干姜对小鼠抗应激能力的影响

张 旭,游国叶

(1.河南大学药学院河南开封475004;2.信阳职业技术学院河南信阳464000)

干姜对小鼠抗应激能力的影响

张 旭1,游国叶2

(1.河南大学药学院河南开封475004;2.信阳职业技术学院河南信阳464000)

目的 研究干姜提取液对小鼠抗应激能力的影响。方法 采用强迫游泳法测定小鼠的游泳时间、常压耐缺氧法、热应激及冷应激来测定小鼠的存活时间;通过测定小鼠血清和肝匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性及丙二醛(MDA)的含量,观察干姜提取液对小鼠各种有害刺激的影响。结果 干姜提取液在一定浓度连续灌胃(ig)给药14 d,能显著延长小鼠的游泳时间(P＜0.05或P＜0.01)和小鼠常压耐缺氧的存活时间,提高热应激和冷应激小鼠的存活率(P＜0.05或P＜0.01),肝匀浆中的SOD、CAT活性增加(P＜0.05或P＜0.01)、MDA水平下降(P＜0.05或P＜0.01)。结论 干姜提取液能增强小鼠的抗疲劳能力、延长常压缺氧小鼠的存活时间、提高低温及高温环境下小鼠的存活率,提高机体对外界应激的反应能力。

干姜;耐缺氧;抗疲劳;抗高温;耐寒

干姜为姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根茎,性味心热,入脾、胃、心、肾、肺、大肠经,有温中散寒、回阳通脉、温肺化饮、温经止血之功效[1]。根据相关报道[2-3]干姜醇提液能促进小鼠的胃排空 、促进正常体外肠管收缩,周静等[4]报道干姜水提液有增强心肌收缩力的功效。有关中药及其提取液[5-10]抗应激报道越来越多,姜作为一味传统中药又与人们的生活密切相关,我们选择干姜(生姜炮制而成)作为研究对象,通过对小鼠游泳疲劳法、常压缺氧、高温刺激及低温刺激等外界环境的改变来探讨干姜对机体的保护作用,而干姜醇提液及其水提液对动物机体的应激能力及机体应激之后相关酶含量的报道较少,我们通过肝组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的改变,丙二醛(MDA)含量的变化来了解干姜抗应激可能的作用机理,为姜的开发利用提供实验依据。

1 实验材料

1.1 药物与试剂

生姜,开封本地产,经河南大学药学院生药教研室鉴定为姜科植物姜Zingiber officinale Rosc)根茎,洗净,切丝,置于50℃烘箱中干燥。

干姜醇提液:将粉碎的干姜粉50 g于2 500 m L白酒(乙醇体积分数为52%)中浸泡5 d后,超声1 h,提取3次,合并滤液,放入50℃下水浴锅中浓缩,得到干姜醇提液100 m L,保存于-20℃冰箱中,该提取液1周内用完,临用时配成所需浓度并摇匀。

干姜水提液:取干燥后的干姜50 g,将其粉碎,在2 500 m L水中浸泡2 h后超声1 h,在文火下煮沸30 min,过滤,提取3次,合并滤液,浓缩,得到干姜水提液100 m L,保存于-20℃冰箱中,该提取液1周内用完,临用时配成所需浓度并摇匀。

钠石灰:天津市福晨化学试剂厂,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器

恒温水浴锅(ISOTEMP210 Fisher Scientific), TGL16-w台式高速冷冻离心机(北京京立离心机有限公司),KQ-300VDE型双频数控超声仪(昆山市超声仪器有限公司),电热恒温鼓风干燥箱DHG-9146A型,上海精宏实验设备有限公司,海尔冰箱BCD-216,青岛海尔股份有限公司。电子天平,型号:JY10001,上海精密科学仪器有限公司,UV-2000型此外可见光分光光度计,上海尤尼柯仪器有限公司。

1.3 动物

健康昆明小鼠18～22 g,清洁级,雌雄均有,购自河南医学实验动物中心,合格证号:豫动合字101号。

2 实验方法

2.1 小鼠常压缺氧实验[11]

取健康昆明小鼠50只,♀,♂各半,随机分为干姜水提液/醇提液高剂量组(5 g/kg)、干姜水提液/醇提液低剂量组(1 g/kg)和生理盐水对照组,每组10只。药物组和生理盐水组分别静脉注射给予0.2 m L/10 g,1次/d,连续14 d。于第15 d给药1 h后将每只小鼠放入装有15 g钠石灰、容积为250 m L广口瓶内,而后迅速盖紧涂有凡士林的玻璃塞,记录每只小鼠的存活时间。待小鼠呼吸停止后,将小鼠迅速从广口瓶中取出,颈椎脱臼处死小鼠,剖解取肝脏,用生理盐水洗净,滤纸吸干,冰浴中用生理盐水制成10%肝匀浆。样品的处理与各指标测定均按照试剂盒说明书进行。

2.2 小鼠抗疲劳实验强迫游泳法[11]

取健康昆明♂小鼠50只,随机分为干姜水提液/醇提液高剂量组(5 g/kg)、干姜水提液/醇提液低剂量组(1 g/kg)和生理盐水组,每组10只。药物组和生理盐水组分别静脉注射给予0.2 m L/10g,1次/d,连续14 d,于15 d给药1 h后将每鼠尾部系以体重5%的负荷,放入水温28℃,水深为30 cm、直径为50 cm的水槽中,进行游泳实验。用秒表记录小鼠入水至鼻孔没入水下持续8 s不能浮出水而为止的时间。游泳结束后,颈椎脱臼处死小鼠,剖解取肝脏,用生理盐水洗净,滤纸吸干,冰浴中用生理盐水制成10%肝匀浆。样品的处理与各指标测定均按照试剂盒说明书进行。

2.3 小鼠抗高温实验[11]

取健康昆明小鼠50只,♀,♂各半,随机分为干姜水提液/醇提液高剂量组(5 g/kg)、干姜水提液/醇提液低剂量组(1 g/kg)和生理盐水对照组,每组10只。药物组和生理盐水组分别静脉注射给予0.2 m L/10g,1次/d,连续14 d。于第15 d给药1 h后将各组小鼠放入40℃电热恒温鼓风干燥箱中,每隔一定时间观察一次小鼠状况,2h后将小鼠从干燥箱中取出,观察小鼠反应及死亡状况,计算存活率,立即剖解取肝脏,用生理盐水洗净,滤纸吸干,冰浴中用生理盐水制成10%肝匀浆。样品的处理与各指标测定均按照试剂盒说明书进行。

2.4 小鼠耐寒实验[11]

取健康昆明小鼠50只,♀,♂各半,随机分为干姜水提液/醇提液高剂量组(5g/kg)、干姜水提液/醇提液低剂量组(1 g/kg)和生理盐水组,每组10只。药物组和生理盐水组分别静脉注射给予0.2 m L/10 g,1次/d,连续14 d。于第15 d给药1h后将各组小鼠放入-6℃～-2℃冰箱中,每隔一定时间观察一次小鼠状况,将死亡小鼠取出记录死亡时间,4 h后将小鼠全部取出,计算存活率,剖解取肝脏,用生理盐水洗净,滤纸吸干,冰浴中用生理盐水制成10%肝匀浆。样品的处理与各指标测定均按照试剂盒说明书进行。

2.5 统计处理方法

3 结果

3.1 干姜对常压缺氧小鼠生存时间、肝组织中SOD、CAT活性及MDA的影响

比较各组小鼠连续灌胃14 d后常压缺氧小鼠的存活时间,可以看出醇姜水提液高剂量组(5 g/kg)小鼠与对照组相比较,差异极显著(P＜0.01);干姜水提液高剂量组(5 g/kg)小鼠的生存时间与其水提液低剂量组(1 g/kg)对照组比较,差异显著(P＜0.05),干姜水提液低剂量组(1 g/kg)小鼠存活时间与对照组比较没有明显延长(P＞0.05);干姜醇提液高剂量组(5 g/kg)肝组织中的SOD、CAT活性显著性升高,而MDA明显下降(P＜0.01),干姜水提液高剂量组(5 g/kg)小鼠肝组织中的SOD、CAT活性也有明显提高,MDA含量有明显下降(P＜0.05),干姜醇提液及水提液低剂量组(1 g/kg)小鼠肝组织中SOD、CAT活性升高不明显,MDA含量也没有明显的下降(P＞0.05),说明干姜提取液在一定的浓度下具有抗氧化能力,对机体有保护作用。结果见表1。

表1 对常压缺氧小鼠存活时间、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量影响(±s)

表1 对常压缺氧小鼠存活时间、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量影响(±s)

与对照组相比a:P＜0.05,b:P＜0.01。

组别 鼠数/只剂量/ (g/kg)存活时间/ min SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)对照 10 -- 52.0±13.2 76.3±5.8 13.6±1.8 2.54±1.22醇提液高剂量 10 5 64.5±11.8b85.2±10.1b17.2±2.7b1.86±0.82b水提液高剂量 10 5 58.9±17.6a82.6±13.7a16.5±3.2a1.90±1.05a醇提液低剂量 10 1 58.6±10.7a79.5±6.9 14.9±1.9 2.30±1.25水提液低剂量 10 1 52.9±15.3 77.8±4.6 14.8±2.3 2.46±0.76

3.2 干姜对小鼠游泳耐力、小鼠肝组织中SOD、CAT活性及MDA含量的影响

干姜醇提液/水提液高剂量组(5 g/kg)、干姜醇提液低剂量组(1 g/kg)小鼠连续灌胃14 d后均能明显延长小鼠游泳时间,与对照组相比较,差异极显著(P＜0.01),干姜醇提液/水提液高剂量组(5 g/kg)小鼠肝组织中SOD、CAT活性明显升高,而MDA明显下降(P＜0.01),干姜醇提液低剂量组小鼠肝组织中CAT活性明显升高(P＜0.01),肝组织中SOD活性显著增强,MDA含量显著降低(P＜0.05),而干姜水提液低剂量组(1 g/kg)与对照组比较没有显著性差异(P＞0.05)。结果见表2。

3.3 干姜对小鼠高温存活情况、肝组织中SOD、CAT活性及MDA含量影响

在2 h内各组小鼠均未出现死亡,但都表现出中暑症状,趴地不动,翻正反射消失,说明无论给药小鼠还是对照小鼠在40℃温度下至少生存2 h以上,干姜醇提液/水提液高剂量组(5 g/kg)小鼠肝组织中SOD、CAT活性显著性升高(P＜0.05),MDA含量也明显下降(P＜0.05),其他各组肝组织无论SOD、CAT活性还是MDA含量均没有显著性改变(P＞0.05)。结果见表3。

表2 对小鼠游泳耐力、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量影响±s)

表2 对小鼠游泳耐力、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量影响±s)

与对照组相比a:P＜0.05,b:P＜0.01。

组别 鼠数/只剂量/ (g/kg)游泳时间/ min SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)对照 10 -- 9.08±1.22 77.1±5.1 12.1±2.2 2.66±1.31醇提液高剂量 10 5 16.36±3.65b88.2±11.3b15.2±2.1b 1.66±0.79b水提液高剂量 10 5 13.95±2.66b86.6±9.7b15.4±2.8b1.82±1.23b醇提液低剂量 10 1 13.50±1.54b80.5±8.9a15.0±2.6b2.10±1.36a水提液低剂量 10 1 10.28±1.72 77.8±6.6 13.9±3.3a2.40±0.84

3.4 干姜对小鼠低温存活时间、小鼠肝组织中SOD、CAT活性及MDA含量的影响

干姜醇提高剂量组(5 g/kg)小鼠5 h内无死亡现象,与对照组相比差异极显著(P＜0.01),水提液高剂量组(5 g/kg)和醇提液低剂量组(1 g/kg)存活时间与对照组相比差异显著(P＜0.05),而水提液低剂量组小鼠与对照组相比无显著性差异(P＞0.05);干姜醇提高剂量组(5 g/kg)和干姜醇提低剂量组(1 g/kg)小鼠肝组织中的SOD、CAT活性及MDA含量与对照组相比差异极显著(P＜0.01),水提液高剂量组(5 g/kg)小鼠肝组织中的SOD、CAT活性及MDA含量与对照组相比差异显著(P＜0.05),提示小鼠给予一定量的干姜醇提液和干姜水提液后可以提高机体的耐寒能力,提高肝组织中的氧化酶活性,降低MDA含量。结果见表4。

表3 对小鼠高温存活、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响(±s)

表3 对小鼠高温存活、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响(±s)

与对照组相比a:P＜0.05,b:P＜0.01。

组别 鼠数/只剂量/ (g/kg)存活率/ % SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)对照 10 -- 100 78.8±10.5 14.4±2.5 2.82±1.66醇提液高剂量 10 5 100 86.2±8.1a16.2±2.1a2.01±0.36a水提液高剂量 10 5 100 84.9±9.5a16.9±2.8a2.20±0.99a醇提液低剂量 10 1 100 80.1±10.2 14.9±1.9 2.52±0.68水提液低剂量 10 1 100 80.2±6.6 14.2±3.8 2.76±1.45

表4 干姜对小鼠低温存活、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响(±s)

表4 干姜对小鼠低温存活、肝组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响(±s)

与对照组相比a:P＜0.05,b:P＜0.01, %=

组别 鼠数/只剂量/ (g/kg)存活数/只SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)对照 10 -- 3 79.8±6.9 14.8±1.6 2.22±1.06醇提液高剂量 10 5 10b (↑233.3%) 89.9±8.1b19.5±1.5b1.49±0.63b水提液高剂量 10 5 7b (↑133.3%) 86.8±9.7a16.9±2.1a1.71±0.89a醇提液低剂量 10 1 8b (↑166.7%) 88.6±9.3b18.2±1.9b1.66±0.75b水提液低剂量 10 1 4 (↑33.3%) 80.5±6.5 15.4±2.6 2.12±1.23

4 讨论

应激反应是机体在受到各种内外环境因素刺激是所出现的非特异性全身反应,与在刺激作用下机体神经内分泌系统的变化密切相关,众所周知,环境对人健康的影响很大,随着经济的快速发展和生活压力的增大,外界环境的不良刺激如过度劳累、缺氧、过热或过冷等以及高压下的人们更容易出现忧、思、恐、怒等不良情感等均可构成应激原,使机体处于应激状态,久而久之人们时常处于亚健康状态,因此当代人体质明显变弱、记忆力减退、免疫力降低、工作效率降低。因而研究开发增强机体抗应激能力的药物是我们每一个药学工作者义不容辞的责任和义务。

我们把与人们生活息息相关的姜作为研究的对象,在预试中发现干姜能增强小鼠的抗应激能力,我们结合预试结果就干姜醇提液及其水提液进行了一系列的探讨。研究发现小鼠连续给予一定量的干姜提取液后,游泳时间延长、耐缺氧能力提高、耐高温及抗寒能力增强,说明干姜在一定浓度下能很好的保护机体抵抗外界的不良刺激。缺氧、疲劳、高温或低温等刺激下均可使机体发生紊乱,相关研究[12]表明,在疲劳状态下血清中的SOD活性下降,MDA含量升高;施畅等[13]报道低O2高CO2大鼠肝组织中SOD活性明显降低,MDA含量明显增高;我们根据预试情况对不同条件应激下小鼠肝组织中的SOD、CAT的活性及MDA的含量进行了测定,研究表明每天给小鼠灌服一定量的干姜提取液后,肝组织中的SOD、CAT的活性增强,MDA的含量降低,说明干姜能够减少体内脂质过氧化,减少自由基的产生,因此能够有效抵抗自由基对机体的损害,延缓运动疲劳的发生,同时降低了机体的耗氧量,机体对各种不良刺激的适应性增强,特别是对抗疲劳及耐寒的效果非常显著。

把抗疲劳、耐缺氧、抗高温及耐低温研究结果综合考察,干姜醇提取液效果要好水提液,实验小鼠给予同样剂量的干姜提取物后抗寒能力要好于耐高温能力,这可能与提取液所含化学成分有关,要明确其成分及其作用机理还需要进一步探讨。

(本文得到河南大学药学院药理教研室杜钢军教授的指导和支持,特此致谢)。

参考文献:

[1]沈映军.中药药理学[M].北京:人民卫生出版社,2004: 497-499.

[2]蒋苏贞,朱春丽.干姜醇提液对胃排空的影响[J].中国当代药学,2010,17(14):17-18.

[3]蒋苏贞,陈玉珊.干姜醇提取液对肠道平滑肌运动的影响[J].医药导报,2011,1(1):11-14.

[4]周静,杨卫平,李应龙,等.干姜水煎液对急性心衰大鼠血流动力学的影响[J].时珍国医国药,2011,22(11): 2 694-2 696.

[5]腾宝霞,陈燕,谢楠,等.景蜂胶囊对小鼠抗应激作用的实验研究[J].中成药,2006,28(11):1 672-1 674.

[6]王开贞,徐红,刘秀花,等.党参合剂抗疲劳作用的初步研究[J].中成药,2008,30(4):599-600.

[7]薛玮,高云芳,屠晓莉,等.四君子汤对小鼠运动耐力与勉励功能的影响[J].西北大学学报:自然科学版,2011,41 (5):838-842.

[8]高月娟,孟妍,张艳丽.太子参抗应激作用的实验研究[J].齐齐哈尔医学院学报,2011,32(12):1 886-1 887.

[9]张海英,薛洁,史玉柱,等.人参对脾虚及正常小鼠抗应激能力的影响[J].中国现代药物应用,2009,3(11):42-43. [10]李新田,邱财荣,杨来启,等.芪参复康胶囊对小鼠的抗应激作用[J].中国医院药学杂志,2008,28(11):898-900.

[11]钱之玉.药理学实验与指导[M].北京:中国医药科技出版社,2003:140-142.

[12]马作峰,姜瑞雪,张六通,等.复合刺激对亚健康状态大鼠模型耐疲劳能力及血清中SOD、MDA的影响[J].云南中医中药杂志,2011,32(8):54-55.

[13]施畅,陈少贤,王良兴,等.低O2高CO2大鼠肝组织MDA、SOD与TGF-β1表达变化及红花注射液的影响[J].中国药理与临床,2008,24(2):42-45.

[责任编辑 李武营]

Experiment study on the anti-stress effect of the Dried Ginger extract in mice

ZHANG Xu1，YOU Guoye2
（1.Pharmacy College of Henan University，Kaifeng，Henan 475004，China；2.Vocational and Technical Collage of Xinyang，Xinyang，Henan 464000，China）

Objective To observe the anti-stress effect of the Dried Ginger Extract in mice.Methods The effects of aqueous extract and ethanolic extract on the swimming-sustained time，the survival time under hypoxia tolerance，the survival rate by high temperature（40℃）stimulation and cold temperature（-6～2℃）simulation were observed，by the method of compelled swimming，anti-hypoxia under normal pressure、40℃and-6～2℃respectively.Results The Aqueous extract and Ethanolic extract from dried Ginger could well prolong the swimming time（P＜0.05 or P＜0.01），the survival time of hypoxia and improve the survival rate under the cold temperature（P＜0.05 or P＜0.01）.Furthermore，after being treated 14d with extract from dried Ginger could significantly increase the activities of superoxide dismutase（SOD），catalase（CAT）in liver homogenate and malondialdehyde（MDA）content was decreased markedly.In addition，the Ethanolic extract from dried Ginger could significantly increase the survival time and the ability of anti-cold temperature.Conclusion the Aqueous extract and Ethanolic extract from dried Ginger could enhance the ability of anti-stress response.

Dried Ginger；Anti fatigue；Hypoxia tolerance；Anti high temperature；Anti cold temperature

R258.6

A

1672-7606(2014)02-0099-05

2014-02-12

河南省教育厅自然科学研究指导计划项目(2010B310003);河南大学校内基金(2008YB2R32);开封市科技局项目(100317)。

张旭(1979-),女,河南鹿邑人,硕士,讲师,从事中药药理和肿瘤药理研究工作。