芦笋老茎皂苷的急性毒性

朱兴磊，张 凌

（1） 云南师范大学学报编辑部，云南昆明 650092；2） 中国科学院昆明植物研究所《应用天然产物（英文）》编辑部，云南昆明 650201）

芦笋（Asparagus officinalis L.） 学名石刁柏，百合科天门冬属植物，其嫩茎是具有很高营养价值的名贵蔬菜。芦笋主要作为新鲜蔬菜和芦笋罐头食用，但其可食用部分—嫩茎仅占整株生物学产量的60%左右，而近40%的老茎则在加工过程中被丢弃[1]，不仅浪费资源，也增加环境负担。研究显示这些废弃物中含有皂苷、黄酮和多糖等活性物质[2-3]，其中的皂苷是芦笋的主要活性因子，是芦笋抗癌的主要成分，可诱导急性髓性白血病细胞（HL-60）[4]、人肝癌细胞（HepG-2） 和人胃癌细胞（SGC-7901） 凋亡[5-6]。且废弃的芦笋老茎中的皂苷含量虽然比嫩茎少，但也达到嫩茎含量的60%[2，7]，说明其具有开发利用的潜力。Wang 等人[8]的研究表明从芦笋老茎中分离得到的皂苷能够抑制乳腺、结肠和胰腺肿瘤细胞的生长、迁移和侵袭。此外，笔者的前期研究显示芦笋老茎皂苷（saponins from old stems ofAsparagus officinalis L.，SAO） 对高糖高脂饮食引发的高脂血症具有显著的预防和治疗作用[9-10]，对糖尿病大鼠也有明显的降血糖作用[11]，可见SAO 具有良好的开发和应用前景，但目前对其的安全性评价未见报道。

实验研究SAO 对ICR 小鼠经口给药后的急性毒性，为SAO 的安全性评价和深入开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 SAO 的制备 芦笋老茎干材料用70%的乙醇（料液比1:10） 80°C 提取，所得提取液减压浓缩后用水饱和正丁醇1:1 萃取，萃取液减压浓缩后真空干燥，所得棕色固体再经AB-8 型大孔树脂纯化后冷冻干燥得到浅棕色粉末，即为SAO 成品。从文献可知，芦笋中的皂苷主要是甾体皂苷，其母核皂苷元为菝葜皂苷元[12-13]，因此参照赵芳春等人[14]的方法，以菝葜皂苷元为对照品，测得SAO中总皂苷的质量分数为55%～59%。

1.1.2 试验动物 ICR 小鼠64 只，雌雄各半，清洁级，体重18～22 g，购于上海西普尔-必凯实验动物有限责任公司，试验动物合格证号：SCXK（沪） 2013-0016。动物饲养环境温度23～25℃（由空调控制），12 h 明暗轮换（8:00-20:00），通风，动物自由摄食和饮水。

1.1.3 药品和试剂 血清葡萄糖（Glu）、血清总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C） 及甘油三酯（TG） 测定试剂盒购自上海科欣生物技术研究所；其他试剂国产分析纯。

1.1.4 仪器 RE-52 型旋转蒸发仪为上海博通经贸有限公司生产，酶联免疫测定仪为美国BIO-TEX 公司生产，BS210S 型电子天平为德国Sartorius 公司生产，高速台式冷冻离心机为上海安亭科学仪器厂生产，冷冻干燥仪为美国SP Scientific-FTS 公司生产。

1.2 方法

1.2.1 分组及给药 适应性喂养5 d 后，将64 只ICR 小鼠随机分为4 组，每组16 只，雌雄各半，即正常对照组和3 个SAO 给药组，给药组剂量分别为500、1 000 mg/kg 和4 000 mg/kg。给药前小鼠禁食不禁水12 h，按20 mL/kg 的体积一次性灌胃给药，对照组灌服等体积蒸馏水，给药后4 h 恢复自由饮食和饮水，灌胃后连续观察14 d。

1.2.2 观察指标（1） 一般状态观察小鼠的皮毛、呼吸、眼睛、鼻子、分泌物、排泄物以及神经系统（行为、反应及运动） 等方面的变化情况，详细记录小鼠毒性反应的症状、出现和消失的时间以及死亡情况。给药后8 h 连续密切观察，以后每天观察记录1 次，连续观察14 d；（2） 摄食量、饮水量和体质量每天监测小鼠的摄食量和饮水量，0 d（给药前）、7 d 和14 d 测量小鼠体质量；（3）血液指标 小鼠给药14 d 时禁食8 h，采血并分离血清，按试剂盒说明书的操作测定血清Glu、TC、TG 和HDL-C 水平；（4） 脏器系数小鼠给药14 d采血后处死，解剖，取心、肝、脾和肾等脏器，称重，并计算脏器系数。脏器系数计算公式为：脏器系数=脏器质量/体质量×100。

1.3 统计学处理

数据采用SPSS 软件进行统计分析，结果以表示，组间比较采用单因素方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。同时用SPSS 21.0 软件进行机率单位加权回归法（Bliss 法） 计算SAO 对ICR 小鼠的半数致死量（LD50）[15]。

2 结果

2.1 毒性反应表现

正常对照组小鼠精神状态良好，被毛光亮，无异常分泌物，粪便正常，试验期内无死亡；SAO 500 mg/kg 组小鼠无明显毒性反应，呼吸、行为、反应及运动无明显异常，粪便正常，无异常分泌物，试验期内无死亡。SAO 1 000 mg/kg 组在给药15 min 后有2 只小鼠出现活动减少和俯卧，另有2只小鼠出现轻微抽搐，但均在2 h 后恢复正常，无异常分泌物，粪便正常，试验期间无死亡；SAO 4 000 mg/kg 组小鼠在给药10 min 后出现明显毒性反应，表现为抽搐，15 min 起有小鼠出现转圈和窜跳后死亡，共有11 只小鼠死亡，死亡时间均在给药后2 h 内，死亡的小鼠解剖后未见器官异常，存活的5 只小鼠在剩余的观察期内，除活动较少外没有发现其他异常的现象。

2.2 SAO 对小鼠的LD50

根据小鼠的毒性反应情况，在本试验条件下测得SAO 对小鼠的最大无毒性反应剂量为500 mg/kg；根据小鼠的死亡情况，计算得出SAO 对ICR 小鼠经口给药的LD50 为3460 mg/kg。

2.3 SAO 对小鼠体质量的影响

试验期间各组小鼠的体质量变化情况见表1，与正常对照组小鼠相比，500 mg/kg 和1 000 mg/kg的SAO 对小鼠的体质量没有明显影响（P＞0.05），但SAO 400 0 mg/kg 组存活的5 只小鼠的体质量在给药后7 d （P＜0.05） 和14 d （P＜0.05） 都明显高于正常对照组。

2.4 SAO 对小鼠摄食量和饮水量的影响

各组小鼠的摄食量和饮水量见表2，与正常对照组相比，500 mg/kg 和1 000 mg/kg 的SAO 对小鼠的摄食量和饮水量均无显著影响（P＞0.05）；SAO 400 0 mg/kg 组存活小鼠的摄食量与正常对照组相比，差异无统计学意义（P＞0.05），但饮水量显著高于正常对照组（P＜0.05）。

表1 芦笋老茎皂苷对小鼠体质量的影响［（），g］Tab.1 Effect of SAO on body weight of mice in different groups ［（），g］

表1 芦笋老茎皂苷对小鼠体质量的影响［（），g］Tab.1 Effect of SAO on body weight of mice in different groups ［（），g］

与正常对照组比较，*P ＜0.05。

2.5 SAO 对小鼠主要脏器系数的影响

SAO 对小鼠主要脏器系数的影响见表3，与正常对照组小鼠相比，500 mg/kg 和1 000 mg/kg 的SAO 对小鼠心、肝、脾和肾的脏器系数均无明显影响（P＞0.05）；SAO4000 mg/kg 组存活小鼠的心、肝和肾的脏器系数与正常对照组相比，差异无统计学意义（P＞0.05），但脾的脏器系数明显低于正常对照组（P＜0.05）。

表2 芦笋老茎皂苷对小鼠摄食量和饮水量的影响（）Tab.2 Effect of SAO on food and water consumption of mice in different groups （）

表2 芦笋老茎皂苷对小鼠摄食量和饮水量的影响（）Tab.2 Effect of SAO on food and water consumption of mice in different groups （）

与正常对照组比较，*P ＜0.05。

2.6 SAO 对小鼠血糖和血脂水平的影响

SAO 对小鼠血糖和血脂水平的影响见表4，与正常对照组相比，500 mg/kg 的SAO 对小鼠血清Glu、TC、TG 和HDL-C 水平均无显著影响（P＞0.05）；SAO1000 mg/kg 组小鼠的血清TC、TG 和HDL-C 水平与正常对照组相比差异无统计学意义（P＞0.05），但血清Glu 水平明显低于正常对照组（P＜0.05）；SAO4000 mg/kg 组存活小鼠的血清Glu、TC 和HDL-C 水平与正常对照组相比无显著差异（P＞0.05），但血清TG 水平明显低于正常对照组（P＜0.05）。

表3 芦笋老茎皂苷对小鼠主要脏器系数的影响（）Tab.3 Effect of SAO on organ coefficient of mice in different groups （）

表3 芦笋老茎皂苷对小鼠主要脏器系数的影响（）Tab.3 Effect of SAO on organ coefficient of mice in different groups （）

与正常对照组比较，*P ＜0.05。

表4 芦笋老茎皂苷对小鼠血糖和血脂水平的影响［（），mmol/L］Tab.4 Effect of SAO on serum glucose and lipid levels of mice in different groups ［（），mmol/L］

表4 芦笋老茎皂苷对小鼠血糖和血脂水平的影响［（），mmol/L］Tab.4 Effect of SAO on serum glucose and lipid levels of mice in different groups ［（），mmol/L］

与正常对照组比较，*P ＜0.05。

3 讨论

急性毒性试验是指对动物一次或24 h 内多次给药，观察动物的中毒症状和死亡情况，从而初步评价受试物的毒性及主要靶器官，是新药安全性评价的第一步[16-17]。本试验采用ICR 小鼠进行SAO 经口给药的急性毒性试验，结果表明SAO 的LD50为3 460 mg/kg，根据联合国世界卫生组织推荐的五级分级标准，属于低毒性，且笔者前期的研究表明40 mg/kg 的SAO 即有明显的降血脂和降血糖作用[9-11]，远远低于SAO 的LD50。

试验期间所有观察到的小鼠死亡均发生在给药后2 h 内，根据小鼠的毒性反应和死亡时间，推测SAO 具有一定的神经毒性。500 mg/kg 和1000 mg/kg 的SAO 对小鼠的体质量、摄食量和饮水量均无显著影响，但SAO 4000 mg/kg 组存活小鼠的体质量和饮水量明显高于正常对照组（P＜0.05），但具体的原因还有待进一步研究；脏器系数是评价药物对脏器影响状况的重要指标，可在一定程度上反映药物毒副作用的靶器官[18-19]。脾脏是机体内重要的免疫器官，在造血及各种免疫活动中均起到重要作用，脾脏指数的变化可以反映机体免疫功能的状态[18-19]。500 mg/kg 和1 000 mg/kg 的SAO 对小鼠的主要脏器系数无显著影响，但SAO 4 000 mg/kg 组存活小鼠脾脏的脏器系数明显低于正常对照组小鼠（P＜0.05），说明该剂量的SAO 对小鼠的脾脏具有一定的毒性，致使脾脏有所萎缩，但具体原因还有待进一步研究。500 mg/kg 和1 000 mg/kg 的SAO 对小鼠的血清TC、TG 和HDL-C 水平无明显影响，但与正常对照组相比，SAO 1 000 mg/kg 组小鼠血清Glu 明显降低，SAO 4 000 mg/kg 组小鼠血清TG明显降低，这可能与SAO 的降血糖和降血脂作用有关，但具体原因还需深入研究。

研究为芦笋老茎皂苷的安全性评价和深入开发利用提供参考，但若要全面评价其安全性，还需要进行长期毒性试验。