花生肽对小鼠耐缺氧作用的研究

李臻 于晓晨 胡佳妮 郝云涛 刘欣然 刘睿 珠娜 李勇

摘 要：目的：探讨花生肽是否对小鼠具有耐缺氧作用。方法：将150只SPF级BALB/c雄性小鼠随机分为5组：1个空白对照组、1个乳清蛋白组（500 mg/kg BW）和3个花生肽剂量组（250、500、1 000 mg/kg BW）。连续灌胃30 d后，测定各组小鼠在常压缺氧环境下的存活时间及耗氧量，在亚硝酸钠中毒导致的缺氧状况下的存活时间以及急性脑缺血导致的缺氧状况下的存活时间，来观察花生肽对小鼠的耐缺氧作用。结果：与空白对照组相比，花生肽各剂量组小鼠在常压缺氧环境下的存活时间及耗氧量显著增加，在急性脑缺血及亚硝酸钠中毒所致的缺氧状态下的存活时间也明显延长（P<0.05）;并且与乳清蛋白组相比，花生肽中、高剂量组小鼠在三种缺氧状态下的存活时间均明显延长（P<0.05）。结论：花生肽对小鼠具有耐缺氧作用。

关键词：花生肽;耐缺氧;存活时间

缺氧是多种疾病共有的病理过程，也是引起机体损伤乃至死亡的重要原因之一，一方面会影响机体内多个系统尤其是神经和呼吸系统的正常功能，另一方面还会抑制供能物质的有氧氧化过程，影响机体的能量代谢[1-2]，其主要症状一般包括心跳加快、耳鸣目眩、记忆力减退、头晕、恶心、呕吐等，严重者还会出现全身乏力、器官衰竭、休克甚至死亡[3-5]。随着社会的发展，缺氧已经成为繁忙都市中一种不可忽视的病症，中老年人及脑力劳动者均是缺氧的高发人群[6]。因此，寻求安全有效的缺氧防治手段，缓解缺氧对机体的损伤已经成为多学科共同关注的热点。近年来，天然食物活性成分引起了研究者的关注，并有大量研究证实了天然食物活性成分具有耐缺氧功效，对耐缺氧保健食品的开发应用具有重要的意义。

花生是我国最重要的油料作物之一，营养价值极高。除了丰富的不饱和脂肪酸、维生素E、黄酮类活性物质外，花生蛋白也是一种药食两用的优质植物蛋白[7]。花生中蛋白质含量占总量的24%～36%，其中必需氨基酸约为总氨基酸的1/3，必需氨基酸种类齐全且组成比与人体近似，谷氨酸和天门冬氨酸含量较高[8]。研究显示，花生蛋白具有提高记忆力、促进脑细胞发育、抗衰老等作用[9]。花生榨油后的副产物花生粕中蛋白质含量极高，通过生物酶解技术从花生粕中制备的花生肽具有分子量小、溶解度高、比蛋白质和氨基酸吸收速率快、吸收效率高、安全性高等特点。研究显示，花生肽具有抗氧化、抗菌、提高免疫力、抗疲劳等多种生理活性，逐渐显示出其重要的营养作用及广泛的应用前景[10-12]。目前有关花生肽耐缺氧作用的研究尚处于空白，因此本研究以花生肽为原料，探讨其对小鼠的耐缺氧作用，旨在为花生肽在提高缺氧耐受力领域的开发应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物与受试物

选择150只6～8周龄SPF级BALB/c雄性小鼠，初始体重为25～30 g，购自北京大学医学部实验动物中心。动物饲养于北京大学医学部实验动物科学部屏障级动物室，室内温度控制在（22±2）℃，相对湿度控制在50%～60%，室内光暗周期节律控制在12 h：12 h，分笼饲养，每笼5只，期间动物自由进食、饮水。

花生肽，呈淡黄色的固体粉末，主要成分为小分子肽混合物，其中分子质量小于2 000 Da的小分子低聚肽占80%以上。

1.2 试剂与仪器

250 mL磨口瓶，橡胶塞，玻璃管，上海禾汽玻璃仪器有限公司;亚硝酸钠，AR，重庆百倍精细化工厂;钠石灰，AR，成都金山化学试剂有限公司;凡士林。

1.3 实验方法

1.3.1 动物分组与干预 适应性喂养1 w后，将动物按体重随机分为5组：1个空白对照组、1个乳清蛋白对照组（500 mg/kg BW）和花生肽低、中、高剂量组（250、500、1 000 mg/kg BW），每组30只。每日经灌胃给予受试样品，空白对照组给予蒸馏水，其余干预组给予相应浓度的受试物溶液，灌胃量为0.1 mL/10 g BW。动物每周称体重1次，根据体重变化调整灌胃量，观察动物的一般情况，包括摄食、毛色、精神状态、日常活动情况等，连续灌胃干预30 d。干预结束后每组随机分为A、B、C等3个亚组，A亚组小鼠进行常压耐缺氧实验，B亚组小鼠进行亚硝酸钠中毒存活实验，C亚组小鼠进行急性脑缺血性缺氧实验。

1.3.2 常压耐缺氧实验 末次灌胃1 h后，将A亚组小鼠分别放入250 mL磨口瓶中（盛有10 g钠石灰），每瓶1只，利用橡胶塞和玻璃管与装有水的100 mL量筒相连，磨口瓶与量筒之间再连接1个缓冲瓶以防止水倒吸进入磨口瓶内，用凡士林将各连接处及瓶口密封，将玻璃管插入液面之下（附图）。立即计时，以呼吸停止为指标，记录小鼠因缺氧死亡的时间及耗氧量，并计各干预组小鼠相较于空白对照组小鼠存活时间的延长率及耗氧量的增加率。

存活时间延长率=（干预组小鼠存活时间-空白对照组小鼠存活时间）/（空白对照组小鼠存活时间）*100%（1）

耗氧量增加率=（干預组小鼠耗氧量-空白对照组小鼠耗氧量）/（空白对照组小鼠耗氧量）*100%（2）

1.3.3 亚硝酸钠中毒存活实验 末次灌胃1 h后，对B亚组小鼠腹腔注射亚硝酸钠240 mg/kg BW，注射完成后立即计时，以小鼠呼吸停止为终点，观察小鼠亚硝酸钠中毒后的存活时间，并计算各干预组小鼠相较于空白对照组小鼠存活时间的延长率，计算方法同1.3.2。

1.3.4 急性脑缺血性缺氧实验 C亚组小鼠在末次灌胃1 h后，用剪刀自颈部逐只断头，小鼠断头后开始张口喘气时立即用秒表计时，观察小鼠从开始张口喘气至停止呼吸的时间，并计算各干预组小鼠相较于空白对照组小鼠存活时间的延长率，计算方法同1.3.2。

1.4 数据处理与统计分析

正态分布数据以均数±标准差（±s）表示，采用R 3.5.2软件进行单因素方差分析，以P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 花生肽对小鼠常压耐缺氧存活时间的影响

相较于空白对照组，乳清蛋白组和花生肽各剂量组小鼠常压耐缺氧存活时间均显著延长（P<0.05），延长率分别为9.89%（乳清蛋白组）、12.19%（花生肽低剂量组）、22.03%（花生肽中剂量组）、23.51%（花生肽高剂量组）;相比于乳清蛋白组，花生肽中、高剂量组的小鼠在常压缺氧环境下的存活时间均显著延长（P<0.05）。此外，与空白对照组相比，乳清蛋白组和花生肽低、中、高剂量组小鼠常压耐缺氧耗氧量均显著增加，增加率分别为8.17%、32.68%、41.18%、43.46%，差异具有统计学意义（P<0.05）;与乳清蛋白组相比较，花生肽各剂量组小鼠耗氧量均显著增加，差异具有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.2 花生肽对小鼠亚硝酸钠中毒缺氧存活时间的影响

相较于空白对照组，花生肽低、中、高剂量组小鼠亚硝酸钠中毒缺氧存活时间均显著延长，延长率分别为22.57%、28.68%、32.40%，差异具有统计学意義（P<0.05），乳清蛋白组则无显著差异;相较于乳清蛋白组，花生肽中、高剂量组小鼠在亚硝酸钠中毒所致缺氧状态下的存活时间均显著延长（P<0.05）（表2）。

2.3 花生肽对小鼠急性脑缺血性缺氧存活时间的影响

与空白对照组相比，乳清蛋白组及花生肽低、中、高剂量组小鼠急性脑缺血性缺氧存活时间均显著延长（P<0.05），延长率分别为10.27%、22.86%、25.62%、29.57%;与乳清蛋白组相比，花生肽低、中、高剂量组小鼠在急性脑缺血所致缺氧状态下的存活时间均明显延长（P<0.05）（表3）。

3 讨论

缺氧广泛地存在我们的生活和工作中，轻度缺氧主要会引起机体的代偿反应，重度缺氧则会导致中枢神经、循环、呼吸等多个系统及组织和细胞的功能障碍[13-14]。耐缺氧能力的提高即是提高机体储备和利用氧的能力以及组织细胞对缺氧环境的适应能力。有文献报道乳清蛋白的摄入增加可以提高机体的耐缺氧能力[15]，故本研究设立了与花生肽蛋白质含量相当的乳清蛋白对照组，用来探索花生肽的耐缺氧功效是来源于小分子肽类物质的活性还是由于单纯的蛋白质摄入增加所致。封闭的磨口瓶中氧气含量有限，会随着小鼠的呼吸形成缺氧环境，小鼠在常压密闭环境下的存活时间可以反映其对缺氧的耐受能力[16]。传统的常压耐缺氧实验方法只能测量小鼠在广口瓶中的存活时间，改进后的实验装置利用橡胶管将广口瓶与缓冲瓶及装有水的量筒相连接，由于小鼠呼吸造成广口瓶内气压下降，液体会通过橡胶管进入缓冲瓶中，观察量筒液面下降的体积即可测量小鼠的耗氧量[17]。本研究显示，与空白对照组相比，花生肽低、中、高剂量组小鼠常压耐缺氧存活时间显著延长，分别延长了12.19%、22.03%、23.51%，乳清蛋白组延长了9.89%，并且与乳清蛋白组相比，花生肽中、高剂量组小鼠存活时间显著延长;此外，与空白对照组及乳清蛋白对照组相比，花生肽各剂量组小鼠常压耐缺氧耗氧量均显著增加。提示花生肽可以提高小鼠的常压耐缺氧能力，且效果优于乳清蛋白。

二价铁血红蛋白可以携带氧，而三价铁血红蛋白则不具有携氧能力，腹腔注射亚硝酸钠会将血红蛋白中的二价铁氧化为三价铁，造成血红蛋白携氧能力的下降，导致组织缺氧的发生[18]。在本研究中，相较于空白对照组，花生肽低、中、高剂量组小鼠亚硝酸钠中毒缺氧存活时间分别延长了22.57%、28.68%、32.40%，乳清蛋白组小鼠的存活时间则无明显的延长，提示花生肽对小鼠因亚硝酸钠中毒引起的缺氧状况具有一定的缓解作用，可延长其中毒后存活时间。

大脑的氧气供应需要依赖于血流。断颈后小鼠大脑的血供停止，氧气供应也随之停止，此时原有的血液和氧短暂地维持了大脑的功能，继而出现规律张口喘气的现象;以喘气时间为指标，可以观察花生肽对小鼠急性脑缺血性缺氧的保护作用[19]。本实验结果显示，与空白对照组相比，花生肽低、中、高剂量组小鼠急性脑缺血性缺氧存活时间分别延长了22.86%、25.62%、29.57%，乳清蛋白组延长了10.27%;此外，相较于乳清蛋白组，花生肽各剂量组小鼠存活时间也显著延长。提示花生肽对小鼠急性脑缺血引起的缺氧具有保护作用，可以延长小鼠断头后张口喘气的时间，且其保护作用比乳清蛋白更强。

综上，本研究结果表明，花生肽能延长小鼠常压耐缺氧存活时间、亚硝酸钠中毒存活时间和急性脑缺血性缺氧存活时间，对小鼠具有耐缺氧作用，但其中的机制尚未明确，需要进一步研究探讨。

4 结论

本研究以空白对照组和乳清蛋白组为对照，以小鼠在常压缺氧环境下的存活时间及耗氧量、在亚硝酸钠中毒及急性脑缺血所致的缺氧状态下的存活时间为指标，探讨花生肽对小鼠的耐缺氧作用。实验结果显示，花生肽可以显著延长小鼠常压耐缺氧存活时间、亚硝酸钠中毒存活时间和急性脑缺血性缺氧存活时间，并且效果优于乳清蛋白，表明花生肽具有耐缺氧作用，但其作用机制有待进一步探讨。

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Anti-hypoxia Effect of Peanut Peptides in Mice

LI Zhen，YU Xiao-chen，HU Jia-ni，HAO Yun-tao，LIU Xin-ran，LIU Rui，ZHU Na，LI Yong

（Department of Nutrition and Food Hygiene，School of Public Health，Peking University，Beijing 100191，China）

Abstract：【Objective】 To investigate whether the peanut peptide has anti-hypoxia effect in mice.【Method】 A total of 150 male specific pathogen free（SPF）BALB/c mice were randomly assigned into 5 groups，including a control group，a whey protein group（500 mg/kg BW），and three peanut peptide groups（250，500，1 000 mg/kg BW），all the mice were treated with intragastric administration for 30 days.The anti-hypoxia effect of peanut peptide was observed through measuring the survival time and oxygen consumption of mice in each group in normal pressure hypoxia environment，the survival time under hypoxia caused by sodium nitrite poisoning and the survival time under hypoxia caused by acute cerebral ischemia.【Result】 Compared with those in control group，the survival time of normal pressure hypoxia tolerance test，sodium nitrite poisoning survival test and acute cerebral ischemia hypoxia test of mice in all peanut peptide groups were significantly prolonged（P<0.05 for all）.Compared with those in the whey protein group，the survival times of mice in the middle and high dose peanut peptide groups under the three types of hypoxia were significantly prolonged（both P<0.05）.【Conclusion】 Peanut peptide has anti-hypoxia effect in mice.

Keywords：peanut peptide;anti-hypoxia effect;survival time

作者简介：李 臻（1996— ），男，硕士，研究方向：营养与疾病。

通信作者：李 勇（1958— ），男，教授，研究方向：营养与疾病。