番茄红素与姜黄素联用对急性乙醇氧化损伤小鼠的抗氧化作用

高丽芳 郜 文

(1.首都医科大学公共卫生学院预防医学实验教学中心，北京 100069； 2. 首都医科大学产业经营与管理中心，北京 100069)

近年来功能食品越来越广泛地用于疾病预防与治疗[1-3]。天然产物由于其多机制的生物活性、可持续性和安全性，在制药工业中作为药物、补充剂和先导化合物发挥着不可或缺的作用[4]。天然番茄红素(natural tomato lycopene)是从成熟番茄中提取的长链不饱和烯烃类化合物，也是常见的类胡萝卜素之一，具有很强的抗氧化和消除自由基能力，具有抗感染、改善血管内皮功能及降低血压等生物学作用[5-6]。姜黄素(curcumin)是从著名的香料姜黄中提取的一种草本多酚化合物。多项研究[4, 7]证实姜黄素具有抗氧化、抗感染、免疫调节、抗菌、抗肿瘤等多种生物学和药理作用。

鉴于番茄红素和姜黄素都具有公认的生物学作用和安全性，二者作为膳食补充剂联用是否具有抗氧化功能？本研究运用乙醇氧化损伤实验动物模型对该产品进行抗氧化功能评价。

1 材料与方法

1.1 样品

受试物渔夫堡®多茄元软胶囊由广州渔夫堡医药科技有限公司提供，主要功效成分为天然番茄红素及姜黄素。天然番茄红素来源于天然番茄红素油(萃取方法参见美国专利号USP 5837311；欧盟专利号844831)，其中主要植物活性物质天然番茄红素含量为6%(质量分数)，植物甾醇3%(质量分数)，生育酚2.5%(质量分数)。姜黄素来源于含量为10%(质量分数)的姜黄素油。该产品人拟用推荐量为每人1.2 g/d(换算后番茄红素摄入量为20 mg/d，姜黄素摄入量为10 mg/d)，人均体质量按60 kg计算，相当于该产品每日20 mg/kg。

1.2 实验动物及环境

SPF级昆明种雄性小鼠50只，体质量约25～30 g，由山东大学实验动物中心提供，动物合格证号为SCXK(鲁)20130009。动物饲养环境：SPF级动物室[合格证号SYXK(鲁)20100011]。实验环境温度22℃±2℃，相对湿度50%±10%。合笼饲养，5只/笼。

1.3 主要仪器和试剂

酶标仪(Spectra Max,美国MD公司)、冷冻高速离心机(Fresco 21,美国Thermo公司)。蛋白质羰基(protein carbonyl，PC)浓度、谷胱甘肽(glutathione，GSH)浓度、丙二醛(malondialdehyde，MDA)浓度、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)活力测定试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4 实验方法[8]

1.4.1 实验分组

雄性小鼠50只，根据体质量分层，共5组，分别为空白对照组，受试物低、中、高3个剂量组及模型对照组，每组10只。

1.4.2 剂量设定与受试物给予方式

按照成人每日推荐摄入量的5、10和30倍确定实验小鼠的低、中、高3个受试物剂量组，分别为100、200、600 mg/kg。用玉米油溶解受试物，每日1次经口灌胃给予，灌胃体积为20 mL/kg。低、中、高剂量组受试物溶液的浓度分别为5、10 和30 g/L。

1.4.3 动物处理

3个受试物剂量组每日经口给予不同浓度受试样品，模型对照组及空白对照组给予同体积溶剂，连续灌胃30 d。实验期间动物每周称体质量两次，以调整灌胃量。实验期间各组小鼠饲以SPF级饲料，自由进食及饮水。末次灌胃后模型对照组和3个剂量组实验动物隔夜禁食16 h，经口一次性给予50%(体积分数)乙醇(灌胃体积12 mL/kg)，6 h后从眼球取血；空白对照组不作处理，不禁食取材。根据《保健食品抗氧化功能评价方法》[8]中所提供常规方法测定MDA浓度、PC浓度、GSH浓度，SOD和GSH-Px活力。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 对小鼠体质量的影响

实验期间，各组小鼠体质量增长正常。由图1可见各剂量组小鼠体质量(实验初始、中期及结束)与模型对照组、空白对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

图1 番茄红素和姜黄素联用对小鼠体质量的影响Fig.1 Effect of lycopene-curcumin combination on body weight of mice n=10.

2.2 对小鼠血中抗氧化酶活性和还原型谷胱甘肽含量的影响

由图2可见模型组小鼠红细胞内SOD活力下降，且与空白对照组比较，差异有统计学意义(P<0.01)，提示乙醇诱导的氧化损伤降低了小鼠机体内T-SOD酶的活性，表明乙醇氧化损伤模型成功。各剂量组小鼠红细胞SOD活性均高于模型对照组，其中高剂量(600 mg/kg)组实验小鼠红细胞SOD活性与模型对照组比较，差异有统计学意义(P<0.05)。由图3可见模型组小鼠全血GSH-Px活力及GSH浓度降低，且与空白对照组比较，差异有统计学意义(P<0.01)，提示乙醇诱导的氧化损伤模型成功。各剂量组小鼠全血GSH-Px活力及GSH浓度均高于模型对照组，其中高剂量(600 mg/kg)组实验小鼠全血GSH-Px活力及GSH含量与模型对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。

图2 番茄红素和姜黄素联用对小鼠红细胞SOD的影响Fig.2 Effect of lycopene-curcumin combination on activities of SOD in erythrocytes in mice*P<0.05, **P<0.01 vs ethanel treatment group; SOD: superoxide dismutase; n=10.

图3 番茄红素和姜黄素联用对小鼠全血GSH浓度及GSH-Px活力的影响Fig.3 Effect of lycopene-curcumin combination on activity of GSH-Px and content of GSH in plasma of mice*P<0.05, **P<0.01 vs ethanol alone treatment group; GSH： glutathione； GSH-Px： glutathione peroxidase; n=10.

2.3 对小鼠血中过氧化产物的影响

由表1可见，模型组小鼠与空白对照组比较，血中过氧化物指标(MDA及PC)升高，差异有统计学意义，提示乙醇氧化损伤模型建立成功。各受试物剂量组小鼠与模型组比较，MDA及PC浓度均有不同程度降低，其中高剂量组实验小鼠PC含量低于模型组，差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 番茄红素和姜黄素联用对小鼠血中过氧化产物含量的影响Tab.1 Effect of lycopene-curcumin combination on content of peroxide products in plasma of mice

3 讨论

功能性食品的概念一般被定义为含有一种或多种功能成分，具有调节生理功能，带来额外的健康益处的食品[2, 9]。由于社会人口老龄化以及生活方式相关疾病患者的增多，营养物质在降低衰老过程中非传染性疾病风险的角色日益受到重视[10-11]。研究[12-13]证实氧化应激与生活方式疾病、衰老相关，因此各种抗氧化膳食补充剂和抗氧化剂强化功能食品成为产品研发热点。研究[14-15]表明，食用富含类胡萝卜素和多酚类化合物的食物与预防生活方式疾病之间存在关系。番茄红素是一种从番茄中提取的强抗氧化剂，在膳食类胡萝卜素中具有最高的单重态氧淬灭能力和较高的体外灭活自由基的能力[5]。姜黄素是一种疏水多酚，从姜科姜黄属植物根茎中提取的一种天然有效成分，具有抗感染、抗氧化及抗癌等药理作用[4, 16-18]。

大量摄入乙醇，会激活氧分子产生自由基，导致组织细胞过氧化效应及体内还原型谷胱甘肽的耗竭。本实验通过急性大量乙醇摄入成功建立氧化损伤模型小鼠；通过测定细胞膜脂质过氧化的终产物MDA浓度估计脂质过氧化程度；测定蛋白质羰基含量评估自由基造成的蛋白质损伤程度；测定SOD及GSH-PX活力度量体内抗氧化酶抑制自由基反应能力；测定低分子清除剂GSH含量衡量机体受到的氧化压力程度。本实验研究结果提示番茄红素及姜黄素联用可通过提高细胞中SOD、GSH-Px的活性，抑制活性氧的产生，清除自由基和过氧化物而发挥抗氧化作用。高剂量组中实验小鼠体内抗氧化酶活力及抗氧化物质含量提高，且降低脂质过氧化及蛋白质损伤程度，这与国外学者[23]每日给予大鼠番茄红素(剂量10 mg/kg)能够改善敌敌畏诱导的大鼠氧化损伤和肝毒性结果一致。也与国内李倩等[26]针对番茄红素(270 mg/kg)对乙醇氧化损伤模型小鼠的抗氧化功能评价结果相一致。可能是番茄红素增加GSH合成或其他抗氧化剂水平，增强抗氧化能力，这有助于GSH-PX保持高活力状态[25]。与姜黄素联用时，能降低番茄红素抗氧化作用的起效剂量，有助于改善细胞或组织的氧化损伤。