■王 敬鄧 陽(yáng)王梓卓吳國(guó)江*
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北保定071000;2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院,河北保定071000)
肝臟是動(dòng)物機(jī)體進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝的主要場(chǎng)所,外源性化學(xué)藥物進(jìn)入機(jī)體后,需經(jīng)肝生物轉(zhuǎn)化降解以降低其毒副作用,減少對(duì)機(jī)體損傷,但若長(zhǎng)期或大量服用化學(xué)性藥物,勢(shì)必造成藥物在肝內(nèi)沉積并對(duì)肝臟造成損傷,致使動(dòng)物疾病頻發(fā),進(jìn)而造成死亡,給養(yǎng)殖業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)殘留的化學(xué)藥物也會(huì)通過(guò)食物鏈直接或間接給人類健康帶來(lái)的危害,從而引發(fā)諸多的食品安全問(wèn)題。
三磷酸腺苷(ATP)是體內(nèi)組織細(xì)胞一切生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。肝功能受損,肝細(xì)胞內(nèi)三羧酸循環(huán)出現(xiàn)受抑,導(dǎo)致肝內(nèi)ATP水平下降[1],進(jìn)而造成蛋白質(zhì)等合成受阻,影響機(jī)體正常的生命活動(dòng),所以對(duì)肝損傷機(jī)體及時(shí)補(bǔ)充ATP在一定程度上可以緩解機(jī)體細(xì)胞損傷進(jìn)程,降低死亡率。但ATP只能臨時(shí)補(bǔ)充體內(nèi)缺乏的能量物質(zhì),對(duì)已損傷肝細(xì)胞無(wú)法進(jìn)行修復(fù),所以在補(bǔ)充ATP的同時(shí),還需消除肝損傷因素,及時(shí)保護(hù)或修復(fù)受損肝細(xì)胞。大量試驗(yàn)證實(shí)[2],水飛薊素是護(hù)肝活性最高、最有效的物質(zhì),具有清除自由基[3]、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化[4]、穩(wěn)定肝細(xì)胞膜[5]的作用,從而減輕肝細(xì)胞損傷[6]、促進(jìn)肝細(xì)胞的修復(fù)和再生[7]。
本研究以小鼠為試驗(yàn)動(dòng)物,將水飛薊素與ATP按照單方使用劑量聯(lián)用,通過(guò)考察ALT、AST、SOD、GSH、TP、ALB等指標(biāo),以及切片觀察,探討水飛薊素與ATP聯(lián)用對(duì)化學(xué)性藥物肝細(xì)胞保護(hù)及受損細(xì)胞修復(fù)效果,為養(yǎng)殖業(yè)中經(jīng)常發(fā)生的肝病防治提供適宜藥物和理論依據(jù)。
健康成年清潔級(jí)SPF昆明小鼠[(18~22)g]70只,雌、雄各半。由斯貝福(北京)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技有限公司提供(11401500008918)。
水飛薊素,購(gòu)自盤錦德潤(rùn)生物科技有限公司;丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)試劑盒、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)試劑盒、總蛋白(TP)測(cè)定試劑盒、白蛋白(ALB)測(cè)定試劑盒,均購(gòu)自中生北控生物科技股份有限公司;超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、還原型谷胱甘肽(GSH)試劑盒,均購(gòu)自南京建成生物工程研究所;四氯化碳(CCl4)分析純,購(gòu)自天津市北方化玻購(gòu)銷中心;三磷酸腺苷購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)榮生制藥有限公司。
電子調(diào)溫萬(wàn)用電爐(型號(hào)為DK-98-Ⅱ),購(gòu)自上海亞榮生化儀器廠。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(型號(hào)為RE-52A),購(gòu)自上海亞榮生化儀器廠。紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(型號(hào)為752型),購(gòu)自上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。普通型離心機(jī)(型號(hào)為L(zhǎng)DZ-52),購(gòu)自北京離心機(jī)廠。數(shù)顯恒溫水浴鍋(型號(hào)為HH-4),購(gòu)自金壇市華特試驗(yàn)儀器有限公司。電子天平(型號(hào)為JA2103),購(gòu)自金壇市華特試驗(yàn)儀器有限公司。電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(型號(hào)為DHG-9240A),購(gòu)自上海飛越試驗(yàn)儀器有限公司。
將70只小白鼠在常溫下,自由飲食7 d,待動(dòng)物適應(yīng)后,依試驗(yàn)分為空白組(Ⅰ組)和受試組(6組),其中空白組(10只)飼喂蒸餾水(0.2 ml/只),其余各組(10只/組,共60只)分別均灌胃30%CCl4溶液(0.2 ml/只),給藥3 d后依據(jù)以血清轉(zhuǎn)氨酶(AST和ALT)、肝組織指標(biāo)(SOD和GSH)和病理切片進(jìn)行分析評(píng)價(jià),確定造模成功。
試驗(yàn)造模成功后,將各受試組隨機(jī)分為模型對(duì)照組(Ⅱ組)、ATP組(Ⅲ組)、水飛薊素組(Ⅳ組)、水飛薊素聯(lián)合ATP低劑量組(Ⅴ組)、水飛薊素聯(lián)合ATP中劑量組(Ⅵ組)、水飛薊素聯(lián)合ATP高劑量組(Ⅶ組)及空白對(duì)照組(Ⅰ組),共7組,每組10只小鼠,其中空白對(duì)照組(15 ml/kg),ATP組(15 ml/kg,其中ATP 0.6 mg/ml);水飛薊素組(15 ml/kg,其中水飛薊素2.06 mg/ml);水飛薊素聯(lián)合ATP低劑量組(15 ml/kg,其中水飛薊素2.06 mg/ml,ATP 0.6 mg/ml);Ⅵ組水飛薊素聯(lián)合 ATP中劑量組(15 ml/kg,其中水飛薊素4.12 mg/ml,ATP 1.2 mg/ml);Ⅶ組水飛薊素聯(lián)合ATP高劑量組(15 ml/kg,其中水飛薊素8.24 mg/ml,ATP 2.4 mg/ml),共給藥7 d。試驗(yàn)結(jié)束后,采用摘除眼球方法取血進(jìn)行試驗(yàn)研究。
3.1.1 血清的制備
給藥結(jié)束后于第8 d采用摘除眼球取血方法,將采到的血于3 500 r/min離心l0 min分離血清,4℃保存待測(cè)。
3.1.2 肝勻漿的制備
剪取0.6 g肝組織,加入5.4 ml的生理鹽水充分研磨,立即制成10%的肝勻漿,3 500 r/min離心10 min,取上清液備用。
血清中所檢測(cè)的ALT和AST活性的高低反映了細(xì)胞的損傷程度,而蛋白質(zhì)產(chǎn)生的多少則反映出肝臟的功能是否恢復(fù),因此,試驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)小鼠血清中ALT和AST活性的多少來(lái)反映藥物對(duì)小鼠肝細(xì)胞損傷的修復(fù)程度,對(duì)ALB和TP的含量的檢測(cè)來(lái)反映肝臟功能恢復(fù)的程度。操作方法按照ALT、AST、ALB和GTP試劑盒的操作步驟進(jìn)行。
SOD和GSH為肝臟中的還原性物質(zhì),能夠與肝臟中的自由基反應(yīng)從而保護(hù)肝臟細(xì)胞免于自由基的損傷。因此,試驗(yàn)用檢測(cè)肝臟中SOD和GSH的活性來(lái)觀察藥物對(duì)小鼠肝臟的保護(hù)作用。操作方法按照SOD和GSH試劑盒的操作步驟進(jìn)行。
用HE染色石蠟切片,采用光學(xué)顯微鏡對(duì)封固好的切片進(jìn)行觀察,并連接電腦進(jìn)行拍照。
所得數(shù)據(jù)用SPSS21.0軟件進(jìn)行方差分析,數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
表1 小鼠血清中AST、ALT的活性測(cè)定結(jié)果(x±s)
表2 小鼠血清中ALB、TP含量測(cè)定結(jié)果(x±s)
由表1可見(jiàn),與Ⅰ組相比,Ⅱ組的AST和ALT的活性極顯著升高(P<0.01),說(shuō)明試驗(yàn)造模成功;與Ⅱ組相比,各試驗(yàn)組AST和ALT活性極顯著降低(P<0.01),說(shuō)明各藥物均對(duì)AST和ALT活性的升高有較好的抑制作用;但Ⅲ組、Ⅳ組、Ⅴ組與Ⅰ組相比AST和ALT活性的差異極顯著(P<0.01),Ⅵ組、Ⅶ組的AST和ALT與Ⅰ組相比差異不顯著(P>0.05),說(shuō)明Ⅵ組、Ⅶ組的藥物能夠使小鼠的AST和ALT活性降低且接近恢復(fù)正常狀態(tài)。
由表2可見(jiàn),與Ⅰ組相比,Ⅱ組ALB的含量極顯著降低(P<0.01),TP的含量極顯著升高(P<0.01),表明CCl4模型試驗(yàn)成功;與Ⅱ組相比,各試驗(yàn)組ALB的含量極顯著升高(P<0.01),TP含量極顯著降低(P<0.01),說(shuō)明各藥物均可以使ALB的含量升高,使TP降低。但Ⅲ組、Ⅳ組、Ⅴ組與Ⅰ組的ALB和TP含量相比差異極顯著(P<0.01),Ⅵ組、Ⅶ組與Ⅰ組的ALB和TP含量相比差異不顯著(P>0.05),說(shuō)明Ⅵ組、Ⅶ組的藥物能夠使小鼠的ALB含量升高、TP含量降低且接近恢復(fù)正常狀態(tài)。
由表3可見(jiàn),與Ⅰ組相比,Ⅱ組的SOD和GSH的活性極顯著降低(P<0.01),說(shuō)明試驗(yàn)造模成功;各試驗(yàn)組與Ⅱ組比較SOD活性和GSH的活性極顯著升高(P<0.01),說(shuō)明各藥物組均可以使SOD和GSH的活性升高;但Ⅲ組、Ⅳ組、Ⅴ組與Ⅰ組的SOD和GSH活性相比差異極顯著(P<0.01),Ⅵ組、Ⅶ組與Ⅰ組的SOD和GSH活性相比差異不顯著(P>0.05)說(shuō)明Ⅵ組、Ⅶ組的藥物能夠使小鼠的SOD和GSH活性升高且接近恢復(fù)正常狀態(tài)。
表3 小鼠血清中SOD、GSH活性測(cè)定結(jié)果(x±s)
圖1 小鼠肝臟病理切片
由圖1可見(jiàn),正常組小鼠肝索排列正常,放大倍數(shù)可觀察到無(wú)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和壞死,模型對(duì)照組小鼠,肝索紋理不清晰,高倍鏡下可看到炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、肝細(xì)胞壞死嚴(yán)重,說(shuō)明試驗(yàn)造模成功。當(dāng)給小鼠灌胃水飛薊素聯(lián)用ATP的中、高劑量時(shí)可觀察到肝索排列基本正常,高倍鏡下細(xì)胞的炎性浸潤(rùn)減輕,細(xì)胞死亡數(shù)明顯減少,與空白組接近。
化學(xué)藥物性肝損傷在養(yǎng)殖業(yè)中屬于常見(jiàn)的多發(fā)病。發(fā)病初期的動(dòng)物主要表現(xiàn)為消化不良、食欲不振。若不及時(shí)治療則會(huì)使動(dòng)物出現(xiàn)肝炎、肝硬化甚至是死亡[8],給養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前,對(duì)于化學(xué)藥物性肝損傷的治療大多數(shù)為西藥制品,然而西藥往往在治療肝病的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生極大的副作用[9],損傷其他器官,因此,不能從根本上解決化學(xué)藥物性肝損傷的問(wèn)題。試驗(yàn)摒棄了西藥的弊端,使用傳統(tǒng)的保肝類中藥水飛薊素[10],并在其基礎(chǔ)上添加ATP,保證了在治療化學(xué)藥物性肝損傷時(shí)及時(shí)為受損的肝細(xì)胞進(jìn)行能量補(bǔ)充,緩解機(jī)體細(xì)胞損傷[11]。二者聯(lián)用,相輔相成,最終達(dá)到解決化學(xué)藥物性肝損傷的目的。
化學(xué)性藥物對(duì)肝損傷因子,主要側(cè)重于自由基?;瘜W(xué)藥物在酶CYP2E1的作用下產(chǎn)生的自由基即可與蛋白質(zhì)中的巰基共價(jià)結(jié)合,導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能發(fā)生障礙[12],也可與氧結(jié)合生成過(guò)氧化物使脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)[13],同時(shí)自由基還可破壞細(xì)胞膜并直接攻擊線粒體和DNA,影響能量和DNA的合成[14],導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和壞死進(jìn)而引發(fā)整個(gè)肝臟功能障礙,使動(dòng)物出現(xiàn)消化不良、食欲不振等癥狀[15]。Recknagel等[16]通過(guò)試驗(yàn)證實(shí),機(jī)體中的還原性物質(zhì)SOD(超氧化物歧化酶)和GSH(還原型谷胱甘肽)能與自由基結(jié)合成結(jié)合物,從而降低對(duì)肝臟的損傷。因此,在飼料中添加能夠促進(jìn)機(jī)體內(nèi)還原物質(zhì)釋放或使受損的細(xì)胞恢復(fù)產(chǎn)生還原性物質(zhì)功能的保肝藥物可在一定程度上降低對(duì)動(dòng)物肝臟的損害。
SOD和GSH能夠與自由基反應(yīng)[17],從而降低自由基對(duì)肝細(xì)胞的損傷作用,當(dāng)二者含量降低時(shí)會(huì)導(dǎo)致過(guò)量的自由基不能夠被清除而引發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化和細(xì)胞的壞死。試驗(yàn)結(jié)果顯示,小鼠在灌胃水飛薊素聯(lián)合ATP中、高劑量后SOD和GSH的活性升高,且與四氯化碳組比較差異極顯著(P<0.01),與空白組比較差異不顯著(P>0.05),說(shuō)明藥物在提高SOD和GSH活性的方面有很好的的作用[18],能夠在一定程度上緩解由自由基引起的脂質(zhì)過(guò)氧化和細(xì)胞的壞死;化學(xué)藥物性肝損傷除了引發(fā)自由基,造成肝細(xì)胞損傷外,還可造成血清中AST和ALT[19]活性的變化。AST和ALT[19]存在于細(xì)胞的胞漿中,當(dāng)細(xì)胞膜受損時(shí),位于胞漿中的AST和ALT外流,導(dǎo)致血清中的AST和ALT的活性升高。因此,檢測(cè)血清中AST和ALT活性,可直接反映細(xì)胞膜的損傷程度。試驗(yàn)證實(shí),中、高劑量水飛薊素與ATP聯(lián)用后小鼠血清中AST和ALT的活性降低且與四氯化碳組相比差異極顯著(P<0.01),與空白組相比較差異不顯著(P>0.05),說(shuō)明藥物在一定程度上能夠降低細(xì)胞膜的損傷,從而抑制胞漿中AST和ALT的外流,使血清中AST和ALT活性降低。
白蛋白(ALB)、總蛋白(TP)只有在肝臟中才能夠合成,其水平的高低是檢測(cè)肝損傷的標(biāo)志性指標(biāo)之一[20],若ALB的含量降低,TP的含量升高則會(huì)導(dǎo)致急慢肝炎的發(fā)生。試驗(yàn)結(jié)果顯示,小鼠在灌胃水飛薊素聯(lián)合ATP中、高劑量藥物后ALB的含量升高,TP的含量降低,且與四氯化碳組相比差異極顯著(P<0.01),與空白組比較差異不顯著(P>0.05),說(shuō)明藥物在提高ALB和降低TP的含量的方面有很好的作用,能夠在一定程度上緩解急慢性肝炎的發(fā)生。從試驗(yàn)切片也能看出,四氯化碳模型對(duì)照組,小鼠肝索紋理不清晰,有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、肝細(xì)胞組織壞死灶,而灌胃水飛薊素聯(lián)合ATP中、高劑量組的小鼠,肝索排列基本正常,細(xì)胞炎性浸潤(rùn)減輕,死亡細(xì)胞數(shù)明顯減少,與空白組接近,說(shuō)明水飛薊素聯(lián)合ATP中、高劑量組的藥物對(duì)小鼠肝損傷有一定的緩解作用。
試驗(yàn)證實(shí),聯(lián)合應(yīng)用水飛薊素和ATP中、高劑量,可以較好緩解化學(xué)藥物性肝損傷的問(wèn)題,使肝臟恢復(fù)生產(chǎn)SOD和GSH的能力,降低自由基對(duì)肝臟細(xì)胞的損傷,使肝臟恢復(fù)正常功能,抑制化學(xué)藥物性肝損傷的進(jìn)一步發(fā)展,為養(yǎng)殖業(yè)解決化學(xué)性藥物肝損傷提供理論和試驗(yàn)依據(jù)。