陈 頔,张泽生,杨 华
(1.天津科技大学,食品营养与安全省部共建教育部重点实验室,天津300457;2.天津科技大学,食品工程与生物技术学院,天津 300457)
迷迭香提取物对D-半乳糖致衰老小鼠氧化损伤的保护作用
陈 頔1,2,张泽生1,2,杨 华1,2
(1.天津科技大学,食品营养与安全省部共建教育部重点实验室,天津300457;2.天津科技大学,食品工程与生物技术学院,天津 300457)
目的:探究不同剂量迷迭香提取物对D-半乳糖致衰老小鼠血清和心脏氧化损伤的保护作用。方法:采用D-半乳糖颈背部皮下注射法制备衰老小鼠模型,同时按规定需求配方拌鼠粮,向其中添加不同剂量迷迭香提取物(100、300、600mg/kg体重)药物给予治疗。实验六周后,将动物处死,获取小鼠血清和心脏组织匀浆,用紫外分光光度计分别对SOD、GSH-PX、CAT的活力及MDA含量进行检测。结果:不同剂量迷迭香提取物给药组与D-半乳糖模型组相比,各给药组均可显著提高D-半乳糖模型小鼠血清和心脏组织中SOD(p<0.01)、GSH-PX(p<0.05)和CAT(p<0.05或p<0.001)的活力,同时明显降低MDA(p<0.05或p<0.01或p<0.001)含量。结论:迷迭香提取物可通过提高抗氧化酶活性,显著提高亚急性衰老小鼠的抗氧化能力,且以高剂量组效果最好。
迷迭香提取物,D-半乳糖,SOD,衰老小鼠,抗氧化
Abstract:Objective:To study the protective effect of rosemary extract in different doses on antioxidant abilities in serum and heart in aged mice induced by D-galactose.Methods:The aging mice were established with D-galactose by nape subcutaneous injection,and adding different doses of rosemary extract(100,300,600mg/kg·bw) drug by mixing rat food according to the stated requirement formula to give treatment.After six weeks,the animal executed,obtained the serum and heart homogenate of mice,and the content of malondialdehyde(MDA),activity of superoxide dismutase(SOD),glutathione peroxidase(GSH-PX),catalase(CAT) were detected by using the ultraviolet spectrophotometer.Results:Compared with the D-galactose model group,rosemary extract in different doses evidently improved the SOD(p<0.01),CAT(p<0.05 or p<0.001),GSH-PX(p<0.05)activities and reduced the MDA(p<0.05 or p<0.01 or p<0.001)content in serum and heart in mice.Conclusion:Rosemary extract could improve the antioxidant enzymes activity and obviously increase the antioxidant ability of mice,especially the high dose.
Key words:Rosemary extract;D-galactose;SOD;aging mice;antioxidant
迷迭香(Rassmarinus officinatis L.),别名艾菊[1],其自身含有大量的抗氧化成分,具有很强的抗氧化性,是一种优良的纯天然抗氧化剂[2]。现已有科学实验证明,从迷迭香的茎叶提取出的食用抗氧化剂具有抗氧化和防腐作用、抑制HIV-1作用、抗肿瘤作用、抗肝炎和保肝作用、抑制血栓形成等[3]。有研究报道,迷迭香中的迷迭香酸由于其强抗氧化作用,对四氯化碳致小鼠急性肝损伤有较好的保护功能[4];另有研究表明,其挥发油中的α-蒎烯、1,8-桉叶素等具有良好的抗菌作用,对金黄色葡萄球菌、黄曲霉、青霉、大肠杆菌等均具有较好的抑制作用[5-6];早年已有国外研究报道,用迷迭香等提取物或它们的精油组成的防腐剂,可较好抑制酵母菌或寄生在外皮上的致病菌[7]。心脏是人的重要器官之一,是循环系统中的动力,其作用是推动血液循环流动,向组织器官提供充足的血流量,以维持细胞正常的代谢和功能。目前,迷迭香主要的研究和开发集中在食品行业和医药卫生等方面,而对于此物质在心脏抗衰老方面的研究还相对不够深入。本实验拟采用D-半乳糖所致衰老小鼠模型,探讨衰老模型小鼠血清和心脏组织中MDA含量和SOD、GSH-PX、CAT活性,从而探究迷迭香提取物对D-半乳糖致衰模型小鼠抗氧化能力的影响。
迷迭香提取物 天津尖峰有限公司;D-半乳糖上海生物工程技术有限公司;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)试剂盒 南京建成生物工程研究所;其余试剂 均为国产分析纯;实验小鼠 北京大学医学部实验动物中心。
UVmini-1240紫外可见分光光度计 日本岛津制作所。
1.2.1 动物和分组 纯系健康的ICR雄性小鼠45只,体重(20±3.0)g,每组9只,随机排序分为5组,即正常对照组,衰老模型组,低(100mg/kg体重)、中(300mg/kg体重)、高(600mg/kg体重)三个迷迭香提取物剂量组。
1.2.2 D-半乳糖衰老小鼠模型的建立及给药方法 参照文献[8]方法制备亚急性衰老小鼠模型。除正常对照组外,其余四组均颈背部每日定时皮下注射150mg/(kg体重)的D-半乳糖灭菌生理盐水溶液(新鲜配制,其浓度为2%),连续6周。正常对照组颈背部皮下注射等量的生理盐水。同时,迷迭香提取物低(100mg/kg体重)、中(300mg/kg体重)、高(600mg/kg体重)剂量组分别给予按配方制好的鼠粮(如表1),连续给药6周,并于每周称量体重后,根据体重准确调整给药量及D-半乳糖注射量,并保持给药的连续性和准确性。
1.2.3 测定方法 动物饲养结束后,小鼠最后1次给药后禁食24h,摘眼球取血,肝素抗凝备用,于后期常规分离血清;并采用颈椎脱臼处死小鼠,迅速取出心脏,以冰冷生理盐水清理血迹,吸干水分,准确称量,并加入9倍无菌的冰冷生理盐水手动制成10%的心脏匀浆,离心(4000r/min,10min),取上清液置于-85℃冰箱待用。蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法;SOD、GSH-PX、CAT、MDA指标的测定按试剂盒说明书严格操作。
1.2.4 统计学处理 各组数据采用t检验统计处理,p<0.05表示差异具有显著性意义。
表1 ICR鼠粮成分表(g)Table 1ICR food recipes and ingredients list(g)
小鼠血清中各指标测定结果见表2。从表2可以看出,正常对照组与衰老模型组相比,其血清SOD、GSH-PX、CAT活性显著升高(p<0.05),其MDA含量较模型组显著下降(p<0.05),说明连续6周制备的衰老模型成功。与衰老模型组相比,迷迭香提取物低、中、高各剂量组均可显著提高小鼠SOD、GSH-PX、CAT活性(p<0.05或p<0.01或p<0.001),而MDA的含量则显著降低(p<0.05或p<0.01),且三剂量组的给药效果与给药剂量呈现量效关系。
表2 迷迭香提取物对D-半乳糖致衰老小鼠血清SOD、GSH-PX、CAT活力及MDA含量的影响(±s)Table 2 Effect of Rosemary extract on the activities of SOD,GSH-PX,CAT and contents of MDA in serum induced by D-galactose in aging mice(±s)
表2 迷迭香提取物对D-半乳糖致衰老小鼠血清SOD、GSH-PX、CAT活力及MDA含量的影响(±s)Table 2 Effect of Rosemary extract on the activities of SOD,GSH-PX,CAT and contents of MDA in serum induced by D-galactose in aging mice(±s)
注:与衰老模型组比较1)代表p<0.05;2)代表p<0.01;3)代表p<0.001;表3同。
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表3 迷迭香提取物对D-半乳糖致衰老小鼠心脏SOD、GSH-PX、CAT活力及MDA含量的影响(±s)Table 3 Effect of Rosemary extract on the activities of SOD,GSH-PX,CAT and contents of MDA in heart induced by D-galactose in aging mice(±s)
表3 迷迭香提取物对D-半乳糖致衰老小鼠心脏SOD、GSH-PX、CAT活力及MDA含量的影响(±s)Table 3 Effect of Rosemary extract on the activities of SOD,GSH-PX,CAT and contents of MDA in heart induced by D-galactose in aging mice(±s)
组别nSOD(U/mg prot)GSH-PX(U/mg prot)CAT(U/mg prot)MDA(nmol/mg prot)正常对照组 9 76.95±14.531) 107.39±16.672) 9.20±2.381) 3.15±0.932)衰老模型组 9 51.17±15.96 78.45±11.89 5.81±1.91 4.69±0.22迷迭香低剂量组 9 60.17±9.80 96.17±12.971) 7.83±0.991) 4.49±0.41迷迭香中剂量组 9 75.51±9.812) 103.35±14.821) 8.72±1.421) 3.82±0.373)迷迭香高剂量组 9 84.73±13.572) 102.85±16.891) 8.88±1.961) 3.43±1.121)
由表3可知,与衰老模型组相比,D-半乳糖造模6周后,正常对照组小鼠心脏组织SOD、GSH-PX、CAT的活性显著升高(p<0.05或p<0.01),而MDA的含量却明显下降(p<0.01)。与衰老模型组比较,不同剂量迷迭香提取物可在不同程度上显著提高SOD、GSH-PX、CAT的活性(p<0.05或p<0.01),同时显著降低MDA的含量(p<0.05,p<0.001),但迷迭香提取物低剂量组对SOD的活性和MDA的含量与D-半乳糖衰老组相比,并无显著性差异。
一定的时间内,连续给予动物大剂量的D-半乳糖,使机体细胞内半乳糖浓度增高,在醛糖还原酶的催化下,还原成半乳糖醇,其不能被细胞进一步代谢而堆积在细胞内,影响正常的渗透压,导致细胞肿胀、功能障碍、代谢紊乱,最终导致衰老[9]。
迷迭香提取物作为一种天然高效的抗氧化剂,其最有效的抗氧化成分包括鼠尾草酸、迷迭香酸和迷迭香酚[10]三种,其作用在于,迷迭香提取物能有效清除体内自由基,提高超氧化物歧化酶活性,猝灭单重态氧[11]。
本实验采用颈背部皮下注射D-半乳糖的方法建立亚急性衰老小鼠模型,通过给予迷迭香提取物,药物治疗。超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶作为机体内主要的抗氧化酶,是体内抗氧化防御系统的重要组成部分,机体内这些酶活性的高低直接决定了机体的抗氧化水平[12]。结果表明,在对血清和心脏组织抗氧化指标的测定中,添加一定剂量的迷迭香提取物能对抗D-半乳糖的致衰老作用,使其血清,心脏组织的SOD、CAT、GSH-PX活性增加,MDA含量减少,经过迷迭香提取物给予治疗后,小鼠机体氧化损伤程度减轻,抗氧化能力增强;作为人体最为重要的器官之一的心脏,迷迭香提取物同样对其衰老和氧化损伤具有保护和治疗作用。
迷迭香提取物显著提高衰老小鼠体内抗氧化酶的研究表明:迷迭香提取物对氧化应激具有良好的保护作用,根据自由基理论,其原因可能是迷迭香提取物能够有效清除体内多余自由基的产生和累积,减轻组织或细胞的过氧化损伤,减少体内脂质过氧化物的形成,进而增强机体心脏抗氧化的能力,提高机体自身抗氧化、抗衰老的功能。由于生物体自身衰老的原因相对较为复杂,所以此物质对机体氧化损伤保护作用的其它机制还需进行多方面的深入研究。
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Protective effect of rosemary extract on oxidative damage induced by D-galactose in aging mice
CHEN Di1,2,ZHANG Ze-sheng1,2,YANG Hua1,2
(1.Key Laboratory of Food Nutrition and Safety,Ministry of Education,Tianjin University of Science&Technology,
Tianjin 300457,China;2.Department of Food Engineering and Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457,China)
TS201.4
A
1002-0306(2012)14-0357-03
2011-12-28
陈頔(1985-),女,在读硕士,研究方向:功能性食品。