盐地碱蓬提取物抗衰老作用的研究
2013-09-05张泽生刘甜甜贺伟赵春晓
张泽生,刘甜甜,贺伟,赵春晓
(食品营养与安全省部共建教育部重点实验室,天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457)
盐地碱蓬(Suaeda sala)又名翅碱蓬、黄须菜、盐蒿,系蔾科碱蓬属一年生草本真盐生植物[1]。主要生于海滨、湖边等荒漠和半荒漠地区浅平洼地边缘的盐生沼泽环境[2]。据《本草纲目拾遗》介绍,盐地碱蓬具有较高的医用价值,性咸凉、无毒、消积、清热。碱蓬营养丰富,富含多种不饱和脂肪酸、维生素、微量元素,有重要的保健功效。近年来一些研究发现,碱蓬属植物具有抗氧化、降脂及机体免疫、抗炎等作用[3],适用于预防心血管系统疾病,是老年人、高血压病人以及健康人良好的保健品[4]。21世纪初期,国内外对盐地碱蓬的研究主要集中在其植物学特性及其耐盐机理方面[5-6]。天津科技大学食品添加剂与营养研究室前期对盐地碱蓬的化学成分进行了研究,本文旨在通过盐地碱蓬提取物对D-半乳糖致衰小鼠抗氧化和抗衰老的影响,以期进一步扩大盐地碱蓬的开发利用。
1 材料与方法
1.1材料、试剂与仪器
ICR 小鼠,SPF 级,雄性,(22±2)g:购自北京维通利华实验动物技术公司。
盐地碱蓬提取物:自制,盐地碱蓬幼叶采自天津滨海新区,烘干,粉碎,过60目筛,75%乙醇浸提3 h,4次,旋转蒸发,真空冷冻干燥,得到盐地碱蓬提取物。
试剂盒:南京建成生物工程研究所;D-半乳糖:上海试剂二厂。
Morris水迷宫:中国医学科学院药物研究所;UVmini-1240紫外可见分光光度计:日本岛津制作所;MR23i冷冻离心机:法国JOUAN公司;DP70自动摄像检测系统:OLYMPUS;MK3酶标仪:美国beckman公司。
1.2 方法
1.2.1 动物分组及给药
ICR小鼠50只,适应喂养一周后随机分为5组:空白组,模型组,盐地碱蓬低、中、高剂量组。除空白组外其余各组每日皮下注射D-半乳糖生理盐水溶液(120 mg/kg﹒bw),正常组注射等量生理盐水。同时,盐地碱蓬低中高剂量组每日按照200、400、800 mg/kg﹒bw灌胃盐地碱蓬提取物水溶液,对照组和模型组按体重灌胃蒸馏水。每周称量体重一次,连续造模给药8周。
1.2.2 旷场试验行为测试
方法参照参考文献[7-9]。试验环境要求:暗光、无噪声。将试验动物头朝壁轻轻置于旷场实验箱同一拐角方格之内,开始计时。同时用数码摄像系统记录试验动物的运动轨迹,并记录其走格数,理毛次数,站立次数,中间区域数以及粪便数。每只小鼠连续观察3 min,每只小鼠试验结束后,将排泄物擦拭干净。
1.2.3 Morris水迷宫实验
给药49 d后,开始进行Morris训练。整个实验分为隐藏平台获得实验和空间搜索实验两部分[10]。利用计算机软件对试验小鼠活动进行全过程跟踪并记录整个运动轨迹,用找到平台所需时间表示学习记忆能力。训练期间正常给药进食。
1.2.4 生化指标测试
给药8周结束后,小鼠摘眼球取血,制备血清,颈椎脱臼处死,取肝脑置于冻存管中,立即放入液氮中,备用。测定血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷月光期太过氧化物酶(GSH-px)、过氧化氢酶(CAT)活力、丙二醛(MDA)含量以及TAOC(总抗氧化能力)。试剂盒的测试按说明书进行。
2 结果
2.1 盐地碱蓬对半乳糖致衰鼠旷场行为的影响
旷场实验结果见表1。
与空白对照组相比,模型组小鼠走格数、理毛次数、站立次数、周边格数均出现显著或极显著性的减小(P<0.05,P<0.01),而粪便数有所增加(P>0.05);与模型组相比,盐地碱蓬提取物各组小鼠走格数、理毛次数、站立次数、周边格数均有所增加,粪便数有所减少;高剂量的盐地碱蓬能够极显著性的提高小鼠的走格数、站立次数(P<0.01),显著性的提高周边格数(P<0.05)。
表1 盐地碱蓬提取物对D-半乳糖致衰鼠旷场行为的影响(±s,n=10)Table 1 Effect of Suaeda salsa extract on open-field behavior of mice induced by D-galactose(x ± s,n=10)
表1 盐地碱蓬提取物对D-半乳糖致衰鼠旷场行为的影响(±s,n=10)Table 1 Effect of Suaeda salsa extract on open-field behavior of mice induced by D-galactose(x ± s,n=10)
注:#P<0.05,##P<0.01与空白组比;*P<0.05,**P<0.01 与模型组比。
组别 走格数/个 理毛次数/次 站立次数/次 周边格数/个 粪便数/粒空白组 93.20±19.56 3.20±1.49 33.80±8.65 16.20±7.63 1.80±1.35模型组 69.33±16.34# 2.22±0.67# 23.00±7.73# 6.89±3.22## 2.44±1.99低剂量组 77.40±11.72 2.80±1.14 32.80±6.46** 15.90±8.41** 2.40±1.43中剂量组 75.50±18.53 3.00±1.25 27.60±10.01 16.60±5.70** 2.00±1.84高剂量组 90.78±10.15** 3.00±0.87 36.78±7.98** 15.22±9.96* 2.11±1.66
2.2 Morris水迷宫实验中盐地碱蓬提取物对小鼠学习记忆能力的影响
逃避潜伏期实验结果如图1所示。
图1 各组小鼠八阶段内水迷宫实验中的逃避潜伏期Fig.1 Mice in each group eight stages of water maze escape latency
由图1看出,通过8阶段的训练,各组逃逸潜伏期均有缩短的趋势,从第4阶段开始,基本趋于稳定,说明各组小鼠经过训练后,对于寻找平台均有一定的学习记忆能力。从整个定位航行实验来看,模型组潜伏期始终高于其余4组,并且盐地碱蓬提取物高剂量组小鼠潜伏期显著性低于模型组(P<0.05)。
搜索策略是指实验动物从入水点至隐藏平台经过的运动轨迹。搜索策略大致可分为:直线式(straight)、趋向式(taxis)、随机式(random)和边缘式(margina1)四种,搜索策略结果见图2。
图2 小鼠在Morris水迷宫中的运动轨迹Fig.2 The typical swimming tracking paths in Morris water maze
从搜索策略来看,空白组和盐地碱蓬高剂量组以直线式、趋向式和随机式为主(a、b),而模型组和盐地碱蓬低剂量组以边缘式和随机式为主(c、d)。说明盐地碱蓬提取物能够提高D-半乳糖致衰鼠的记忆能力,缩短寻找目标物的时间和路程。
空间搜索实验结果见表2。
表2 盐地碱蓬对D-半乳糖致衰鼠水迷宫成绩的影响(±s,n=10)Table 2 Effects of Suaeda sala on water maze performance in mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
表2 盐地碱蓬对D-半乳糖致衰鼠水迷宫成绩的影响(±s,n=10)Table 2 Effects of Suaeda sala on water maze performance in mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
注:#P<0.05,##P<0.01 与空白组比;*P<0.05,**P<0.01 与模型组比。
组别 测试成绩(120 s内)穿越目标次数 目标象限路程/m 目标象限时间/s空白组 8.1±1.0 365.70±31.54 28.39±2.93模型组 6.1±1.7 300.21±47.15## 21.05±5.01低剂量组 6.5±1.3 321.10±19.97 23.11±2.00中剂量组 7.0±1.1 317.73±41.38 24.02±4.23高剂量组 7.4±0.9 345.62±30.54** 25.00±2.13
比较各组小鼠测试成绩可以看出,空白对照组和各给药组小鼠穿越目标次数,目标象限时间、路程均不同程度的高于模型组。尤其盐地碱蓬高剂量组,目标象限路程极显著大于模型组(P<0.01)。
2.3 盐地碱蓬提取物对小鼠血清抗氧化系统的影响
血清各指标实验结果如表3所示。
盐地碱蓬各剂量组都能有效的降低血清MDA含量,提高其 SOD、GSH-px、CAT 活力,对 TAOC 能力也有一定的提高作用。尤其盐地碱蓬高剂量组,能够显著性的地降低血清MDA(P<0.05),极显著性地提高SOD 酶活力(P<0.01),显著性的提高 GSH-px酶活力(P<0.05)。
表3 盐地碱蓬对D-半乳糖致衰鼠血清抗氧化系统各指标的影响(±s,n=10)Table 3 Effect of Suaeda sala on antioxidant system indicators in serum of mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
表3 盐地碱蓬对D-半乳糖致衰鼠血清抗氧化系统各指标的影响(±s,n=10)Table 3 Effect of Suaeda sala on antioxidant system indicators in serum of mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
注:#P<0.05,##P<0.01 与空白组比;*P<0.05,**P<0.01 与模型组比。
组别MDA/(nmol/mL)SOD/(U/mL)TAOC/(Unit/mL)GSH-px/(U/mL)CAT/(U/mL)空白组 4.36±1.14 134.56±4.99 4.62±0.45 334.85±58.83 2.88±0.77模型组 5.43±0.76# 119.63±14.38## 4.28±0.50 250.28±66.48## 2.57±0.88低剂量组 5.26±0.79 130.54±11.65 4.14±0.72 266.74±49.88 2.40±0.66中剂量组 5.32±0.42 132.46±5.41* 4.41±0.81 284.22±23.77 2.39±0.51高剂量组 4.70±0.61* 139.65±8.25** 4.22±0.17 318.47±32.32* 2.88±0.81
3 结论
旷场实验主要反映了动物对新环境的兴奋性、适应性、探究、习惯、紧张以及伴随其过程的情绪变化。走格数及站立次数是动物兴奋性及探究行为的反映,结果表明盐地碱蓬提取物能极显著的提高小鼠的兴奋性。理毛次数反映了动物对新环境的满意程度,实验过程中,给药组的小鼠理毛次数均高于模型组。啮齿动物的本能行为喜欢沿着墙根走,而避开空旷的区域,对环境认知能力高的动物在中央格的停留时间短[11-13]。由实验结果看出,盐地碱蓬提取物能够明显提升小鼠的认知能力。排便数是动物在新环境中紧张程度的反映。模型组的排便多,盐地碱蓬提取物给药组排便都有一定程度的减少。
Morris水迷宫是心理学家Morris于20世纪80年代设计的用于研究试验动物空间学习记忆能力的装置[14]。通过试验动物在水中寻找隐藏平台获得一系列数据,其中最常用的是定位航线实验的逃避潜伏期[15]。实验结果显示,盐地碱蓬各剂量组逃避潜伏期均低于模型组,穿越目标次数,目标象限时间也不同程度的高于模型组,说明通过8周的灌胃饲养,盐地碱蓬提取物能够起到延缓小鼠的衰老,增强其学习记忆能力的作用。
衰老的自由基学说认为:自由基是人体正常的代谢产物,机体内时刻产生着自由基,但同时又具有有效的自由基清除系统,使机体内自由基维持平衡。随着年龄的增长,该平衡逐渐被破坏,造成自由基过剩。过剩的自由基作用于血液、细胞、组织等脂类物质,使其变成脂质过氧化物,这些过氧化物沉积在细胞膜上,使细胞膜丧失功能,造成细胞活力下降,组织器官功能衰退,从而造成机体的衰老[16]。盐地碱蓬提取物通过降低血液中丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化氢酶活力,延缓了D-半乳糖致小鼠的衰老进程。
综上所述,盐地碱蓬提取物具有提高小鼠学习记忆能力,增强小鼠兴奋性、适应性、抗衰老作用,其作用机制可能与清除体内自由基和增强体内抗氧化酶活力有关。
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