侯曉寧，張育昆，陳祉晴，肖杰，曹庸，劉曉娟

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東省功能食品活性物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640）

衰老是機(jī)體自發(fā)正常的生理過(guò)程，常伴隨著心腦血管疾病、惡性腫瘤、中風(fēng)、阿爾茨海默癥等疾病的發(fā)生[1]。氧化應(yīng)激理論認(rèn)為，當(dāng)機(jī)體遭遇有害刺激時(shí)，體內(nèi)活性氧（ROS）增多，過(guò)量的自由基攻擊細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和酶等生物大分子，產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物MDA，加劇衰老甚至死亡[2]。機(jī)體在對(duì)抗氧化應(yīng)激損傷時(shí)，存在一定的抗氧化自我防御系統(tǒng)，包括內(nèi)源性抗氧化酶（如SOD、CAT、GSH-Px）以及非酶性抗氧化物。腎臟是衰老相關(guān)組織損傷的典型靶器官?！澳I元盛則壽延，腎元衰則壽夭”《醫(yī)學(xué)正傳》。人體衰老與否、衰老的速度以及壽命的長(zhǎng)短，很大程度上取決于腎氣的強(qiáng)弱。心臟是心血管系統(tǒng)的重要器官，發(fā)揮著泵功能的作用。心肌細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體數(shù)量較多，線(xiàn)粒體不僅是ROS 介導(dǎo)細(xì)胞氧化損傷的主要靶點(diǎn)，也是ROS 產(chǎn)生的重要位點(diǎn)[3]，使得心臟更容易遭受氧化損傷。

D-半乳糖（D-galactose，D-gal）致大鼠衰老模型憑借其壽命縮短、學(xué)習(xí)記憶障礙和免疫力降低等多種自然衰老類(lèi)似特征，廣泛應(yīng)用于抗衰老相關(guān)研究[4]。當(dāng)機(jī)體積累過(guò)量的D-gal 時(shí)，D-gal 氧化酶會(huì)將其轉(zhuǎn)化為醛糖和氫過(guò)氧化物，從而導(dǎo)致ROS 和糖基化終末產(chǎn)物（AGE）的產(chǎn)生[5]，嚴(yán)重?fù)p傷腎臟和心臟組織[6]。研究發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素、二甲雙胍和阿卡波糖等藥物能有效延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的壽命[7]，目前已注冊(cè)用于抗衰老的臨床試驗(yàn)。然而服用過(guò)多藥物會(huì)給機(jī)體帶來(lái)副作用，研究逐步轉(zhuǎn)向?qū)ふ乙恍┨烊豢寡趸瘎?，如姜黃素、白藜蘆醇、槲皮素、花青素等[8-10]。

蝦青素是1938 年從龍蝦中首次被分離出來(lái)的天然胞外抗氧化劑[11]，廣泛存在于雨生紅球藻、紅法夫酵母和蝦蟹外殼中。蝦青素分子中的共軛雙鍵鏈，以及共軛雙鍵鏈末端的不飽和羥基和酮基具有比較活潑的電子效應(yīng)，使它具有比其它他類(lèi)胡蘿卜素更高的抗氧化能力[12]。大量研究證實(shí)蝦青素在抗炎、抗腫瘤、預(yù)防心血管疾病和神經(jīng)保護(hù)等方面都有積極的促進(jìn)作用[13-16]?；贒-gal 致衰老模型，El-Baz[17]、陳祉晴等[18]發(fā)現(xiàn)蝦青素可以緩解實(shí)驗(yàn)大鼠肝臟的氧化應(yīng)激狀態(tài)，修復(fù)肝臟的免疫損傷。劉涵等[19]發(fā)現(xiàn)蝦青素可以減輕大鼠的腦衰老。近年來(lái)研究表明，蝦青素還可以改善糖尿病大鼠的氧化應(yīng)激，緩解腎臟纖維化[20-22]；減輕異丙腎上腺素、半胱氨酸、高脂飲食等誘導(dǎo)的心臟線(xiàn)粒體功能障礙，從而抑制氧化應(yīng)激[22-25]。本實(shí)驗(yàn)從氧化應(yīng)激的角度，研究蝦青素對(duì)D-gal 致衰老大鼠腎臟和心臟組織氧化損傷的修復(fù)作用，為蝦青素的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

雄性SD 大鼠，體質(zhì)量120～140 g，由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，合格證號(hào)：SYXK 2019-0135。

1.1.2 藥品與試劑

全反式蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品（人工合成），純度為97.00%±0.50%，由廣東巨源生化有限公司生產(chǎn)。

總蛋白定量（BCA）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）、過(guò)氧化氫酶（CAT）測(cè)定試劑盒，均購(gòu)自南京建成生物工程研究所；D-gal，美國(guó)Sigma-Aldrich 試劑公司；MET，北京索萊寶生物技術(shù)有限公司；羧甲基纖維素鈉（CMC-Na），天津潤(rùn)圣纖維素科技有限公司；無(wú)水乙醇、二甲基亞砜等其他化學(xué)品和試劑均為分析純。

1.1.3 儀器與設(shè)備

Enspire2300 多功能酶標(biāo)儀，美國(guó)PerkinElmer 公司；RM2235 石蠟切片機(jī)，德國(guó)Leica 公司；CX41 光學(xué)顯微鏡，廣州市明美光電技術(shù)有限公司；JXFSTPR-32全自動(dòng)樣品快速研磨儀，上海凈信實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；5415R 高速冷凍離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf 公司；KQ-500B型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；WZ-100恒溫水浴鍋，上海申升科技有限公司；旋渦混合儀，上海精科實(shí)業(yè)有限公司；各種規(guī)格移液器，德國(guó)Eppendorf 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 動(dòng)物分組與飼養(yǎng)

48 只SD 雄性大鼠（120～140 g）適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后,隨機(jī)分為6 組：空白組（CK）、模型組（MOD）、陽(yáng)性對(duì)照組（二甲雙胍，MET）和蝦青素低、中、高劑量組（AST-L、AST-M、AST-H），每組8 只，每籠4只。實(shí)驗(yàn)大鼠建模后用專(zhuān)用塑料鼠籠飼養(yǎng)，食用標(biāo)準(zhǔn)飼料，自由飲水，每日更換無(wú)菌碎木屑?jí)|料，飼料和墊料由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。鼠房光暗交替循環(huán)12 h，恒溫（25±1）℃，相對(duì)濕度50%±10%。所有動(dòng)物均按中國(guó)動(dòng)物中心和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物委員會(huì)批準(zhǔn)的方案進(jìn)行治療，所有動(dòng)物程序均按照華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物護(hù)理和使用指南進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)通過(guò)了中國(guó)動(dòng)物中心動(dòng)物倫理委員會(huì)和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的批準(zhǔn)。

1.2.2 模型建立與給藥

將蝦青素和二甲雙胍均溶于含質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%CMC-Na 的生理鹽水中，以獲得均勻懸浮液?？瞻捉M注射生理鹽水，其余各組每日腹腔注射300 mg/kg（以體質(zhì)量計(jì)，下同）的D-gal 生理鹽水溶液。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)組灌胃蝦青素（低、中、高劑量各為5、10、15 mg/kg）或二甲雙胍（300 mg/kg），空白組和模型組灌胃與實(shí)驗(yàn)組等容量的生理鹽水（含0.25% CMC-Na）。連續(xù)9 周喂養(yǎng)大鼠，腹腔注射及灌胃給藥的實(shí)際劑量根據(jù)大鼠體質(zhì)量的變化實(shí)時(shí)調(diào)整。其中蝦青素給藥劑量參考依據(jù)：人類(lèi)推薦的蝦青素每日攝取量為4～50 mg，大鼠功能食品的劑量一般是人的5～30 倍。結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇劑量分別為5、10、15 mg/kg 的蝦青素用于本實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 大鼠體質(zhì)量及臟器指數(shù)的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)期間，每日測(cè)量大鼠的體質(zhì)量并觀察記錄其表觀生理變化。末次給藥后，先稱(chēng)重再麻醉處死大鼠。迅速解剖并取出腎臟及心臟組織，生理鹽水洗去表面浮血，無(wú)菌濾紙吸干。稱(chēng)質(zhì)量，按照下式計(jì)算臟器系數(shù)：

式中：

Z——臟器系數(shù)，%；

m1——臟器質(zhì)量，g；

m——大鼠體質(zhì)量，g。

1.2.4 抗氧化指標(biāo)的測(cè)定

稱(chēng)取一定質(zhì)量的腎臟和心臟組織，剪碎后在生理鹽水中均質(zhì)，制備10%（m/V）組織勻漿。低溫間斷研磨后，以4 ℃，3 600 r/min 離心10 min，吸取上清液用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。用市售試劑盒測(cè)定組織勻漿中的蛋白濃度，MDA 含量以及SOD、CAT 和GSH-Px 活性。所有指標(biāo)的測(cè)定均嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。

1.2.5 組織病理學(xué)檢查

將腎臟和心臟組織置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%多聚甲醛中，固定24 h 后用無(wú)水乙醇脫水。再將組織包埋于石蠟中，切片機(jī)切割至5 μm 厚。蘇木精-伊紅（HE）染色后，依次觀察腎臟和心臟組織在40×、100×、200×、400×光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)，以評(píng)估病理學(xué)變化。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，測(cè)定數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用單因素方差分析并LSD 法進(jìn)行多重比較，結(jié)果在p＜0.05 時(shí)被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Origin 8.0 軟件作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 蝦青素對(duì)大鼠表觀及臟器系數(shù)的影響

實(shí)驗(yàn)期間，大鼠正常生長(zhǎng)和攝食。隨著灌胃時(shí)間的延長(zhǎng)，各組大鼠體質(zhì)量均有所上升。和CK 組相比，MOD 組大鼠表現(xiàn)出明顯的衰老相關(guān)體征，如皮毛暗淡粗糙、脫毛增多、行動(dòng)遲緩等。和模型組相比，蝦青素組大鼠的生活狀態(tài)相對(duì)活躍，行動(dòng)敏捷，性情溫和，毛發(fā)呈淡黃色。AST-H 組和MET 組大鼠有趨于CK 組的表現(xiàn)。初步判斷蝦青素可以增強(qiáng)D-gal 衰老模型大鼠的行為活動(dòng)，延緩表觀生理變化。

臟器系數(shù)可以一定程度反映機(jī)體的衰老程度[26]，臟器系數(shù)增大表示臟器充血、水腫或增生肥大，臟器系數(shù)減小常表示臟器出現(xiàn)萎縮及其它退行性改變。由表1可知，各組大鼠的體質(zhì)量之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05），說(shuō)明蝦青素不會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)大鼠的生長(zhǎng)狀況。與CK 組相比，MOD 組大鼠腎臟及心臟系數(shù)均顯著降低（p＜0.05），表征腎臟和心臟組織的肥厚程度有所影響，出現(xiàn)了不同程度的萎縮現(xiàn)象，可能與遭受D-gal 帶來(lái)的氧化損傷有關(guān)。和MOD 組相比，蝦青素組大鼠腎臟和心臟系數(shù)均有所提高，AST-M 組和AST-H 組改善明顯（p＜0.05）。說(shuō)明蝦青素能緩解D-gal 導(dǎo)致的腎臟和心臟組織的氧化損傷，對(duì)大鼠的衰老有延緩作用。

表1 蝦青素對(duì)衰老大鼠臟器系數(shù)的影響Table 1 Effects of astaxanthin on organ indexes in rats (n=8)

2.2 蝦青素對(duì)衰老模型大鼠腎臟和心臟組織中MDA 含量的影響

MDA 含量的高低可以反映機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化的程度，間接反映出細(xì)胞損傷的程度[27]。如圖1 所示，MOD組大鼠腎臟和心臟組織中的MDA 含量均顯著高于空白組（p＜0.01），分別增加了57.30%、65.74%。由此推測(cè)，D-gal導(dǎo)致衰老大鼠體內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物增加，衰老模型構(gòu)建成功。蝦青素作用后大鼠腎臟和心臟組織中的MDA 含量顯著降低，其中高劑量組分別減少了29.52%、38.02%（p＜0.01），和MET 組之間無(wú)明顯差異（p＞0.05）。推測(cè)蝦青素可以有效抑制衰老大鼠體內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化，保護(hù)生物膜免受氧化損傷，從而延緩衰老。

圖1 不同處理下衰老大鼠腎臟（a）和心臟（b）組織中MDA 含量Fig.1 MDA content in kidney (a) and heart (b) tissues of aged rats under different treatments

2.3 蝦青素對(duì)衰老模型大鼠腎臟和心臟組織中CAT 活力的影響

CAT 是過(guò)氧化物酶體的標(biāo)志酶,約占過(guò)氧化物酶體酶總量的40%。它存在于動(dòng)物的各個(gè)組織中，通過(guò)催化H2O2分解為H2O 與O2，使機(jī)體免受有害物質(zhì)的損傷[28]。圖2 顯示，和CK 組相比，模型組大鼠腎臟和心臟組織中的CAT 活力顯著降低（p＜0.01）。隨著蝦青素濃度的增加，大鼠腎臟和心臟組織中的CAT 活力逐漸上升，呈現(xiàn)一定的劑量依賴(lài)效應(yīng)。其中AST-H 組的CAT 活力較模型組顯著增加了43.73%、52.08%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性（p＜0.01）。和MET 組之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。蝦青素能提高機(jī)體清除H2O2的能力，從而減輕氧化損傷，達(dá)到延緩衰老的功效。

圖2 不同處理下衰老大鼠腎臟（a）和心臟（b）組織中CAT 活力Fig.2 CAT activity in kidney and heart of aged rats under different treatments

2.4 蝦青素對(duì)衰老模型大鼠腎臟和心臟組織中SOD 活力的影響

SOD 存在于絕大多數(shù)生物細(xì)胞中，它能催化超氧化物發(fā)生歧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為O2和H2O2，其活性大小可以反映機(jī)體清除自由基能力[29]。如圖3 所示，和CK 組相比，模型組大鼠腎臟和心臟組織中的SOD 活力明顯降低（p＜0.01）。和MOD 組相比，蝦青素和MET 作用后各組大鼠腎臟和心臟組織中的SOD 活力顯著增加，其中腎臟組織中蝦青素各組呈現(xiàn)出一定的劑量依賴(lài)效應(yīng)，心臟組織中AST-L 和AST-M 組較為相近。AST-H作用下大鼠腎臟和心臟組織中的SOD 活力最強(qiáng)（p＜0.01），分別提高了37.22%、85.47%，且高于MET 組（p＞0.05）。由此判斷蝦青素可能通過(guò)減少體內(nèi)自由基的積累，從而抵御氧化應(yīng)激。

圖3 不同處理下衰老大鼠腎臟（a）和心臟（b）組織中SOD 活力Fig.3 SOD activity in kidney and heart of aged rats under different treatments

2.5 蝦青素對(duì)衰老模型大鼠腎臟和心臟組織中GSH-Px 活力的影響

GSH-Px 是體內(nèi)重要的自由基捕獲酶之一，它通過(guò)特異催化還原性GSH 與H2O2反應(yīng)，生成對(duì)機(jī)體無(wú)毒害的水和氧化型GSH，從而保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的完整[30]。如圖4 所示，和CK 組相比，MOD 組大鼠腎臟和心臟組織中的GSH-Px 活力顯著下降（p＜0.01）。MET 和蝦青素各組大鼠腎臟和心臟組織中的GSH-Px活力較MOD 組顯著提高。其中蝦青素對(duì)腎臟組織中GSH-Px 活力的作用強(qiáng)于心臟組織，均表現(xiàn)出極顯著差異（p＜0.01）。腎臟組織中，AST-M 組大鼠GSH-Px活力改善最為明顯，較MOD 組提高了63.01%，和MET組之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。心臟組織中，隨著蝦青素濃度的增加，GSH-Px 活力不斷提高，AST-H 組顯著提高了64.77%（p＜0.01）。以上結(jié)果說(shuō)明蝦青素可能通過(guò)消滅自由基，減輕細(xì)胞膜的氧化損傷，從而增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化防御機(jī)制。

圖4 不同處理下衰老大鼠腎臟（a）和心臟（b）組織中GSH-Px 活力Fig.4 GSH-Px activity in kidney of aged rats under different treatments

2.6 蝦青素對(duì)D-半乳糖致衰老大鼠腎臟和心臟組織形態(tài)學(xué)的影響

隨著年齡的增長(zhǎng)，腎臟的宏觀和微觀結(jié)構(gòu)均會(huì)發(fā)生變化。在宏觀結(jié)構(gòu)水平上，腎皮質(zhì)體積減小，腎臟總體積也會(huì)逐漸收縮；在微觀結(jié)構(gòu)水平上，腎臟的衰老主要表現(xiàn)在腎間質(zhì)纖維化、腎小球硬化、腎小管萎縮和腎小囊囊腔擴(kuò)充等方面。圖5 可以觀察到CK 組大鼠腎臟組織中的腎小球分布密集,數(shù)量正常，呈圓形或橢圓形,外周規(guī)整,血管球內(nèi)毛細(xì)血管襟密集,腎小囊的囊腔狹小。腎小管的管腔大多為規(guī)整、狹小。而MOD組大鼠腎小球分布稀疏,直徑明顯增大,數(shù)量減少，腎小囊囊腔顯著增寬,血管球不規(guī)則而松散,體積縮小,縮向血管極一側(cè),并可見(jiàn)散在的空泡樣腎小球。蝦青素處理后，腎臟組織的形態(tài)較模型組有所改善。隨著蝦青素濃度的增加，腎小球直徑逐漸減小，腎小囊囊腔變窄，血管球分布趨于正常。MET 組腎小球少量血管球縮向血管極一側(cè)，直徑接近AST-M 組，腎小囊囊腔接近AST-H。說(shuō)明蝦青素能一定程度緩解D-半乳糖帶來(lái)的腎臟組織的氧化損傷。

圖5 蝦青素對(duì)衰老大鼠腎組織形態(tài)學(xué)的影響（HE 染色，×400）Fig.5 Effect of astaxanthin on renal histomorphology in aged rats (HE staining,×400)

心臟衰老常伴隨著宏觀上的心臟萎縮（心臟體積減小、重量減輕、呈深褐色）、心肌肥大（心室壁及室間隔增厚、心室腔減?。┘袄w維素性心包炎，以及微觀上心肌細(xì)胞的壞死、心肌組織纖維化。圖6 可以觀察到CK 組心肌組織胞漿豐富呈粉紅色，橫紋結(jié)構(gòu)隱約可見(jiàn)；心肌細(xì)胞飽滿(mǎn)，排列整齊，胞膜完整，核清晰可見(jiàn)，無(wú)病理改變。然而經(jīng)D-gal 處理后，MOD 組心肌纖維淡染，間質(zhì)水腫明顯，間隙增大,細(xì)胞排列紊亂，部分心肌細(xì)胞壞死，較多空泡。蝦青素作用后仍有部分心肌細(xì)胞出現(xiàn)空泡現(xiàn)象，但較MOD 組有明顯改善。隨著蝦青素濃度的增加，心肌纖維排列趨于規(guī)整，細(xì)胞間質(zhì)減少且間隙減小，細(xì)胞排列整齊。MET 組較MOD 組有明顯改善，病理形態(tài)介于AST-L 和AST-M組之間。說(shuō)明蝦青素對(duì)D-gal 帶來(lái)的心臟組織的氧化損傷有一定的修復(fù)作用。

圖6 蝦青素對(duì)衰老大鼠心組織形態(tài)學(xué)的影響（HE 染色，×400）Fig.6 Effect of astaxanthin on renal histomorphology in aged rats (HE staining,×400)

3 討論

D-半乳糖是一種還原性己醛糖，通常存在于人體、牛奶、甜菜、某些樹(shù)膠和植物黏液中。半乳糖是腸道內(nèi)吸收最快的單糖，可在攝入后8 h 內(nèi)由機(jī)體代謝并排出體外[31]。然而攝入過(guò)多D-半乳糖會(huì)使機(jī)體產(chǎn)生大量ROS，從而誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，并引起記憶障礙、神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性改變等疾病的發(fā)生[32]。D-半乳糖致衰老模型以氧化應(yīng)激理論為基礎(chǔ)，誘導(dǎo)機(jī)體老化，且在整個(gè)過(guò)程中副作用最小、存活率較高，是目前公認(rèn)的衰老動(dòng)物造模方法。本研究連續(xù)9 周給大鼠腹腔注射D-半乳糖（300 mg/kg），和空白組相比，模型組大鼠表現(xiàn)出明顯的衰老相關(guān)特征，腎臟系數(shù)和心臟系數(shù)顯著下降，腎臟和心臟組織中MDA 含量顯著升高，抗氧化酶（SOD、CAT 和GSH-Px）活力均有不同程度的降低，且腎臟和心臟組織都顯示出明顯的氧化損傷，衰老大鼠模型構(gòu)建成功。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明蝦青素各劑量組能不同程度地改善衰老大鼠的表觀生理變化，恢復(fù)腎臟系數(shù)和心臟系數(shù)，其中高劑量組效果最為明顯。說(shuō)明蝦青素能有效增強(qiáng)衰老大鼠的體質(zhì)，減緩腎臟和心臟組織萎縮現(xiàn)象的發(fā)生。陳宏運(yùn)等[33]連續(xù)30 d 給小鼠皮下注射D-半乳糖（100 mg/kg），模型組小鼠的脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)均有所下降，可能與衰老過(guò)程常伴隨免疫器官的萎縮、免疫功能的下降有關(guān)；牛佳瑋等[34]給小鼠注射120 mg/kg 的D-半乳糖，連續(xù)造模4 周后，模型組小鼠肝臟系數(shù)和腎臟系數(shù)顯著減小，推測(cè)是由氧化損傷帶來(lái)的機(jī)體代謝能力下降所造成的。這些研究雖與本實(shí)驗(yàn)在D-半乳糖濃度和造模時(shí)間的選擇上略有異同，但也表現(xiàn)出類(lèi)似的衰老趨勢(shì)。注射D-半乳糖會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物各臟器出現(xiàn)不同程度的萎縮，極大干擾臟器的正常功能，破壞機(jī)體穩(wěn)態(tài)，從而加速衰老進(jìn)程。

進(jìn)一步地，組織切片結(jié)果不但能直觀反映出病變組織的物理?yè)p傷情況，還可以間接評(píng)估機(jī)體的衰老程度。組織形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，腎臟纖維化與炎癥反應(yīng)有關(guān)，腎小管硬化與自由基攻擊蛋白質(zhì)相關(guān)，腎小球皺縮減少說(shuō)明存在衰老現(xiàn)象[35]。本研究中模型組大鼠腎臟組織表現(xiàn)出腎間質(zhì)纖維化、腎小囊囊腔增寬、腎小球明顯皺縮、數(shù)量減少且排列紊亂，蝦青素作用后各組大鼠腎臟組織的氧化損傷有所修復(fù)，腎小囊囊腔變窄，血管球分布趨于正常。說(shuō)明蝦青素可能通過(guò)抵御自由基攻擊、清滅或局限致炎因子，從而保護(hù)腎臟組織免受氧化損傷。研究表明D-半乳糖可通過(guò)增加氧化應(yīng)激、降低抗氧化劑水平損傷心臟形態(tài)，從而誘導(dǎo)心臟衰老。本實(shí)驗(yàn)中，模型組大鼠心臟組織中心肌細(xì)胞淡染，細(xì)胞間質(zhì)水腫增大，以及部分心肌細(xì)胞壞死。而經(jīng)蝦青素作用后，衰老大鼠心臟組織的氧化損傷有所修復(fù)，心肌細(xì)胞胞漿豐富，心肌纖維排列趨于規(guī)整。可能是蝦青素抑制D-gal 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，減少了ROS 積累量，從而緩解了心臟組織的氧化損傷。

抗氧化酶系統(tǒng)是機(jī)體抵抗自由基的重要防御體系，多種抗氧化酶相互作用所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)能保護(hù)細(xì)胞免受氧化損害，提高抗氧化水平。SOD、CAT 和GSH-Px是主要的內(nèi)源性抗氧化酶，常被用作衡量機(jī)體抗氧化能力的重要指標(biāo)。其中，SOD 將超氧陰離子自由基（）歧化為O2和H2O2，CAT 和GSH-Px 進(jìn)一步催化H2O2變?yōu)镠2O，從而阻止機(jī)體中羥基自由基的產(chǎn)生，達(dá)到抗氧化效果。此外，自由基作用于脂質(zhì)產(chǎn)生氧化終產(chǎn)物MDA，同時(shí)MDA 還可與DNA、蛋白質(zhì)交聯(lián)，與細(xì)胞膜上的磷脂產(chǎn)生化學(xué)作用，從而進(jìn)一步損害細(xì)胞[36]。因此，MDA 含量的高低不但可判斷脂質(zhì)過(guò)氧化程度，還可用來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)體衰老程度[37]。MDA 含量越高，說(shuō)明生成的氧自由基越多，氧化反應(yīng)越激烈，組織的氧化損傷也越嚴(yán)重。本研究中，15 mg/kg 蝦青素作用后，衰老大鼠腎臟和心臟中MDA 含量分別減少了29.52%、38.02%。SOD、CAT 和GSH-Px 活力均顯著提升，并表現(xiàn)出隨著蝦青素劑量增加而效果逐漸明顯的趨勢(shì)。說(shuō)明蝦青素能增強(qiáng)衰老大鼠的抗氧化能力，且存在一定的劑量依賴(lài)效應(yīng)。Chen 等[18]發(fā)現(xiàn)15 mg/kg蝦青素能使衰老大鼠腦、肝臟和血清中MDA 含量分別減少34.82%、95.74%和41.32%。此外，蝦青素還顯著提高了衰老大鼠腦、肝臟、血清中的抗氧化酶活力[19]。據(jù)報(bào)道，藏紅花素可以保護(hù)D-半乳糖誘導(dǎo)的肝臟損傷，抑制衰老大鼠體內(nèi)MDA、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）和堿性磷酸酶（ALP）水平[38]；杜氏鹽藻能改善D-半乳糖造成的心臟功能障礙，提高衰老大鼠心臟中SOD、CAT 活力，降低MDA、TNF-α 和IL-6 水平[39]；Zhang[40]發(fā)現(xiàn)紅酵母紅素不但能提高衰老小鼠體內(nèi)的SOD、CAT 和GSH-Px 活力，還降低了炎癥因子水平，顯著改善了由D-半乳糖誘導(dǎo)的記憶功能障礙、氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)基于D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老大鼠模型，研究蝦青素對(duì)衰老大鼠腎臟和心臟組織的保護(hù)作用。結(jié)果表明，蝦青素可以通過(guò)降低脂質(zhì)過(guò)氧化物的產(chǎn)生，提高抗氧化酶活力和修復(fù)腎臟和心臟組織的氧化損傷來(lái)延緩衰老。其機(jī)制可能與減少腎臟和心臟自由基損傷有關(guān)，具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。