“深层海水”对小鼠耐受力的影响

李为明，崔 进* ，徐鹏远，代佑果

1 昆明医科大学第二附属医院，昆明650101;2昆明医科大学第三附属医院，昆明650118

水在生命进化过程中是不可缺少的物质并且有着非常重要的生理功能，饮水中的成分和食物营养成分一样对人体健康非常重要。深层海水(Deep sea water，DSW)一般是指海平面200 m 以下的海水，在这个深度的海水由于光线无法到达，水质稳定而洁净，深层海水中所含的细菌仅是表层水的千分之一至万分之一，此外，深层海水中富含人体细胞所需的多种矿物质及营养成分。当前，深层海水已经应用在食品、农业、化妆品和医学领域［1-3］。在医学方面，深层海水可用来治疗特应性皮炎，防治高脂血症及动脉粥样硬化，改善肥胖和糖尿病等［4］。本实验通过常温游泳试验、常压耐缺氧试验、血常规及血生化指标的检测，观察了深层海水对小鼠的疲劳耐受力及生理功能的影响，旨在进一步开发和利用深层海水。

1 材料与方法

1.1 深层海水的提取、处理及主要元素含量

在我国南海海域获取海平面200 m 以下的“深层海水”，闭光运至昆明，室温闭光储存，经超微过滤后，用KDF(铜锌合金)除去海水中的重金属，反复冻融方法浓缩并去除海水中多余的盐份浓缩海水，制备成“生理性深层海水，Physiological Deep Sea Water，PDSW”常规检测主要元素的含量(表1)，再稀释成45 ppm 和90 ppm 的深层海水，供后述实验用。深层海水的硬度以如下公式计算［5］:硬度=Mg(mg/L)×4.1 +Ca(mg/L)×2.5。

1.2 动物及饲养条件

90 只同一窝别昆明种雄性小鼠，体重18 ±2 g(由昆明医科大学实验动物中心提供)，随机分成3组，每组30 只，即自来水对照组、45 ppm 深层海水组、90 ppm 深层海水组。动物随机分配到3 个实验组，自由饮水进食，实验动物在20～25 ℃室温下喂养30 d。

1.3 抗疲劳试验

1.3.1 游泳耐力试验

试验前12 h 停止喂食，称重，然后将小鼠置于水温28 ℃的水槽(46 cm ×36 cm ×33 cm，水深24 cm)内自由游泳，但必须制造波浪，使小鼠不停止游泳，记录每只动物自放入水槽至口鼻沉没水面以下＞5 s 的时间，此时即为小鼠游泳耗竭的时间。

1.3.2 耐缺氧试验

试验前12 h 停止喂食，称重，然后将每只小鼠分别放入250 mL 广口瓶内，用凡士林涂抹瓶口，盖严使之不漏气，立即计时，以呼吸停止为指标，观察并记录小鼠因缺氧而窒息死亡的时间，按以下式计算每10 g 体重每分钟耗氧量:耗氧量(mL/min)=［250 ×0.2093 ×10］/［体重×耐缺氧存活时间］。

1.4 血常规及生化的测定

断头采血，将采得的血液迅速分装成抗凝和促凝试管，抗凝试管置4 ℃保存，一起检测血常规，促凝试管血用TGL-16G 冷冻离心机离心5 min(3000 r/min)，取上清液，用于检测血生化及血清酶学检查。

1.5 数据统计处理

所有数据采用统计软件SPSS 17 进行方差分析和多重比较(LSD)，数据以±s 表示。

2 实验结果

2.1 深层海水对小鼠生长发育的影响

在相同的饲养条件下，三组小鼠饮食饮水量无显著性差别。按实验设计喂养30 d 后，三组间小鼠体重无明显差别。

表2 各组小鼠游泳时间比较(n = 10，±s)Table 2 Comparison of mice swimming time (n = 10，±s)

表2 各组小鼠游泳时间比较(n = 10，±s)Table 2 Comparison of mice swimming time (n = 10，±s)

注:与对照组相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

组别Group体重(g)Body weight(g)游泳时间Swimming time(min)Control37.48 ±2.2710.0 ±2.48 45 ppm 海水45 ppmDSW39.05 ±4.6812.7 ±2.18﹡90 ppm 海水90 ppm DSW 38.68 ±2.7412.5 ±2.68对照组﹡

2.2 深层海水对小鼠游泳时间的影响

实验小鼠连续自由饮用深层海水及自来水30天后，海水组游泳平均时间明显比自来水组长，而不同硬度的深层海水组间无显著差异(见表2)，这说明小鼠服用深层海水后小鼠耐受力较自来水组明显增强。

2.3 耐缺氧试验

试验小鼠连续自由服用深层海水及自来水30天后，海水组平均耐缺氧时间比自来水组长，且耗氧量低，而海水组间无显著差异，说明在同等的缺氧条件下，服用深层海水可以提高小鼠的耐缺氧能力(见表3)。

表3 各组小鼠耐缺氧时间及耗氧量比较(n = 10，±s)Table 3 Comparison of hypoxia time and oxygen consumption(n = 10，±s)

表3 各组小鼠耐缺氧时间及耗氧量比较(n = 10，±s)Table 3 Comparison of hypoxia time and oxygen consumption(n = 10，±s)

注:与对照组相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

组别Group体重Body weight(g)耐缺氧时间Hypoxia time(min)耗氧量Oxygen consumption(ml/min)Control36.5 ±3.510.2 ±1.01.36 ±0.14 45 ppm 海水45 ppm DSW37.2 ±3.111.7 ±0.7﹡1.18 ±0.02﹡90 ppm 海水90 ppm DSW37.7 ±3.011.8 ±0.9﹡1.18 ±0.02对照组﹡

2.4 深层海水对血生化、酶及血常规的影响

三组试验小鼠连续自由饮用深层海水及自来水30 d 天后，深层海水两组与自来水组比较，天冬氨酸氨基转移酶AST、肌酸激酶CK、肌酸肌酶同工酶CK-MB 明显降低，深层海水两组间比较无明显差异(见表4)。丙氨酸氨基转移酶ALT、肌酐、尿素氮、血清电解质、血清总蛋白值、白蛋白值、血常规等三组间无显著性差异(数据未列出)。

表4 各组小鼠血清酶比较(n = 10，±s)Table 4 Comparison of serum enzymes(n = 10，±s)

表4 各组小鼠血清酶比较(n = 10，±s)Table 4 Comparison of serum enzymes(n = 10，±s)

注:与对照组相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

组别GroupAST(u/L)ALT(u/L)CK(u/L)CK-MB(u/L)Control201 ±5746 ±91175 ±3131609 ±473 45 ppm 海水45 ppm DSW159 ±18*49 ±10893 ±137*1197 ±209*90 ppm 海水90 ppm DSW165 ±30*47 ±9736 ±159*978 ±224对照组*

3 讨论

生命源于海洋，海水乃“生命之母”，1904 年，法国科学家René Quinton 发现:人体血浆及细胞外液和海水的各种元素成分及含量比例基本接近，生物在进化中其形态不断变化，但内环境(体液及血浆)始终没有改变，人体内的组织液及血浆与海水的成分比例极其相似，因此René Quinton 认为海水就是生物的内环境，海水是生命之源，并将海水称之为海水血浆(Quinton Marine Plasma，QMP)。深层海水具有水质稳定而洁净，含有与人体相似的丰富、均衡、易吸收元素，在一种物质中含有如此众多种类的资源且数量庞大，这是其他任何物质都无法与之相比的。日本和韩国的科研人员利用海水对糖尿病、肥胖症、心血管疾病(高胆固醇血症、高脂血症等)以及特应性皮炎等进行了大量研究［2-4，6，7］，并取得可喜的成果。但深层海水对机体耐力及生理指标方面的影响国内外尚未见报道。

缺氧、持续运动等对动物而言均是有害刺激，机体在这些因素的作用下处于高度应激状态，并通过神经-内分泌系统等一系列应激反应来抵抗外界诸多不良刺激，维持机体内坏境的稳定。文献报道:持续剧烈运动会导致机体微量元素失衡，补充微量元素可以提高机体耐受力［8，9］，而深层海水可以改善机体微量元素平衡［2］。本实验通过小鼠耐力实验，我们发现45 ppm、90 ppm 深层海水组小鼠游泳时间及常压耐缺氧时间与自来水组相比显著性延长，耗氧量显著减少，说明深层海水能明显增强小鼠的耐受力，使小鼠的耐缺氧时间、游泳时间延长。

在血清生理学指标方面，本实验结果提示:深层海水组小鼠天冬氨酸氨基转移酶(AST)、肌酸激酶(CK)及肌酸肌酶同工酶(CK-MB)值明显比对照组低，AST、CK 及CK-MB 是组织细胞受损释放至血液中的酶，也是心肌酶学中的重要指标，因此，我们认为深层海水对组织细胞有一定的保护作用，特别是心肌细胞。血清蛋白、肝肾功能、血细胞计数及血电解质在三组间均未见明显差异，说明深层海水不会干扰正常小鼠的生理功能，导致内环境紊乱。

通过本实验，我们认为深层海水可通过改善机体微量元素平衡，改善酶的功能，保护组织细胞，提高机体耐受力，且不干扰机体正常的内环境。由于海洋深层水具有许多其他水无法替代的特性，就海洋深层水的特性而言，有许多利用价值有待于我们去继续开发，前景非常广阔。

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4 Hwang HS，Kim HA，Lee SH，et al.Anti-obesity and antidiabetic effects of deep sea water on ob/ob Mice.Mar Biotechnol，2009，11:531-539.

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