許尨,鄭麗君,馬海然*,李洪亮,胡鵬麗,趙婧茹
1.內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)(集團(tuán))股份有限公司(呼和浩特 011500);2.蒙牛高科乳制品(北京)有限責(zé)任公司(北京 101100);3.內(nèi)蒙古自治區(qū)乳品與奶牛繁育生物工程技術(shù)企業(yè)重點實驗室(呼和浩特 011500)
長期飲酒或是短期內(nèi)大量飲酒都會造成人體肝臟的損傷甚至是肝臟致病影響,酒精性肝病主要包括酒精性脂肪肝、酒精性肝炎、肝纖維化、肝硬化和肝癌。隨著生活水平的不斷提升,酒精消費的人群不斷年輕化,對于肝臟的損傷也引起人們的關(guān)注度,在有效預(yù)防早期酒精性肝病損傷上還缺乏有效治療藥物。
葛根在我國有悠久的使用歷史,葛根為豆科植物野葛、甘葛或粉葛的干燥根,是生活中較常見的藥食兩用資源?!吨袊幍?010》中記載,葛根味甘、辛,性涼,歸胃、肺經(jīng),有解肌退熱、透疹、生津止渴、升陽止瀉等功效[1]。葛根在治療心血管疾病,抗氧化,抗糖尿病,抗腫瘤,對抗神經(jīng)系統(tǒng)、骨系統(tǒng)疾病的作用,抗炎癥等方面有很好療效,針對功能機(jī)理的研究不斷開展[2-3]。姜黃屬于姜科姜黃屬植物姜黃的根莖,我國主要產(chǎn)地為四川、江西、福建等地,主要成分為姜黃類化合物,對姜黃的研究主要在其抗炎癥治療效果上。
針對葛根、姜黃的藥理作用進(jìn)行研究,試驗將葛根與姜黃按照一定比例進(jìn)行搭配使用,應(yīng)用在食品加工中,旨在開發(fā)一款具有保肝解酒效果的混合物,并進(jìn)行動物試驗驗證其效果。
1.1.1 測試樣品制備
葛根姜黃復(fù)合物內(nèi)容物組分:以葛根素為指標(biāo),葛根素含量控制在15%,以姜黃素為指標(biāo),姜黃素含量控制在30%,以檸檬酸、甜味劑、復(fù)合維生素為輔助成分。100 g混合物為例,葛根1.3 g、姜黃0.2 g、白砂糖15.0 g、檸檬酸0.3 g、復(fù)合維生素0.2 g、水83.0 g。
1.1.2 試驗動物
CD(SD)大鼠140只[北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供,SPF級,雌雄各半,質(zhì)量合格證號1100111911077830,體重180~210 g,生產(chǎn)許可證號SCXK(京)2016-0011];試驗動物房為屏障系統(tǒng)+IVC籠盒[使用許可證號SYXK(京)2017-0033,溫度20~25 ℃,相對濕度45%~65%];動物飼料、墊料(均由北京科澳協(xié)力飼料有限公司提供)。
1.1.3 主要儀器和試劑
蓋玻片(江蘇世泰實驗器材有限公司);一次性注射器(江蘇正康醫(yī)療器械有限公司);灌胃針(上海起發(fā)實驗試劑有限公司);電子天平(梅特勒托利多);超凈工作臺(廣州靈潔空氣凈化設(shè)備制造有限公司);氯胺酮戊和巴比妥鈉[西寶生物科技(上海)股份有限公司];紅星二鍋頭(53%,北京紅星股份有限公司);無水乙醇、二甲苯、鹽酸、氨水、中性樹膠(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);高效切片石蠟(上海華永石蠟有限公司);蘇木素-伊紅染液、載玻片(武漢賽維爾生物科技有限公司);藤茶、力克、姜黃之力(市售)。
1.2.1 大鼠酒精耐受試驗(表1)
表1 酒精耐受測試試驗
取大鼠若干只,隨機(jī)分為5組,每組10只,雌雄各半,試驗前禁食1夜(12 h)。各組分別用白酒5,7,10,15和20 mL/kg體重灌服,觀察大鼠活動及死亡情況,重復(fù)3次,記錄內(nèi)大鼠的死亡只數(shù)。
1.2.2 大鼠防醉酒試驗
將大鼠隨機(jī)分為生理鹽水、試驗低劑量組、試驗高劑量組、陽性對照組1(藤茶組)、陽性對照組2(力克)、陽性對照組3(姜黃之力),每組20只。根據(jù)試驗確定大鼠酒精耐受量,確定灌酒量、灌藥量如表2所示。灌藥30 min后,各組均灌胃白酒,每只灌酒量為確定的醉酒量。每只大鼠灌胃結(jié)束,把大鼠進(jìn)行顛倒放置,即四肢朝上、背部朝下,觀察其翻正反射的情況。醉酒判定標(biāo)準(zhǔn):翻正反射消失并且持續(xù)30 s,為醉酒,記錄翻正消失的時間稱為耐受時間。
表2 樣品防醉測試試驗
1.2.3 大鼠酒精代謝解酒試驗
將大鼠隨機(jī)分為生理鹽水、試驗低劑量組、試驗高劑量組、陽性對照組1、陽性對照組2、陽性對照組3,每組20只。根據(jù)試驗確定大鼠酒精耐受量,確定灌酒量,灌藥量如表3所示。各組灌藥30 min后,均灌胃白酒,每只灌酒量為確定的醉酒量。觀察大鼠活動情況,以大鼠后腹拖地、爬行不穩(wěn)、閉眼懶動等為睡眠(醉酒)指標(biāo),以四肢靈活、行動自如、精神恢復(fù)為蘇醒(醒酒)指標(biāo)。記錄大鼠入睡醉酒時間和蘇醒醒酒時間。
表3 樣品解酒測試試驗
1.2.4 酒精性肝損傷試驗
1.2.4.1 肝損傷模型
取140只SD大鼠,隨機(jī)分成7組,每組20只,雌雄各半,分別為生理鹽水、試驗低劑量組、試驗高劑量組、陽性對照組1、陽性對照組2、陽性對照組3及空白對照組。每天每組分別用樣品灌胃(劑量如表4所示),30 min后均以0.07 mL/10 g體重白酒灌胃,連續(xù)不間斷灌胃30 d。
表4 樣品肝損傷測試試驗
1.2.4.2 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶測定
從大鼠頸動脈取血,采用IFCC推薦法,測定血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT,谷丙轉(zhuǎn)氨酶)含量。
1.2.4.3 肝臟病理學(xué)切片觀察
將大鼠解剖,取出部分肝臟,采用10%福爾馬林固定,石蠟包埋,間斷連續(xù)切片,切片厚5 μm,HE染色,光鏡下觀察。
顯微鏡下仔細(xì)觀察每張組織切片并記錄組織學(xué)變化。組織病變程度采用五級分法:無病變或極少量病變計分為0,標(biāo)注-;有輕度病變或少量病變計分為1,標(biāo)注+;有中度病變或中等量病變計分為2,標(biāo)注++;有重度病變或多量病變計分為3,標(biāo)注+++;有極重度病變或大量病變計分為4,標(biāo)注++++。
對大鼠進(jìn)行不同酒精梯度灌胃試驗,結(jié)果顯示如表5。酒精量超過10 mL/kg出現(xiàn)半數(shù)致死量,大鼠不耐受,大鼠灌胃控制在5 mL/kg時,雖然全部存活,但存在未酒醉現(xiàn)象,而控制酒精量在7 mL/kg時,大鼠基本全部存活,同時出現(xiàn)醉酒現(xiàn)象,大鼠爬行不穩(wěn)、后腹拖地、毛松散、閉眼不動。
表5 灌酒后大鼠存活數(shù) 單位:只
從表6可見:與空白組相比,試驗組低、高劑量組能顯著提升大鼠的耐受時間,延長大鼠的醉酒潛伏期。進(jìn)一步分析比較發(fā)現(xiàn),試驗低、高劑量組耐受時間比陽性對照組1,2和3效果明顯,試驗高劑量組比陽性對照組1,2和3耐受時間提高113.6%,148.6%和132.2%,結(jié)果表明葛根和姜黃復(fù)合物可提升大鼠酒精耐受程度,延緩醉酒時間。這主要是葛根中的主要功能成分葛根素延緩胃排空時間,減緩酒精的吸收速度,降低腸壁的通透性,減少胃黏膜的滲透性,酒精進(jìn)入血液時間延長,從而減少對神經(jīng)系統(tǒng)的刺激和損傷[4-6]。
表6 大鼠酒精耐受時間
從表7可見:與生理鹽水組相比,試驗組低、高劑量組能顯著縮短大鼠的醉酒時間和蘇醒時間。進(jìn)一步分析比較發(fā)現(xiàn),高劑量組醉酒時間比生理鹽水組降低23.6%,入睡大鼠數(shù)量減少,醒酒效果顯著,與對照組1,2和3相比,高劑量組效果顯著優(yōu)于所有對照組。結(jié)果表明葛根和姜黃復(fù)合物可延長醉酒潛伏期,顯著縮短醒酒時間,減少大鼠入睡數(shù)量。這可能是因為葛根素在酒精代謝途徑中提高乙醇脫氫酶、乙醛脫氫酶的活性,加速酒精代謝,同時抑制線粒體中細(xì)胞色素P450的活性,減少活性氧的產(chǎn)生[7-10]。
表7 復(fù)合物對酒精代謝的影響
2.4.1 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶測定
血清中ALT和AST活性是醫(yī)學(xué)臨床上通過生化法檢查肝功能的常規(guī)指標(biāo),用于判斷肝臟是否受到損害。血清AST和ALT活性升高,AST/ALT>2,平紅細(xì)胞容積(MCV)升高等是酒精性肝病的特征臨床診斷指標(biāo)。
由圖1可知,與空白組相比,酒精可導(dǎo)致生理鹽水組大鼠血清中ALT活性升高,存在顯著性差異。與生理鹽水組相比,各試驗組、陽性組2和3可有效降低ALT活性,甚至降低至空白組以下,試驗組高低劑量組顯著低于空白組,表明試驗組可能具有較好的護(hù)肝效果。
圖1 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶含量
2.4.2 肝切片
試驗組HE切片統(tǒng)計結(jié)果見表8。
表8 HE切片診斷結(jié)果
在光鏡下觀察肝組織HE切片發(fā)現(xiàn),空白組大鼠(見圖2)肝小葉結(jié)構(gòu)整齊,以中央靜脈為中心肝板組織肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,胞質(zhì)疏松淡染,未見明顯炎性細(xì)胞浸潤。生理鹽水組(見圖3)組織局部可見膠原纖維橋接形成(黑色箭頭),局部匯管區(qū)可見較多炎性細(xì)胞灶狀浸潤(虛線箭頭)。試驗低劑量組(見圖4)組織肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,可見少量肝細(xì)胞輕度顆粒變性(粗箭頭),胞質(zhì)疏松淡染,可見少量肝細(xì)胞脂肪變性(黑色箭頭),胞質(zhì)中含有大小不一的脂肪空泡,未見明顯炎性細(xì)胞浸潤。試驗高劑量組(見圖5)組織可見個別肝細(xì)胞脂肪變性(黑色箭頭),胞質(zhì)中含有大小不一的脂肪空泡,局部肝小葉中偶見炎性細(xì)胞浸潤小灶(虛線箭頭),局部匯管區(qū)周圍可見膽管細(xì)胞增生(粗箭頭)。陽性對照組1(見圖6)組織可見較多肝細(xì)胞輕中度顆粒變性(黑色箭頭),胞質(zhì)疏松淡染,局部靜脈周圍可見纖維橋接形成(粗箭頭),未見明顯炎性細(xì)胞浸潤。陽性對照組2(見圖7)組織可見大量肝細(xì)胞中度顆粒變性(黑色箭頭),胞質(zhì)疏松淡染,匯管區(qū)可見膽管細(xì)胞和纖維細(xì)胞增生,局部可見肝細(xì)胞壞死灶(粗箭頭),胞核消失、碎裂,胞質(zhì)嗜酸性增強(qiáng),肝小葉中可見少量炎性細(xì)胞浸潤小灶(虛線箭頭)。陽性對照組3(見圖8)組織肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,局部靜脈周圍偶見炎性細(xì)胞浸潤(虛線箭頭),局部匯管區(qū)膽管細(xì)胞增生,伴膠原纖維增生(黑色箭頭)。
圖2 空白組(a)和空白組(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖3 生理鹽水組(a)和生理鹽水組(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖4 試驗低劑量組(a)和試驗低劑量組(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖5 試驗高劑量組(a)和試驗高劑量組(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖6 陽性對照組1(a)和陽性對照組1(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖7 陽性對照組2(a)和陽性對照組2(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖8 陽性對照組3(a)和陽性對照組3(b)大鼠肝組織切片HE×20
研究表明,高低劑量的葛根素均能有效緩解慢性酒精攝入和加速酒精代謝。酒精攝入可獨立促進(jìn)肝脂肪變性的發(fā)展,進(jìn)而發(fā)展為纖維化和肝硬化。相比以姜黃素和二氫楊梅素為主要功效成分的陽性對照組來說,葛根與姜黃復(fù)合物在預(yù)防酒精性肝損傷和加速酒精代謝上有顯著效果,可能原因是葛根素和姜黃素在干細(xì)胞酒精代謝通路上提升乙醇脫氫酶、乙醛脫氫酶的活性,同時抑制CYP2E1的活性,減少細(xì)胞中的活性氧產(chǎn)生,降低對細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化損傷[11-14]。
試驗通過灌胃確認(rèn)大鼠酒精的耐受度并開展各試驗組及對照組,試驗發(fā)現(xiàn)高劑量組能顯著提升大鼠的耐受時間,延長大鼠的醉酒潛伏期,葛根和姜黃復(fù)合物可顯著縮短醒酒時間,減少大鼠入睡數(shù)量,復(fù)合物可有效抑制丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性,減輕肝細(xì)胞變性、腫脹,減少脂肪滴含量,有較好的護(hù)肝作用。葛根姜黃作為常用的藥食同源的食品原料,其中的功能成分和作用機(jī)理仍需要深度研究,多靶點、多成分的特點可廣泛應(yīng)用在食品加工中,滿足市場對功能性食品的需求。