3.6 排便實(shí)驗(yàn)
根據(jù)《保健食品功能評價(jià)指導(dǎo)原則》開展小鼠排便實(shí)驗(yàn)。受試物干預(yù)的第6天晚上,對各組小鼠撤食不撤水。12 h后,給各劑量組灌胃生理鹽水和相應(yīng)受試物,并在1 h后對各組小鼠進(jìn)行墨汁灌胃并開始計(jì)時(shí)。將灌胃完畢的小鼠分別置于獨(dú)立籠內(nèi),給予充足水源,記錄每只小鼠首粒排黑便時(shí)間,收集6 h內(nèi)每只小鼠排出的糞便,統(tǒng)計(jì)其粒數(shù)和糞便總質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將收集好的糞便樣品置于真空干燥箱中,在50℃條件下干燥至恒重。按照公式:糞便含水率/%=[糞便濕重(g)-糞便干重(g)]/糞便濕重(g)×100,計(jì)算各組小鼠的糞便含水率。
1.3.7 小腸墨汁推進(jìn)實(shí)驗(yàn)
根據(jù)《保健食品功能評價(jià)指導(dǎo)原則》開展小鼠小腸推進(jìn)實(shí)驗(yàn)。灌胃相應(yīng)受試物的第7天晚上,對各組小鼠進(jìn)行饑餓處理。12 h后,各劑量組灌胃生理鹽水和相應(yīng)受試物。1 h后灌胃墨汁作為指示劑,20 min后立即處死小鼠,打開腹腔分離腸系膜,剪取自幽門至回盲部的腸組織,將小腸平鋪,測量得到小腸長度,從幽門至墨汁前沿的長度為小腸墨汁推進(jìn)距離。按照公式:小腸墨汁推進(jìn)率/%=墨汁推進(jìn)距離(cm)/小腸長度(cm)×100,計(jì)算各組小鼠的小腸墨汁推進(jìn)率。
采用Graphpad prism 8.0軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)《保健食品功能評價(jià)指導(dǎo)原則》采用獨(dú)立T檢驗(yàn)(兩尾法)分析組別間的差異顯著性。若6 h內(nèi)糞便總質(zhì)量和6 h內(nèi)糞便粒數(shù)其中一項(xiàng)結(jié)果陽性(p<0.05),同時(shí)小腸墨汁推進(jìn)率和首粒排黑便時(shí)間其中一項(xiàng)結(jié)果陽性(p<0.05),即可判定該受試樣品有助于通便。
滇橄欖水提物對便秘小鼠基礎(chǔ)機(jī)體指標(biāo)的影響見圖1。
圖1 小鼠基礎(chǔ)機(jī)體指標(biāo)變化情況Fig.1 Changes in basic body indexes of mice
如圖1所示,實(shí)驗(yàn)期間各組小鼠體質(zhì)量均正常增長,攝食量、飲水量以及各臟器指數(shù)各組間無顯著性差異(p>0.05)。表明滇橄欖水提物和各受試物未對小鼠基礎(chǔ)機(jī)體指標(biāo)造成明顯影響。
為明確滇橄欖水提物對便秘小鼠排便影響,在灌胃滇橄欖水提物等相應(yīng)受試物的第7天進(jìn)行排便實(shí)驗(yàn),記錄每組小鼠6 h內(nèi)的糞便總質(zhì)量和糞便粒數(shù)、首粒排黑便時(shí)間及糞便含水率,結(jié)果見圖2。
圖2 滇橄欖水提物對便秘小鼠排便的影響Fig.2 Effect of aqueous extract of P.emblica on defecation in mice with constipation
由圖2可知,與空白對照組相比,模型對照組的6h內(nèi)糞便總質(zhì)量減少0.122 g(p<0.05),首粒排黑便時(shí)間增加 61 min(p<0.05),糞便含水率下降為 46%(p<0.01),6 h內(nèi)糞便粒數(shù)減少 4粒(p<0.05),表明功能性便秘小鼠模型建立成功。
與模型對照組相比,滇橄欖水提物中、高劑量組小鼠的6 h內(nèi)糞便總質(zhì)量分別增加0.23(p<0.01)、0.17 g(p<0.05),糞便含水率分別增加至 64%、61%(p<0.001),6 h內(nèi)糞便粒數(shù)分別增加4粒和 5粒(p<0.05),高劑量組首粒排黑便時(shí)間縮短80 min(p<0.01)。結(jié)果表明,中、高劑量滇橄欖水提物對小鼠功能性便秘有較好的改善作用。
滇橄欖水提物對便秘小鼠小腸蠕動的影響見圖3。
圖3 滇橄欖水提物對便秘小鼠小腸蠕動的影響Fig.3 Effect of aqueous extract of P.emblica on intestinal peristalsis in mice with constipation
物質(zhì)在小腸內(nèi)的運(yùn)動速率即胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)率為受試物是否具有潤腸通便功效的重要參考。小腸墨汁推進(jìn)率及小腸長度可反映滇橄欖水提物對便秘小鼠胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)率的影響。由圖3A可知,各組小鼠小腸長度差異性不顯著(p>0.05)。與空白對照組相比,模型對照組小鼠的小腸墨汁推進(jìn)率降低至41%,兩組間差異高度顯著(p<0.001)。與模型對照組相比,低、中、高劑量滇橄欖水提物均能顯著提升小鼠小腸墨汁推進(jìn)率,分別提升至57%、60%、65%,差異性均高度顯著(p<0.001),表明滇橄欖水提物可有效促進(jìn)便秘小鼠小腸蠕動。
便秘是一種常見的慢性胃腸道疾病,可分為功能性便秘和器質(zhì)性便秘。功能性便秘是指無器質(zhì)性或結(jié)構(gòu)性疾病的硬便和少便[15]。心理壓力、飲食或營養(yǎng)問題被認(rèn)為是功能性便秘的主要誘導(dǎo)因素[16-17]?,F(xiàn)階段,西藥和中成藥是治療功能性便秘的主要手段。這些藥物可以通過抑制腸道炎癥、改善腸道屏障系統(tǒng)、調(diào)節(jié)腸道菌群來恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡,也可通過調(diào)節(jié)腸道組織水通道蛋白表達(dá),提高內(nèi)含物含水率起到潤腸的作用,還可以調(diào)節(jié)腸神經(jīng)系統(tǒng),通過促進(jìn)平滑肌活動和功能的恢復(fù)來促進(jìn)腸道蠕動[18]。長期使用西藥會引發(fā)多種副作用,而天然膳食制劑副作用小,與飲食結(jié)合,往往具有很好的治療效果。
研究發(fā)現(xiàn),香蕉低聚糖能改變腸道微生物菌落的組成,達(dá)到預(yù)防便秘效果[19];葛仙米藻粉能夠通過調(diào)節(jié)腸神經(jīng)遞質(zhì),如5-羥色胺、血管活性腸肽含量的分泌、水通道蛋白的表達(dá)改來善便秘癥狀[20]。裙帶菜多糖及其寡糖通過調(diào)節(jié)腸道菌群失衡、修復(fù)腸道屏障的方式治療便秘[21];核桃青皮酵素可加強(qiáng)小鼠腸道蠕動,促進(jìn)腸道的消化吸收,具有良好的潤腸通便功效[22]。魔芋葡甘聚糖通過干預(yù)神經(jīng)遞質(zhì)的表達(dá),提高胃動素和乙酰膽堿酯酶水平,降低內(nèi)皮素、5-羥色胺和NO水平,能有效緩解便秘患者的臨床癥狀[23];天然產(chǎn)物滸苔多糖通過上調(diào)結(jié)腸5-羥色胺的表達(dá)能夠改善洛哌丁胺誘導(dǎo)的小鼠便秘癥狀[24]。采用食品或天然提取物防治便秘已經(jīng)成為一種趨勢。
本研究采用洛哌丁胺誘導(dǎo)便秘小鼠模型,從糞便性狀和腸道蠕動兩個(gè)方面研究滇橄欖水提物的潤腸通便作用。研究結(jié)果表明,與模型對照組小鼠相比,中、高劑量滇橄欖水提物[600、900 mg/(kg·d)]可顯著促進(jìn)便秘小鼠的小腸蠕動,首粒排黑便時(shí)間縮短(其中高劑量組差異極顯著),6 h內(nèi)糞便總質(zhì)量和糞便粒數(shù)以及糞便含水率顯著增加,小腸墨汁推進(jìn)率顯著提升,通便效果與麻仁丸接近。滇橄欖水提物在促進(jìn)腸道蠕動及增加糞便含水量方面存在顯著作用,說明滇橄欖潤腸通便作用可能與腸道水通道蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)有關(guān)。推測滇橄欖水提物通過調(diào)節(jié)水通道蛋白3和水通道蛋白4的表達(dá),改變腸道組織水分吸收方式,進(jìn)而改善便秘。此外,研究表明滇橄欖水提物對小鼠飲食、體質(zhì)量以及臟器指數(shù)均無顯著影響,實(shí)驗(yàn)期間小鼠未出現(xiàn)腹瀉、精神狀態(tài)不佳等明顯毒副作用,表明滇橄欖水提物具有較好的安全性。滇橄欖水提物可顯著改善洛哌丁胺誘導(dǎo)的小鼠便秘癥狀,具有可靠、溫和的潤腸通便功效。