張澤生,劉甜甜,賀偉,趙春曉
(食品營養(yǎng)與安全省部共建教育部重點(diǎn)實驗室,天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津 300457)
鹽地堿蓬(Suaeda sala)又名翅堿蓬、黃須菜、鹽蒿,系蔾科堿蓬屬一年生草本真鹽生植物[1]。主要生于海濱、湖邊等荒漠和半荒漠地區(qū)淺平洼地邊緣的鹽生沼澤環(huán)境[2]。據(jù)《本草綱目拾遺》介紹,鹽地堿蓬具有較高的醫(yī)用價值,性咸涼、無毒、消積、清熱。堿蓬營養(yǎng)豐富,富含多種不飽和脂肪酸、維生素、微量元素,有重要的保健功效。近年來一些研究發(fā)現(xiàn),堿蓬屬植物具有抗氧化、降脂及機(jī)體免疫、抗炎等作用[3],適用于預(yù)防心血管系統(tǒng)疾病,是老年人、高血壓病人以及健康人良好的保健品[4]。21世紀(jì)初期,國內(nèi)外對鹽地堿蓬的研究主要集中在其植物學(xué)特性及其耐鹽機(jī)理方面[5-6]。天津科技大學(xué)食品添加劑與營養(yǎng)研究室前期對鹽地堿蓬的化學(xué)成分進(jìn)行了研究,本文旨在通過鹽地堿蓬提取物對D-半乳糖致衰小鼠抗氧化和抗衰老的影響,以期進(jìn)一步擴(kuò)大鹽地堿蓬的開發(fā)利用。
ICR 小鼠,SPF 級,雄性,(22±2)g:購自北京維通利華實驗動物技術(shù)公司。
鹽地堿蓬提取物:自制,鹽地堿蓬幼葉采自天津濱海新區(qū),烘干,粉碎,過60目篩,75%乙醇浸提3 h,4次,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),真空冷凍干燥,得到鹽地堿蓬提取物。
試劑盒:南京建成生物工程研究所;D-半乳糖:上海試劑二廠。
Morris水迷宮:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所;UVmini-1240紫外可見分光光度計:日本島津制作所;MR23i冷凍離心機(jī):法國JOUAN公司;DP70自動攝像檢測系統(tǒng):OLYMPUS;MK3酶標(biāo)儀:美國beckman公司。
1.2.1 動物分組及給藥
ICR小鼠50只,適應(yīng)喂養(yǎng)一周后隨機(jī)分為5組:空白組,模型組,鹽地堿蓬低、中、高劑量組。除空白組外其余各組每日皮下注射D-半乳糖生理鹽水溶液(120 mg/kg﹒bw),正常組注射等量生理鹽水。同時,鹽地堿蓬低中高劑量組每日按照200、400、800 mg/kg﹒bw灌胃鹽地堿蓬提取物水溶液,對照組和模型組按體重灌胃蒸餾水。每周稱量體重一次,連續(xù)造模給藥8周。
1.2.2 曠場試驗行為測試
方法參照參考文獻(xiàn)[7-9]。試驗環(huán)境要求:暗光、無噪聲。將試驗動物頭朝壁輕輕置于曠場實驗箱同一拐角方格之內(nèi),開始計時。同時用數(shù)碼攝像系統(tǒng)記錄試驗動物的運(yùn)動軌跡,并記錄其走格數(shù),理毛次數(shù),站立次數(shù),中間區(qū)域數(shù)以及糞便數(shù)。每只小鼠連續(xù)觀察3 min,每只小鼠試驗結(jié)束后,將排泄物擦拭干凈。
1.2.3 Morris水迷宮實驗
給藥49 d后,開始進(jìn)行Morris訓(xùn)練。整個實驗分為隱藏平臺獲得實驗和空間搜索實驗兩部分[10]。利用計算機(jī)軟件對試驗小鼠活動進(jìn)行全過程跟蹤并記錄整個運(yùn)動軌跡,用找到平臺所需時間表示學(xué)習(xí)記憶能力。訓(xùn)練期間正常給藥進(jìn)食。
1.2.4 生化指標(biāo)測試
給藥8周結(jié)束后,小鼠摘眼球取血,制備血清,頸椎脫臼處死,取肝腦置于凍存管中,立即放入液氮中,備用。測定血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷月光期太過氧化物酶(GSH-px)、過氧化氫酶(CAT)活力、丙二醛(MDA)含量以及TAOC(總抗氧化能力)。試劑盒的測試按說明書進(jìn)行。
曠場實驗結(jié)果見表1。
與空白對照組相比,模型組小鼠走格數(shù)、理毛次數(shù)、站立次數(shù)、周邊格數(shù)均出現(xiàn)顯著或極顯著性的減?。≒<0.05,P<0.01),而糞便數(shù)有所增加(P>0.05);與模型組相比,鹽地堿蓬提取物各組小鼠走格數(shù)、理毛次數(shù)、站立次數(shù)、周邊格數(shù)均有所增加,糞便數(shù)有所減少;高劑量的鹽地堿蓬能夠極顯著性的提高小鼠的走格數(shù)、站立次數(shù)(P<0.01),顯著性的提高周邊格數(shù)(P<0.05)。
表1 鹽地堿蓬提取物對D-半乳糖致衰鼠曠場行為的影響(±s,n=10)Table 1 Effect of Suaeda salsa extract on open-field behavior of mice induced by D-galactose(x ± s,n=10)
表1 鹽地堿蓬提取物對D-半乳糖致衰鼠曠場行為的影響(±s,n=10)Table 1 Effect of Suaeda salsa extract on open-field behavior of mice induced by D-galactose(x ± s,n=10)
注:#P<0.05,##P<0.01與空白組比;*P<0.05,**P<0.01 與模型組比。
組別 走格數(shù)/個 理毛次數(shù)/次 站立次數(shù)/次 周邊格數(shù)/個 糞便數(shù)/??瞻捉M 93.20±19.56 3.20±1.49 33.80±8.65 16.20±7.63 1.80±1.35模型組 69.33±16.34# 2.22±0.67# 23.00±7.73# 6.89±3.22## 2.44±1.99低劑量組 77.40±11.72 2.80±1.14 32.80±6.46** 15.90±8.41** 2.40±1.43中劑量組 75.50±18.53 3.00±1.25 27.60±10.01 16.60±5.70** 2.00±1.84高劑量組 90.78±10.15** 3.00±0.87 36.78±7.98** 15.22±9.96* 2.11±1.66
逃避潛伏期實驗結(jié)果如圖1所示。
圖1 各組小鼠八階段內(nèi)水迷宮實驗中的逃避潛伏期Fig.1 Mice in each group eight stages of water maze escape latency
由圖1看出,通過8階段的訓(xùn)練,各組逃逸潛伏期均有縮短的趨勢,從第4階段開始,基本趨于穩(wěn)定,說明各組小鼠經(jīng)過訓(xùn)練后,對于尋找平臺均有一定的學(xué)習(xí)記憶能力。從整個定位航行實驗來看,模型組潛伏期始終高于其余4組,并且鹽地堿蓬提取物高劑量組小鼠潛伏期顯著性低于模型組(P<0.05)。
搜索策略是指實驗動物從入水點(diǎn)至隱藏平臺經(jīng)過的運(yùn)動軌跡。搜索策略大致可分為:直線式(straight)、趨向式(taxis)、隨機(jī)式(random)和邊緣式(margina1)四種,搜索策略結(jié)果見圖2。
圖2 小鼠在Morris水迷宮中的運(yùn)動軌跡Fig.2 The typical swimming tracking paths in Morris water maze
從搜索策略來看,空白組和鹽地堿蓬高劑量組以直線式、趨向式和隨機(jī)式為主(a、b),而模型組和鹽地堿蓬低劑量組以邊緣式和隨機(jī)式為主(c、d)。說明鹽地堿蓬提取物能夠提高D-半乳糖致衰鼠的記憶能力,縮短尋找目標(biāo)物的時間和路程。
空間搜索實驗結(jié)果見表2。
表2 鹽地堿蓬對D-半乳糖致衰鼠水迷宮成績的影響(±s,n=10)Table 2 Effects of Suaeda sala on water maze performance in mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
表2 鹽地堿蓬對D-半乳糖致衰鼠水迷宮成績的影響(±s,n=10)Table 2 Effects of Suaeda sala on water maze performance in mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
注:#P<0.05,##P<0.01 與空白組比;*P<0.05,**P<0.01 與模型組比。
組別 測試成績(120 s內(nèi))穿越目標(biāo)次數(shù) 目標(biāo)象限路程/m 目標(biāo)象限時間/s空白組 8.1±1.0 365.70±31.54 28.39±2.93模型組 6.1±1.7 300.21±47.15## 21.05±5.01低劑量組 6.5±1.3 321.10±19.97 23.11±2.00中劑量組 7.0±1.1 317.73±41.38 24.02±4.23高劑量組 7.4±0.9 345.62±30.54** 25.00±2.13
比較各組小鼠測試成績可以看出,空白對照組和各給藥組小鼠穿越目標(biāo)次數(shù),目標(biāo)象限時間、路程均不同程度的高于模型組。尤其鹽地堿蓬高劑量組,目標(biāo)象限路程極顯著大于模型組(P<0.01)。
血清各指標(biāo)實驗結(jié)果如表3所示。
鹽地堿蓬各劑量組都能有效的降低血清MDA含量,提高其 SOD、GSH-px、CAT 活力,對 TAOC 能力也有一定的提高作用。尤其鹽地堿蓬高劑量組,能夠顯著性的地降低血清MDA(P<0.05),極顯著性地提高SOD 酶活力(P<0.01),顯著性的提高 GSH-px酶活力(P<0.05)。
表3 鹽地堿蓬對D-半乳糖致衰鼠血清抗氧化系統(tǒng)各指標(biāo)的影響(±s,n=10)Table 3 Effect of Suaeda sala on antioxidant system indicators in serum of mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
表3 鹽地堿蓬對D-半乳糖致衰鼠血清抗氧化系統(tǒng)各指標(biāo)的影響(±s,n=10)Table 3 Effect of Suaeda sala on antioxidant system indicators in serum of mice induced by D-galactose(x ±s,n=10)
注:#P<0.05,##P<0.01 與空白組比;*P<0.05,**P<0.01 與模型組比。
組別MDA/(nmol/mL)SOD/(U/mL)TAOC/(Unit/mL)GSH-px/(U/mL)CAT/(U/mL)空白組 4.36±1.14 134.56±4.99 4.62±0.45 334.85±58.83 2.88±0.77模型組 5.43±0.76# 119.63±14.38## 4.28±0.50 250.28±66.48## 2.57±0.88低劑量組 5.26±0.79 130.54±11.65 4.14±0.72 266.74±49.88 2.40±0.66中劑量組 5.32±0.42 132.46±5.41* 4.41±0.81 284.22±23.77 2.39±0.51高劑量組 4.70±0.61* 139.65±8.25** 4.22±0.17 318.47±32.32* 2.88±0.81
曠場實驗主要反映了動物對新環(huán)境的興奮性、適應(yīng)性、探究、習(xí)慣、緊張以及伴隨其過程的情緒變化。走格數(shù)及站立次數(shù)是動物興奮性及探究行為的反映,結(jié)果表明鹽地堿蓬提取物能極顯著的提高小鼠的興奮性。理毛次數(shù)反映了動物對新環(huán)境的滿意程度,實驗過程中,給藥組的小鼠理毛次數(shù)均高于模型組。嚙齒動物的本能行為喜歡沿著墻根走,而避開空曠的區(qū)域,對環(huán)境認(rèn)知能力高的動物在中央格的停留時間短[11-13]。由實驗結(jié)果看出,鹽地堿蓬提取物能夠明顯提升小鼠的認(rèn)知能力。排便數(shù)是動物在新環(huán)境中緊張程度的反映。模型組的排便多,鹽地堿蓬提取物給藥組排便都有一定程度的減少。
Morris水迷宮是心理學(xué)家Morris于20世紀(jì)80年代設(shè)計的用于研究試驗動物空間學(xué)習(xí)記憶能力的裝置[14]。通過試驗動物在水中尋找隱藏平臺獲得一系列數(shù)據(jù),其中最常用的是定位航線實驗的逃避潛伏期[15]。實驗結(jié)果顯示,鹽地堿蓬各劑量組逃避潛伏期均低于模型組,穿越目標(biāo)次數(shù),目標(biāo)象限時間也不同程度的高于模型組,說明通過8周的灌胃飼養(yǎng),鹽地堿蓬提取物能夠起到延緩小鼠的衰老,增強(qiáng)其學(xué)習(xí)記憶能力的作用。
衰老的自由基學(xué)說認(rèn)為:自由基是人體正常的代謝產(chǎn)物,機(jī)體內(nèi)時刻產(chǎn)生著自由基,但同時又具有有效的自由基清除系統(tǒng),使機(jī)體內(nèi)自由基維持平衡。隨著年齡的增長,該平衡逐漸被破壞,造成自由基過剩。過剩的自由基作用于血液、細(xì)胞、組織等脂類物質(zhì),使其變成脂質(zhì)過氧化物,這些過氧化物沉積在細(xì)胞膜上,使細(xì)胞膜喪失功能,造成細(xì)胞活力下降,組織器官功能衰退,從而造成機(jī)體的衰老[16]。鹽地堿蓬提取物通過降低血液中丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化氫酶活力,延緩了D-半乳糖致小鼠的衰老進(jìn)程。
綜上所述,鹽地堿蓬提取物具有提高小鼠學(xué)習(xí)記憶能力,增強(qiáng)小鼠興奮性、適應(yīng)性、抗衰老作用,其作用機(jī)制可能與清除體內(nèi)自由基和增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶活力有關(guān)。
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