红豆杉多糖对D-半乳糖致衰老小鼠肾脏抗氧化作用研究

2023-11-10张宇彤李欣然焦文轩郝浚含

黑龙江科学 2023年20期

张宇彤,李欣然,焦文轩,郝浚含,史岩,2

(1.佳木斯大学公共卫生学院,黑龙江佳木斯 154007; 2.黑龙江省痛风研究重点实验室,黑龙江佳木斯 154000)

衰老是机体无法抗拒的自然规律,是身体对客观环境的生理及心理适应能力的进展性下降,逐渐走向死亡的现象[1-2]。个体衰老是自然因素、环境因素及病理因素共同作用的结果,其中病理因素是指慢性消耗性疾病(如恶性肿瘤、高血压、糖尿病等),容易造成身体长期的营养不良,加速衰老进程[3]。D-半乳糖能引起机体的氧化应激反应及细胞DNA与细胞膜的氧化损伤,不利于细胞的正常生长及代谢,会加速衰老与凋亡进程[4-5]。红豆杉的药用价值很高,含有紫杉萜、黄酮类、多糖类、糖苷类、挥发油等多种有效成分,具有温肾通经、利尿消肿、祛邪散结等功效,可治疗肾病、高血压、高脂血症等慢性疾病[6],但在抗衰老方面的机制尚不明确。本研究分析了红豆杉多糖对D-半乳糖致衰老小鼠肾脏组织及其机制。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

清洁级雄性昆明小鼠,60日龄,体重18～22 g。D-半乳糖、维生素E均来自 Biotopped公司。丙二醛试剂盒(MDA)、超氧化物歧化酶试剂盒(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶试剂盒(GSH-PX)、谷胱甘肽还原酶试剂盒(GR)、过氧化氢酶试剂盒(CAT)、组织蛋白测定试剂盒均来自南京建成生物研究所。

UV1810紫外可见分光光度计(上海佑科仪器仪表有限公司生产),HH-10恒温水浴箱(常州市中贝仪器有限公司生产),Multiskan FC酶标仪[赛默飞世尔(上海)仪器有限公司生产]。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组及给药

雄性昆明小鼠(清洁级)60只,除阴性对照组,其他各组小鼠均通过颈部皮下注射D-半乳糖150 mg/(kg.d),共 8 周。衰老小鼠分为5组,即衰老模型组、阳性对照组及红豆杉多糖高、中、低剂量组,另设阴性对照组。各组均有10只小鼠样本。造模第 3周起,红豆杉高、中、低剂量组分别灌服800 mg/(kg.bw)、400 mg/(kg.bw)、200 mg/(kg.bw)红豆杉多糖溶液,阳性对照组灌胃200 mg/(kg.bw)维生素E水溶液,另两组灌服200 mg/(kg.bw)生理盐水。连续给药6周。

1.2.2 抗氧化测定指标的测定

实验完成后,用乙醚麻醉小鼠,检测其肾脏组织蛋白含量、MDA、 SOD、GSH-PX、GR及CAT,按照试剂盒上的方法操作。

1.2.3 统计分析

2 结果

2.1 小鼠的一般情况观察

阴性对照组小鼠生长状况良好。衰老模型组小鼠表现毛色无光泽,精神萎靡,活动力差。阳性对照组及红豆杉多糖高剂量组小鼠均表现出良好的精神状态,活动能力良好,进食量良好。

2.2 红豆杉多糖对衰老小鼠抗氧化作用

2.2.1 对衰老小鼠肾脏脏器指数的影响

肾脏各组别间的脏器指数差异有统计学意义。与阴性对照组相比,模型组及红豆杉多糖低剂量组脏器指数差异有统计学意义(P<0.05),而阴性对照组与阳性对照组及红豆杉多糖高、中剂量组脏器指数差异无统计学意义(P>0.05)。与模型组相比,5组的脏器指数差异有统计学意义,脏器指数均高于模型组,表示衰老模型成功。与低剂量组相比,阴性对照组、高剂量组、中剂量组脏器指数差异显著,具有统计学意义(P<0.05)。高剂量组与阳性对照组相比,脏器指数之间有明显差异(P<0.05),红豆杉多糖高剂量组与中剂量组相比,脏器指数相近,即差异无统计学意义(P>0.05),高剂量组的脏器指数最高。详见表1与图1。

图1 脏器指数Fig.1 Visceral index

2.2.2 对衰老小鼠肾脏组织过氧化氢酶(CAT)活力的影响

肾脏各组别间CAT活力差异有统计学意义。与阴性对照组相比,模型组与红豆杉多糖中、低剂量组小鼠CAT活力水平有差异,具有统计学意义(P<0.05);与模型组做相比,5组试验小鼠的CAT活力差异具有统计学意义(P<0.05),5组的CAT活力均高于模型组;与阳性对照组相比,模型组、红豆杉多糖低剂量组CAT活力差异达到了显著性水平(P<0.05),与红豆杉多糖低剂量组相比,阴性对照组、模型组、阳性对照组、高剂量组CAT活力之间差异明显(P<0.05);与红豆杉多糖中剂量组相比,阴性对照组、模型组、高剂量组CAT活力差异有统计学意义(P<0.05)。中剂量组与低剂量组、阳性对照组CAT活力差异无统计学意义(P>0.05);阴性对照组与阳性对照组及红豆杉多糖高剂量组CAT活力差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1与图2。

2.2.3 对衰老小鼠肾脏组织中丙二醛(MDA)含量的影响

肾脏各组别间的MDA含量差异有统计学意义。与阴性对照组相比,模型组与红豆杉多糖中、低剂量组MDA含量差异有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,5组的MDA含量差异有统计学意义,MDA含量均低于模型组;与阳性对照组相比,模型组、红豆杉多糖低剂量组MDA含量差异有统计学意义(P<0.05);与低剂量组相比,5组的MDA含量差异有统计学意义(P<0.05)。红豆杉多糖高剂量组与中剂量组MDA含量差异有统计学意义(P<0.05)。阴性对照组、阳性对照组及红豆杉多糖高剂量组MDA含量差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1与图3。

图3 MDA含量Fig.3 MDA content

2.2.4 对衰老小鼠肾脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响

肾脏各组别间的超氧化物歧化酶活力差异有统计学意义。与阴性对照组相比,模型组与红豆杉多糖中、低剂量组SOD活力差异有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,5组的SOD活力差异有统计学意义,SOD活力均高于模型组;与阳性对照组相比,红豆杉多糖中、低剂量组SOD活力差异有统计学意义(P<0.05);与低剂量组相比,其他5组的SOD活力差异有统计学意义(P<0.05)。与中剂量组相比,阳性对照组、高剂量组SOD活力差异有统计学差异(P<0.05)。阴性对照组、阳性对照组、红豆杉多糖高剂量组SOD活力差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1与图4。

图4 SOD活力Fig.4 SOD vitality

2.2.5 对衰老小鼠肾脏组织中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力的影响

肾脏各组别间的谷胱甘肽过氧化物酶活力差异有统计学意义。与阴性对照组相比,模型组、红豆杉多糖高剂量组GSH-PX活力差异有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,5组的GSH-PX活力差异有统计学意义,GSH-PX活力均高于模型组;与低剂量组相比,模型组、阳性对照组、红豆杉多糖高剂量组、红豆杉多糖中剂量组GSH-PX活力差异有统计学意义(P<0.05)。红豆杉多糖高剂量组与阳性对照组相比,GSH-PX活力差异有统计学意义(P<0.05);红豆杉多糖高剂量组与红豆杉多糖中剂量组相比,GSH-PX活力差异有统计学意义(P<0.05)。阴性对照组、阳性对照组、红豆杉多糖中、低剂量组GSH-PX活力差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1与图5。

图5 GSH-PX活力Fig.5 GSH-PX vitality

2.2.6 对衰老小鼠肾脏组织中谷胱甘肽还原酶(GR)活力的影响

肾脏各组别间的谷胱甘肽还原酶活力差异有统计学意义。与阴性对照组之间做比较,模型组与红豆杉多糖中、低剂量组GR活力差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,5组的GR活力差异有统计学意义,GR活力均高于模型组;与低剂量组相比,其他5组的GR活力差异达到了显著水平(P<0.05)。红豆杉多糖中剂量组与阳性对照组、红豆杉多糖高剂量组GR活力差异明显(P<0.05)。阴性对照组、阳性对照组、红豆杉多糖高剂量组GR活力体现出均衡性,即差异未见统计学意义(P>0.05)。详见表1与图6。

图6 GR活力Fig.6 GR vitality

表1红豆杉多糖对衰老小鼠肾脏组织中MDA、SOD、CAT、GSH-PX、GR、脏器指数的影响

Tab.1InfluenceofTaxuspolysaccharideonMDA,SOD,CAT,GSH-PX,GRandorganindexinkidneytissueofagingmice

3 讨论

肾脏很易被氧化应激所伤,而自由基的增加会使机体出现明显的氧化应激反应,糖尿病、高血脂症等慢性消耗性疾病可能会引起氧化应激,还可能是环境因素造成自由基增加导致的。肾脏是机体受衰老影响最显著的一个器官,是功能减退最为快速的器官之一[7]。LDF被认为是机体衰老的一个主要表征,与MDA、谷胱甘肽(GSH) 、SOD共同作为衰老标志物[8]。植物多糖有广泛的生物活性,目前,红豆杉多糖的研究主要集中在降血糖、抗肿瘤、免疫调节等方面,在抗衰老方面报道较少。很多研究选择MDA、SOD、GSH-PX等作为氧化应激损伤分析的主要参考指标。SOD是体内的一种抗氧化金属酶,能催化超氧阴离子自由基歧化生成氧与过氧化氢,维持机体氧化与抗氧的平衡状态,减少细胞损伤问题。GSH-PX自身是一种过氧化物分解酶,能够把有毒性的过氧化物还原成羟基化合物,减少过氧化物对细胞膜结构及功能的侵害,发挥良好的保护效用。MDA是具有代表性的硫代巴比妥酸反应物,是衡量脂质过氧化物水平的标志。CAT是组成抗氧化系统的一部分,是过氧化物酶体的一类标志酶,占所有过氧化物酶总量的40%左右,是催化过氧化氢(H2O2)分解的常用工具,抗氧化性较强,能减轻因机体氧化应激引起的功能或结构损伤程度。CAT能强化机体对羟基自由基及超氧阴离子的抵制能力,可显著减少MDA含量[9-11]。

通过建立衰老模型检测红豆杉多糖对衰老小鼠肾脏的抗氧化功能,研究表明,与衰老模型组相比,阴性对照组、阳性对照组及红豆杉多糖高、中、低剂量组的MDA含量、SOD、GSH-PX、GR、CAT的活力差异均具有统计学意义,5组的脏器指数差异明显,具有统计学意义,5组脏器指数均高于模型组,SOD、GSH-PX、GR、CAT活力均有提高,MDA含量水平均呈现出走低态势,说明成功建设了衰老模型。与低剂量组相比,阴性对照组、高剂量组、中剂量组脏器指数差异显著,红豆杉多糖高剂量组与阳性对照组相比,脏器指数差异有统计学意义,高剂量组的脏器指数为最高。结果表明,红豆杉多糖可增加小鼠脏器指数,对衰老小鼠具有抗氧化作用,剂量越高抗氧化作用越明显。与阴性对照组相比,模型组与红豆杉多糖中、低剂量组的MDA含量、CAT、SOD、GR活力差异均具有统计学意义,与红豆杉多糖低剂量组相比,阳性对照组、高剂量组的MDA含量、SOD、CAT、GR、GSH-PX活力差异均具有统计学意义。红豆杉多糖中剂量组与高剂量组的MDA含量、CAT、SOD、GSH-PX、GR活力活力差异均具有统计学意义,红豆杉多糖组抗氧化作用高剂量组优于中剂量组优于低剂量组。红豆杉多糖高剂量组与阳性对照组相比,GSH-PX活力差异有统计学意义;阴性对照组、阳性药对照组、红豆杉多糖高剂量组的MDA含量、CAT、SOD、GR活力差异无统计学意义;阴性对照组与红豆杉多糖高剂量组GSH-PX活力差异有统计学意义,其中红豆杉多糖高剂量组GSH-PX活力高于阳性对照组。阳性对照组与红豆杉多糖组对衰老小鼠肾脏均具有抗氧化作用,而高剂量的红豆杉多糖抗氧化作用效果更为明显,有进一步开发利用的价值。