大蒜提取物促进消化功能的研究

毛旭文，李琳琳，史荣梅，刘睿婷，王莉飞，李 帅，李新霞*

1.新疆医科大学药学院，乌鲁木齐 830011；2.新疆天然药物活性组分与释药技术重点实验室，乌鲁木齐 830011；3.新疆埃乐欣药业有限公司，乌鲁木齐 830011；4.新疆医科大学第二临床医学院，乌鲁木齐 830011

功能性消化不良是常见的胃肠道疾病，临床表现为餐后饱胀感、上腹部疼痛或燃烧等症状，严重影响人们的生活质量。功能性消化不良的发病机制尚不完全清楚，现多认为与胃肠运动障碍密切相关[1-2]。大蒜是药食两用的植物，已有数千年的应用历史。近年来，国内外许多学者致力于大蒜的研究，证实大蒜具有多方面的生物活性，如防治心血管疾病、抗肿瘤及抗病原微生物等[3-6]，但关于大蒜对胃肠道的消化作用报道较少。本实验参照《保健食品检验与评价技术规范》(2003版)促进消化功能评价方法，通过检测蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉对大鼠体质量、体质量增加、摄食量、食物利用率、消化酶以及小鼠小肠运动的影响，分析其促进消化的作用，为其改善功能性消化不良的临床应用奠定理论基础。

1 仪器与材料

1.1 仪器

DNP-9082电热恒温箱(上海精宏实验设备有限公司)；TSC-E电子天平(深圳飞亚衡器有限公司)；CoDa全自动酶标仪(美国Bio-RaD公司)；WH-851蜗旋混合器(上海环球药化仪器厂)。

1.2 试药

盐酸洛哌丁胺(批号2018120221，西安杨森制药有限公司)；阿拉伯树胶(批号2018092756，天津致远化学试剂有限公司)；活性炭(批号2018021636，天津致远化学试剂有限公司)。ELISA试剂盒：一氧化氮检测试剂盒(批号2020072145)、乙酰胆碱检测试剂盒(批号2020071814)、P物质检测试剂盒(批号2020082416)、血管活性肽检测试剂盒(批号2020082025)均购于上海联硕生物科技有限公司。胃泌素检测试剂盒(批号2021032215)、胃动力素检测试剂盒(批号2021032006)、促胆囊收缩素检测试剂盒(批号2021031611)均购于上海桥杜生物科技有限公司。蒜氨酸(批号20090101，质量分数为84.88%)、蒜酶(批号201801003)、冻干蒜粉(批号Y201811001)均由新疆埃乐欣药业有限公司生产。

1.3 动物

SPF级C57BL/6J小鼠110只，雌雄对半，体质量18～22 g，动物合格证号1140700321501；SPF级SD雄性大鼠80只，体质量120～136 g，动物合格证号1150600523754，均购于北京维通利华实验动物技术有限公司，动物生产许可证号SCXK(京)2016-0006。SPF级实验动物使用许可证号SYXK(新)2016-0002，每日光照12 h、黑暗12 h，温度21 ℃±2 ℃，相对湿度40%～45%。动物经过新疆医科大学实验动物中心伦理委员会批准。

2 方法

2.1 小鼠动物分组及给药

SPF级C57BL/6J小鼠，依据随机分组的原则，将其随机分成11组，每组10只。分为：空白对照组；模型组；蒜氨酸低剂量(0.004 3 mg·g-1)、中剂量(0.008 6 mg·g-1)、高剂量组(0.017 2 mg·g-1)；大蒜辣素低剂量(0.001 9 mg·g-1)、中剂量(0.003 9 mg·g-1)、高剂量组(0.007 8 mg·g-1)；大蒜粉低剂量(0.110 8 mg·g-1)、中剂量(0.221 6 mg·g-1)、高剂量组(0.443 2 mg·g-1)。空白对照组、模型组小鼠以蒸馏水灌胃，实验组小鼠以不同质量浓度的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉溶液灌胃。各实验组动物每天按体质量0.01 mL· g-1灌胃给药1次，连续给予30 d。

2.2 小肠运动实验

2.3 大鼠实验分组及给药

选同一性别SPF级SD大鼠，依据随机分组的原则，将其随机分成10 组，每组8只。分为：空白对照组；蒜氨酸组：低剂量(0.002 1 mg·g-1)、中剂量(0.004 2 mg·g-1)、高剂量(0.008 4 mg·g-1)；大蒜辣素组：低剂量(0.000 95 mg·g-1)、中剂量(0.001 9 mg·g-1)、高剂量(0.003 8 mg·g-1)；大蒜粉组：低剂量(0.054 mg·g-1)、中剂量(0.108 0 mg·g-1)、高剂量(0.216 mg·g-1)。空白对照组大鼠以蒸馏水灌胃，实验组大鼠以不同剂量的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉溶液灌胃。各实验组动物每天按体质量0.01 mL·g-1灌胃给药1次，连续给予30 d。

2.4 大鼠体质量、体质量增质量、摄食量和食物利用率实验

每周2次记录各实验组大鼠体质量和摄食量并计算食物利用率，食物利用率为每消耗100 g饲料大鼠所增加的体质量。

2.5 消化酶测定

用Mett法检测[7-9]，实验前禁食不禁水16 h。用乙醚麻醉大鼠幽门结扎收集5 h内排出的胃液，计算1 h内胃液量，取胃液1 mL放入50 mL的三角烧瓶中，加入0.05 mL·L-1盐酸溶液15 mL，摇匀，放入蛋白管2支。塞好瓶口，在37 ℃恒温箱中孵育24 h，取出蛋白管，用尺测量蛋白管两端透明部分的长度，以四端之值求其平均值。计算胃蛋白酶活性和胃蛋白酶排出量。

胃蛋白酶活性单位(U)=四端蛋白管透明部分长度均值2×16

胃蛋白酶排出量(U/h)=胃蛋白酶活性×每小时胃液量

2.6 ELISA测定相关指标

小鼠摘除眼球取血1.5 mL，大鼠眼眶静脉丛采血2 mL，立即加入至含肝素试管中混匀，4 ℃，以3 000 r·min-1离心15 min后，取上清液，置于-20 ℃冰箱中保存。复融后轻轻摇匀，4 ℃，3 000 r·min-1离心15 min后，取上清液进行测定。根据ELISA试剂盒说明书操作，测定小鼠血清一氧化氮、乙酰胆碱、P物质、血管活性肽含量及大鼠血清中胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素含量。

2.7 统计学方法

3 结果

3.1 大蒜提取物对小鼠体质量的影响

低剂量蒜氨酸灌胃后第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)，中剂量蒜氨酸灌胃后第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)，高剂量蒜氨酸灌胃后第7天、第14天、第21天和第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)。结果见表1。

表1 蒜氨酸干预后小鼠在28 d内的体质量变化

低剂量大蒜辣素灌胃后第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)，中剂量大蒜辣素灌胃后第7天、第14天、第21天、第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)，高剂量大蒜辣素灌胃后第7天、第14天、第21天、第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)。低剂量大蒜粉灌胃后第21、第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)，中剂量大蒜粉灌胃后第14、第21、第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)，高剂量大蒜粉灌胃后第21、第28天与空白对照组比较体质量均明显下降(P<0.01)。

3.2 小肠运动实验

与空白对照组比较，模型组墨汁推进率显著降低(P<0.01)，表明小鼠给予盐酸洛哌丁胺后，消化不良模型造模成功。与模型组比较，低、中、高剂量蒜氨酸组小肠墨汁推进率明显增高(P<0.01)，低、中、高剂量大蒜辣素组小肠墨汁推进率明显增高(P<0.01)，低、中、高剂量大蒜粉组小肠墨汁推进率明显增高(P<0.01)。结果见表2。

表2 大蒜提取物对小鼠小肠推进功能的影响

3.3 大蒜提取物对大鼠体质量的影响

低、中、高剂量组蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉给药干预后第0天、第7天、第14天、第21天、第28天与空白对照组大鼠体质量比较，差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表3。

表3 蒜氨酸干预后大鼠在28 d内的体质量变化

3.4 大蒜提取物对大鼠食物利用率的影响

大鼠给予低、中、高剂量蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉后，与空白对照组比较，每周各组大鼠体质量总增加、总摄食量和总食物利用率差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表4。

表4 大蒜提取物对大鼠体质量总增加质量、摄食量、食物利用率的影响

3.5 大蒜提取物对大鼠胃蛋白酶活性及胃蛋白酶排出量的影响

与空白对照组比较，高剂量蒜氨酸组、大蒜辣素组和大蒜粉组大鼠每小时排出的胃液量显著增高(P<0.05)、胃蛋白酶活性显著增高(P<0.01)、胃蛋白酶排出量显著增高(P<0.01)。结果见表5。

表5 大蒜提取物对大鼠胃蛋白酶活性及胃蛋白酶排出量的影响

3.6 大蒜提取物对小鼠肠神经递质的影响

与对照组比较，模型组一氧化氮及血管活性肽明显升高(P<0.01)、P物质及乙酰胆碱明显降低(P<0.01)；与模型组比较，低、中和高剂量蒜氨酸组一氧化氮均显著下降(P<0.05)；低、中和高剂量大蒜辣素组一氧化氮均显著下降(P<0.01)；低、中和高剂量大蒜粉组一氧化氮均显著下降(P<0.05)。

与模型组比较，中、高剂量组蒜氨酸血管活性肽均显著下降(P<0.01)；中、高剂量组大蒜辣素血管活性肽均显著下降(P<0.01)；低、中和高剂量组大蒜粉血管活性肽无明显变化(P>0.05)。

与模型组比较，高剂量组蒜氨酸P物质均明显升高(P<0.05)；高剂量组大蒜辣素P物质均显著升高(P<0.01)；低、中和高剂量组大蒜粉P物质无明显变化(P>0.05)。

与模型组比较，低、中和高剂量组蒜氨酸乙酰胆碱明显升高(P<0.05)，低、中、高剂量组大蒜辣素乙酰胆碱明显升高(P<0.05)，中、高剂量组大蒜粉乙酰胆碱明显升高(P<0.05)。结果见表6。

表6 大蒜提取物对小鼠肠神经递质的影响

3.7 大蒜提取物对大鼠胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素的影响

与对照组比较，高剂量组蒜氨酸小鼠胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素均显著升高(P<0.05)；高剂量组大蒜辣素小鼠胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素均显著升高(P<0.05)；高剂量组大蒜粉小鼠胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素均显著升高(P<0.01)。结果见表7。

表7 大蒜提取物对大鼠胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素的影响

4 讨论

在实验期间，各实验组动物均正常饮水，生长活动正常。消化不良与胃排空和肠蠕动紧密相关，本实验通过测定小鼠小肠运动功能评价大蒜提取物的消化作用。洛哌丁胺在临床上用于止泻，能够引起小鼠胃肠蠕动减弱，可用于诱导动物消化不良模型。参照《保健食品检验与评价技术规范(2003)版》有关规定[10]，小肠运动实验在模型成立的前提下，实验组与模型组比较，墨汁推进率增加，经统计学处理差异有显著性，可判断该实验结果阳性。在本实验的小鼠实验中，与模型组比较，低、中和高剂量组蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉的小鼠小肠墨汁推进率明显增高，说明蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉有促进小肠推进性蠕动的作用。

肠神经递质调控肠道蠕动节律，包括血管活性肽、一氧化氮、乙酰胆碱、P物质等。血管活性肽作用于肠道平滑肌上的相应受体，减少胃肠黏膜的液体分泌，舒张胃肠道平滑肌，减慢胃肠蠕动[11-12]。一氧化氮是一种抑制性神经递质，主要参与调节肠道动力、肠黏膜血流分布及肠液分泌，可松弛肠道平滑肌，减少结肠运动节律[13-14]。乙酰胆碱是兴奋性肠神经递质，激动胃肠道细胞M受体，兴奋平滑肌，增加肠道蠕动[15]。位于肠肌间神经丛的P物质通过抑制胃肠道黏膜的分泌，减慢肠黏膜对水和电解质的转运，从而刺激肠道蠕动[16]。本实验小鼠连续灌胃大蒜提取物30 d后，与模型组比较，蒜氨酸组、大蒜辣素组和大蒜粉组血管活性肽和一氧化氮均显著下降，乙酰胆碱和P物质均明显升高，说明蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉通过调节肠神经递质，促进小肠推进性蠕动。

胃消化不良的另一种典型症状是胃排空时间延长，导致食欲减退、摄食量明显减少，食物利用率下降[17]。参照《保健食品检验与评价技术规范(2003)版》有关规定，大鼠实验中实验组与空白对照组比较，体质量、体质量增质量和摄食量3项指标中任一指标增加，经统计处理差异有统计学意义，且食物利用率与空白对照组比较无明显降低，可判断该实验结果阳性。本实验大鼠给予不同剂量的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉灌胃后，每周各组大鼠体质量、体质量增加、总摄食量及总食物利用率与空白对照组比较无明显差异。小鼠灌胃蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉30 d，体质量明显下降，初步推测大蒜具有减质量作用。本实验大鼠的体质量未增加是否与大蒜减质量作用有关，还需进一步研究。

《保健食品检验与评价技术规范(2003)版》有关规定消化酶测定实验，实验组与空白对照组比较，胃液量、胃蛋白酶活性和胃蛋白酶排出量3项指标中任一指标增加，经统计处理差异有显著性，可判断该实验结果阳性。与空白对照组大鼠比较，高剂量的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉组大鼠每小时排出的胃液量显著增高(P<0.01)、胃蛋白酶活性显著增高(P<0.01)以及胃蛋白酶排出量显著增高(P<0.01)。胃泌素(gastrin，GAS)为胃窦部和小肠上部G细胞分泌的激素，能刺激胃酸和胃蛋白酶分泌，增加胃血流量，刺激胃肠运动，促进胃排空[18-20]。胃动力素(motilin，MTL)能够促进胃肠道运动，对消化间期移行性复合运动有重要作用[21]。促胆囊收缩素(cholecystokinin，CCK)能够促进胆囊收缩、抑制胃酸分泌，促进胃及空肠蠕动，增加结肠动力[22-23]。本实验大鼠灌胃蒜氨酸、大蒜辣素、大蒜粉30 d后，与对照组比较，高剂量组蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉的胃泌素、胃动力素和促胆囊收缩素均显著升高(P<0.05)，说明高剂量蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉通过增加胃泌素、胃动力素及促胆囊收缩素的分泌，促进消化液分泌，增强胃肠蠕动。《保健食品检验与评价技术规范(2003)版》有关规定，动物体质量增加、食物利用率、小肠运动试验和消化酶测定指标中任2个结果阳性，可判断该受试样品实验结果为阳性。根据上述结果，说明蒜氨酸高剂量、大蒜辣素高剂量、大蒜粉高剂量可以促进消化液分泌、增强胃蛋白酶活性和促进动物小肠推进性运动、增强肠蠕动，具有一定的开发价值。对于大蒜提取物促进消化的作用机理，还需后续进一步研究。