马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠体重及免疫功能的影响

何玉华 ， 秦贵信 ， 白明昧

(1.吉林农业大学动物科学技术学院 ， 吉林 长春 130118 ； 2.吉林农业科技学院动物科技学院 ， 吉林 左家 132109 ；3.吉林省长春市双阳区奢岭街道办事处畜牧兽医站 ， 吉林 长春 130607)

马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠体重及免疫功能的影响

何玉华1,2， 秦贵信1， 白明昧3

(1.吉林农业大学动物科学技术学院 ， 吉林 长春 130118 ； 2.吉林农业科技学院动物科技学院 ， 吉林 左家 132109 ；3.吉林省长春市双阳区奢岭街道办事处畜牧兽医站 ， 吉林 长春 130607)

为了更好的了解马铃薯糖苷生物碱的毒性作用，对马铃薯的皮和芽进行提取，利用其提取的α-茄碱、 α-卡茄碱的混合物对小鼠进行灌胃。观测提取物对小鼠体重、死亡率、免疫器官指数、血清免疫球蛋白的影响。试验结果表明，马铃薯糖苷生物碱中的α-茄碱(α-solanine)和 α-卡茄碱(α-chaconine)对小鼠有一定的毒性作用，能够抑制小鼠体重的增长，不同浓度的马铃薯糖苷生物碱使小鼠免疫器官指数降低，IgA,IgM含量升高，300 mg/kg体重马铃薯糖苷生物碱呈现的对生长的抑制和对免疫功能的毒性最大，与对照组相比差异显著(Plt;0.05)，并对小鼠有致死作用。

糖苷生物碱 ； 小鼠 ； 体重 ； 免疫功能

我国将启动马铃薯主粮化战略，预计2020年50%以上的马铃薯将作为主粮消费，马铃薯或成第四主粮[1]，马铃薯淀粉渣、马铃薯茎、叶等副产品作为饲料的开发也将会成为非常规饲料开发的一项重要研究内容。然而，这些马铃薯副产品可能含一些有毒物质。

Banp[1]等在19世纪初首次发现了马铃薯中含有生物碱。主要是以茄啶为糖苷配基构成的茄碱和卡茄碱，共计6种：β-茄碱和γ-茄碱是α-茄碱三糖的部分水解产物；β-卡茄碱和 γ-卡茄碱是α-卡茄碱三糖的部分水解产物[2]。马铃薯在生产、储运和加工过程中以及受到机械或化学损伤、光照及物理损伤后，会导致糖苷生物碱的迅速合成、累积。有关资料报道，马铃薯淀粉渣中α-solanine、α-chaconine总含量为0.047 4 mg/100g[3]。α-茄碱(α-solanine)和 α-卡茄碱(α-chaconine)是马铃薯糖苷生物碱的主要形式，含量占马铃薯总糖苷生物碱的95%，比例取决于品种类型或马铃薯解剖部位，一般比例为1∶2 到1∶7。一般成熟的马铃薯中糖苷生物碱含量1～10 mg/100 g，最高不超过20 mg/100 g，发芽或变绿时含量大大增加，可达500 mg/100 g，如果超过安全标准，容易引起中毒发生[4]。所以本试验将马铃薯皮、芽中粗提的糖苷生物碱α-茄碱、α-卡茄碱的混合物对小鼠进行灌胃，观测其对小鼠的体重、死亡率、免疫器官指数、血清免疫球蛋白的影响，探讨马铃薯糖苷生物碱对小鼠的毒性作用，研究马铃薯皮、芽提取物的灌胃剂量与毒性之间的关系，为马铃薯及其副产品作为饲料的开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 马铃薯糖苷生物碱粗提品的制备 取发芽的马铃薯数个，把马铃薯削皮(2～3 mm)，之后收集皮、芽的新鲜样品。称取40 g马铃薯皮、芽的新鲜混合样品，置于500 mL 的圆底烧瓶中，加入乙醇-乙酸混合液(体积比为100∶30)，在磁力搅拌器中搅拌15 min，过滤。收集滤液、样品将其放入索氏脂肪抽提器中，调节水浴锅温度至60 ℃～65 ℃，抽提16 h，将滤液减压旋转回收至浸膏状，用5%硫酸将残留物溶解、过滤。滤液中加入浓氨水调节pH 值为10～11，冷冻、离心。沉淀用1%浓度的氨水进行洗涤，直到洗涤液澄清，取沉淀进行干燥，即得到马铃薯糖苷生物碱粗提品。马铃薯糖苷生物碱的粗提品中含有α-茄碱和 α-卡茄碱等其他的糖苷生物碱。

1.2 试验动物 4周龄清洁级雄性小鼠48只，体重(20±2) g，由吉林大学实验动物中心提供。在室温条件下常规饲养1周，适应环境，用于试验。

1.3 试验仪器 TGL-18B-C台式高速离心机(常州万合仪器厂) ；FA1004N 电子分析天平(上海平轩科学仪器有限公司)；ACB-4A1超净工作台(艺思高科技有限公司)；小鼠灌胃装置、手术剪、手术刀、2 mL注射器等动物解剖器械。

1.4 试验方法

1.4.1 试验设计 将48只4周龄雄性小鼠随机分为5组，每组12 只，其中A组为对照组，饲喂基础日粮。 B、C、D、E为试验组，(37.5 mg/kg体重·d 组、75 mg/kg体重·d组、150 mg/kg体重·d组、300 mg/kg体重·d组)。

1.4.2 血液采集和组织样本采样 (1)于21 日清晨，首先对所有小鼠称重，每组取4只小鼠眼球釆血，采取的血液，室温放置4 h后，放入4 ℃冰箱过夜，第2天2 000 r/min离心10 min，吸取上清液，于-20 ℃保存;(2)采用颈椎脱臼的方法将小鼠处死后，将试验组和对照组小鼠分别进行剖检，打开腹腔，取出肝脏、脾脏、胸腺，剥除脂肪组织和结缔组织，称量其重量；(3)迅速釆取肝脏、肾脏和脾脏进行称重，取脾脏、胸腺放于存有生理盐水的平皿中，洗净后用滤纸吸干，剔除结缔组织和脂肪后称湿重，分别计算脾脏指数和胸腺指数。

1.4.3 测定指标及方法

(1)体重测量：每隔7 d早晨8时饲喂前对小鼠进行称重，共称量3周，把小鼠放在烧杯中进行称量，并记录重量，精确到0.01。

(2)器官指数：肝脏指数(mg/g)=肝脏重/体重；脾脏指数(mg/g)=脾脏重/体重；胸腺指数(mg/g)=胸腺重/体重。

(3)血清免疫球蛋白：IgG、IgA、IgM的测定。采用IgG、IgA、IgM试剂盒(免疫比浊法)，购自南京建成生物工程研究所。

1.5 数据分析 数据应用SAS8.1统计软件进行处理，两组间比较用t检验，各组间比较用ANOVA方法。试验结果用平均值±标准误表示，采用 SPSS20.0 软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠体重的影响 从表1可知，灌注马铃薯糖苷生物碱粗提品，试验第1周，各组小鼠体重虽然均呈上升趋势，各组之间差异均不显著(Pgt;0.05)，但是随着灌注剂量的增加，增重率降低；第2周开始，A组、B组、C组体重呈上升趋势，D组、E组体重下降，D组、E组与A组、B组、C组相比差异显著(Plt;0.05)；第3周，A组、B组、体重呈上升趋势，C组、D组、E组体重下降，D组、E组与A组、B组、C组相比差异显著(Plt;0.05)，试验结束后D组体重降低3.1%、E组降低7%。

2.2 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠免疫器官指数的影响 从表2可知，灌注马铃薯糖苷生物碱粗提品后，胸腺指数降低，D组、E组与A组、B组、C组相比差异显著(Plt;0.05)；脾脏指数降低，C组、D组、E组与A组、B组、C组相比差异显著(Plt;0.05)；肝脏指数降低，C组、D组、E组与A组、B组相比差异显著(Plt;0.05)。

2.3 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠血清免疫球蛋白的影响 从表3可知，灌注马铃薯糖苷生物碱粗提品后血清中的IgG含量先升高后降低，各组之间差异不显著(Pgt;0.05)，D组中IgG 含量最高；IgA、IgM均升高，C组、D组、E组与A组、B组相比差异显著(Plt;0.05)，E组的IgA、IgM含量最高。

表1 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠体重的影响

注：同行数据中，肩标有相同字母表示差异不显著(Pgt;0.05)，肩标字母完全不同表示差异显著(Plt;0.05)，下表同

表2 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠免疫器官指数的影响 (mg/g)

表3 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠血清免疫球蛋白的影响 (g/L)

3 讨论

3.1 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠生长性能的影响 本试验的研究结果表明，随着添加剂量的升高，D组、E组小鼠的体重下降，D组、E组与A组、B组、C组相比差异显著(Plt;0.05)，试验结束后D组体重降低3.1%、E组降低7%。季宇彬[4]的研究表明，把茄碱通过给小鼠灌胃后得出，低剂量组(177 mg/kg体重、236 mg/kg体重)没有死亡现象，随剂量的增加(315 mg/kg体重、420 mg/kg体重、560 mg/kg体重)时，小鼠死亡数量增加，高剂量(747 mg/kg体重)3 d之内全部死亡。试验过程当中发现未死亡的小鼠有轻度的胃肠炎的症状，食欲下降，出现便秘、呕吐、流涎等现象。而死亡小鼠呈现头部肿胀、体温升高、腹泻、便血等症状。在一定程度上说明马铃薯皮中的α-茄碱(α-solanine)和 α-卡茄碱(α-chaconine)对小鼠生长发育有一定的影响[5]。

Baker等[6]使用强饲法将马铃薯芽的生物碱提取物作用于仓鼠，试验结果表明，马铃薯芽的生物碱提取物对胃肠道有一定的毒性作用，出现胃胀、十二指肠溃疡、小肠出血、坏死 。

生物碱还能够干扰Na+和Ca2+跨细胞膜的运输。Michalska 等[7]研究表明，α-茄碱能够抑制大鼠十二指肠上皮细胞细胞膜上Ca2+的运输, 而α-卡茄碱则对于Na+的主动运输则起到明显的抑制效果，且抑制的作用强于α-茄碱。因此，胃肠道胀气很可能因为生物碱对离子通道的影响进而影响到细胞内外的离子平衡所致。

3.2 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠免疫器官指数的影响 本试验中，灌注马铃薯糖苷生物碱粗提品后，胸腺指数、脾脏、肝脏指数降低，C组、D组、E组与A组、B组相比差异显著(Plt;0.05)。可显著降低体液免疫和细胞免疫的免疫反应活性，降低机体抵抗能力。 其主要原因有以下两个方面：(1)马铃薯糖苷生物碱粗提品中的α-茄碱和 α-卡茄碱本身能够降低免疫功能；(2) 也有可能是α-茄碱和 α-卡茄碱通过抑制肠道中有益微生物的增值，进而抑制其有益代谢产物的产生而降低免疫功能。

内脏器官指数通常是毒理学试验过程中，反应药物对动物内脏损害程度的灵敏而有效的一项指标[8]，能够很好的反映试验用药对各个器官的影响，尤其是反映毒性大小的一项重要的指标。脏器指数有所增加表示脏器会有水肿、充血、增生、肥大等情况发生，脏器指数下降则表示脏器有所萎缩、发生退行性的变化等[9]。马铃薯糖苷生物碱粗提品中含有α-茄碱和α-卡茄碱等糖苷生物碱，有关α-茄碱和α-卡茄碱的研究结果表明，将单剂量为100 mg/kg体重 α-茄碱或100 mg/kg体重比例为1∶2.5的α-茄碱和α-卡茄碱混合物给予仓鼠，导致了类似的胃肠道胀气，但并没有其他器官的组织病理学改变[10]。

3.3 马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠血清免疫球蛋白的影响 本试验中，灌注马铃薯糖苷生物碱粗提品后血清中的IgG含量先升高后降低，各组之间差异不显著(Pgt;0.05)，D组中IgG 含量最高；IgA、IgM均升高，C组、D组、E组与A组、B组相比差异显著(Plt;0.05)，E组的IgA、IgM含量最高。

血清免疫球蛋白IgG、IgA、IgM是人体内的3种免疫球蛋白，我们又称抗体，是检查体液免疫水平常用的方法，通常检测IgG、IgA、IgM这3 类免疫球蛋白就可以代表血清免疫球蛋白的总体水平。

这3种抗体结构与功能都是不一样的。其中IgG是主要的再次免疫反应抗体。IgM是主要的初次免疫抗体。IgA是黏膜免疫中的主要分泌型抗体。免疫球蛋白的主要作用是介导动物的体液免疫，血清中抗体含量的高低在某种程度上反映了动物机体对某些疾病的抵抗力[11]。血清免疫球蛋白的测定是检查体液免疫水平常用的方法，通常检测IgG、IgA、IgM这3类免疫球蛋白就可以代表血清免疫球蛋白的总体水平。

IgG抗体激活补体，中和多种毒素，本试验中随着马铃薯皮添加量的增多IgG先升高后降低，说明在一定毒性范围内IgG的分泌能力能随着毒素的增加能被激发出来，一旦超过某一毒性范围，这种分泌能力就会下降。

IgA和IgM跟消化系统和呼吸系统的关系比较密切，是黏膜免疫中的主要分泌型抗体[12]，本试验中IgA,IgM含量增加，而且在灌注试验过程中会观察到小鼠有轻度的胃肠炎症状，肠道是病菌、毒素等进入机体的第一道屏障，可能会对肠道黏膜造成损伤，导致gA,IgM上升。

4 小结

马铃薯糖苷生物碱粗提品对小鼠有一定的毒性作用，能够抑制小鼠体重的增长，不同浓度的马铃薯糖苷生物碱使小鼠免疫器官指数降低，IgA,IgM含量升高，300 mg/kg体重马铃薯糖苷生物碱呈现的对生长的抑制和对免疫功能的毒性最大，与对照组相比差异显著(Plt;0.05)，并对小鼠有致死作用。

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Effectsofcrudeextractofpotatoglucosidealkaloidonbodyweightandimmunefunctioninmice

HE Yu-hua1,2， QIN Gui-xin1， BAI Ming-mei3

(1.College of Animal Science and Technology,Jilin Agricultural University ,Changchun 130118，China ; 2.Jilin Agricultural Science and Technology Department of Animal Science and Technology,Zuojia 132109 , China ; 3. Jilin Province Changchun City Shuangyang District Sheling Street Office of animal husbandry and veterinary station,Changchun 130607，China)

In order to get a better understanding of the toxic effects of the glycoside alkaloids, the potato skin and buds were extracted and the extracts were used in mice. The effects of extracts on body weight, mortality, immune organ index and serum immunoglobulin were observed. The test results showed that solanine (alpha -solanine) and alpha chaconine (alpha -chaconine) of potato glycoalkaloids had toxic effect on mice. Mouse weight growth was inhibited, and the different concentrations of potato glycoalkaloids lead to the decrease of immune organ index of mice. The content of IgA and IgM was increased, and the inhibition of the growth of mice and the toxicity to immune function were the largest in 300 mg/kg, which was significantly different from that of the control group (Plt;0.05), and caused the death of mice.

Glycoside alkaloids ; Mouse ; Weight ; Immunity

QIN Gui-xin

S858.91

A

0529-6005(2017)10-0094-04

2017-02-11

“十二五”农村领域国家科技计划课题(2012BAD39B03)；吉林农业科技学院重点学科项目[吉农院合字(2015)第X022号]

何玉华(1978-)，女，副教授，博士生，从事动物营养与饲料科学的教学和研究工作，E-mail:874348541@qq.com

秦贵信，E-mail:qgx@jlau.edu.cn