“深層海水”對(duì)小鼠耐受力的影響

李為明，崔 進(jìn)* ，徐鵬遠(yuǎn)，代佑果

1 昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，昆明650101;2昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院，昆明650118

水在生命進(jìn)化過(guò)程中是不可缺少的物質(zhì)并且有著非常重要的生理功能，飲水中的成分和食物營(yíng)養(yǎng)成分一樣對(duì)人體健康非常重要。深層海水(Deep sea water，DSW)一般是指海平面200 m 以下的海水，在這個(gè)深度的海水由于光線無(wú)法到達(dá)，水質(zhì)穩(wěn)定而潔凈，深層海水中所含的細(xì)菌僅是表層水的千分之一至萬(wàn)分之一，此外，深層海水中富含人體細(xì)胞所需的多種礦物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分。當(dāng)前，深層海水已經(jīng)應(yīng)用在食品、農(nóng)業(yè)、化妝品和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域［1-3］。在醫(yī)學(xué)方面，深層海水可用來(lái)治療特應(yīng)性皮炎，防治高脂血癥及動(dòng)脈粥樣硬化，改善肥胖和糖尿病等［4］。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)常溫游泳試驗(yàn)、常壓耐缺氧試驗(yàn)、血常規(guī)及血生化指標(biāo)的檢測(cè)，觀察了深層海水對(duì)小鼠的疲勞耐受力及生理功能的影響，旨在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用深層海水。

1 材料與方法

1.1 深層海水的提取、處理及主要元素含量

在我國(guó)南海海域獲取海平面200 m 以下的“深層海水”，閉光運(yùn)至昆明，室溫閉光儲(chǔ)存，經(jīng)超微過(guò)濾后，用KDF(銅鋅合金)除去海水中的重金屬，反復(fù)凍融方法濃縮并去除海水中多余的鹽份濃縮海水，制備成“生理性深層海水，Physiological Deep Sea Water，PDSW”常規(guī)檢測(cè)主要元素的含量(表1)，再稀釋成45 ppm 和90 ppm 的深層海水，供后述實(shí)驗(yàn)用。深層海水的硬度以如下公式計(jì)算［5］:硬度=Mg(mg/L)×4.1 +Ca(mg/L)×2.5。

1.2 動(dòng)物及飼養(yǎng)條件

90 只同一窩別昆明種雄性小鼠，體重18 ±2 g(由昆明醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)，隨機(jī)分成3組，每組30 只，即自來(lái)水對(duì)照組、45 ppm 深層海水組、90 ppm 深層海水組。動(dòng)物隨機(jī)分配到3 個(gè)實(shí)驗(yàn)組，自由飲水進(jìn)食，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在20～25 ℃室溫下喂養(yǎng)30 d。

1.3 抗疲勞試驗(yàn)

1.3.1 游泳耐力試驗(yàn)

試驗(yàn)前12 h 停止喂食，稱重，然后將小鼠置于水溫28 ℃的水槽(46 cm ×36 cm ×33 cm，水深24 cm)內(nèi)自由游泳，但必須制造波浪，使小鼠不停止游泳，記錄每只動(dòng)物自放入水槽至口鼻沉沒(méi)水面以下＞5 s 的時(shí)間，此時(shí)即為小鼠游泳耗竭的時(shí)間。

1.3.2 耐缺氧試驗(yàn)

試驗(yàn)前12 h 停止喂食，稱重，然后將每只小鼠分別放入250 mL 廣口瓶?jī)?nèi)，用凡士林涂抹瓶口，蓋嚴(yán)使之不漏氣，立即計(jì)時(shí)，以呼吸停止為指標(biāo)，觀察并記錄小鼠因缺氧而窒息死亡的時(shí)間，按以下式計(jì)算每10 g 體重每分鐘耗氧量:耗氧量(mL/min)=［250 ×0.2093 ×10］/［體重×耐缺氧存活時(shí)間］。

1.4 血常規(guī)及生化的測(cè)定

斷頭采血，將采得的血液迅速分裝成抗凝和促凝試管，抗凝試管置4 ℃保存，一起檢測(cè)血常規(guī)，促凝試管血用TGL-16G 冷凍離心機(jī)離心5 min(3000 r/min)，取上清液，用于檢測(cè)血生化及血清酶學(xué)檢查。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

所有數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 17 進(jìn)行方差分析和多重比較(LSD)，數(shù)據(jù)以±s 表示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 深層海水對(duì)小鼠生長(zhǎng)發(fā)育的影響

在相同的飼養(yǎng)條件下，三組小鼠飲食飲水量無(wú)顯著性差別。按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)喂養(yǎng)30 d 后，三組間小鼠體重?zé)o明顯差別。

表2 各組小鼠游泳時(shí)間比較(n = 10，±s)Table 2 Comparison of mice swimming time (n = 10，±s)

表2 各組小鼠游泳時(shí)間比較(n = 10，±s)Table 2 Comparison of mice swimming time (n = 10，±s)

注:與對(duì)照組相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

組別Group體重(g)Body weight(g)游泳時(shí)間Swimming time(min)Control37.48 ±2.2710.0 ±2.48 45 ppm 海水45 ppmDSW39.05 ±4.6812.7 ±2.18﹡90 ppm 海水90 ppm DSW 38.68 ±2.7412.5 ±2.68對(duì)照組﹡

2.2 深層海水對(duì)小鼠游泳時(shí)間的影響

實(shí)驗(yàn)小鼠連續(xù)自由飲用深層海水及自來(lái)水30天后，海水組游泳平均時(shí)間明顯比自來(lái)水組長(zhǎng)，而不同硬度的深層海水組間無(wú)顯著差異(見(jiàn)表2)，這說(shuō)明小鼠服用深層海水后小鼠耐受力較自來(lái)水組明顯增強(qiáng)。

2.3 耐缺氧試驗(yàn)

試驗(yàn)小鼠連續(xù)自由服用深層海水及自來(lái)水30天后，海水組平均耐缺氧時(shí)間比自來(lái)水組長(zhǎng)，且耗氧量低，而海水組間無(wú)顯著差異，說(shuō)明在同等的缺氧條件下，服用深層海水可以提高小鼠的耐缺氧能力(見(jiàn)表3)。

表3 各組小鼠耐缺氧時(shí)間及耗氧量比較(n = 10，±s)Table 3 Comparison of hypoxia time and oxygen consumption(n = 10，±s)

表3 各組小鼠耐缺氧時(shí)間及耗氧量比較(n = 10，±s)Table 3 Comparison of hypoxia time and oxygen consumption(n = 10，±s)

注:與對(duì)照組相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

組別Group體重Body weight(g)耐缺氧時(shí)間Hypoxia time(min)耗氧量Oxygen consumption(ml/min)Control36.5 ±3.510.2 ±1.01.36 ±0.14 45 ppm 海水45 ppm DSW37.2 ±3.111.7 ±0.7﹡1.18 ±0.02﹡90 ppm 海水90 ppm DSW37.7 ±3.011.8 ±0.9﹡1.18 ±0.02對(duì)照組﹡

2.4 深層海水對(duì)血生化、酶及血常規(guī)的影響

三組試驗(yàn)小鼠連續(xù)自由飲用深層海水及自來(lái)水30 d 天后，深層海水兩組與自來(lái)水組比較，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶AST、肌酸激酶CK、肌酸肌酶同工酶CK-MB 明顯降低，深層海水兩組間比較無(wú)明顯差異(見(jiàn)表4)。丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶ALT、肌酐、尿素氮、血清電解質(zhì)、血清總蛋白值、白蛋白值、血常規(guī)等三組間無(wú)顯著性差異(數(shù)據(jù)未列出)。

表4 各組小鼠血清酶比較(n = 10，±s)Table 4 Comparison of serum enzymes(n = 10，±s)

表4 各組小鼠血清酶比較(n = 10，±s)Table 4 Comparison of serum enzymes(n = 10，±s)

注:與對(duì)照組相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

組別GroupAST(u/L)ALT(u/L)CK(u/L)CK-MB(u/L)Control201 ±5746 ±91175 ±3131609 ±473 45 ppm 海水45 ppm DSW159 ±18*49 ±10893 ±137*1197 ±209*90 ppm 海水90 ppm DSW165 ±30*47 ±9736 ±159*978 ±224對(duì)照組*

3 討論

生命源于海洋，海水乃“生命之母”，1904 年，法國(guó)科學(xué)家René Quinton 發(fā)現(xiàn):人體血漿及細(xì)胞外液和海水的各種元素成分及含量比例基本接近，生物在進(jìn)化中其形態(tài)不斷變化，但內(nèi)環(huán)境(體液及血漿)始終沒(méi)有改變，人體內(nèi)的組織液及血漿與海水的成分比例極其相似，因此René Quinton 認(rèn)為海水就是生物的內(nèi)環(huán)境，海水是生命之源，并將海水稱之為海水血漿(Quinton Marine Plasma，QMP)。深層海水具有水質(zhì)穩(wěn)定而潔凈，含有與人體相似的豐富、均衡、易吸收元素，在一種物質(zhì)中含有如此眾多種類的資源且數(shù)量龐大，這是其他任何物質(zhì)都無(wú)法與之相比的。日本和韓國(guó)的科研人員利用海水對(duì)糖尿病、肥胖癥、心血管疾病(高膽固醇血癥、高脂血癥等)以及特應(yīng)性皮炎等進(jìn)行了大量研究［2-4，6，7］，并取得可喜的成果。但深層海水對(duì)機(jī)體耐力及生理指標(biāo)方面的影響國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道。

缺氧、持續(xù)運(yùn)動(dòng)等對(duì)動(dòng)物而言均是有害刺激，機(jī)體在這些因素的作用下處于高度應(yīng)激狀態(tài)，并通過(guò)神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)等一系列應(yīng)激反應(yīng)來(lái)抵抗外界諸多不良刺激，維持機(jī)體內(nèi)壞境的穩(wěn)定。文獻(xiàn)報(bào)道:持續(xù)劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)體微量元素失衡，補(bǔ)充微量元素可以提高機(jī)體耐受力［8，9］，而深層海水可以改善機(jī)體微量元素平衡［2］。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)小鼠耐力實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)45 ppm、90 ppm 深層海水組小鼠游泳時(shí)間及常壓耐缺氧時(shí)間與自來(lái)水組相比顯著性延長(zhǎng)，耗氧量顯著減少，說(shuō)明深層海水能明顯增強(qiáng)小鼠的耐受力，使小鼠的耐缺氧時(shí)間、游泳時(shí)間延長(zhǎng)。

在血清生理學(xué)指標(biāo)方面，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示:深層海水組小鼠天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、肌酸激酶(CK)及肌酸肌酶同工酶(CK-MB)值明顯比對(duì)照組低，AST、CK 及CK-MB 是組織細(xì)胞受損釋放至血液中的酶，也是心肌酶學(xué)中的重要指標(biāo)，因此，我們認(rèn)為深層海水對(duì)組織細(xì)胞有一定的保護(hù)作用，特別是心肌細(xì)胞。血清蛋白、肝腎功能、血細(xì)胞計(jì)數(shù)及血電解質(zhì)在三組間均未見(jiàn)明顯差異，說(shuō)明深層海水不會(huì)干擾正常小鼠的生理功能，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境紊亂。

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我們認(rèn)為深層海水可通過(guò)改善機(jī)體微量元素平衡，改善酶的功能，保護(hù)組織細(xì)胞，提高機(jī)體耐受力，且不干擾機(jī)體正常的內(nèi)環(huán)境。由于海洋深層水具有許多其他水無(wú)法替代的特性，就海洋深層水的特性而言，有許多利用價(jià)值有待于我們?nèi)ダ^續(xù)開(kāi)發(fā)，前景非常廣闊。

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