肖婷, 郭正紅, 駱光佳, 張道芳, 陶玲, 沈祥春**
(1.貴州醫(yī)科大學(xué) 省部共建藥用植物功效與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽(yáng) 550025; 2.貴州醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院, 貴州省天然藥物資源高效利用工程中心, 天然藥物資源優(yōu)效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽(yáng) 550025; 3.貴州中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550025)
酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)又稱為酒精性肝損傷,是由酗酒引起的肝臟疾病,其中超過(guò)40%ALD患者死于酒精性肝硬化[1]。雖然ALD發(fā)病率呈逐年遞增的趨勢(shì),但發(fā)病機(jī)制比較復(fù)雜,其針對(duì)性治療用藥也并不明確。研究顯示氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)是其發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2],清除自由基和抗氧化是防治和治療ALD的主要途徑。乙醇在肝臟中主要通過(guò)乙醇脫氫酶,乙醛脫氫酶以及細(xì)胞色素P450進(jìn)行代謝,在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)多活性氧(reactive oxygen species,ROS),引起體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)紊亂,造成脂肝細(xì)胞損傷和死亡[3]。因此,含有抗氧化活性成分的植物資源成為開(kāi)發(fā)臨床治療ALD潛在藥物的關(guān)注重點(diǎn)。莓果類植物資源抗氧化活性最高,包括藍(lán)莓、枸杞及桑葚等。枸杞總黃酮能明顯降低丙二醛含量(malondialdehyde,MDA),有效改善肝臟的脂質(zhì)過(guò)氧化,對(duì)肝臟具有較好的保護(hù)作用[4-5]。桑葚?zé)o糖提取物具有很強(qiáng)的抗氧化能力,我國(guó)歷代的中醫(yī)本草公認(rèn)桑葚有補(bǔ)肝益腎、降壓消渴和解酒的功效,可用于治療肝腎陽(yáng)虛[6-7]。當(dāng)前,藍(lán)莓、枸杞及桑葚這3種植物資源受到廣泛關(guān)注,但是將其ALD保護(hù)作用進(jìn)行對(duì)比研究卻很少。本研究通過(guò)建立慢性小鼠ALD模型,觀察藍(lán)莓、枸杞及桑葚提取物對(duì)ALD小鼠肝臟的保護(hù)作用,并進(jìn)行相互間效果差異對(duì)比。
1.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 雄性昆明種小鼠110只,體質(zhì)量18~20 g,購(gòu)自貴州醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[合格證號(hào) SCXK(遼)2015-0001]。
1.1.2莓果與主要試劑 藍(lán)莓(黑龍江九三局山河農(nóng)場(chǎng)藍(lán)莓公司),桑葚(貴州安龍大秦農(nóng)業(yè)公園),枸杞(寧夏杞天下生物科技有限公司);無(wú)水乙醇(上海沃凱生物試劑有限公司),甲醛(天津市永大化學(xué)試劑有限公司)。
1.1.3主要儀器 BS110S電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司),F(xiàn)D-1D-50冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司),KH-300B型超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲波儀器有限公司),SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司),TBA-40FR自動(dòng)生化分析儀(日本東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社),XDS-2B倒置顯微鏡(日本尼康公司)。
1.2.1造模及分組 參照文獻(xiàn)[8]的造模及實(shí)驗(yàn)方法。110只小鼠隨機(jī)均分為空白組、模型組、藍(lán)莓提取物[25(低)、50(中)及100 mg/kg(高劑量)]組、枸杞提取物[25(低)、50(中)及100 mg/kg(高劑量)]組、桑葚提取物[25(低)、50(中)及100 mg/kg(高劑量)]組。適應(yīng)性飼養(yǎng) 1 周后,用于慢性酒精性肝損傷實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)周期為 1 個(gè)月,此期間,空白組小鼠不做任何干預(yù),自由給予水,與其他組喂養(yǎng)相同的飼料;模型組小鼠前15 d不做干預(yù),后15 d每日定時(shí)灌胃30%乙醇(10 mL/kg) 進(jìn)行造模;藍(lán)莓、枸杞、桑葚提取物(低、中、高劑量)組小鼠每日定時(shí)灌胃相應(yīng)劑量的莓果提取物 (5‰ CMC-Na 混懸),實(shí)驗(yàn)前15 d每日定時(shí)灌胃不同劑量的莓果提取物,4 h 后灌胃給予30%乙醇進(jìn)行慢性肝損傷模型制備。
1.2.2體質(zhì)量和肝臟指數(shù)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組小鼠禁食 4 h,稱量體質(zhì)量,經(jīng)腹腔注射60 mg/kg 戊巴比妥鈉溶液進(jìn)行麻醉,摘眼球取血;取各組小鼠肝臟組織,生理鹽水洗凈,吸干多余水分后進(jìn)行稱重并計(jì)算肝臟指數(shù)。
1.2.3血清生化指標(biāo)檢測(cè) 取“1.2.2”項(xiàng)下各組小鼠血清適量,靜置1 h,1 500 r/min離心10 min,取上清液,-80 ℃低溫保存,于自動(dòng)生化分析儀中檢測(cè)各組小鼠血清膽固醇(cholesterol,CHOL)、血清總膽紅素(total bilirubin,TBIL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)及天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase,AST) 含量。
1.2.4蘇木精-伊紅染色法(hematoxylin-eosin staining,HE ) 取“1.2.2”項(xiàng)下各組小鼠肝左葉組織于10%甲醛中保存48 h,用于肝臟組織病理學(xué)檢查;38%鹽酸1 mL和75%乙醇99 mL配置成1%鹽酸乙醇分化液,28% 氨水0.2 mL和蒸餾水100 mL 配置成0.2%氨水,pH調(diào)至7.5;60 ℃ 下烤片2 h,二甲苯中脫蠟5~10 min,移入二甲苯和純酒精(1 ∶1)混合液中5 min,依次加入100%、95%、85%、70%酒精浸泡,2~5 min/次;蒸餾水清洗,蘇木精染液染色5~15 min,1%鹽酸乙醇分化液分色;鏡檢控制,直至細(xì)胞核及核內(nèi)染色質(zhì)清晰為止;0.2%氨水中堿化或藍(lán)化,即細(xì)胞核呈藍(lán)色;蒸餾水短洗 1 min,0.3%伊紅染液染色5 min;蒸餾水短洗1 min,37 ℃烘干0.5 h,中性樹(shù)膠封固;觀察各組小鼠肝臟組織形態(tài)學(xué)改變情況。
實(shí)驗(yàn)前,各組小鼠狀態(tài)均良好,體型適中,毛色有光澤,活動(dòng)靈敏,胃口較好,睡眠良好,情緒較為穩(wěn)定,無(wú)相互撕咬現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),空白組小鼠一般狀態(tài)與實(shí)驗(yàn)前差異不大,而模型組小鼠狀態(tài)差、毛色暗黃無(wú)光且蓬松、出現(xiàn)嚴(yán)重掉毛和相互撕咬現(xiàn)象、胃口較差、體型消瘦,桑葚提取物組小鼠狀態(tài)一般、皮毛顏色偏黃略有蓬松、體型稍顯瘦弱、動(dòng)作靈敏、情緒尚且穩(wěn)定,藍(lán)莓提取物組和枸杞提取物組小鼠狀態(tài)略差、皮毛松軟、顏色微黃同時(shí)出現(xiàn)少量皮毛脫落現(xiàn)象、情緒較暴躁、出現(xiàn)相互撕咬現(xiàn)象、反應(yīng)略遲鈍。
與空白組相比,模型組小鼠體質(zhì)量明顯減輕、肝臟指數(shù)明顯升高 (P<0.001);與模型組相比,桑葚提取物低、中、高劑量組小鼠體質(zhì)量升高、肝臟指數(shù)下降 (P<0.05),而枸杞和藍(lán)莓提取物低、中、高劑量組間小鼠體質(zhì)量及肝臟指數(shù)比較、差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。
表1 各組小鼠體質(zhì)量和肝臟指數(shù)
與空白組相比,模型組小鼠血清ALT、AST、LDL、TBIL及CHOL 含量明顯升高 (P<0.001);與模型組相比,枸杞和桑葚提取物低、中及高劑量組小鼠血清ALT、AST、LDL、TBIL及CHOL含量均降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01或P<0.001);與模型組相比,藍(lán)莓提取物低、中及高劑量組小鼠血清AST、LDL、TBIL及CHOL含量均明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),3組提取物低、中及高劑量小鼠血清ALT、AST、LDL、TBIL及CHOL水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。
表2 各組小鼠血清ALT、AST、LDL、TBIL及CHOL水平
空白組小鼠肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝細(xì)胞形態(tài)大小規(guī)整,輪廓清晰,細(xì)胞間緊密接觸,以中央靜脈為中心大致呈放射狀排列;模型組小鼠肝細(xì)胞出現(xiàn)廣泛的空泡變性、氣球樣變,肝細(xì)胞水腫,胞漿成顆粒狀;桑葚提取物低劑量組小鼠肝細(xì)胞廣泛的水腫、并伴有炎癥,中劑量組小鼠胞質(zhì)形成空泡化、匯管區(qū)域周圍的肝細(xì)胞胞質(zhì)變性、并且細(xì)胞間嗜酸性顆粒密度增加,高劑量組較模型組的空泡變性顯著減少、且肝細(xì)胞大小形態(tài)無(wú)明顯異常、著色清晰、組織細(xì)胞排列均勻、較其他提取物劑量組更接近空白組肝細(xì)胞形態(tài);枸杞提取物低劑量組小鼠肝細(xì)胞出現(xiàn)廣泛的水腫及空泡變性、伴有細(xì)胞核破裂,中劑量組小鼠肝細(xì)胞部分組織邊緣有壞死、且觀察到部分肝細(xì)胞有明顯的嗜酸性變,高劑量組小鼠肝細(xì)胞有輕度水腫、可見(jiàn)少許空泡變性、中央靜脈周圍肝細(xì)胞水樣變性;藍(lán)莓提取物低劑量組小鼠肝細(xì)胞存在廣泛的水腫、空泡變性及氣球樣變,中劑量組小鼠肝細(xì)胞依然存在大量的空泡變性及嗜酸性變,高劑量組組小鼠肝細(xì)胞出現(xiàn)少量空泡變性和水樣變性、肝細(xì)胞水腫;由此可見(jiàn)3種莓果提取物均可改善小鼠肝臟病變程度,但作用強(qiáng)弱有別,桑葚提取物表現(xiàn)出了最好的改善作用,其次為枸杞和藍(lán)莓。見(jiàn)圖1。
注:A為空白組,B為模型組,C~E分別為桑葚提取物低、中、高劑量組,F(xiàn)~H分別為枸杞提取物低、中、高劑量組,I~K分別為藍(lán)莓提取物低、中、高劑量組。
ALD是由于長(zhǎng)期大量飲酒,從而使得酒精與肝臟細(xì)胞頻繁接觸而導(dǎo)致肝臟損傷[2]。ALD可使肝臟細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化,造成肝臟細(xì)胞壞死、凋亡、炎癥、纖維化等病理變化,最終導(dǎo)致肝硬化甚至肝癌等疾病[9]。在我國(guó),ALD占同期住院肝病患者構(gòu)成比呈逐年上升趨勢(shì)[10]。研究證明,長(zhǎng)期過(guò)量飲酒導(dǎo)致小鼠食欲和吸收功能降低[11],易造成小鼠營(yíng)養(yǎng)不良、體質(zhì)量下降[12];肝損害會(huì)引起小鼠肝腫大、發(fā)育不良和肝硬化,肝臟指數(shù)在一定程度上可以反映肝臟的損傷[13],當(dāng)肝臟指數(shù)增加時(shí),很可能是肝臟發(fā)生了腫大,發(fā)生增生、充血及水腫等病變[14]。本研究中模型組小鼠體質(zhì)量較空白組下降、肝臟指數(shù)升高,說(shuō)明造模成功;而采用莓果提取物進(jìn)行預(yù)保護(hù)的給藥組,體質(zhì)量和肝指數(shù)均較模型組有所改善,在一定程度上對(duì)慢性ALD具有保護(hù)作用。
細(xì)胞酶是人體代謝過(guò)程中必不可少的催化劑[15]。ALD中存在脂代謝紊亂和轉(zhuǎn)氨酶活性改變,由于酒精濫用會(huì)損害細(xì)胞膜的滲透性,導(dǎo)致儲(chǔ)存在肝臟中的細(xì)胞酶會(huì)滲漏到血漿中[16]。血清ALT、AST、TBIL、CHOL及LDL是ALD的敏感觀察指標(biāo),其中血清ALT和AST是肝臟功能重要的診斷指標(biāo)[15,17-18]。ALT主要分布在肝細(xì)胞漿,AST主要分布在肝細(xì)胞漿和肝細(xì)胞的線粒體中,在正常情況下,2種酶只有極少量釋放入血液中,故血清中2種酶的活性很低,但當(dāng)肝組織受到急性損傷或細(xì)胞膜通透性增加時(shí),ALT和AST大量釋放到血液中,血清中酶的活性明顯增高,因此血清ALT和AST升高幅度能反映肝細(xì)胞受損程度[19-21]。血清CHOL和LDL是診斷肝臟脂質(zhì)代謝的重要指標(biāo),且游離CHOL是炎癥的潛在誘因和肝纖維化的驅(qū)動(dòng)因素[18]。脂質(zhì)代謝異常作為ALD的一種并發(fā)癥狀,表現(xiàn)為酒精及代謝產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致血液中LDL含量增加,同時(shí)引起CHOL含量升高[18,21]。作為肝臟功能的重要診斷工具,血清TBIL水平與代謝綜合征有密切的關(guān)系,如動(dòng)脈粥樣硬化和肝臟疾病[22]。TBIL主要由衰老的紅細(xì)胞在肝、脾和骨髓等網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)內(nèi)破壞降解而來(lái),當(dāng)肝細(xì)胞功能受到損傷或結(jié)構(gòu)被破壞,或者膽汁排泄通路的障礙,其攝取、轉(zhuǎn)化和排泄膽紅素的能力降低,可導(dǎo)致膽汁攝取、轉(zhuǎn)化、分泌及運(yùn)輸障礙,使肝臟清除膽紅素的能力下降,使TBIL值增高[23]。因此以血清ALT、AST、LDL、CHOL及TBIL為指標(biāo),對(duì)小鼠肝損傷程度進(jìn)行檢測(cè)具有參考意義。本研究結(jié)果顯示,3種莓果提取物均能夠不同程度地降低小鼠各血清指標(biāo),保護(hù)慢性酒精性肝損傷。
酒精在肝臟中通過(guò)乙醇脫氫酶和微粒體乙醇氧化酶系統(tǒng)進(jìn)行氧化代謝,主要中間代謝產(chǎn)物為乙醛,乙醛進(jìn)一步在乙醛脫氫酶的作用下生成乙酸[24]。ALD主要是乙醇及其衍生物乙醛的代謝過(guò)程中直接或間接誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、腸源性內(nèi)毒素、炎性介質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)失衡等多種因素相互作用的結(jié)果,導(dǎo)致肉眼可見(jiàn)肝臟體積明顯腫大、色黃、膩感及質(zhì)地脆[24-25];光鏡下可見(jiàn)肝細(xì)胞體積腫脹、氣球樣變及點(diǎn)狀壞死,變性的肝細(xì)胞內(nèi)可見(jiàn)嗜酸性包涵體、周圍常見(jiàn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)[26-27]。本研究結(jié)果表明,模型組小鼠肝組織出現(xiàn)了空泡變性、水腫及肝細(xì)胞排列混亂等損傷,而3種莓果提取物對(duì)肝組織的水腫、變性等損傷有一定的改善作用,尤其是桑葚提取物高劑量組,其改善后肝組織和空白組相差不大。莓果提取物可通過(guò)抗氧化、促進(jìn)凋亡等方式保護(hù)小鼠慢性ALD[8]。3種莓果提取物均可改善乙醇造成的小鼠肝臟損傷,但改善作用強(qiáng)弱有所差異,可能與它們含有的酚酸、黃酮以及花色苷等成分差異有關(guān),具體的干預(yù)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
綜上所述,通過(guò)對(duì)小鼠體質(zhì)量、肝臟指數(shù)和血清ALT、AST、TBIL、CHOL、LDL水平及肝臟病理組織切片觀察進(jìn)行分析可知,藍(lán)莓、枸杞及桑葚3種莓果提取物均對(duì)小鼠慢性ALD有一定的改善作用,但改善作用強(qiáng)弱有一定差異,桑葚提取物表現(xiàn)出了最強(qiáng)的活性,其次為枸杞和藍(lán)莓提取物。本研究結(jié)果將有助于進(jìn)一步闡述莓果類提取物對(duì)ALD的輔助保護(hù)作用,為莓果類食源性天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)成為輔助保護(hù)肝損傷功能食品提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。