干姜對小鼠抗應(yīng)激能力的影響

張 旭,游國葉

(1.河南大學(xué)藥學(xué)院河南開封475004;2.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南信陽464000)

干姜對小鼠抗應(yīng)激能力的影響

張 旭1,游國葉2

(1.河南大學(xué)藥學(xué)院河南開封475004;2.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南信陽464000)

目的 研究干姜提取液對小鼠抗應(yīng)激能力的影響。方法 采用強(qiáng)迫游泳法測定小鼠的游泳時(shí)間、常壓耐缺氧法、熱應(yīng)激及冷應(yīng)激來測定小鼠的存活時(shí)間;通過測定小鼠血清和肝勻漿中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)的活性及丙二醛(MDA)的含量,觀察干姜提取液對小鼠各種有害刺激的影響。結(jié)果 干姜提取液在一定濃度連續(xù)灌胃(ig)給藥14 d,能顯著延長小鼠的游泳時(shí)間(P＜0.05或P＜0.01)和小鼠常壓耐缺氧的存活時(shí)間,提高熱應(yīng)激和冷應(yīng)激小鼠的存活率(P＜0.05或P＜0.01),肝勻漿中的SOD、CAT活性增加(P＜0.05或P＜0.01)、MDA水平下降(P＜0.05或P＜0.01)。結(jié)論 干姜提取液能增強(qiáng)小鼠的抗疲勞能力、延長常壓缺氧小鼠的存活時(shí)間、提高低溫及高溫環(huán)境下小鼠的存活率,提高機(jī)體對外界應(yīng)激的反應(yīng)能力。

干姜;耐缺氧;抗疲勞;抗高溫;耐寒

干姜為姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根莖,性味心熱,入脾、胃、心、腎、肺、大腸經(jīng),有溫中散寒、回陽通脈、溫肺化飲、溫經(jīng)止血之功效[1]。根據(jù)相關(guān)報(bào)道[2-3]干姜醇提液能促進(jìn)小鼠的胃排空 、促進(jìn)正常體外腸管收縮,周靜等[4]報(bào)道干姜水提液有增強(qiáng)心肌收縮力的功效。有關(guān)中藥及其提取液[5-10]抗應(yīng)激報(bào)道越來越多,姜作為一味傳統(tǒng)中藥又與人們的生活密切相關(guān),我們選擇干姜(生姜炮制而成)作為研究對象,通過對小鼠游泳疲勞法、常壓缺氧、高溫刺激及低溫刺激等外界環(huán)境的改變來探討干姜對機(jī)體的保護(hù)作用,而干姜醇提液及其水提液對動(dòng)物機(jī)體的應(yīng)激能力及機(jī)體應(yīng)激之后相關(guān)酶含量的報(bào)道較少,我們通過肝組織中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性的改變,丙二醛(MDA)含量的變化來了解干姜抗應(yīng)激可能的作用機(jī)理,為姜的開發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 藥物與試劑

生姜,開封本地產(chǎn),經(jīng)河南大學(xué)藥學(xué)院生藥教研室鑒定為姜科植物姜Zingiber officinale Rosc)根莖,洗凈,切絲,置于50℃烘箱中干燥。

干姜醇提液:將粉碎的干姜粉50 g于2 500 m L白酒(乙醇體積分?jǐn)?shù)為52%)中浸泡5 d后,超聲1 h,提取3次,合并濾液,放入50℃下水浴鍋中濃縮,得到干姜醇提液100 m L,保存于-20℃冰箱中,該提取液1周內(nèi)用完,臨用時(shí)配成所需濃度并搖勻。

干姜水提液:取干燥后的干姜50 g,將其粉碎,在2 500 m L水中浸泡2 h后超聲1 h,在文火下煮沸30 min,過濾,提取3次,合并濾液,濃縮,得到干姜水提液100 m L,保存于-20℃冰箱中,該提取液1周內(nèi)用完,臨用時(shí)配成所需濃度并搖勻。

鈉石灰:天津市福晨化學(xué)試劑廠,超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器

恒溫水浴鍋(ISOTEMP210 Fisher Scientific), TGL16-w臺式高速冷凍離心機(jī)(北京京立離心機(jī)有限公司),KQ-300VDE型雙頻數(shù)控超聲儀(昆山市超聲儀器有限公司),電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9146A型,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司,海爾冰箱BCD-216,青島海爾股份有限公司。電子天平,型號:JY10001,上海精密科學(xué)儀器有限公司,UV-2000型此外可見光分光光度計(jì),上海尤尼柯儀器有限公司。

1.3 動(dòng)物

健康昆明小鼠18～22 g,清潔級,雌雄均有,購自河南醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,合格證號:豫動(dòng)合字101號。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 小鼠常壓缺氧實(shí)驗(yàn)[11]

取健康昆明小鼠50只,♀,♂各半,隨機(jī)分為干姜水提液/醇提液高劑量組(5 g/kg)、干姜水提液/醇提液低劑量組(1 g/kg)和生理鹽水對照組,每組10只。藥物組和生理鹽水組分別靜脈注射給予0.2 m L/10 g,1次/d,連續(xù)14 d。于第15 d給藥1 h后將每只小鼠放入裝有15 g鈉石灰、容積為250 m L廣口瓶內(nèi),而后迅速蓋緊涂有凡士林的玻璃塞,記錄每只小鼠的存活時(shí)間。待小鼠呼吸停止后,將小鼠迅速從廣口瓶中取出,頸椎脫臼處死小鼠,剖解取肝臟,用生理鹽水洗凈,濾紙吸干,冰浴中用生理鹽水制成10%肝勻漿。樣品的處理與各指標(biāo)測定均按照試劑盒說明書進(jìn)行。

2.2 小鼠抗疲勞實(shí)驗(yàn)強(qiáng)迫游泳法[11]

取健康昆明♂小鼠50只,隨機(jī)分為干姜水提液/醇提液高劑量組(5 g/kg)、干姜水提液/醇提液低劑量組(1 g/kg)和生理鹽水組,每組10只。藥物組和生理鹽水組分別靜脈注射給予0.2 m L/10g,1次/d,連續(xù)14 d,于15 d給藥1 h后將每鼠尾部系以體重5%的負(fù)荷,放入水溫28℃,水深為30 cm、直徑為50 cm的水槽中,進(jìn)行游泳實(shí)驗(yàn)。用秒表記錄小鼠入水至鼻孔沒入水下持續(xù)8 s不能浮出水而為止的時(shí)間。游泳結(jié)束后,頸椎脫臼處死小鼠,剖解取肝臟,用生理鹽水洗凈,濾紙吸干,冰浴中用生理鹽水制成10%肝勻漿。樣品的處理與各指標(biāo)測定均按照試劑盒說明書進(jìn)行。

2.3 小鼠抗高溫實(shí)驗(yàn)[11]

取健康昆明小鼠50只,♀,♂各半,隨機(jī)分為干姜水提液/醇提液高劑量組(5 g/kg)、干姜水提液/醇提液低劑量組(1 g/kg)和生理鹽水對照組,每組10只。藥物組和生理鹽水組分別靜脈注射給予0.2 m L/10g,1次/d,連續(xù)14 d。于第15 d給藥1 h后將各組小鼠放入40℃電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中,每隔一定時(shí)間觀察一次小鼠狀況,2h后將小鼠從干燥箱中取出,觀察小鼠反應(yīng)及死亡狀況,計(jì)算存活率,立即剖解取肝臟,用生理鹽水洗凈,濾紙吸干,冰浴中用生理鹽水制成10%肝勻漿。樣品的處理與各指標(biāo)測定均按照試劑盒說明書進(jìn)行。

2.4 小鼠耐寒實(shí)驗(yàn)[11]

取健康昆明小鼠50只,♀,♂各半,隨機(jī)分為干姜水提液/醇提液高劑量組(5g/kg)、干姜水提液/醇提液低劑量組(1 g/kg)和生理鹽水組,每組10只。藥物組和生理鹽水組分別靜脈注射給予0.2 m L/10 g,1次/d,連續(xù)14 d。于第15 d給藥1h后將各組小鼠放入-6℃～-2℃冰箱中,每隔一定時(shí)間觀察一次小鼠狀況,將死亡小鼠取出記錄死亡時(shí)間,4 h后將小鼠全部取出,計(jì)算存活率,剖解取肝臟,用生理鹽水洗凈,濾紙吸干,冰浴中用生理鹽水制成10%肝勻漿。樣品的處理與各指標(biāo)測定均按照試劑盒說明書進(jìn)行。

2.5 統(tǒng)計(jì)處理方法

3 結(jié)果

3.1 干姜對常壓缺氧小鼠生存時(shí)間、肝組織中SOD、CAT活性及MDA的影響

比較各組小鼠連續(xù)灌胃14 d后常壓缺氧小鼠的存活時(shí)間,可以看出醇姜水提液高劑量組(5 g/kg)小鼠與對照組相比較,差異極顯著(P＜0.01);干姜水提液高劑量組(5 g/kg)小鼠的生存時(shí)間與其水提液低劑量組(1 g/kg)對照組比較,差異顯著(P＜0.05),干姜水提液低劑量組(1 g/kg)小鼠存活時(shí)間與對照組比較沒有明顯延長(P＞0.05);干姜醇提液高劑量組(5 g/kg)肝組織中的SOD、CAT活性顯著性升高,而MDA明顯下降(P＜0.01),干姜水提液高劑量組(5 g/kg)小鼠肝組織中的SOD、CAT活性也有明顯提高,MDA含量有明顯下降(P＜0.05),干姜醇提液及水提液低劑量組(1 g/kg)小鼠肝組織中SOD、CAT活性升高不明顯,MDA含量也沒有明顯的下降(P＞0.05),說明干姜提取液在一定的濃度下具有抗氧化能力,對機(jī)體有保護(hù)作用。結(jié)果見表1。

表1 對常壓缺氧小鼠存活時(shí)間、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量影響(±s)

表1 對常壓缺氧小鼠存活時(shí)間、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量影響(±s)

與對照組相比a:P＜0.05,b:P＜0.01。

組別 鼠數(shù)/只劑量/ (g/kg)存活時(shí)間/ min SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)對照 10 -- 52.0±13.2 76.3±5.8 13.6±1.8 2.54±1.22醇提液高劑量 10 5 64.5±11.8b85.2±10.1b17.2±2.7b1.86±0.82b水提液高劑量 10 5 58.9±17.6a82.6±13.7a16.5±3.2a1.90±1.05a醇提液低劑量 10 1 58.6±10.7a79.5±6.9 14.9±1.9 2.30±1.25水提液低劑量 10 1 52.9±15.3 77.8±4.6 14.8±2.3 2.46±0.76

3.2 干姜對小鼠游泳耐力、小鼠肝組織中SOD、CAT活性及MDA含量的影響

干姜醇提液/水提液高劑量組(5 g/kg)、干姜醇提液低劑量組(1 g/kg)小鼠連續(xù)灌胃14 d后均能明顯延長小鼠游泳時(shí)間,與對照組相比較,差異極顯著(P＜0.01),干姜醇提液/水提液高劑量組(5 g/kg)小鼠肝組織中SOD、CAT活性明顯升高,而MDA明顯下降(P＜0.01),干姜醇提液低劑量組小鼠肝組織中CAT活性明顯升高(P＜0.01),肝組織中SOD活性顯著增強(qiáng),MDA含量顯著降低(P＜0.05),而干姜水提液低劑量組(1 g/kg)與對照組比較沒有顯著性差異(P＞0.05)。結(jié)果見表2。

3.3 干姜對小鼠高溫存活情況、肝組織中SOD、CAT活性及MDA含量影響

在2 h內(nèi)各組小鼠均未出現(xiàn)死亡,但都表現(xiàn)出中暑癥狀,趴地不動(dòng),翻正反射消失,說明無論給藥小鼠還是對照小鼠在40℃溫度下至少生存2 h以上,干姜醇提液/水提液高劑量組(5 g/kg)小鼠肝組織中SOD、CAT活性顯著性升高(P＜0.05),MDA含量也明顯下降(P＜0.05),其他各組肝組織無論SOD、CAT活性還是MDA含量均沒有顯著性改變(P＞0.05)。結(jié)果見表3。

表2 對小鼠游泳耐力、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量影響±s)

表2 對小鼠游泳耐力、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量影響±s)

與對照組相比a:P＜0.05,b:P＜0.01。

組別 鼠數(shù)/只劑量/ (g/kg)游泳時(shí)間/ min SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)對照 10 -- 9.08±1.22 77.1±5.1 12.1±2.2 2.66±1.31醇提液高劑量 10 5 16.36±3.65b88.2±11.3b15.2±2.1b 1.66±0.79b水提液高劑量 10 5 13.95±2.66b86.6±9.7b15.4±2.8b1.82±1.23b醇提液低劑量 10 1 13.50±1.54b80.5±8.9a15.0±2.6b2.10±1.36a水提液低劑量 10 1 10.28±1.72 77.8±6.6 13.9±3.3a2.40±0.84

3.4 干姜對小鼠低溫存活時(shí)間、小鼠肝組織中SOD、CAT活性及MDA含量的影響

干姜醇提高劑量組(5 g/kg)小鼠5 h內(nèi)無死亡現(xiàn)象,與對照組相比差異極顯著(P＜0.01),水提液高劑量組(5 g/kg)和醇提液低劑量組(1 g/kg)存活時(shí)間與對照組相比差異顯著(P＜0.05),而水提液低劑量組小鼠與對照組相比無顯著性差異(P＞0.05);干姜醇提高劑量組(5 g/kg)和干姜醇提低劑量組(1 g/kg)小鼠肝組織中的SOD、CAT活性及MDA含量與對照組相比差異極顯著(P＜0.01),水提液高劑量組(5 g/kg)小鼠肝組織中的SOD、CAT活性及MDA含量與對照組相比差異顯著(P＜0.05),提示小鼠給予一定量的干姜醇提液和干姜水提液后可以提高機(jī)體的耐寒能力,提高肝組織中的氧化酶活性,降低MDA含量。結(jié)果見表4。

表3 對小鼠高溫存活、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量的影響(±s)

表3 對小鼠高溫存活、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量的影響(±s)

與對照組相比a:P＜0.05,b:P＜0.01。

組別 鼠數(shù)/只劑量/ (g/kg)存活率/ % SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)對照 10 -- 100 78.8±10.5 14.4±2.5 2.82±1.66醇提液高劑量 10 5 100 86.2±8.1a16.2±2.1a2.01±0.36a水提液高劑量 10 5 100 84.9±9.5a16.9±2.8a2.20±0.99a醇提液低劑量 10 1 100 80.1±10.2 14.9±1.9 2.52±0.68水提液低劑量 10 1 100 80.2±6.6 14.2±3.8 2.76±1.45

表4 干姜對小鼠低溫存活、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量的影響(±s)

表4 干姜對小鼠低溫存活、肝組織SOD、CAT活性及MDA含量的影響(±s)

與對照組相比a:P＜0.05,b:P＜0.01, %=

組別 鼠數(shù)/只劑量/ (g/kg)存活數(shù)/只SOD/ (U/g) CAT/ (U/g) MDA/ (nmol/g)對照 10 -- 3 79.8±6.9 14.8±1.6 2.22±1.06醇提液高劑量 10 5 10b (↑233.3%) 89.9±8.1b19.5±1.5b1.49±0.63b水提液高劑量 10 5 7b (↑133.3%) 86.8±9.7a16.9±2.1a1.71±0.89a醇提液低劑量 10 1 8b (↑166.7%) 88.6±9.3b18.2±1.9b1.66±0.75b水提液低劑量 10 1 4 (↑33.3%) 80.5±6.5 15.4±2.6 2.12±1.23

4 討論

應(yīng)激反應(yīng)是機(jī)體在受到各種內(nèi)外環(huán)境因素刺激是所出現(xiàn)的非特異性全身反應(yīng),與在刺激作用下機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的變化密切相關(guān),眾所周知,環(huán)境對人健康的影響很大,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生活壓力的增大,外界環(huán)境的不良刺激如過度勞累、缺氧、過熱或過冷等以及高壓下的人們更容易出現(xiàn)憂、思、恐、怒等不良情感等均可構(gòu)成應(yīng)激原,使機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài),久而久之人們時(shí)常處于亞健康狀態(tài),因此當(dāng)代人體質(zhì)明顯變?nèi)?、記憶力減退、免疫力降低、工作效率降低。因而研究開發(fā)增強(qiáng)機(jī)體抗應(yīng)激能力的藥物是我們每一個(gè)藥學(xué)工作者義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。

我們把與人們生活息息相關(guān)的姜作為研究的對象,在預(yù)試中發(fā)現(xiàn)干姜能增強(qiáng)小鼠的抗應(yīng)激能力,我們結(jié)合預(yù)試結(jié)果就干姜醇提液及其水提液進(jìn)行了一系列的探討。研究發(fā)現(xiàn)小鼠連續(xù)給予一定量的干姜提取液后,游泳時(shí)間延長、耐缺氧能力提高、耐高溫及抗寒能力增強(qiáng),說明干姜在一定濃度下能很好的保護(hù)機(jī)體抵抗外界的不良刺激。缺氧、疲勞、高溫或低溫等刺激下均可使機(jī)體發(fā)生紊亂,相關(guān)研究[12]表明,在疲勞狀態(tài)下血清中的SOD活性下降,MDA含量升高;施暢等[13]報(bào)道低O2高CO2大鼠肝組織中SOD活性明顯降低,MDA含量明顯增高;我們根據(jù)預(yù)試情況對不同條件應(yīng)激下小鼠肝組織中的SOD、CAT的活性及MDA的含量進(jìn)行了測定,研究表明每天給小鼠灌服一定量的干姜提取液后,肝組織中的SOD、CAT的活性增強(qiáng),MDA的含量降低,說明干姜能夠減少體內(nèi)脂質(zhì)過氧化,減少自由基的產(chǎn)生,因此能夠有效抵抗自由基對機(jī)體的損害,延緩運(yùn)動(dòng)疲勞的發(fā)生,同時(shí)降低了機(jī)體的耗氧量,機(jī)體對各種不良刺激的適應(yīng)性增強(qiáng),特別是對抗疲勞及耐寒的效果非常顯著。

把抗疲勞、耐缺氧、抗高溫及耐低溫研究結(jié)果綜合考察,干姜醇提取液效果要好水提液,實(shí)驗(yàn)小鼠給予同樣劑量的干姜提取物后抗寒能力要好于耐高溫能力,這可能與提取液所含化學(xué)成分有關(guān),要明確其成分及其作用機(jī)理還需要進(jìn)一步探討。

(本文得到河南大學(xué)藥學(xué)院藥理教研室杜鋼軍教授的指導(dǎo)和支持,特此致謝)。

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[責(zé)任編輯 李武營]

Experiment study on the anti-stress effect of the Dried Ginger extract in mice

ZHANG Xu1，YOU Guoye2
（1.Pharmacy College of Henan University，Kaifeng，Henan 475004，China；2.Vocational and Technical Collage of Xinyang，Xinyang，Henan 464000，China）

Objective To observe the anti-stress effect of the Dried Ginger Extract in mice.Methods The effects of aqueous extract and ethanolic extract on the swimming-sustained time，the survival time under hypoxia tolerance，the survival rate by high temperature（40℃）stimulation and cold temperature（-6～2℃）simulation were observed，by the method of compelled swimming，anti-hypoxia under normal pressure、40℃and-6～2℃respectively.Results The Aqueous extract and Ethanolic extract from dried Ginger could well prolong the swimming time（P＜0.05 or P＜0.01），the survival time of hypoxia and improve the survival rate under the cold temperature（P＜0.05 or P＜0.01）.Furthermore，after being treated 14d with extract from dried Ginger could significantly increase the activities of superoxide dismutase（SOD），catalase（CAT）in liver homogenate and malondialdehyde（MDA）content was decreased markedly.In addition，the Ethanolic extract from dried Ginger could significantly increase the survival time and the ability of anti-cold temperature.Conclusion the Aqueous extract and Ethanolic extract from dried Ginger could enhance the ability of anti-stress response.

Dried Ginger；Anti fatigue；Hypoxia tolerance；Anti high temperature；Anti cold temperature

R258.6

A

1672-7606(2014)02-0099-05

2014-02-12

河南省教育廳自然科學(xué)研究指導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目(2010B310003);河南大學(xué)校內(nèi)基金(2008YB2R32);開封市科技局項(xiàng)目(100317)。

張旭(1979-),女,河南鹿邑人,碩士,講師,從事中藥藥理和腫瘤藥理研究工作。