簕菜提取物对酒精性肝损伤大鼠的保护作用
2021-09-29李冬梅李志阳郝志明林春华
李冬梅,李志阳,杨 君,郝志明,杨 洁,林春华
(广东农工商职业技术学院热带农林学院,广东广州 510503)
簕菜,学名白簕(Acanthopanax trifoliatus(L.)Merr.)又称苦刺(昆明、汕头)、三加皮(邵武、漳州、宁德)、三叶五加(台湾、日本)、鹅掌簕等,为五加科五加属的攀援灌木,多生于林缘、灌丛或山坡。簕菜主要分布于我国华南、西南、华中等地区,在马来西亚、新加坡、印度、日本等地也存在[1]。簕菜不仅作为民间常用草药,也是一种营养和保健价值都很高的野生蔬菜,据《本草纲目》记载,簕菜具有“解百毒”之称,可清热排毒、消暑解渴、解烟酒,具“久服轻身耐老”独特食疗功效[2]。因此是药膳两用蔬菜,是开发功能食品的理想原料,且安全无毒[3−5]。现代医学和食品营养学研究表明,簕菜的化学成分包括黄酮、酚酸、多糖、萜类、皂苷、挥发油等多种类型化合物,具有抗炎镇痛抗疲劳[6−7]、抑菌美白[8]、降血糖[9−10]、抗癌[11−12]、抗氧化[13]等多种活性作用和保健功效[14−15]。
随着饮酒人数及人均酒精消费量的增多,酒精性肝病的发病率逐年上升,无论是美国[16]、芬兰[17]、韩国[18]等发达国家还是我国[19],酒精性肝病是造成肝硬化的主要病因。酒精性肝病己严重威胁到人类健康,成为全社会关注的一个重要公共卫生问题[20]。广东江门市恩平等地盛产簕菜,十多年前已经开始了人工种植,2015年,“恩平簕菜”入选国家农产品地理标志。据当地居民所言,食用簕菜有解酒和护肝的作用,但目前尚未有簕菜解酒护肝方面相关的研究报道。
本研究建立白酒致大鼠醉酒模型和大鼠急性酒精肝损伤模型,探讨簕菜醇提物、水提物的解酒护肝作用,从防醉酒、加速酒精代谢促解酒、增强机体抗氧化能力和减缓肝组织细胞损伤角度,研究簕菜对大鼠的解酒护肝作用,以期为进一步发掘簕菜的保健功能拓宽思路,也为簕菜解酒护肝保健功能食品的开发奠定理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
簕菜茎叶 2020年7月采于广州市增城区中新镇校区东门试验田,种苗由广东恩平雪莊簕菜茶厂基地提供,品种为青梗;56°红星二锅头 北京红星股份有限公司;SPF级雄性SD大鼠 广东省医学实验中心,健康8周龄、体重200±20 g左右,许可证编号:SCXK(粤)2018-0002;苏木精 Solarbio公司;芦丁、没食子酸、齐墩果酸和葡萄糖标准品 上海源叶生物科技有限公司;海王牌金樽片 深圳市海王健康科技发展有限公司,批号20191205;谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、乙醇脱氢酶(ADH)、乙醛脱氢酶(ALDH)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、微量还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)检测试剂盒 南京建成生物工程研究所。
JJ-2组织粉碎机 常州金坛良友仪器有限公司;723可见分光光度计 上海光学仪器一厂;HWS-24水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司;DLSB-5L/10低温冷却液循环泵 巩义市予华仪器有限责任公司;RV3旋转蒸发仪 艾卡(广州)仪器设备有限公司;DHG-9123A电热恒温鼓风干燥箱 上海精其仪器有限公司;H1650R台式高速冷冻离心机 湖南湘仪离心机仪器有限公司;BPC-250F恒温培养箱
上海一恒科学仪器有限公司;Tecan Infinite 200 PRO多功能酶标仪 瑞士Tecan公司;JB-P5包埋机、JB-L5冻台 武汉俊杰电子有限公司;RM2016病理切片机 上海徕卡仪器有限公司;KD-P组织摊片机 浙江省金华市科迪仪器设备有限公司;Donatello脱水机、Giotto染色机 意大利DIAPATH公司;GFL-230烤箱 天津市莱玻璃仪器设备有限公司;ckx53显微镜 日本OLUMPUS公司。
1.2 实验方法
1.2.1 簕菜提取物的制备
1.2.1.1 醇提物制备 称取经60 ℃电热恒温鼓风干燥10 h,组织粉碎机粉碎后过100目筛的簕菜茎叶粉30 g,置于圆底烧瓶中,加入270 mL 80%乙醇,80 ℃水浴回流提取2 h,过滤残渣,重复提取1次,合并滤液,减压浓缩,将浓缩液于电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥,得簕菜醇提膏状物。采用分光光度法[21],以芦丁作标准品,测得簕菜醇提物中总黄酮为470.91 mg/100 g;采用福林酚法,以没食子酸为标准品,测得簕菜醇提物中总酚类为9.253 g/100 g;以齐墩果酸为标准品,测得簕菜醇提取物中总皂苷(以人参皂苷Re计)的含量为910 mg/100 g。
1.2.1.2 水提物制备 称量干燥粉碎后过100目筛的簕菜茎叶粉30 g,置于圆底烧瓶中,加入270 mL蒸馏水,80 ℃水浴回流提取2 h,过滤残渣,重复提取1次,合并滤液,减压浓缩,将浓缩液于电热恒温鼓风干燥箱中进行干燥,得簕菜水提膏状物。参照苯酚-硫酸法[22],以无水葡萄糖作标准品,测得簕菜水提物粗多糖为105.2 mg/g。
1.2.2 大鼠酒精耐受、睡眠和醒酒时间的测定 取56只大鼠,实验前适应性饲养1周,随机分成8组,每组7只。8个组分别是:酒精模型组、阳性对照组(海王金樽)(0.27 g/kg),簕菜醇提物低剂量组(0.4 g/kg)、中剂量组(0.8 g/kg)和高剂量组(1.6 g/kg),簕菜水提物低剂量(0.4 g/kg)、中剂量(0.8 g/kg)和高剂量组(1.6 g/kg)。
各组大鼠禁食不禁水12 h,海王金樽组、簕菜提取物组分别按0.1 mL/10 g灌胃给予药物和不同浓度簕菜提取物,酒精模型组按照0.1 mL/10 g灌胃给予蒸馏水。30 min后,酒精模型组、阳性对照组、簕菜干预组按13 mL/kg体重用56o白酒灌胃。记录给酒、给药时间,以及大鼠翻正反射消失时间(以大鼠腹部朝上,背部朝下,如果大鼠能够保持该状态>30 s,说明大鼠的翻正反射消失,即醉酒)和翻正反射恢复时间(经过一段时间,大鼠能够翻身),计算酒精耐受时间(翻正反射消失时间−给酒时间)、睡眠时间(翻正反射恢复时间−翻正反射消失时间)、醒酒时间(翻正反射恢复时间−给酒时间)[23]。
1.2.3 大鼠血液中乙醇浓度和ALT、AST活性的测定 另取56只大鼠,分组及给受试物同“1.2.2”项,外加空白对照组,从灌胃白酒开始计时,分别在0.5、1、2、4 h对大鼠进行眼眶取血,每份血样取500 μL于10 mL离心管中,加入500 μL 20%三氯乙酸除蛋白,6000 r/min离心5 min,取上清液,采用酸性重铬酸盐氧化法[24]检测血液中乙醇的质量浓度。4 h眼眶取血,3000 r/min 4 ℃离心5 min,取上清液,按照试剂盒说明书测定ALT和AST活性。
1.2.4 大鼠肝组织中各项指标的测定 另取56只大鼠,分组及给受试物同“1.2.2”项,每天给药1次,连续给药7 d,从给药第1 d起,每次给药后30 min,除正常对照组灌胃等体积蒸馏水外,其余各组动物均按13 mL/kg剂量灌胃56o白酒[25]。于第8 d处死大鼠,取出肝脏,制备肝组织匀浆,5000 r/min离心,取上清液,按照试剂盒说明书测ADH、ALDH和SOD活性及GSH、MDA含量,每只大鼠肝组织包埋1份样本后做HE检测。
1.3 数据处理
采用SPSS 26.0统计软件,实验数据结果采用(x ¯±s)表示,同一指标组间比较采用单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 簕菜提取物对大鼠酒精耐受、睡眠和醒酒时间的影响
由表1可见,与酒精模型组比较,除水提物低剂量组对酒精耐受时间无显著变化(P>0.05)外,阳性对照组、簕菜醇提物各剂量组和簕菜水提物中、高剂量组均可极显著延长酒精耐受时间,并缩短睡眠、醒酒时间(P<0.05,P<0.01)。但醇提物中剂量、高剂量组和水提物中剂量、高剂量组对大鼠酒精耐受、睡眠、醒酒时间的影响不存在量效关系,且簕菜醇提物防醉酒作用优于簕菜水提取物,其原因可能与簕菜醇提物中含有总黄酮、总多酚、总皂苷等多个解酒护肝功能组分有关。
2.2 簕菜提取物对大鼠血液乙醇含量的影响
如表2所示,与模型组比较,阳性对照组、簕菜醇提物低、中、高剂量组和簕菜水提物低、中、高剂量组在0.5、1、2、4 h时均可极显著降低大鼠血液中乙醇质量浓度(P<0.01)。簕菜提取物各剂量组均能降低大鼠血液中乙醇含量,其机制与大鼠肝脏中促进酒精代谢的ALD和ALDH酶活性升高有关(结果见2.4)。
表 1 簕菜提取物对大鼠酒精耐受、睡眠和醒酒时间的影响(x ¯±s,n=7)Table 1 Effects of Acanthopanax trifoliatus extract on the drunkenness, sleep and sobering times of SD rats (x ¯±s, n=7)
表 2 簕菜提取物对大鼠血液中乙醇含量的影响(x ¯±s,n=7)Table 2 Effects of Acanthopanax trifoliatus extract on the ethanol content in rat blood (x ¯±s, n=7)
2.3 簕菜提取物对大鼠血清ALT和AST活力的影响
由表3可知,与空白组比较,模型组大鼠血清ALT和AST活力极显著升高(P<0.01);提示本实验采用白酒灌胃复制酒精性肝损伤模型建立成功,说明乙醇灌胃造模已造成大鼠肝细胞线粒体的损害[26]。与模型组比较,水提物低剂量组大鼠血清AST活力无显著变化(P>0.05),水提物中剂量组两者活力显著降低(P<0.05),阳性对照组和簕菜其它各剂量组两者活力极显著降低(P<0.01)。
在正常生理状态下,血清中ALT、AST的活性不高,但当肝功能异常以及肝细胞结构破坏,ALT、AST就会由破损处释放入血液,导致血中含量升高,肝中含量降低,临床上将血清中ALT、AST水平作为判断肝损伤程度的“金指标”[27−28]。表3结果表明,簕菜提取物能在一定程度上通过降低大鼠血清中的ALT、AST活力,减少酒精对肝细胞的损伤,起到较好的护肝作用,簕菜醇提物效果优于簕菜水提物,其原因可能是簕菜醇提物中含有总黄酮、总多酚、总皂苷等多个解酒护肝功能组分有关。
2.4 簕菜提取物对大鼠肝组织酒精代谢酶ADH和ALDH活性的影响
表4 可见,与空白组比较,模型组大鼠肝组织中ADH、ALDH活性极显著降低(P<0.01);与模型组比较,阳性对照组、各簕菜提取物干预组均可极显著提高两者活性(P<0.01)。
人体摄入的乙醇约有90%是在肝脏内分解代谢的,乙醇在肝脏内可以被ADH、CAT等代谢系统氧化为乙醛,然后在线粒体中通过ALDH将乙醛催化为乙酸,乙酸以乙酰CoA进入三羧酸循环代谢,分解为二氧化碳和水[29]。因此,检测酒精代谢酶ADH和ALDH是评价药物解酒功能的重要方法[25]。以上结果表明,簕菜醇提物和水提物均能显著提高醉酒大鼠肝脏中酒精代谢酶ADH、ALDH的活性,促进酒精的代谢。
2.5 簕菜提取物对大鼠肝组织GSH、MDA含量和SOD活性的影响
表5 显示,与空白组比较,模型组大鼠肝组织GSH含有量、SOD酶活力显著降低(P<0.01),而MDA含量极显著升高(P<0.01),表明酒精诱导肝细胞产生了一定程度的损伤。与模型组比较,阳性对照组、各簕菜提取物干预组中肝组织GSH含有量极显著增加(P<0.01),MDA含量极显著减少(P<0.01)。
正常肝脏内存在SOD、GSH能够清除自由基起到抗氧化的作用,而酒精的摄入引起自由基攻击健康肝细胞,消耗大量的SOD、GSH,同时会产生脂质过氧化物,其中MDA起关键作用,生成大量过氧化物的产物MDA[30]。以上结果表明,簕菜醇提物和水提物均能增强肝损伤大鼠肝脏的抗氧化能力,从而起较好的保肝作用。
表 3 簕菜提取物对大鼠血清中ALT和AST活力的影响(x ¯±s,n=7)Table 3 Effects of Acanthopanax trifoliatus extract on the activities of ALT and AST in rat serum (x ¯±s, n=7)
表 4 簕菜提取物对大鼠肝组织ADH、ALDH活性的影响(x ¯±s,n=7)Table 4 Effects of Acanthopanax trifoliatus extract on the activity of ADH, ALDH in rat liver tissue (x ¯±s, n=7)
表 5 簕菜提取物对大鼠肝组织GSH、MDA含量和SOD活性的影响(x ¯±s,n=7)Table 5 Effect of Acanthopanax trifoliatus extract on the contents of GSH,MDA and the activity of SOD in rats liver tissue (x ¯±s, n=7)
2.6 簕菜提取物对大鼠肝脏病理组织学变化的影响
由HE染色结果可以看出,空白对照组大鼠肝细胞形态正常,核结构清晰,肝细胞排列整齐,肝细胞索清晰,肝小叶结构清楚(图1A);酒精模型组大鼠肝细胞弥漫性气球样变,胞浆疏松化,细胞核固缩,肝细胞灶状坏死(图1B);阳性对照组大鼠肝细胞索排列整齐,肝窦正常,未见肝细胞坏死区(图1C);簕菜醇提物低、中、高剂量组大鼠肝细胞肝细胞索排列尚整齐,肝细胞灶状坏死程度较轻(图1D、E、F);簕菜水提物低、中、高剂量组大鼠肝细胞索排列尚整齐,肝窦正常,肝细胞灶状坏死程度较轻(图1G、H、I)。以上结果表明,海王金樽、簕菜醇提物和水提物均能一定程度减轻酒精对肝细胞损伤,其中海王金樽、高剂量簕菜醇提物、高剂量水提物对酒精性肝损伤的缓解作用较佳。
图 1 簕菜提取物对急性酒精中毒大鼠肝脏病理形态学变化的影响(HE, 400×)Fig.1 Effects of Acanthopanax trifoliatus extract on the pathological changes of liver in rats with acute alcoholism (HE, 400×)
3 结论
研究结果表明,簕菜醇提物和水提物均可显著延长大鼠酒精耐受时间,缩短睡眠、醒酒时间(P<0.05),对延长大鼠酒精耐受时间方面,醇提物的效果优于水提物;簕菜醇提物和水提物均可降低大鼠血液中乙醇质量浓度,提高大鼠肝组织中乙醇代谢酶ADH和ALDH的活性;两种提取物均能显著抑制酒精引起的大鼠血清ALT和AST活性升高(P<0.05),对降低AST活性而言,醇提物的效果优于水提物;两种提取物均可使大鼠肝脏组织GSH含量升高,MDA含量降低,SOD活性增强;两种提取物均可在一定程度上减轻酒精引起的肝细胞变性程度。总体而言,簕菜醇提物的解酒护肝作用优于水提物,这与野葛叶[23]的研究结果相似。已有研究结果表明,对化学性肝损伤有辅助保护功能的保健食品最常用的5种功效成分分别是总黄酮、粗多糖、葛根素、总皂苷、牛磺酸[26]。由此推测,簕菜醇提物的解酒护肝作用优于水提物,可能是簕菜醇提物中含有较高含量总黄酮、总多酚、总皂苷等功效成分,这些成分共同作用,而簕菜水提物的主要功效成分为粗多糖的原因所致。
综上所述,簕菜提取物通过加速乙醇代谢促解酒、增强机体抗氧化能力和减缓肝组织细胞损伤等方面,从而起到较好的解酒护肝作用。本研究为簕菜提取物的合理开发利用提供了理论依据。今后,可对簕菜醇提物、水提物进一步筛选,对其解酒护肝活性组分进行深入研究,明确其有效功能成分,开发簕菜解酒护肝功能食品。