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谷糠多酚對酒精性胃黏膜損傷的保護作用

2022-07-29 02:40剌曉琴劉一志張立超李漢卿李卓玉
食品科學(xué) 2022年13期
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)基酒精細胞

剌曉琴,劉一志,張立超,李漢卿,*,李卓玉

(1.山西大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院,山西 太原 030006;2.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山西 太原 030006;3.山西大學(xué)生物技術(shù)研究所,山西 太原 030006)

隨著生活水平的不斷提高,全球?qū)凭南M日益增加。然而,過量或長期飲酒會影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、心臟及胃腸等全身多處重要組織器官的正常結(jié)構(gòu)和功能,其中胃黏膜損傷便是飲酒導(dǎo)致的最直接的組織損傷。胃黏膜是胃組織中一道由上皮層、固有層及黏膜肌層構(gòu)成的屏障保護層,其中由胃黏膜上皮細胞構(gòu)成的上皮層完整性對于維持胃黏膜屏障以減輕乙醇(酒精)等外來攻擊因子對胃組織的破壞具有重要作用。研究表明,酒精的這種破壞作用主要是其進入胃黏膜上皮細胞后促使細胞發(fā)生嚴重的氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致細胞產(chǎn)生不可逆的生長抑制作用,甚至凋亡。若不及時對酒精的這種破壞作用進行干預(yù),正常胃黏膜組織就會由淺表性胃炎發(fā)展為胃潰瘍或胃糜爛,最終甚至形成癌變,嚴重威脅人體健康,同時也給全球經(jīng)濟、醫(yī)療帶來極大的負擔。目前對于胃黏膜損傷的臨床治療藥物主要有鋁制劑以及鉍劑等,它們可以在細胞表面形成保護層,阻止胃酸、胃蛋白酶對其進行進一步的損傷,但并不具備幫助受損組織修復(fù)的功能。因此,研究和開發(fā)天然資源中具備養(yǎng)胃、護胃功效的營養(yǎng)成分,對于降低飲酒導(dǎo)致的胃部相關(guān)疾病的發(fā)病率具有重要意義。

谷子()又稱粟、小米,屬一年生禾本科植物,是山西地區(qū)的主要農(nóng)作物之一,營養(yǎng)價值豐富。谷子脫下來的皮殼稱谷糠,《黃帝內(nèi)經(jīng)》認為谷糠“功同米而優(yōu)于米,補而不滯,溫而不燥”,對于脾胃具有諸多益處?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),以全谷物為主要原料的面食或發(fā)酵醋中摻入谷糠后,具有明顯的健胃功效,表明谷糠中可能含有健胃、護胃的功能成分,但目前對其具體發(fā)揮作用的成分、機制尚不清楚。植物多酚是存在于植物體內(nèi)的一種復(fù)雜的次生代謝產(chǎn)物,是以苯環(huán)的多羥基取代為特征的一類植物化學(xué)物質(zhì)的總稱。大量研究表明,植物多酚對胃黏膜具有重要的保護和修復(fù)作用,可以預(yù)防酒精對人胃黏膜上皮細胞株以及大鼠胃黏膜的損害。同時,植物多酚能夠通過減少活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成、抑制脂質(zhì)過氧化等作用緩解氧化應(yīng)激反應(yīng),促進細胞存活,抑制細胞凋亡。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對谷子中的多酚類化合物進行了鑒定,發(fā)現(xiàn)谷子中富含多酚,且主要富集于谷子的皮殼——谷糠。因此推測,谷糠多酚很有可能具有養(yǎng)胃、護胃功能,而且主要是通過清除ROS來發(fā)揮功能。

本課題組前期從谷糠中提取并鑒定了谷糠內(nèi)殼結(jié)合態(tài)多酚類物質(zhì)(bound polyphenol of inner shell,BPIS)。本研究通過連續(xù)3 周對Wistar大鼠灌胃BPIS進行干預(yù),采用BPIS干預(yù)結(jié)束后灌胃75%(體積分數(shù),下同)乙醇溶液(劑量為10 mL/kg)構(gòu)建急性胃黏膜損傷模型,分析BPIS對胃黏膜損傷的預(yù)防作用,從組織形態(tài)及組織病理學(xué)水平分析胃黏膜損傷情況;同時采用1 000 mmol/L酒精處理人胃黏膜上皮細胞(GES-1)12 h的方式構(gòu)建酒精性GES-1細胞損傷模型,從細胞活力及形態(tài)方面觀察BPIS對GES-1細胞的保護作用。最后以大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力、丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde,MDA)、凋亡相關(guān)蛋白(Cleaved Caspase 3、Cleaved Caspase 8、Cleaved Caspase 9蛋白)相對表達水平及GES-1細胞中ROS水平為指標,分析BPIS保護胃黏膜的分子機制。本實驗以谷糠多酚為試材,為改善酒精性胃黏膜損傷的研究提供參考,同時為開發(fā)具有養(yǎng)胃、護胃特性的功能食品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

雄性Wistar大鼠由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供,使用許可證號:SYXK(滬)2018-0027。

GES-1細胞購于武漢普諾賽生命科技有限公司。

谷糠 山西省天下谷有限公司;將谷糠原材料破碎后過60 目篩,室溫下密封保存?zhèn)溆谩1鸵宜嵋阴ィň鶠榉治黾儯?天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司;青鏈霉素、福林-酚試劑、吐溫20、十二烷基硫酸鈉-聚凝膠電泳丙烯酰胺(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)試劑、抗熒光衰減封片劑索萊寶(北京)科技有限公司;RPMI-1640培養(yǎng)基中國BI公司;胎牛血清 中國四季青公司;免疫染色固定液、細胞裂解液、二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)蛋白濃度測定試劑盒 上海碧云天生物技術(shù)有限公司;MDA和SOD試劑盒 南京建成生物工程研究所;ROS測定試劑盒 江蘇凱基生物技術(shù)公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

二氧化碳培養(yǎng)箱 德國Eppendorf公司;倒置熒光顯微鏡 德國ZEISS公司;超純水機 四川沃特爾水處理設(shè)備有限公司;精密電子天平 美國OHAUS儀器有限公司;恒溫箱 德國Memmert有限公司;低速離心機中國中科中佳科學(xué)儀器有限公司;Delta Vision Elite活細胞工作站 美國General Electric公司。

1.3 方法

1.3.1 BPIS的提取制備與動物分組

參考本課題組前期提取方法制得BPIS凍干粉。將BPIS凍干粉用一定體積的蒸餾水溶解后,以沒食子酸為標準品制作標準曲線,利用福林-酚法檢測溶解后的樣品中多酚質(zhì)量分數(shù)為(2.6±0.4)%。

本課題組前期利用AOM/DSS構(gòu)建C57BL/6J結(jié)腸癌小鼠模型,同時通過隔天灌胃150 mg/kg谷糠多酚進行干預(yù),3個月后發(fā)現(xiàn)裸鼠腫瘤的質(zhì)量明顯降低,存活率明顯增加,且該劑量對裸鼠主要臟器心、肝、脾、肺、腎、胰腺沒有明顯的毒副作用。因此本研究中選用的劑量(每天灌胃50 mg/kgBPIS)是安全可行的。

30 只雄性Wistar大鼠(體質(zhì)量200~250 g)在相對濕度50%~60%、溫度23~25 ℃的動物房適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周,給予正常飲食。1 周后,將大鼠隨機分為對照組、模型組、BPIS干預(yù)組,每組10 只。每日上午9時進行灌胃處理,其中對照組與模型組大鼠給予生理鹽水(1 mL/100 g),BPIS干預(yù)組給予50 mg/kg的BPIS,持續(xù)3 周。每隔1 d記錄各組Wistar大鼠體質(zhì)量,每隔4 d記錄大鼠攝食量。灌胃最后一天晚上大鼠禁食不禁水。次日早晨模型組與BPIS干預(yù)組均灌胃75%酒精(劑量為10 mL/kg),對照組給予相同劑量的生理鹽水。4 h后,采用10%(質(zhì)量分數(shù))水合氯醛(0.3 mL/100 g)麻醉后脫頸處死大鼠。將大鼠開腹取胃,沿胃大彎剪開,用預(yù)冷的生理鹽水將胃黏膜內(nèi)容物清洗干凈后用濾紙吸干,將胃內(nèi)壁翻出觀察胃黏膜的損傷情況并拍照記錄,然后將胃黏膜組織置于-80 ℃冷凍保存待用。

1.3.2 大鼠胃黏膜損傷指數(shù)測定

參考文獻[23]測定大鼠的胃黏膜損傷指數(shù)。利用電子卡尺測量大鼠胃黏膜損傷部位,按照文獻[23]對條狀損傷與片狀損傷進行評分后計算每只大鼠的胃黏膜損傷指數(shù)(Guth標準)。

1.3.3 大鼠胃黏膜組織觀察

參考文獻[24]將各組大鼠胃黏膜組織用蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色后,置于倒置顯微鏡下觀察。以Mascuda標準計算大鼠的胃黏膜病理學(xué)損傷指數(shù),每一張石蠟切片的損傷累積評分不超過15 分。

1.3.4 GES-1細胞酒精損傷模型及BPIS干預(yù)模型的建立

GES-1細胞用含有10%(體積分數(shù))胎牛血清與1%(體積分數(shù))青鏈霉素的RPMI-1640培養(yǎng)基(即完全培養(yǎng)基)培養(yǎng),培養(yǎng)條件為5%(體積分數(shù))CO、37 ℃的培養(yǎng)箱。收集對數(shù)生長期的細胞,用1×胰蛋白酶溶液消化(25 cm培養(yǎng)瓶約加入0.5 mL胰蛋白酶溶液)后,加入等體積的完全培養(yǎng)基終止消化,800 r/min離心5 min后棄去上清液,用1 mL完全培養(yǎng)基重懸細胞,隨后用血球計數(shù)板計數(shù)。用新鮮的完全培養(yǎng)基調(diào)整細胞濃度為1×10個/mL,按照每孔200 μL加入96 孔培養(yǎng)板中培養(yǎng)12 h。待細胞貼壁后,吸棄培養(yǎng)液,每孔加入200 μL含酒精(乙醇終濃度分別為0、100、200、400、800、1 000 mmol/L)的完全培養(yǎng)基,分別作用于GES-1細胞6、12 h后,吸棄培養(yǎng)液。參考文獻[21]采用噻唑藍(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法測定細胞存活率。

按照上述方法利用含BPIS(終質(zhì)量濃度分別為0、1、5、10、15、20 μg/mL)的完全培養(yǎng)基孵育GES-1細胞24、48、72 h,利用MTT法測定細胞存活率。

按照上述方法利用含BPIS(終質(zhì)量濃度分別為0、1、5、10、15 μg/mL)的完全培養(yǎng)基孵育GES-1細胞24 h,然后棄去培養(yǎng)液,加入含酒精(終濃度1 000 mmol/L)的完全培養(yǎng)基繼續(xù)孵育12 h,對照組添加等體積分完全培養(yǎng)基。處理結(jié)束后采用MTT法測定細胞存活率,并在倒置顯微鏡下觀察細胞形態(tài)。

1.3.5 GES-1細胞內(nèi)活性氧水平的測定

將對數(shù)生長期的GES-1細胞按照500 μL/孔接種于24 孔板(細胞濃度為1×10個/孔)。BPIS干預(yù)組按照1.3.4節(jié)方法用500 μL含15 μg/mL BPIS的完全培養(yǎng)基孵育24 h后,吸棄培養(yǎng)液后,再加入500 μL酒精濃度為的1 000 mmol/L的完全培養(yǎng)基繼續(xù)孵育12 h。對照組均添加等體積的完全培養(yǎng)基,模型組以等體積的完全培養(yǎng)基替代含15 μg/mL BPIS的完全培養(yǎng)基。孵育結(jié)束后吸棄培養(yǎng)液,每孔分別加入500 μL 5 μmol/L活性氧熒光探針2,7-二氯二氫熒光素-乙酰乙酸酯(2,7-dichlorodihydrofluor escein diacetate,DCFH-DA)試劑,37 ℃下共孵育進行熒光探針裝載。按照ROS測定試劑盒說明書進行制片觀察,利用Image J軟件計算DCFH-DA熒光強度以表征ROS水平。

1.3.6 GES-1細胞和大鼠胃黏膜組織生化指標的測定

將對數(shù)生長期的GES-1細胞按照2 mL/孔接種于6 孔板,細胞濃度為4×10個/孔,按照1.3.5節(jié)方法處理細胞。收集各組處理結(jié)束后的細胞,加入適量1×磷酸緩沖液(pH 7.2)清洗,然后經(jīng)液氮反復(fù)凍融裂解細胞,12 000 r/min離心15 min收集上清液備用。相似的,將1.3.1節(jié)各組大鼠胃黏膜復(fù)溫后吸去水分,進行研磨,用生理鹽水制成質(zhì)量分數(shù)10%的組織勻漿液,3 000 r/min離心15 min,收集上清液備用。取上述樣品分別按照試劑盒說明書測定SOD活力及MDA含量。

1.3.7 蛋白相對表達量的測定

取1.3.6節(jié)中制備的上清液進行實驗。參考文獻[20],采用蛋白質(zhì)免疫印跡法檢測GES-1細胞及胃黏膜組織中調(diào)亡相關(guān)蛋白(Cleaved Caspase 3、Cleaved Caspase 8、Cleaved Caspase 9蛋白)相對表達量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

結(jié)果中的數(shù)據(jù)均為3 次獨立實驗所得,實驗結(jié)果用平均值±標準差表示。采用SPSS軟件進行單因素方差分析,采用最小顯著差異檢驗(least significant difference,LSD檢驗)進行顯著性分析,<0.05表示差異顯著,<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 BPIS對飼養(yǎng)過程中Wistar大鼠體質(zhì)量及攝食量的影響

隨著飼養(yǎng)時間的延長,各組別大鼠體質(zhì)量逐漸增加,但組間無顯著差異(>0.05)(圖1A);在各組別中,平均每只大鼠每日攝食量雖有所變化,但其數(shù)值上不存在統(tǒng)計學(xué)差異(>0.05)(圖1B)。

圖1 BPIS對Wistar大鼠體質(zhì)量(A)及攝食量(B)的影響Fig. 1 Effect of foxtail millet bran polyphenols on body mass (A) and food intake (B) of Wistar rats

2.2 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜損傷的影響

干預(yù)結(jié)束后,對照組大鼠的胃黏膜組織顏色淡紅,表面光滑有彈性,褶皺完整且走向規(guī)則(圖2A);與對照組相比,模型組大鼠的胃黏膜出血嚴重,部分皺襞減少甚至消失(圖2B);與模型組相比,BPIS干預(yù)組黏膜皺襞完整,出血性損傷明顯較少(圖2C)。參照Guth標準對胃黏膜損傷指數(shù)進行測定,結(jié)果顯示:對照組、模型組、BPIS干預(yù)組的胃黏膜損傷指數(shù)平均值分別為0、104.8、30.9(圖2D)。以上結(jié)果表明,BPIS明顯改善了酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜損傷。

圖2 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃組織形態(tài)的影響Fig. 2 Effect of foxtail millet bran polyphenols on rat gastric morphology induced by ethanol in mice

2.3 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜損傷的組織病理學(xué)分析結(jié)果

Wistar大鼠胃部組織HE染色結(jié)果顯示:對照組大鼠胃黏膜上皮結(jié)構(gòu)完整,腺體排列整齊,黏膜層、黏膜下層和肌肉層結(jié)構(gòu)完整、層次清晰,未見明顯水腫及炎癥細胞浸潤(圖3A)。模型組大鼠胃黏膜組織正常結(jié)構(gòu)消失,上皮細胞排列無序且大量死亡,有明顯的炎癥細胞浸潤,黏膜下層水腫,但損傷未累及黏膜肌層(圖3B)。與模型組相比,BPIS干預(yù)組的大鼠胃黏膜組織結(jié)構(gòu)完整,腺體細胞排列較為整齊,偶見細胞脫落,但黏膜下層沒有明顯的水腫,與正常的胃組織結(jié)構(gòu)較為接近(圖3C)。隨后利用Mascuda評分標準對各組胃黏膜損傷指數(shù)進行評價,結(jié)果顯示:對照組,模型組,BPIS干預(yù)組的胃黏膜損傷指數(shù)平均值分別為0、8.8、2.0(圖3D)。以上結(jié)果進一步表明提前攝入BPIS對酒精引起的胃黏膜損傷有明顯的預(yù)防作用。

圖3 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜組織病理學(xué)的影響Fig. 3 Effect of foxtail millet bran polyphenols on rat gastric mucosa histopathology induced by ethanol in mice

2.4 BPIS對酒精誘導(dǎo)的GES-1細胞活性的影響

首先通過MTT實驗確定GES-1細胞的酒精造模濃度、時間及BPIS作用質(zhì)量濃度,如圖4A所示,當1 000 mmol/L酒精作用12 h時,GES-1細胞存活率低于50%,故選用此條件作為細胞造模條件;隨后利用不同質(zhì)量濃度的BPIS分別孵育GES-1細胞24、48、72 h,發(fā)現(xiàn)BPIS在72 h內(nèi)對細胞沒有明顯的毒副作用(圖4B)。進一步選擇1、5、10、15 μg/mL BPIS預(yù)處理細胞24 h后,1 000 mmol/L酒精繼續(xù)作用12 h,觀察BPIS對GES-1細胞活力的影響,結(jié)果表明,BPIS能夠明顯改善酒精引起的GES-1細胞存活率降低的現(xiàn)象且呈劑量依賴性(圖4C)。因此,選擇15 μg/mL BPIS孵育GES-1細胞24 h作為后續(xù)BPIS干預(yù)組的處理條件。

圖4 BPIS對酒精誘導(dǎo)的GES-1細胞存活率的影響Fig. 4 Effect of foxtail millet bran polyphenols on survival rate of gastric epithelial cells induced by ethanol

進一步對GES-1細胞進行形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn),對照組細胞狀態(tài)良好,呈上皮細胞樣,結(jié)構(gòu)邊緣清晰,貼壁牢固(圖5A);模型組細胞形態(tài)明顯變小變圓,部分細胞呈現(xiàn)漂浮狀態(tài)(圖5B);BPIS干預(yù)組細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)完整,趨于上皮細胞樣,基本完全貼壁(圖5C)。說明BPIS對酒精誘導(dǎo)的GES-1細胞有明顯的保護作用。

圖5 BPIS對酒精誘導(dǎo)的GES-1細胞形態(tài)的影響Fig. 5 Effect of foxtail millet bran polyphenols on morphology of gastric epithelial cells induced by ethanol

2.5 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞氧化應(yīng)激的影響

ROS包括氧自由基、羥自由基、HO等,細胞ROS水平是衡量細胞氧化程度的重要標志。如圖6所示,GES-1細胞經(jīng)酒精處理后,細胞內(nèi)ROS水平極顯著升高(<0.01),約為對照組的1.7 倍;與模型組相比,經(jīng)BPIS預(yù)處理的細胞ROS水平極顯著降低(<0.01),表明BPIS能夠明顯緩解酒精引起的細胞氧化損傷程度。

圖6 BPIS對酒精誘導(dǎo)GES-1細胞ROS水平的影響Fig. 6 Effect of foxtail millet bran polyphenols on ROS level of gastric epithelial cells induced by ethanol

MDA是ROS在機體生物膜發(fā)生的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)物,其含量能夠反映脂質(zhì)過氧化的程度。SOD是與機體氧化應(yīng)激水平相關(guān)物質(zhì),其活力能夠反映機體清除自由基的能力,是細胞抵抗氧化損傷的重要防線。如圖7A、B所示,與對照組相比,灌胃酒精后的模型組大鼠胃黏膜組織中MDA含量極顯著增加(<0.01),SOD活力極顯著降低(<0.01);而與模型組相比,BPIS干預(yù)組大鼠胃黏膜中MDA含量極顯著降低(<0.01),SOD活力極顯著增加(<0.01)。如圖7C、D所示,與對照組相比,GES-1細胞經(jīng)酒精處理后,MDA含量極顯著升高(<0.01),SOD活力極顯著下降(<0.01);與模型組相比,經(jīng)BPIS處理的GES-1細胞氧化應(yīng)激水平有所改善,MDA含量極顯著降低(<0.01),SOD活力極顯著升高(<0.01)。

圖7 BPIS對酒精誘導(dǎo)大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞的MDA含量和SOD活力的影響Fig. 7 Effect of foxtail millet bran polyphenols on MDA content and SOD activity of rat gastric mucosa and gastric epithelial cells induced by ethanol

2.6 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞中調(diào)亡相關(guān)蛋白的影響

如圖8所示,與對照組相比,模型組大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞中Cleaved Caspase 3、Cleaved Caspase 8、Cleaved Caspase 9蛋白相對表達水平明顯上調(diào);與模型組相比,BPIS處理可以明顯抑制Caspase 3、Caspase 8、Caspase 9蛋白的活化。

圖8 BPIS對酒精誘導(dǎo)的大鼠胃黏膜和GES-1細胞中Cleaved Caspase 3、Cleaved Caspase 8、Cleaved Caspase 9蛋白表達的影響Fig. 8 Effects of foxtail millet bran polyphenols on cleaved caspase-3,cleaved caspase-8 and cleaved caspase-9 expression levels in rat gastric mucosa and gastric epithelial cells induced by ethanol

3 討 論

動物實驗是研究酒精性胃黏膜損傷的常用方法,本研究采用了75%酒精灌胃雄性Wistar大鼠的方式構(gòu)建急性胃黏膜損傷模型,觀察BPIS連續(xù)灌胃3 周對大鼠胃黏膜損傷的預(yù)防作用,發(fā)現(xiàn)模型組大鼠的胃黏膜出血嚴重,這與Zhang Jing、Chen Yi等的研究結(jié)果一致;與模型組相比,BPIS干預(yù)組黏膜皺襞完整,出血性損傷明顯較少,損傷指數(shù)均極顯著低于模型組(<0.01),說明BPIS可以明顯改善酒精引起的胃黏膜出血、水腫和腺體受損等病理損傷情況。胃黏膜上皮細胞是酒精損傷的直接靶點,本研究利用1 000 mmol/L酒精處理GES-1細胞的方式構(gòu)建酒精性GES-1細胞損傷模型,以細胞活力與形態(tài)結(jié)構(gòu)變化作為指標,檢測BPIS對GES-1細胞的保護作用,發(fā)現(xiàn)BPIS能夠明顯改善酒精引起的GES-1細胞存活率降低的現(xiàn)象,同時能夠有效緩解酒精引起的GES-1細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。ROS在胃黏膜損傷的發(fā)病機制中扮演著至關(guān)重要的角色。酒精的攝入可刺激ROS的大量產(chǎn)生,促進脂質(zhì)過氧化,進而對胃黏膜造成嚴重的損傷;不飽和脂肪酸在生物膜系統(tǒng)中被ROS攻擊,并通過脂質(zhì)過氧化轉(zhuǎn)化為MDA,因此,MDA可以用來表征和量化脂質(zhì)過氧化;SOD是一種重要的胞內(nèi)酶抗氧化劑,是抵抗ROS的第一道防線,SOD可以保護細胞免受ROS的損傷。本研究發(fā)現(xiàn)酒精會大幅降低大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞中SOD活力,增加MDA水平,增加GES-1細胞中ROS水平;而BPIS處理可以極顯著增加大鼠胃黏膜組織和GES-1細胞SOD的活力(<0.01),抑制MDA的產(chǎn)生。由此可知,谷糠多酚是谷子中發(fā)揮干預(yù)酒精性胃黏膜損傷的重要有效成分,其潛在機理在于能夠緩解酒精引起的ROS水平升高從而減輕GES-1細胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)。

由于谷糠口感粗糙,在糧食精細加工的過程中往往被丟棄,目前谷糠主要用于畜禽飼料,產(chǎn)品附加值很低?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),谷糠雖僅占谷子質(zhì)量的5%~7%,卻集中了谷子中絕大部分的營養(yǎng)素。尤其是對人體健康有益的多酚類物質(zhì)主要富集于谷糠,占小米總酚酸的近70%(質(zhì)量分數(shù))。谷子的主要食用部位——小米,由于富含糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),傾向于為人類提供基本營養(yǎng);而谷糠中的次級代謝產(chǎn)物則更傾向于發(fā)揮保健和醫(yī)藥功能。本課題組前期研究表明,谷糠多酚中包含12種主要活性成分,分別為阿魏酸、異阿魏酸、對-香豆酸、4-羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸、二聚體阿魏酸衍生物、二聚體肉桂酸衍生物、葡萄糖基丁香酸、阿魏酸4----吡喃糖苷、香草酸4----吡喃糖苷和牡荊素,本實驗并沒有分析BPIS中具有改善酒精性胃黏膜損傷的具體活性成分,因此后期可圍繞此問題展開相關(guān)研究。

綜上,谷糠多酚具有明顯改善酒精性胃黏膜損傷的作用,其潛在的作用機制是通過提高胃黏膜的抗氧化能力(包括提高SOD活力,降低MDA和ROS水平),增加胃黏膜上皮細胞的活性,抑制其凋亡,從而達到保護胃黏膜的作用。胃腸健康是衡量個體健康的主要指標,本研究關(guān)于BPIS對酒精性胃黏膜損傷的保護作用機制還停留在較為基礎(chǔ)的研究階段,以后還需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上繼續(xù)深入挖掘,以期為BPIS在保護胃腸健康、緩解酒精性胃黏膜損傷功能食品的開發(fā)應(yīng)用中提供更多的理論依據(jù)。

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