芦荟多糖对光老化大鼠皮肤中SOD、GSH-Px、Hyp、CAT、MDA水平的影响

雷 波

(宜春学院，江西 宜春 336000)

人体皮肤的老化从原因上可分为内源性老化和外源性老化两类，其中外源性老化主要由外界环境因素引起，紫外线(Ultmviolet，UV)的照射是其主要因素，因此外源性老化又称为光老化。光老化在临床上主要表现为皮肤的粗糙松弛，整体呈皮革样变，出现色素沉着，毛细血管扩张，甚至出现癌变等，这些都严重影响皮肤的美容和健康，给光老化患者带来很多烦恼[1-12]，因此，皮肤光老化的发生机制以及光老化防治方法的研究日益受到学者们的关注[13-15]。芦荟多糖( Aloe polysaccarides，AP)是从芦荟叶肉组织中提取的多种物质的混合物，外用时能够起到保湿、防晒、软化皮肤、抗炎等功效，目前已经成为护肤品制备中最常见的原料之一[13-15]。

项目将以芦荟多糖为研究目标，以光老化大鼠模型为研究对象，研究其对大鼠皮肤胶原蛋白合成、皮肤抗氧化能力的影响，为芦荟多糖防治光老化的作用及其在防晒领域的应用开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 动物及分组

健康雄性SD大鼠，SPF级，体质量180±20 g，由湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供[许可证号SCXK(湘)2016-0002]。随机分组，每组10只，共六组，包括空白对照组、模型组、给药组(高、中、低三个剂量组)、阳性对照组。

1.2 主要试剂及设备

紫外线光疗仪( SS-04AB型，UVB 发射光谱260-350 nm，峰值311 nm；UVA发射光谱340-400 nm，峰值365 nm) ，酶标仪(Thermo FC型酶标仪，美国赛默飞公司生产)，JY92-IIDN超声波细胞粉碎机(上海乔跃电子有限公司)，大鼠羟脯氨酸(Hyp)试剂盒、大鼠超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒、大鼠谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)试剂盒、大鼠过氧化氢酶(CAT)试剂盒、大鼠丙二酸(MDA)试剂盒 (均由南京建成生物工程研究所提供)，维生素E和芦荟多糖(由广州博宇化工有限公司提供)。

1.3 模型的建立

大鼠分组后标记，正常饲料喂养一周，使动物适应环境的变化。一周后将各组大鼠背部毛发剃净，面积约5 cm×5 cm。然后，将大鼠置于自制鼠盒中，紫外灯下(UVA +UVB ，模拟日光)照射，照射距离约10 cm。每天照射一次，每次持续时间80 min，连续照射14 w。

1.4 动物处理

给药组皮肤涂布芦荟多糖水溶液，高、中、低剂量组(芦荟多糖浓度分别为2%、1%、0.5%)给药10 mL /kg，均匀涂布在脱毛部位皮肤上；阳性对照组涂布维生素E 30 mg/kg；空白对照组、模型组涂布生理盐水10 mL/kg，每次均于紫外灯照射前30 min给药，连续给药14 w。实验过程中，每天记录大鼠活动情况。末次给药2 h后颈椎脱臼处死大鼠，按照实验取材的设计方法取材。

1.5 实验取材及处理

取大鼠背部脱毛部位皮肤组织，经生理盐水漂洗，除去血液、结缔组织和皮下脂肪，滤纸拭干，取0.5 g组织，用眼科剪将其剪碎，加入4.5 mL冷生理盐水，于组织匀浆器中充分匀浆，匀浆至无肉眼可见的组织固体，匀浆液离心(4℃，4000 r/min)，离心5 min，上层匀浆液冷藏待用。

1.6 指标检测

按照试剂盒所示的步骤，于酶标仪上测定各组KM大鼠皮肤中Hyp、SOD、GSH-Px、CAT以及MDA含量。采用SPSS19.0统计软件对实验数据进行统计分析，不同组间采用T检验。

2 结果

2.1 肉眼观察

对照组大鼠皮肤色泽正常、弹性好， 模型组大鼠背部照射区域皮肤表现为进行性弹性丧失，皱纹变粗变深，并呈现皮革样外观，同时伴有脱屑等光老化改变。

2.2 生物指标数据分析

2.2.1 芦荟多糖对光老化大鼠皮肤中SOD、GSH-Px、CAT活性的影响

实验结果显示，模型组大鼠皮肤组织中SOD、GSH-Px、CAT活性显著降低，与模型组相比，芦荟多糖给药组中，高、中剂量组SOD活性显著升高，低剂量组SOD活性明显升高，高剂量组GSH-Px活性显著升高，中剂量组GSH-Px活性明显升高，高剂量组CAT活性显著升高。见图1。

图1 大鼠皮肤匀浆中SOD，GSH-Px，CAT的含量(x±s)

2.2.2 芦荟多糖对光老化大鼠皮肤中MDA、Hyp活性的影响

实验结果显示，模型组大鼠皮肤组织中HYP含量显著减少，MDA含量明显增加( P<0.01) ；与模型组相比，芦荟多糖给药组高、中、低三个剂量组Hyp含量均显著升高，高剂量组MDA水平显著降低，中剂量组MDA水平明显降低。见图2。

图2 大鼠皮肤匀浆中Hyp、MDA的含量(x±s)

3 讨论

现代医学研究发现，胶原蛋白含量的下降是皮肤光老化的重要组织学表现之一[1-8,13-15]。胶原纤维是人体皮肤中主要的结构蛋白，是维持皮肤张力和充盈的物质基础，在光老化进程中，皮肤的胶原蛋白含量呈逐渐减少趋势，紫外线照射能够降低皮肤中胶原的含量，而且当紫外线照射剂量较大时，I型胶原的表达几乎会消失[8-12]。Hyp是胶原蛋白的特征性氨基酸，约占胶原蛋白全部氨基酸残基的13.4%，其含量能够反应组织中胶原蛋白的合成水平。此外，紫外线的照射能促进人体皮肤的氧化应激反应，进而促进光老化和光致癌的进程[1-12,14-15]。SOD是体内主要的抗氧化酶，其作用主要是清除超氧化物自由基；CAT在组织中主要作用是催化分解H2O2生成H2O和O2；GSH-Px是机体内具有重要生理功能的活性三肽。这三种酶均能清除组织中的过氧化物，从而降低紫外线照射形成的自由基对机体造成的损害。MDA是脂质过氧化反应过程中最重要的中间产物，也是皮肤光老化的发病机制之一，其含量的高低可从侧面反映组织中脂质过氧化速率及强度，常用来作为组织脂质过氧化损伤程度的重要参考指标。

芦荟多糖作为护肤品最常见的原料之一，在一些晒类化妆品中广泛使用。然而，目前对其药理活性的研究主要集中在抗炎、保湿等方面[13,16-19]，关于其防止皮肤光老化及防晒作用的研究则未见报道。本项目研究中，以光老化大鼠模型为研究对象，通过动物实验，研究其对大鼠皮肤胶原蛋白合成、皮肤抗氧化能力的影响。实验结果表明，外用芦荟多糖能够升高大鼠皮肤中Hyp含量，提示芦荟多糖能增加皮肤中胶原蛋白的含量；同时还能提高皮肤组织中SOD、GSH-Px、CAT的含量，降低MDA含量，从而有效保护细胞，使受到紫外线损伤的细胞得以修护。这些结果显示，芦荟多糖能够有效防止大鼠光老化皮肤中胶原蛋白生成的减少，并通过清除超氧化物自由基修复受到紫外线损伤的细胞。