牛磺酸对大鼠铁利用和抗氧化能力的影响

王芙蓉， 谢中国， 叶兴乾， 邓尚贵， 陈士国*， 胡亚芹， 肖定福

（1.舟山普陀海洋高科技园区，浙江 舟山316100；2.浙江大学 生物工程与食品学院，浙江 杭州 310029；3.浙江海洋学院食品与药学学院、医学院，浙江舟山316000；4.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128）

铁是人和动物必需的一种微量元素，在体内参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及某些酶的合成，在机体代谢过程中起着极其重要的作用，缺铁严重时会导致缺铁性贫血（IDA）。IDA是常见的一种营养性贫血，其发病遍及世界各地。世界卫生组织调查报告显示，IDA患者占世界总人口10%～30%左右[1]。研究发现IDA可引起机体的脂质过氧化，导致机体抗氧化能力的下降[2]。

牛磺酸是一种条件性必需氨基酸，具有抗氧化、提高免疫力等[3-4]多种功能。文献报道，牛磺酸对改善贫血有一定的效果[5]，对铁过载小鼠引起的心脏损伤有保护作用[6-7]，牛磺酸对正常大鼠和缺铁性贫血大鼠的抗氧化作用鲜有报道，本文主要探讨牛磺酸对大鼠铁利用及抗氧化作用的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

牛磺酸，购于潜江永安药业股份有限公司，质量分数99%；FeSO4.7H2O，分析纯，国药集团产品；SD大鼠，购于上海斯莱克生物有限公司；UV-2550型分光光度计，日本Shimadzu公司产品；AA700型原子吸收分光光度计，美国Perkin Elmer公司产品。

1.2 动物分组和喂养

健康雄性 SD 大鼠 40只，体质量（80±5）g，以基础饲料适应喂养3 d。随即分为4组，其中16只整个实验过程都饲喂正常饲料，另外24只喂缺铁饲料，耗空28 d建造缺铁性贫血模型。缺铁饲料参照AIN-76饲料配方[8]，其中的矿物元素添加剂不添加铁剂。缺铁大鼠根据Hb含量随机分为3组:缺铁组、缺铁加牛磺酸组和补铁加牛磺酸组。缺铁组和缺铁加牛磺酸组继续饲喂缺铁饲料，补铁加牛磺酸组改喂正常饲料。整个实验饲喂正常饲料的16只大鼠根据体质量分为正常对照组和正常+牛磺酸组。添加牛磺酸组的大鼠每天灌胃牛磺酸0.5 g/kg，缺铁组和正常对照组灌胃等体积去离子水，共21 d。

动物饲养在不锈钢笼中，环境温湿度恒定（（24±1） ℃，（55±5）%），自由采食、自由饮用去离子水，光照12 h/d，实验过程避免铁污染。灌胃结束后，40只大鼠分别用巴比妥钠腹腔注射麻醉，在大鼠深度麻醉状态下剖开腹部，从腹主动脉取血10 mL左右，从中取一部分全血测定Hb，另一部分取血清测血清铁（SI）、血清铁蛋白（SF）、总铁结合力（TIBC）和血清抗氧化酶活性。

1.3 检测指标

1.3.1 血液指标的测定 Hb的测定:氰化高铁血红蛋白法[9]；血清SI和TIBC，采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定。SF采用ELASA法测定，试剂盒购于美国R&D公司。

1.3.2 肝脏和脾脏中铁含量的测定 待测肝脏和脾脏样品分别加混合酸（V（硝酸）∶V（高氯酸）=4∶1）10 mL缓缓加热，待溶液变成无色时，蒸发余酸至近干，冷却，定容，稀释到合适的倍数后用美国Perkin Elmer公司AA700型火焰原子吸收分光光度计测定铁含量。

1.3.3 血清抗氧化指标的测定 总抗氧化能力（TAOC）、总超氧化物歧化酶（SOD）活力、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活力及丙二醛（MDA）含量用试剂盒测定。试剂盒购于南京建成生物工程研究所。

1.4 统计分析

采用SPSS18.0软件中的单因子方差分析进行统计分析，并用Duncan氏新复极差法进行多重比较。

2 结果与讨论

2.1 牛磺酸对大鼠血液指标的影响

牛磺酸对大鼠血液指标的影响见表1。经28 d的缺铁造模，大鼠 Hb 含量为（86.07±3.40）g/L，说明大鼠已经处于缺铁性贫血状态。对缺铁性贫血大鼠补充牛磺酸21 d后，缺铁+牛磺酸组大鼠Hb含量已恢复正常，与缺铁组比较差异显著（P＜0.05），但低于其他3组（P＜0.05）。

缺铁组大鼠SI和SF含量显著低于其他4组（P＜0.05），缺铁+牛磺酸组大鼠SI和SF含量低于正常组（P＜0.05），补铁+牛磺酸组SI和SF含量显著高于缺铁+牛磺酸组 （P＜0.05），而正常组和正常+牛磺酸组大鼠SI和SF含量差异不显著 （P＞0.05）。缺铁组大鼠TIBC显著高于其他4组 （P＜0.05）。

表1 牛磺酸对大鼠血液指标的影响Table 1 Effect of taurine supplements on blood indexs of rats

2.2 牛磺酸对大鼠肝脏、脾脏中铁含量的影响

牛磺酸对大鼠肝脏、脾脏中铁含量的影响见表2。缺铁组大鼠肝脏和脾脏中铁的含量显著低于正常组（P＜0.05）。正常大鼠补充牛磺酸对大鼠肝脏和脾脏中铁的含量有一定的提高，并可显著提高脾脏铁含量（P＜0.05），缺铁大鼠补充牛磺酸后可促进肝脏和脾脏中铁的含量，补铁+牛磺酸组与缺铁组比较可显著提高肝脏和脾脏中铁的含量（P＜0.05）。

2.3 牛磺酸对大鼠血清抗氧化能力的影响

牛磺酸对大鼠血清抗氧化能力的影响见表3。缺铁组大鼠血清T-AOC、SOD和 GSH-PX活性均低于正常组大鼠，而MDA含量高于正常组（P＜0.05），表明缺铁可引起机体抗氧化能力的降低。正常+牛磺酸组与正常组比较对大鼠的抗氧化能力没有显著影响（P＞0.05）。缺铁+牛磺酸组和补铁+牛磺酸组大鼠均可提高血清T-AOC、SOD和 GSH-PX活性，降低MDA含量，补铁+牛磺酸组大鼠血清MDA含量和SOD活性与缺铁组大鼠比较差异显著 （P＜0.05）。

表2 牛磺酸对大鼠肝脏、脾脏铁含量的影响Table 2 Effects of taurine on iron contents of liver and spleen of rats

表3 牛磺酸对大鼠血清抗氧化能力的影响Table 3 Effects of taurine on serum antioxidative ability of rats

2.4 讨论

正常组大鼠添加牛磺酸对Hb含量影响不大，而缺铁和缺铁后补铁大鼠添加牛磺酸可提高大鼠Hb含量，表明牛磺酸能促进缺铁大鼠铁的吸收，而对正常大鼠铁吸收的促进效果不明显。

铁蛋白是体内含铁最丰富的一种蛋白质，在铁的代谢方面起着重要作用。SF能反映体内铁存储量及机体的营养状态，是判定体内铁缺乏的有效指标[10]。TIBC代表血清铁运铁蛋白含量，缺铁性贫血时血清总铁结合力可升高[11]。IDA可引起机体SI、SF下降，TIBC含量偏高。缺铁组大鼠添加牛磺酸后SI、SF含量升高，TIBC含量降低，说明牛磺酸可提高IDA大鼠对铁的利用。

肝脏和脾脏是机体铁主要的储存部位，在机体铁代谢平衡中具有重要作用。

IDA大鼠肝脏和脾脏铁含量与正常组比较显著降低，说明缺铁严重时可引起机体储存铁显著降低。添加牛磺酸和补铁后可提高IDA大鼠肝脏和脾脏铁含量。

SOD与GSH-Px构成人体重要抗氧化酶系统，二者协同作用以减少活性氧自由基的产生，防止脂质过氧化及其中间代谢产物对机体的损害。MDA是脂质过氧化产物，测定MDA的量可反映机体内脂质过氧化的程度，间接反映细胞损伤程度[12]。因此，检测血清T-AOC、SOD、GSH-Px和MDA的变化，可以反映机体的抗氧化能力的变化。本实验缺铁组大鼠血清MDA升高，而SOD、GSH-Px和T-AOC下降，表明IDA大鼠体内脂质过氧化反应增强，抗氧化能力下降，存在明显的脂质过氧化损伤。通过灌胃牛磺酸可抑制IDA大鼠MDA的升高及SOD、GSH-Px、T-AOC的下降，表明牛磺酸可保护IDA大鼠体内的抗氧化酶活性，从而维持机体氧化及抗氧化系统的动态平衡，减少自由基对机体的损伤作用。前期也有研究发现缺铁可加重脂质过氧化，认为自由基的产生和清除均需要含铁酶类的参与，而缺铁时清除自由基的酶活性降低，自由基清除障碍，过多的自由基可引起脂质过氧化[13]。牛磺酸具有抗氧化作用，因此IDA大鼠添加牛磺酸后可提高机体的抗氧化能力，且补铁+牛磺酸组大鼠改善IDA效果更佳。

3 结语

牛磺酸可显著提高缺铁性贫血大鼠血红蛋白、血清铁、血清铁蛋白和肝脏铁含量，显著降低血清总铁结合力，提高血清抗氧化酶活性，降低脂质过氧化产物丙二醛的产生，表明牛磺酸可提高缺铁性贫血大鼠铁的利用和抗氧化能力；牛磺酸对正常大鼠铁利用和抗氧化能力的作用效果不显著。因此，牛磺酸可有效的改善缺铁性贫血。

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