張翠,阮征,*,李玲,歐陽崇學(xué),余迎利,周艷
(1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室,江西 南昌 330047;2.南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,江西 南昌 330031)
哺乳動物處于斷奶時期的腸道易受到各種因素有誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的攻擊,影響哺乳動物的生長[1]。在斷奶時期,哺乳動物腸道營養(yǎng)供給不足,限制腸上皮細胞抗氧化能力[2],由于此時腸道黏膜免疫球蛋白含量低、酶系不完善,造成大量的自由基累積;外源食物在腸道的攝入、代謝及吸收過程中,在腸道、肝臟等代謝部位可產(chǎn)生活性氧及自由基,導(dǎo)致抗氧化體系失衡,引起脂質(zhì)過氧化、攻擊膜蛋白、DNA 等生物大分子[3],造成損傷腸黏膜,阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,影響哺乳動物正常生長。在處于斷奶期哺乳動物膳食中添加具有富含抗氧化活性成分的食物,對減少腸道自由基的產(chǎn)生,提高體內(nèi)抗氧化酶的活性,維持斷奶期大鼠腸道抗氧化體系的平衡具有重要意義[4]。
葡萄富含多種良好抗氧化活性化合物,研究表明葡萄提取物中富含白藜蘆醇、原花青素、色苷等多種化合物,在體外具有較強的羥自由基、超氧陰離子自由基清除能力[5]。文獻已表明葡萄中的白藜蘆醇、原花青素、花色素苷等多酚類化合物能改變體內(nèi)與抗氧化相關(guān)各種酶的活性、清除機體內(nèi)自由基,降低脂質(zhì)過氧化、緩解腸道炎癥及腫瘤等作用[6-7]。葡萄在體外和體內(nèi)均具有自由基清除和抗氧化能力。
近年來,葡萄中的多酚、原花青素以及黃酮類物質(zhì)活性的研究多集中于在病理狀態(tài)[8-9],較少涉及對斷奶期哺乳動物腸道氧化應(yīng)激的影響。因此,以富含多酚、黃酮類化合物的葡萄為膳食添加,研究斷奶大鼠腸道抗氧化狀態(tài)是十分必要的。本實驗擬揭示葡萄對斷奶大鼠的腸道自由基清除和抗氧化的影響,采用斷奶SD 大鼠作為實驗對象,考察葡萄為膳食添加對斷奶大鼠體重、臟器指數(shù)以及血漿、肝臟和空腸中與自由基清除相關(guān)酶活性的變化,評估葡萄對斷奶大鼠腸道自由基清除和抗氧化能力的影響。
兩周齡斷奶SD 大鼠:上海西普樂-必凱實驗動物有限公司;巨峰葡萄:南昌天虹商場;SOD、CAT、MDA、iNOS 試劑盒:南京建成生物試劑公司。
SC-3614 臺式離心機:科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司;722E 可見分光光度計:上海光譜儀器有限公司。
適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d 后,根據(jù)體重隨機分為對照組與葡萄組,各16 只。試驗期間,小鼠自由攝食、飲水。葡萄組組小鼠每天灌胃4.0 g/kg 葡萄汁,對照組用相同劑量的蒸餾水灌胃,實驗持續(xù)28 d。
于第14天和第28 天,空腹采血,離心取上清,-20 ℃保存;稱量體重和腸道重量,取空腸、肝臟,儲藏于-80 ℃冰箱。
小腸指數(shù)為小腸長度(cm)與體重(g)的比值。
試劑盒測定血漿中MDA 含量和SOD、CAT 的活性,測定腎臟和空腸勻漿MDA 含量和SOD、CAT、iNOS 的活性。
實驗數(shù)據(jù)用SPSS13.0 統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和DUNCAN 式多重比較,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準差表示,統(tǒng)計顯著性水平為P<0.05。
葡萄對斷奶大鼠體重和臟器指數(shù)的測定結(jié)果見表1。
表1 葡萄對斷奶大鼠體重增長率和小腸指數(shù)的影響Table 1 Effect of grape on weight rate and intestinal index of the weaning rats
在28 d 時,葡萄組斷奶大鼠體重增長率與對照組的相比顯著增加(P<0.05)。但葡萄汁不能顯著影響斷奶大鼠腸道指數(shù)。
葡萄對幼鼠血清SOD、CAT 和MDA 活性的影響見表2。
表2 葡萄對斷奶大鼠血漿中抗氧化指標的影響Table 2 Effect of grape juice on SOD,CAT and MDA in plasma of the weaning rats
實驗結(jié)果表明,14 d 時,與對照組相比,葡萄組斷奶大鼠血漿中的SOD 活性和MDA 含量分別升高了12.4%和175.3%,顯著差異(P<0.05),CAT 活性升高了1.5%,差異不顯著(P>0.05)。28d 時,與對照組相比,葡萄組斷奶大鼠血漿中MDA 下降38.2 %(P<0.05),SOD 和CAT 分別升高了5.59 %和27.0 %(P>0.05)。因此,葡萄可使斷奶大鼠血漿中的SOD 活性顯著升高,MDA 顯著降低(P>0.05),可是CAT 有升高趨勢,葡萄可影響斷奶大鼠血漿中抗氧化酶的活性以及脂質(zhì)過氧化程度。
攝取葡萄汁的二周后,評估斷奶大鼠肝臟和空腸中的抗氧化狀況。與對照住相比,斷奶大鼠攝取葡萄汁14 d 后,肝臟中的iNOS 降低了48.4%,沒有達到顯著性差異(P>0.05);腸道中空腸中iNOS 活性顯著降低了5.66 倍(P<0.05),肝臟中的降低了48.4%(P>0.05)。與對照組相比,肝臟和空腸中的SOD 活性分別升高了3.0%和1.8%,CAT 活力分別提高了13.5%和29.6%、MDA 降低了1.4%和3.5%,但均未達到顯著性差異(P>0.05)。因此,葡萄對斷奶大鼠肝臟、空腸中自由基清除和抗氧化能力有一定的影響。
表3 葡萄對斷奶大鼠肝臟空腸CAT、SOD、MDA 和iNOS 的影響Table 3 Effect of grape on CAT,SOD,MDA and iNOS in liver and jejunum of the weaning rats in the 14 day
腸道指數(shù)是腸道健康狀況的重要指標,一定程度上反應(yīng)腸道的損傷程度[10]。體重是衡量哺乳動物生長發(fā)育的重要指標。實驗結(jié)果揭示:在斷奶大鼠中,葡萄汁對腸道的損傷無顯著影響;但可提高其體重增長率[11]。
MDA 是由活性氧引發(fā)的多不飽和脂肪酸鏈式反應(yīng)中主要的代謝產(chǎn)物產(chǎn)物,生物醫(yī)學(xué)認為MDA 是衡量自由基水平以及脂質(zhì)過氧化程度的重要生化指標,血漿中MDA 含量的高低間接反映細胞受到自由基侵傷的嚴重程度[12]。結(jié)果表明:葡萄組斷奶大鼠血漿中的MDA 含量由14 d 高于對照組的175.3%,在28 d 時顯著降低了38.2%,但對照組28 d 血漿中MDA 的含量為14 d 時的3.93 倍;表明在大鼠斷奶期,隨著日齡的增加,血漿中的脂質(zhì)過氧化加劇,而膳食中添加葡萄可減緩斷奶時期大鼠血漿的脂質(zhì)過氧化[13]。SOD 的活性反應(yīng)了自由基清除的能力,可直接清除超氧陰離子自由基,阻斷自由基鏈式反應(yīng),避免組織損傷[14]。CAT是一種廣泛存在與動物中的氧化還原酶,可快速催化細H2O2分解,避免過多H2O2對細胞造成損傷[15]。與對照組相比,在14 d,葡萄組斷奶大鼠血漿中的SOD 顯著增加,而CAT 升高了1.5%;在28 d 時,SOD 和CAT分別升高了5.9%和27.0%;馬中春等研究發(fā)現(xiàn)葡萄籽多酚可提高大鼠血清中SOD 和CAT 的活性[16]。因此,葡萄為膳食添加可增強血漿中抗氧化酶活性和降低脂質(zhì)過氧化程度,提高其血漿抗氧化能力。
由于腸道-肝臟屏障在抑制毒素和病原體轉(zhuǎn)移的過程中發(fā)揮重要作用[17]。因此,在考察葡萄對腸道抗氧化狀態(tài)的同時應(yīng)考察其對肝臟的抗氧化狀態(tài)的影響。結(jié)果表明,葡萄對空腸和肝臟的抗氧化均有影響與對照組相比葡萄汁僅使空腸MDA 含量水平降低了3.5%,但肝臟中的MDA 降低了1.4%,結(jié)果表明葡萄對斷奶大鼠腸道和肝臟的脂質(zhì)過氧化狀態(tài)影響不大。Raquel Mateos 等研究表明葡萄中多酚保護血漿和肝臟避免氧化損傷[18]以及多酚對結(jié)腸癌患者中結(jié)腸中MDA 含量有降低作用。因此,葡萄可降低斷奶大鼠肝臟和空腸中脂質(zhì)過氧化水平??漳c和肝臟中的SOD 和CAT活性均有所升高,葡萄在一定程度上影響肝臟和空腸中的自由基清除能力。研究表明,在腸上皮細胞內(nèi),iNOS 催化生成的過量NO,促進炎癥發(fā)生和加劇機體損傷[19]。在本實驗中,斷奶大鼠攝入葡萄汁顯著降低了空腸中iNOS 活性顯著降低,肝臟中iNOS 的活性降低了48.4%,但差異不顯著。因此在空腸和肝臟中,iNO合成一氧化氮(NO)能力下降,降低炎癥和氧化的發(fā)生率。Marion Man-Ying Chan[20]等研究亦證實葡萄中的多酚、白藜蘆醇、槲皮黃酮等對iNOS 具有抑制作用,減少血管壁和DNA 損傷。
因此,以葡萄為膳食添加能增強斷奶SD 大鼠血漿、腸道和肝臟對自由基的清除,提高腸道抗氧化能力。以葡萄為膳食添加劑評估大鼠在斷奶時期血漿、肝臟和腸道抗氧化酶系活性變化狀況及腸道抗氧化能力的改變,為進一步研究斷奶期哺乳動物中抗氧化狀況提供參考。
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