茶多酚对氧化应激小鼠的抗氧化研究

褚威江 赵丹

摘要 氧化应激会造成脂质过氧化，诱导细胞凋亡且损伤细胞遗传物质，进而影响动物正常的生长发育过程。本文对喂饲茶多酚的小鼠进行氧化应激诱导，通过监测诱导后小鼠的体重和进食量，检测其血清和肝脏抗氧化指标，研究茶多酚对小鼠氧化应激的缓解效用。结果显示，氧化应激诱导前，各组小鼠的体重及进食量差异无统计学意义；氧化应激诱导后，应激组血清中的超氧化物歧化酶含量及总抗氧化水平显著下降，而茶多酚可以有效提高血清的抗氧化水平。同时，应激组小鼠肝脏过氧化氢酶及超氧化物歧化酶含量降低，丙二醛含量升高，而茶多酚处理可提高小鼠肝脏过氧化氢酶及超氧化物歧化酶含量，这表明茶多酚可以有效提高血清抗氧化水平，并保护小鼠肝脏，降低敌草快引起的氧化应激损伤。目的在于为进一步研究茶多酚缓解畜牧养殖中氧化应激提供参考。

关键词 茶多酚；敌草快；氧化应激；抗氧化指标

中图分类号 S85 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）08-0038-06

Antioxidant effect of tea polyphenols on oxidative stress mice

CHU Weijiang    ZHAO Dan

（Jinzhong College of Information， Jinzhong 030800， China）

Abstract Oxidative stress can cause lipid peroxidation， induce cell apoptosis， and damage cellular genetic material， thereby affecting the normal growth and development process of animals. This article induced oxidative stress in mice fed with tea polyphenols. By monitoring the weight and food intake of the induced mice， serum and liver antioxidant indicators were measured to study the alleviating effect of tea polyphenols on oxidative stress in mice. The results showed that before oxidative stress induction， there was no significant difference in weight and food intake among the groups of mice; after oxidative stress induction， the content of superoxide dismutase and total antioxidant in the serum of the stress group significantly decreased. Tea polyphenols could effectively increase the serum antioxidant level. At the same time， the content of catalase and superoxide dismutase in the liver of the stress group mice decreased， while the content of malondialdehyde increased. Tea polyphenol treatment could increase the content of catalase and superoxide dismutase in the liver of mice， this indicated that tea polyphenols could effectively increase serum antioxidant levels， protect mouse liver， and reduce oxidative stress damage caused by diquat. The purpose was to provide a reference basis for further research on how tea polyphenols alleviate oxidative stress in animal husbandry.

Keywords tea polyphenols; diquat; oxidative stress; antioxidant indicators

氧化应激普遍存在且会影响整个畜牧生产过程，许多动物患严重疾病都与炎症及炎症诱导的氧化应激有关。氧化应激的激活会导致多种生物活性物質过量产生，如促炎细胞因子、活性氧（ROS）和氮物质（RNS）等，进而产生癌症[1]、心血管疾病[2]、代谢紊乱[3]、慢性肾脏疾病[4]和神经退行性疾病[5]等病变。

急性肝损伤是一种持续时间短的突发性肝功能障碍，暴露于肝炎病毒、药物、化学毒素、免疫反应和血管功能障碍，可导致急性肝损伤。急性肝损伤是一个复杂的病理过程，其特征是大量细胞凋亡、坏死和功能障碍。氧化应激是急性或慢性肝损伤的重要诱因。部分天然产品含有植物多酚和类黄酮等成分，具有清除ROS的作用，其作为治疗急性肝损伤的潜在保护剂，越来越受到关注。

绿茶是一种未发酵的茶产品，其主要成分是多酚，约占干茶重量的20%～30%。绿茶多酚的主要成分是黄酮类（或儿茶素类），包括表儿茶素没食子酸盐（ECG）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素（EC）和表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）。绿茶含有一定量的多酚，被广泛应用于功能性补充剂。

研究表明，在各种植物或水果的生物活性化合物中，存在天然的抗氧化剂可以缓解动物氧化应激[6-7]，尤其是广泛存在的多酚[8]。茶多酚是一类以儿茶素为主体的多酚类化合物的复合体，包括黄酮、花色苷和酚酸等。在茶多酚中，EGC-3-EGCG具有广泛的抗氧化、血管保护和抗炎等作用[9]。茶多酚具有苯并吡喃骨架结构，苯环的邻位二羟基或三羟基是抗氧化的首要活性位点，能够与ROS发生反应，从而发挥出抗氧化功能[10]。

本文以小鼠为研究对象，通过对5周龄雄性小鼠灌胃茶多酚10 d后，进行腹腔注射敌草快，诱导其发生氧化应激。通过检测小鼠体重、进食量、血清指标和肝脏指标等项目，研究茶多酚对氧化应激小鼠生长发育的影响，为探究缓解畜牧养殖中的氧化应激提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 試验动物  选择15只健康的5周龄雄性小鼠，动物合格证号为SCXK（京）2019-0010，购于北京斯贝福生物技术有限公司。

1.1.2 试剂  敌草快、绿茶茶多酚、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和总抗氧化能力等试剂盒等均购于全式金公司。

1.2 试验方法

将小鼠置于鼠笼中饲养，饲养室湿度23%，温度（23±1）°C，12 h光/暗周期，试验过程中供给小鼠充足的食物和水，并监测诱导后小鼠的体重与进食量。将15只小鼠平均分为对照组、应激组及茶多酚组共3组，其中，茶多酚组每天分别灌胃200 mg/kg茶多酚，对照组和应激组每天灌胃生理盐水，灌胃持续10 d，在第10天灌胃结束12 h后，对照组腹腔注射200 μL生理盐水，应激组及茶多酚组腹腔注射25 mg/kg敌草快。注射10 h后，采集小鼠血液及肝脏组织，进行下一步的血清和肝脏抗氧化指标测定。

1.3 样品处理

将小鼠血液置于1.5 mL离心管中静置，血液自然分层后，2 900 rpm离心10 min收集血清待测。

用磷酸缓冲液清洗小鼠肝脏后，取0.5 g肝左叶，在4%多聚甲醛中固定后，剪碎冰浴匀浆，2 500 rpm 离心10 min，取上清待测。

1.4 抗氧化指标测定

按照试剂盒说明书检测3组小鼠中血清及肝脏的谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）及总抗氧化能力（T-AOC）等相关抗氧化指标。

1.5 数据分析

采用SPSS软件分析评估统计学差异（P<0.05）。用小写字母表示统计学差异，相同小写字母表示不存在统计学差异（P > 0.05），不同小写字母表示存在统计学差异（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 小鼠体重和进食量监测

茶多酚组小鼠每天分别灌胃200 mg/kg茶多酚，对照组和应激组每天灌胃生理盐水，灌胃持续10 d，饲养过程中每天监测3组小鼠的体重（图1）和进食量（图2）。结果表明，各组体重及进食量均没有明显差异，表明生理盐水、茶多酚均不会影响小鼠的生长性能。

2.2 血清抗氧化指标检测

灌胃10 d后，给对照组小鼠腹腔注射生理盐水，给应激组小鼠及茶多酚组小鼠腹腔注射敌草快，诱导小鼠产生氧化应激，并对其血清进行抗氧化指标测定。结果显示，应激组小鼠血清中的SOD含量与对照组相比明显下降（P<0.05），茶多酚组小鼠血清中的SOD含量比应激组稍高，差异无统计学意义（P>0.05），如图3所示。应激组小鼠血清中AST/ALT比值与对照组相比明显提高（P<0.05），而茶多酚组小鼠血清AST/ALT与应激组相比降低，如图4所示。应激组小鼠血清中T-AOC水平明显下降，而茶多酚组小鼠血清抗氧化能力与应激组相比明显提高（P<0.05），如图5所示。

以上结果表明，敌草快处理会使得小鼠血清抗氧化能力下降，AST/ALT比值明显上升（P<0.05），产生氧化应激效应，而茶多酚的预处理可以有效提高血清抗氧化水平，抑制AST/ALT比值的升高，缓解敌草快对小鼠肝脏的损伤。

2.3 肝脏抗氧化指标检测

对3组小鼠肝脏的SOD、CAT、MDA以及T-AOC进行测定。结果显示，与对照组相比，应激组小鼠肝脏中SOD及CAT的水平降低，MDA水平提高；与应激组相比，茶多酚明显提高了小鼠肝脏中CAT水平（P<0.05），明显提高了SOD水平（P<0.05），如图6—9所示。

以上结果表明，敌草快处理会对小鼠肝脏产生损伤，并且降低肝脏抗氧化酶的水平，提高MDA水平，产生氧化应激损伤；而茶多酚预处理会保护小鼠肝脏，降低敌草快引起的氧化应激损伤，降低肝脏MDA的生成量，并提高肝脏整体的抗氧化水平。

3 结论与讨论

抗氧化是茶多酚的主要功能之一，茶多酚还可以协同体内各种抗氧化酶的活性，从而发挥抗氧化作用。茶多酚显示出强大的抗氧化活性，可以在体内消除ROS，并在谷氨酸兴奋性毒性、乳腺疾病和肥胖等疾病中起到预防ROS诱导的细胞内损伤的作用，避免生物体出现氧化应激损伤。研究表明，灌胃200 mg/kg茶多酚可以有效缓解藻毒素诱导的小鼠氧化应激[11-12]，因此，本试验选用的茶多酚剂量也为200 mg/kg，且茶多酚不会影响小鼠的进食量和体重，有利于试验进行[13]。

相关研究显示，茶多酚对皮肤具有一定保护作用，可以减少紫外线对皮肤的照射损伤；可以适当调节血糖，降低糖尿病的发病率；可以适当减少对胆固醇的吸收，降低体内脂肪含量；具有一定抑菌活性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌及枯草芽孢杆菌等均有一定抑菌效果；影响肠道菌群数量，抑制有害菌而促进有益菌的增殖；茶多酚中的EGCG能通过干扰丙肝病毒RNA的复制来抑制丙肝病毒；具有抗炎作用，降低白细胞的迁移与吸附，从而降低炎症反应，降低相关炎症指标[14-15]。

敌草快是一种联吡啶基除草剂，常用于去除农作物杂草，也可作为饲料作物的干燥剂，且通常对动物体有毒。研究表明，敌草快可诱导产生超氧阴离子自由基（O2-）和过氧化氢（H2O2），进而产生细胞毒性，产生大量的ROS使得细胞死亡。在试验研究中，敌草快高剂量注射可导致小鼠肺部及肝脏损伤甚至死亡，还可能会破坏其肠道的养分吸收系统[13]。

急性肝损伤是一种急性肝功能障碍，其主要临床特征包括肝脏生化参数升高和快速黄疸。来源于敌草快的自由基可以与细胞膜、细胞质和细胞核中的大分子共价结合，导致脂质过氧化、抗氧化酶失活，并增加细胞质中的钙离子（Ca2+）数量，从而进一步发展为肝脏坏死和脂肪变化。脂质过氧化引起的肝细胞膜破坏将细胞质ALT和AST释放到血液循环中，增加血清水平转氨酶。因此，血清ALT和AST水平被用作肝细胞损伤的生化指标。

血清中AST与ALT是反应肝脏受损的指标，AST/ALT比值越大，肝细胞损伤越严重[13]。本文研究结果表明，敌草快处理后，应激组小鼠血清中AST/ALT比值显著升高，这表明小鼠肝脏受到损伤，细胞膜通透性降低，两种酶大量进入血液。茶多酚组小鼠血清中AST/ALT比值降低，表明茶多酚可以缓解敌草快对小鼠肝脏的损伤，同时茶多酚预处理也可以提高血清的抗氧化水平，降低氧化应激损伤。

包括SOD和CAT在内的内源性酶，参与对抗ROS的先天抗氧化防御系统，有助于提高肝脏的抗氧化能力。SOD催化超氧化物阴离子的转化，减少羟自由基的产生，CAT催化H2O2的分解。在本试验研究中，敌草快抑制了SOD和CAT的活性，这表明肝脏抗氧化能力因过度氧化应激而受损。

MDA含量的升高代表应激组小鼠肝脏受到了氧化应激损伤。敌草快处理会对小鼠肝脏产生损伤，提高MDA含量且降低肝脏抗氧化酶水平，而茶多酚预处理可缓解敌草快引起的氧化应激损伤，降低肝脏MDA的生成量，并提高肝脏整体的抗氧化水平。

有研究推测，绿茶的茶多酚中缓解氧化应激损伤的主要物质可能是EGC-3-EGCG，口服绿茶或儿茶素补充剂后1～4 h，儿茶素的血浆浓度达到峰值，并在24 h恢复到基线值。低浓度或中等浓度的EGCG（血浆水平≤10 ?M）可能主要通过EGCG诱导的低ROS产生介导的抗氧化作用形成的，这些ROS是刺激和促进细胞保护的信号转导途径所必需的[14]。然而，高浓度的EGCG（>10 ?M）主要表现出促氧化作用，EGCG的直接促氧化作用源于其自身氧化反应导致过氧化氢的产生。由于将Fe（Ⅲ）还原为Fe（Ⅱ），间接促氧化作用与包括羟自由基在内的更强效ROS的产生有关[15]。

本文对喂饲茶多酚的小鼠进行氧化应激诱导，通过监测诱导后小鼠的体重和进食量，检测其血清和肝脏抗氧化指标，研究茶多酚對小鼠氧化应激的缓解效用。结果表明，敌草快可降低小鼠血清以及肝脏的抗氧化酶水平，降低机体抗氧化水平，产生氧化应激，进而诱导产生急性肝损伤。而绿茶茶多酚可以有效提高小鼠血清以及肝脏的抗氧化酶水平，降低肝脏MDA的生成量，缓解敌草快诱导的小鼠氧化应激损伤。

参考文献

[1] LIN Y N，JIANG M，CHEN W J，et al. Cancer and ER stress：mutual crosstalk between autophagy，oxidative stress and inflammatory response[J]. Biomedicine & pharmacotherapy biomedecine & pharmacotherapie，2019，118：109249.

[2] STEVEN S，FRENIS K，OELZE M，et al. Vascular inflammation and oxidative stress：major triggers for cardiovascular disease[J]. Oxidative medicine and cellular longevity，2019，19：7092151.

[3] LUC K，SCHRAMM-LUC A，GUZIK T J，et al. Oxidative stress and inflammatory markers in prediabetes and diabetes[J]. Journal of physiology and pharmacology：an official journal of the polish physiological society，2019，70（6）：26402.

[4] DAENEN K，ANDRIES A，MEKAHLI D，et al. Oxidative stress in chronic kidney disease[J]. Pediatric nephrology，2019，34（6）：975-991.

[5] SIMPSON D S A，OLIVER P L. ROS generation in microglia：understanding oxidative stress and inflammation in neurodegenerative disease[J]. Antioxidants，2020，9（8）：743.

[6] ADAMCAKOVA J，MOKRA D. New insights into pathomechanisms and treatment possibilities for lung silicosis[J]. International journal of molecular sciences，2021，22（8）：4162.

[7] FISCHER B M，VOYNOW J A，GHIO A J. COPD：balancing oxidants and antioxidants[J]. International journal of chronic obstructive pulmonary disease，2015，10：261-276.

[8] LAGO J H G，TOLEDO-ARRUDA A C，MERNAK M，et al. Structur6e-activity association of flavonoids in lung diseases[J]. Molecules，2014，19（3）：3570-3595.

[9] YAMAGATA K. Protective effect of epigallocatechin gallate on endothelial disorders in atherosclerosis[J]. Journal of cardiovascular pharmacology，2020，75（4）：292-298.

[10] 赵阳. 茶多酚锌的制备、表征及其对氧化应激小鼠生物学效应的研究[D]. 杭州：浙江大学，2021.

[11] 张幸彦.茶多酚、甜菜碱及其复合物对母猪繁殖性能的影响和血液指标的影响[D].甘肃：甘肃农业大学，2015.

[12] XU C，SHU W Q，QIU Z Q，et al. Protective effects of green tea polyphenols against subacute hepatotoxicity induced by microcystin-LR in mice[J]. Environmental toxicology and pharmacology，2007，24（2）：140-148.

[13] 羅育春，陈大兰. 肝硬化患者血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶和总胆红素与肝纤维化标志物的相关性研究[J]. 实用预防医学，2011，18（8）：1542-1544.

[14] ELBLING L，HERBACEK I，WEISS R M，et al. Hydrogen peroxide mediates EGCG-induced antioxidant protection in human keratinocytes[J]. Free radical biology & medicine，2010，49（9）：1444-1452.

[15] NAKAGAWA H，HASUMI K，WOO J T，et al. Generation of hydrogen peroxide primarily contributes to the induction of Fe（II）-dependent apoptosis in Jurkat cells by -epigallocatechin gallate[J]. Carcinogenesis，2004，25（9）：1567-1574.

（责编：杨 欢）

基金项目 山西省高等学校大学生创新创业训练计划项目（20231851）；山西省高等学校教学改革创新项目“应用型高校《生物化学实验》信息化教学探索与实践”（J20221472）。

作者简介 褚威江（2002—），男，山西孝义人，从事动物医学研究。

通信作者 赵丹（1986—），男，山西太原人，硕士，讲师，从事动物生物化学研究。

收稿日期 2024-01-31