碱性钙离子水对大鼠血液酸碱度、血钙浓度及免疫功能的影响

赵冬芹， 朱莹漫， 蔡昭林， 肖 鹏， 李楚华

(华南师范大学生命科学学院，广东广州 510631)

碱性钙离子水对大鼠血液酸碱度、血钙浓度及免疫功能的影响

赵冬芹， 朱莹漫， 蔡昭林， 肖 鹏， 李楚华*

(华南师范大学生命科学学院，广东广州 510631)

通过研究碱性钙离子水对大鼠血液pH、血钙浓度及免疫功能的影响，结果显示，碱性钙离子水对大鼠血液pH和血钙浓度无明显影响，对大鼠免疫功能具明显增强.100°碱性钙离子水的功效优于25°碱性钙离子水.

碱性钙离子水； 血液pH； 血钙浓度； 免疫功能

碱性离子水全称为“弱碱性低电位小分子饮用水”，在日本也称为“还原水”，主要添加了活性离子钙，pH大于7.5.碱性钙离子水与普通饮用水之间的分子团不同.沈泳元[1]报道普通饮用水由13个水分子组成分子团，碱性离子水则由6个水分子组成.由于分子团小，碱性离子水极易进出细胞膜内外，与细胞亲和性好，加速人体新陈代谢.王豫廉[2-4]发现碱性离子水对解聚血小板和红细胞聚集有明显作用，可显著改善微循环.常饮碱性离子水有降压效果，可预防感冒，促进胆固醇和甘油三酯的乳化作用.马永红等[5]研究发现，碱性离子水具有抗氧化和抗疲劳作用，有助于运动员在大强度训练后的体能恢复.碱性离子水能提高无氧供能能力，对运动训练水平的提高有明显影响.

碱性离子水通过何种途径起到抗氧化和抗疲劳的作用，是否与血液的酸碱度及免疫功能有关？迄今为止，有关碱性钙离子水在血液pH、血钙浓度以及机体免疫功能方面的研究报道尚少.因此，本实验以成年SD大鼠为实验材料，从血液pH、血钙浓度及免疫功能方面，深入研究碱性钙离子水对机体生理功能的调节作用，为科学选择饮用水和增进人体健康开拓新的途径提高依据.

1 材料与方法

1.1实验动物及分组

3月龄SD大鼠90只，体质量(180±20 g)，性别不拘，购于广州中医药大学动物实验中心[许可证号为SCXS(粤)2006-0015].随机分为对照组、25°和100°的碱性钙离子水实验组(钙离子水的度数是根据水中的钙离子的质量浓度来分级的，25°所含钙离子质量浓度为10.0～30.0 mg/L，100°所含钙离子质量浓度为35.0～100.0 mg/L)，每组30只.所有动物均在同等环境和同等规格的鼠笼中分笼喂养90 d，昼夜明暗随自然天气变化，自由进食标准饲料及饮用水.实验组大鼠饮用水为永衡碱性钙离子水，对照组大鼠饮用普通饮用水.

1.2血细胞分类、血液pH和血钙浓度测定

大鼠活体取动脉血，肝素抗凝进行血气分析，检测血液的pH；分离血清，检测血清中的钙浓度.另取动脉血EDTA-K2抗凝进行血常规分析，同时检测各种血细胞的数量及百分比.

1.3胸腺和脾脏指数的测定

大鼠称质量，颈椎脱臼致死，无菌解剖，取胸腺和脾脏，无菌生理盐水洗去血迹，除去脂肪及筋膜组织，滤纸吸干称质量，计算胸腺指数及脾脏指数(胸腺指数=胸腺质量/体质量×100%，脾脏指数=脾脏质量/体质量×100%).

1.4CD4和CD8占CD3总数的百分比测定

取大鼠动脉血，红细胞裂解液裂解后，分别加入异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate, FITC)、藻青蛋白(allophycocyanin，APC)和藻红蛋白(Phycoerythrin，PE)标记的CD3/4/8抗体，体积分数为4%的多聚甲醛封固.流式细胞仪检测CD3、CD4和CD8，计算出CD4/CD3(CD4%)、CD8/CD3(CD8%)和CD4/CD8.

1.5实验仪器与试剂

实验仪器：pHOx系列血气分析仪(美国NOVA公司)；sysmex XS800i血常规分析仪(日本Sysmex 公司)；7180血钙生化分析仪(日本Hitachi公司)；FACSC alibur 流式细胞仪(美国BD公司).

试剂：红细胞裂解液和多聚甲醛购自北京四正柏生物科技有限公司；FITC-CD3大鼠单抗、APC-CD4大鼠单抗及PE-CD8大鼠单抗均购自美国EB公司；碱性钙离子水由深圳市永衡活性钙离子水有限公司提供.

1.6数据处理

2 结果与讨论

2.1碱性钙离子水对大鼠血液pH和血钙浓度的影响

表1显示：对照组大鼠血液pH为7.43±0.05，血钙浓度为(2.18±0.07) mmol/L.与对照组比较，25°组和100°组大鼠的血液酸碱度及血钙浓度均没有显著性差异(P>0.05)，说明碱性钙离子水在一定范围内对血液酸碱度及血钙浓度没有明显影响.

表1碱性钙离子水对大鼠血液pH和血钙浓度的影响(n=13)

Table 1 The effect of alkaline Ca2+-water on blood pH and calcium concentration in rats (n=13)

指标对照组25°100°血液pH7．43±0．057．45±0．127．42±0．06血钙浓度/(mmol·L-1)2．18±0．072．17±0．102．17±0．25

血液中含有许多对缓冲物质，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等.酸性代谢产物进入血液后，可与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸.碳酸可分解成CO2和H2O，因此对血液的pH值影响不明显.血液中增多的CO2可刺激呼吸中枢，促使呼吸活动加强加快，增加肺通气量，将CO2排出体外.碱性代谢产物如碳酸钠入血后，可与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可由肾脏排出.因此，由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的酸碱度维持在相对稳定的状态.

血钙浓度与机体钙离子吸收能力密切相关.影响钙离子吸收的因素有:机体对钙的需要量和钙的摄入量、维生素D的含量、运动等[6].生长发育期的机体对钙的需求量最大，体内新陈代谢及物质吸收均较为旺盛.在本实验中，大鼠处于生长发育的旺盛时期，在标准饲料中钙的含量可能已满足机体的生长需要，额外添加的钙不被机体所吸收.因此，表现为碱性钙离子水对青壮年大鼠血钙水平没有明显的影响.

2.2碱性钙离子水对大鼠动脉血中各项细胞数量及胸腺指数、脾脏指数的影响

25°组大鼠经过90 d饲养,其白细胞、淋巴细胞、嗜酸性细胞等各项血细胞数量及百分比与对照组大鼠比较，均不存在显著性差异(P>0.05).100°组大鼠的白细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞的数量及百分比均显著高于对照组(P<0.05，P<0.01)，而嗜碱性粒细胞的百分比及嗜中性粒细胞的数量和百分比均明显低于对照组(P<0.05).2个实验组的胸腺指数分别显著和极显著高于对照组的(P<0.05，P<0.01)，且具有随碱性钙离子水度数升高而升高的趋势.而脾指数却与对照组之间不存在显著性差异(表2).

血液中白细胞数量是免疫功能检测的一项重要指标[7]. 血液中嗜中性粒细胞主要吞噬、水解细菌及坏死细胞，是炎症时的主要反应细胞;嗜碱性粒细胞胞内含有多种具有生物活性的物质;嗜酸性粒细胞可限制嗜碱性粒细胞和肥大细胞的致敏作用.血液中不同种类白细胞的变化直接与机体免疫力、过敏反应、抗炎能力、寄生虫感染及血液生理功能有密切关系[8]. 胸腺是重要的中枢免疫器官，也是T 细胞发育成熟的场所.衰老的免疫学假说认为免疫系统是衰老过程的主要调节系统之一.随着年龄的增长，免疫器官老化，免疫细胞及细胞因子发生改变，机体的免疫功能逐渐减弱，感染性疾病、癌症等发病率和死亡率逐渐增高[9-12].实验结果显示100°碱性钙离子水能显著提高大鼠的白细胞、淋巴细胞和嗜酸性细胞的数量及百分比，而嗜碱性粒细胞和嗜中性粒细胞的数量和百分比随着碱性钙离子水的度数升高而呈下降趋势，显示碱性钙离子水可能增强了动物的免疫能力，尤其是抗炎能力.结果还表明，25°和100°的碱性钙离子水均明显提高大鼠的胸腺指数，呈现出量效关系.说明碱性钙离子水对大鼠的免疫功能有一定的促进作用.

表2 碱性钙离子水对大鼠动脉血中各项血细胞数量、胸腺指数及脾指数的影响Table 2 The effect of alkaline Ca2+ -water on the amount of blood cells, thymus/weight and spleen/weight

与对照组比较：*P<0.05，**P<0.01(下表同).

2.3碱性钙离子水对大鼠动脉血中CD4%、CD8%及CD4/CD8的影响

表3可见，25°实验组大鼠CD4%和CD8%分别为(58.8±9.9)% 和(25.3±5.81)%，与对照组相比，CD4%没有显著差异，CD8%却显著下降(P<0.05)，CD4/CD8比率虽具有升高的趋势，但没有显著性差异(P>0.05).100°实验组中大鼠CD4%为(68.5±6.5)%，显著高于对照组(P<0.05)，且CD8%明显降低，并极显著提高CD4/CD8比率(P<0.01).

表3碱性钙离子水对大鼠血液CD4%、CD8%和CD4/CD8的影响(n=16)

Table 3 The effect of alkaline Ca2+-water on CD4%、CD8% and CD4/CD8of blood in rats(n=16)

指标对照组25°100°CD4/%62．50±7．4058．80±9．9068．50±6．50∗CD8/%30．10±5．2025．30±5．81∗25．60±3．31∗CD4/CD82．16±0．582．45±0．712．74±0．54∗∗

机体维持正常的免疫功能，有赖于各种免疫细胞特别是T 细胞亚群即CD4细胞和CD8细胞之间的相互协作或相互制约，以产生适度的免疫应答.人体的免疫细胞包括T细胞和B细胞.CD3是所有总T细胞的一种标记抗原，CD4是辅助性T细胞表面的一种标记抗原，CD8是抑制性T细胞的一种标记抗原.在T淋巴细胞分类中，CD4代表T辅助细胞，CD8代表T抑制细胞和T杀伤细胞[13].SINIONI[14]等发现，小鼠脾细胞中CD4和CD8的数量随年龄增长而变化，但CD4/CD8比率不受影响.CD4与CD8合适的比例是维持机体健康的重要因素，也是评估机体免疫状态的重要依据.当机体免疫功能受抑制时，表现为淋巴细胞数量减少，CD4减少，CD4/CD8比率降低以及致炎性细胞因子水平升高等.若T 细胞总数或CD4/CD8比值发生变化，即可视为免疫调节功能异常.CD4/CD8比例上升提示正向免疫占优势，反之则负向免疫占优[15].本实验结果显示25°碱性钙离子水显著降低CD8%，表明25°碱性钙离子水可降低大鼠的负向免疫功能,而100°碱性钙离子水明显提高大鼠的正向免疫功能.诚然，免疫能力的高低还与CD19、CD20及CD25等有关，后续工作中将深入研究.

3 结论

(1)碱性钙离子水对青壮年大鼠血液pH和血钙浓度无明显影响.

(2)100°碱性钙离子水能显著提高大鼠白细胞、淋巴细胞和嗜酸性细胞的数量及百分比，可能促进大鼠的体液免疫及细胞免疫.

(3)25°和100°的碱性钙离子水均明显提高大鼠的胸腺指数，对大鼠的免疫功能有一定的促进作用，且100°的功效优于25°.

致谢 本实验血液酸碱度、血钙浓度和血常规的测定得到暨南大学第一附属医院(华侨医院)的大力支持，CD4%、CD8%和CD4/CD8比率的测定得到中山大学中山医学院的帮助.

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Keywords： alkaline Ca2+-water; blood pH; blood calcium concentration; immune function

【责任编辑 成 文】

EFFECTSOFALKALINECa2+-WATERONBLOODpH,CALCIUMLEVELANDIMMUNEFUNCTIONINRATS

ZHAO Dongqin， ZHU Yingman， CAI Zhaolin， XIAO Peng， LI Chuhua*

(School of Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631,China)

The purpose of this paper was to investigate the effects of alkaline Ca2+- water on pH, calcium level of blood and immune function. Results: (1) Alkaline Ca2+-water did not significantly influence the blood pH and calcium concentration. (2) Alkaline Ca2+-water enhanced the immune function in rats significantly，and 100° was better than 25°.

2010-12-14

*通讯作者,lich@scnu.edu.cn

1000-5463(2011)02-0129-04

Q2-33

A