史玉琴， 牛翠嬌， 殷志萍， 趙 文

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科技學(xué)院， 河北 保定 071001)

赤霉素是一種廣譜性、雙萜類植物生長調(diào)節(jié)劑，幾乎在植物生長、發(fā)育的各個階段都起著調(diào)節(jié)作用，尤其對蔬菜、水果等有著顯著的增產(chǎn)、增效作用，以赤霉素(GA3) 最普遍、最重要. 美國、日本等規(guī)定水果蔬菜中赤霉素最高殘留限量為0.2 mg/kg[1]. 而我國目前還未出臺相應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品限量標(biāo)準(zhǔn). 由于一些種植者盲目追求高產(chǎn)及利潤,過度使用赤霉素,導(dǎo)致果實膨大,并使產(chǎn)品提前上市,提高了經(jīng)濟效益,但有研究表明赤霉素具有一定的生殖毒性、生長發(fā)育毒性和遺傳毒性，在埃及蟾蜍試驗中發(fā)現(xiàn)赤霉素(GA3)可以誘導(dǎo)肝癌和肝臟水樣變性[2]；另外赤霉素可影響機體的內(nèi)分泌系統(tǒng), 受試動物的甲狀腺、卵巢、腎上腺等內(nèi)分泌腺重量明顯增加,使得動物某些激素水平發(fā)生改變, 影響動物的生長發(fā)育[3-5], 甚至發(fā)生癌變[6-8]. 說明赤霉素可能對機體具有一定的損傷作用. 但有關(guān)毒性機制研究報導(dǎo)較少，本研究擬從氧化損傷角度來探討赤霉素(GA3)對機體的毒作用機制.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1受試物

赤霉素純度>99%，上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司. 以體積分?jǐn)?shù)為24%的乙醇溶液為溶劑，配制為赤霉素溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配.

1.1.2動物材料

昆明種小鼠雌雄各半,二級,體重18～22 g,由河北醫(yī)科大學(xué)實驗動物學(xué)部提供. 許可證號:SCXK(冀)2008-1-003.

1.1.3試劑

SOD(superoxide dismutase，超氧化物歧化酶)、MDA(malondialdehyde，丙二醛)和GSH-Px(glutathione peroxidase，谷胱苷肽過氧化物酶)試劑盒均購于南京建成生物工程研究所，無菌生理鹽水.

1.1.4儀器

ΜV-2802H型紫外可見分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司產(chǎn)品；FS-300超聲波處理器，上海生析超聲儀器有限公司；TDL-5型離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；SK-1型快速混勻器，江蘇金檀醫(yī)療儀器廠.

1.2 試驗方法

1.2.1動物分組及劑量設(shè)計

昆明種小鼠50只(雌雄各半),18～22 g，隨機分為5組,每組10只. 其中包括3個赤霉素(GA3)劑量組(197，394和788 mg/kg)，1個溶劑對照組(24%乙醇溶液)和一個空白組.

1.2.2試驗步驟

采用等體積灌胃法(0.2 mL/10 g),每天定時灌胃小鼠,連續(xù)21 d，隨時觀察生長情況.

染毒結(jié)束后小鼠禁食24 h，稱重. 采用頸椎脫臼的方法處死小鼠,立即摘取脾臟、肝臟和心臟洗凈、稱重后，按照試劑盒要求采用低溫超聲破碎法將肝臟、脾臟和心臟用生理鹽水做成不同濃度的勻漿液，分別測定各組織中的SOD(使用黃嘌呤氧化酶法)、MDA(使用TBA法)和GSH-Px(使用DTNB法).

1.2.3統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果分析

2.1 赤霉素對小鼠脾細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用

以MDA含量的變化及GSH-px和SOD的活力變化來表明赤霉素對小鼠脾細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用，見表1. 結(jié)果表明，溶劑對照組的各項指標(biāo)與空白對照比較均無顯著性差異. 各染毒組小鼠的MDA含量與對照組相比在脾臟中明顯增加，SOD和GSH-Px活力均低于對照組，且隨赤霉素劑量的增加呈下降趨勢，MDA含量均高于對照組. 中、高劑量處理組的脾臟SOD、GSH-Px活性與對照組相比，分別降低了21.01%,29.02%和23.36%,35.03%，與對照組相比差異顯著(P<0.05,P<0.01)；同時中、高劑量處理組脾臟MDA升高了19.06%，23.61%，與對照組相比差異顯著(P<0.05,P<0.01).

表1 赤霉素對小鼠脾臟MDA、SOD和GSH-Px的影響Tab.1 Effects of Gibberellic acid (GA3)on the activity of SOD,GSH-Px and the content of MDA in the spleen of mice

2.2 赤霉素對小鼠肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用

以MDA含量的變化及GSH-px和SOD的活力變化來表明赤霉素對小鼠肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用，見表2. 結(jié)果表明，溶劑對照組的各項指標(biāo)與空白對照比較均無顯著性差異. 各染毒組小鼠的MDA含量與對照組相比在肝臟中明顯增加，SOD和GSH-Px活力均低于對照組，且隨赤霉素劑量的增加呈下降趨勢，MDA含量均高于對照組. 中、高劑量處理組的肝臟SOD、GSH-Px活性分別降低了9.01%，13.05%和12.81%，16.17%，與對照組相比差異顯著(P<0.05,P<0.01)；同時中、高劑量處理組肝臟MDA升高了22.33%，26.39%，與對照組相比差異顯著(P<0.05,P<0.01).

表2 赤霉素對小鼠肝臟MDA、SOD和GSH-Px的影響Tab.2 Effects of Gibberellic acid (GA3)on the activity of SOD,GSH-Px and the content of MDA in the liver of mice

2.3 赤霉素對腎臟細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用

以MDA含量的變化及GSH-px和SOD的活力變化來表明赤霉素對小鼠腎臟細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用，見表3. 結(jié)果表明，溶劑對照組的各項指標(biāo)與空白對照比較均無顯著性差異. 各染毒組小鼠的MDA含量與對照組相比在腎臟中明顯減少，SOD和GSH-Px活力均高于對照組，且隨赤霉素劑量的增加呈上升趨勢，MDA含量均低于對照組. 中、高劑量處理組的肝臟SOD、GSH-Px活性分別升高了22.34%和40.20%，與對照組相比差異顯著(P<0.05,P<0.01)；同時中、高劑量處理組肝臟MDA下降了35.93%和30.05%，與對照組相比差異顯著(P<0.05,P<0.01).

表3 赤霉素對小鼠腎臟MDA、SOD和GSH-Px的影響Tab.3 Effects of Gibberellic acid (GA3) on the activity of SOD,GSH-Px and the content of MDA in the kidney of mice

2.4 赤霉素對小鼠心臟脂質(zhì)過氧化物和抗氧化防御系統(tǒng)功能的影響

以MDA含量的變化及GSH-px和SOD的活力變化來表明赤霉素對小鼠心臟脂質(zhì)過氧化物和抗氧化防御系統(tǒng)功能的影響，見表4. 結(jié)果表明，溶劑對照組的各項指標(biāo)與空白對照比較均無顯著性差異(P>0.05). MDA含量在3個劑量處理組中分別為26.80，26.6和25.23 μmol/g pro，與對照組相比無明顯變化，差異不顯著(P>0.05)；SOD活力在3個劑量處理組中分別為76.42，77.53和73.18 U/mg pro，與對照組相比無明顯變化，差異不顯著(P>0.05)；GSH-Px活力在3個劑量處理組中分別為25.45，25.18和26.19 U/mg pro，與對照組相比無明顯變化，差異不顯著(P>0.05).

表4 赤霉素對小鼠心臟MDA、SOD和GSH-Px的影響Tab.4 Effects of Gibberellic acid (GA3) on the activity of SOD,GSH-Px and the content of MDA in the heart of mice

3 討論與結(jié)論

自由基是機體正常代謝產(chǎn)物. 正常情況下，機體存在著完善的自由基清除系統(tǒng)，使體內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除處于動態(tài)平衡中. 若自由基不能被及時清除，化學(xué)性質(zhì)活潑的自由基與游離或結(jié)合狀態(tài)的不飽和脂肪酸作用，不但改變膜的結(jié)構(gòu)與功能，還能誘發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)物增多[9]. 人體內(nèi)過量的過氧化脂質(zhì)及其代謝產(chǎn)物丙二醛和共軛二烯等代謝產(chǎn)物具有較強的毒副作用,可猛烈攻擊生物體內(nèi)DNA、蛋白質(zhì)、酶蛋白、多不飽和脂肪酸和細(xì)胞生物膜等,導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化損傷而誘發(fā)和加劇各種疾病的發(fā)生[10].

SOD和GSH-Px是機體內(nèi)重要的抗氧化酶系之一，能有效清除體內(nèi)的自由基. 降低脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)生成，起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用. 其活性高低可間接反映機體清除氧自由基的能力. 機體氧化應(yīng)激會影響防護(hù)酶的活性，隨染毒周期的不同，這種影響呈動態(tài)變化.

本試驗結(jié)果顯示，溶劑對照組的各項指標(biāo)與空白對照比較均無顯著性差異. 赤霉素GA3在197～788 mg/kg劑量條件下，導(dǎo)致小鼠脾臟和肝臟的SOD、GSH-Px活性明顯降低，而MDA含量則明顯增加,表明赤霉素可引起脾臟和肝臟發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，且隨劑量的增加，作用程度加劇，原因可能是赤霉素誘導(dǎo)肝、脾細(xì)胞產(chǎn)生過多的活性氧自由基，損傷酶蛋白及生物膜結(jié)構(gòu)，使得肝、脾細(xì)胞合成GSH的前體供應(yīng)不足，或者在清除自由基時致使機體抗氧化酶SOD和GSH-Px過量消耗，進(jìn)而引起細(xì)胞功能異常；另外，赤霉素GA3對心臟作用不明顯；但在腎臟中SOD、GSH-Px卻明顯增加，MDA含量明顯減少，可能是因為赤霉素GA3通過mRNA的轉(zhuǎn)錄機制激活組織中的酶活性；也可能是因為其在不同組織中的灌注速率不同，因而分布量也就會不同，所以不同組織中的防御系統(tǒng)受到的影響就會存在差異.