蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠體內(nèi)抗氧化及肝臟損傷修復(fù)作用

王 穎，佐兆杭，王欣卉，徐炳政，朱 磊，劉淑婷，宮 雪

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319；3.青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司，山東 青島 266400）

蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠體內(nèi)抗氧化及肝臟損傷修復(fù)作用

王 穎1,2，佐兆杭1，王欣卉1，徐炳政3，朱 磊1，劉淑婷1，宮 雪1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319；3.青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司，山東 青島 266400）

本實(shí)驗(yàn)探究了蕓豆芽菜多酚對D-半乳糖造模的氧化損傷小鼠體內(nèi)抗氧化及肝臟損傷修復(fù)作用。腹腔注射D-半乳糖溶液構(gòu)建氧化損傷小鼠模型，經(jīng)連續(xù)灌胃不同劑量（20、40、60 mg/（kg·d））蕓豆芽菜多酚28 d后測定小鼠體質(zhì)量、肝臟臟器系數(shù)、血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate transaminase，AST）活力及丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量并取肝臟制作蘇木精-伊紅染色切片，觀察小鼠肝臟損傷及修復(fù)狀況。與模型對照組小鼠比較，各灌胃給藥組小鼠體質(zhì)量及肝臟臟器系數(shù)無顯著性差異（P＞0.05），蕓豆芽菜多酚中、高劑量組小鼠血清SOD、GSH-Px活力顯著上升（P＜0.05），MDA含量顯著下降（P＜0.05），肝臟功能指示指標(biāo)ALT與AST活力顯著下降（P＜0.05），且綜合肝組織病理學(xué)染色切片結(jié)果觀察發(fā)現(xiàn)蕓豆芽菜多酚可使腫脹的肝細(xì)胞恢復(fù)正常形態(tài)，并可減少胞間出血點(diǎn)及炎性細(xì)胞浸潤現(xiàn)象，且作用效果與劑量呈正相關(guān)。

蕓豆芽菜多酚；D-半乳糖；氧化損傷；肝臟；修復(fù)作用

隨環(huán)境污染的日益加劇，人們時(shí)常處在紫外線暴露、電磁波輻射和大氣污染的環(huán)境中，且隨著生活壓力不斷增大及化學(xué)藥劑濫用，人們處于一種高壓力下的病理狀態(tài)[1-4]，此種狀態(tài)下，機(jī)體會(huì)在一定程度上產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致機(jī)體抗氧化功能失衡，無法抵御如·OH和O2-·等自由基的侵襲，最終出現(xiàn)炎癥、衰老及機(jī)體臟器氧化損傷的現(xiàn)象[5-8]。

蕓豆又名四季豆，富含營養(yǎng)物質(zhì)和人體所必需的8 種氨基酸，深受食品消費(fèi)者青睞[9]。蕓豆中除富含氨基酸外還具有較高含量的多酚類物質(zhì)[10]，具有較高的抗氧化活性。研究表明不僅蕓豆中含有較高含量的多酚類物質(zhì)，其生發(fā)出的芽菜多酚含量近蕓豆的5 倍，是植物來源中人們攝取酚類化合物的重要來源之一[11-12]，本實(shí)驗(yàn)以抗壞血酸（VC）為陽性對照，探究了課題組自主研發(fā)提取的蕓豆芽菜多酚對D-半乳糖造模的氧化損傷小鼠的體內(nèi)抗氧化和肝臟損傷的修復(fù)作用，旨在為蕓豆芽菜多酚體內(nèi)抗氧化及對肝臟損傷的修復(fù)作用提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物、材料與試劑

健康雄性昆明種鼠：SCXK（吉）2011-0003，體質(zhì)量（20±2）g，由長春生物制品研究所有限責(zé)任公司提供。

蕓豆芽菜多酚 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院自制[12]；抗壞血酸（VC）、D-半乳糖 上海源葉生物科技有限公司；丙二醛（malondialdehyde，MDA）試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）試劑盒、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）試劑盒、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）試劑盒、谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate transaminase，AST）試劑盒南京建成生物工程研究所；二甲苯氨水、蘇木精、伊紅染液 上海研臣實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Sunrise酶標(biāo)儀 瑞士帝肯公司；YB-P50001型電子天平 北京長拓銳新科技發(fā)展有限公司；KD-P型攤片機(jī)、KD-BM型生物組織包埋機(jī) 浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限公司；XD811F型快速生化分析儀 武漢三豐醫(yī)療設(shè)備有限公司；1805型切片機(jī)（石蠟）、CM1950型組織包埋機(jī) 德國Leica公司；CK40型光學(xué)顯微鏡日本Olympus公司。

1.3 方法

1.3.1 動(dòng)物分組與模型建立

健康昆明雄性種鼠60 只，適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后稱體質(zhì)量，將實(shí)驗(yàn)小鼠按照稱質(zhì)量指標(biāo)隨機(jī)分組，每組10 只，其中共分為空白對照組（NOR）、模型對照組（MOD）、陽性對照組（VC）和蕓豆芽菜多酚低、中、高劑量處理組（DF-L、DF-M、DF-H）。實(shí)驗(yàn)小鼠于12 h平行光照，室溫（22±2） ℃環(huán)境下飼養(yǎng)，并配有專用塑料鼠籠，無菌木屑?jí)|料每日更換。

除正常對照組外，其余各組小鼠每日腹腔注射D-半乳糖生理鹽水溶液120 mg/（kg·d），以體質(zhì)量計(jì)，后同，正常對照組注射等量生理鹽水，連續(xù)28 d，建模同時(shí)各組小鼠均按表1進(jìn)行藥劑灌胃。實(shí)驗(yàn)期間，小鼠食用標(biāo)準(zhǔn)飼料，自由飲水，腹腔注射及灌胃給藥量根據(jù)小鼠每日體質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，各組小鼠藥劑分配見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)小鼠藥劑分配Table 1 Drugs and their doses administered to experimental mice

1.3.2 動(dòng)物指標(biāo)測定

實(shí)驗(yàn)過程中，每日測量小鼠體質(zhì)量并觀察其形態(tài)特征變化，實(shí)驗(yàn)小鼠末次給藥并禁食24 h后，摘除眼球取血分離血清，XD811F型快速生化分析儀測定小鼠血清中SOD活力、GSH-Px活力、MDA含量、ALT活力及AST活力，實(shí)驗(yàn)小鼠肝臟稱質(zhì)量后，根據(jù)公式（1）計(jì)算肝臟臟器系數(shù)，并制作病理學(xué)組織切片，用以觀察小鼠肝臟氧化損傷及蕓豆芽菜多酚對小鼠肝臟修復(fù)情況。

式中：m1為肝臟濕質(zhì)量/g；m為小鼠體質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠體質(zhì)量及肝臟臟器系數(shù)的影響

蕓豆芽菜多酚對D-半乳糖造模的氧化損傷小鼠體質(zhì)量及肝臟臟器系數(shù)影響如表2所示，與正常對照組小鼠比較，模型對照組小鼠體質(zhì)量及肝臟臟器系數(shù)均有所下降，表明D-半乳糖可抑制小鼠正常生長及肝臟發(fā)育，但未造成顯著性差異。灌胃給藥后，相較于模型對照組，除蕓豆芽菜多酚低劑量處理組外，中、高劑量組體質(zhì)量和肝臟臟器系數(shù)均有所上升，此現(xiàn)象說明蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠體質(zhì)量及肝臟臟器系數(shù)的改善效果與劑量呈正相關(guān)。陽性對照組與蕓豆芽菜多酚中劑量處理組肝臟臟器系數(shù)相近，且略低于蕓豆芽菜多酚高劑量處理組，但組間并無明顯差異。

表2 實(shí)驗(yàn)小鼠體質(zhì)量及肝臟臟器系數(shù)Table 2 Body weights and liver indexes of mice

2.2 蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠血清SOD活力、GSH-Px活力及MDA含量的影響

圖1 蕓豆芽菜多酚對小鼠血清SOD活力（A）、GSH-Px活力（B）、MDA含量（C）的影響Fig. 1 Effect of kidney bean sprout polyphenols on SOD (A),GSH-Px (B) and MDA (C) in serum of mice

由圖1可知，相較于正常對照組小鼠，經(jīng)腹腔注射D-半乳糖溶液后，模型對照組小鼠血清SOD及GSH-Px活力顯著下降（P＜0.05），血清MDA含量顯著上升（P＜0.05），經(jīng)灌胃給藥處理后，各給藥組小鼠血清SOD及GSH-Px活力較模型對照組均不同程度增加，血清MDA含量也有所下降，其中，陽性對照組血清SOD、GSH-Px活力及MDA含量與蕓豆芽菜中劑量處理組無顯著性差異（P＞0.05），蕓豆芽菜多酚中、高劑量處理組小鼠血清SOD活力及GSH-Px活力與空白對照小鼠無顯著性差異（P＞0.05），此結(jié)果表明，蕓豆芽菜多酚使氧化損傷小鼠血清SOD及GSH-Px活力提升，同時(shí)可降低血清MDA含量，其改善效果與劑量呈正相關(guān)。

2.3 蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠血清ALT及AST活力的影響

圖2 蕓豆芽菜多酚對小鼠血清ALT（A）、AST（B）活力的影響Fig. 2 Effect of kidney bean sprout polyphenols on ALT (A) and AST (B)in serum of mice

ALT及AST是肝臟功能指示指標(biāo)，能夠反映出肝臟功能基本狀況，通常用來評價(jià)肝臟組織損傷及炎癥狀況。由圖2所示，與空白對照組比較，模型對照組小鼠血清ALT與AST活力顯著升高（P＜0.05），經(jīng)灌胃給藥后，與模型對照組小鼠比較，各灌胃給藥組小鼠血清ALT與AST水平均有所下降，其中，陽性對照組小鼠與蕓豆芽菜多酚中劑量處理組無顯著性差異（P＞0.05），除蕓豆芽菜多酚低劑量處理組外，中、高劑量處理組小鼠血清ALT與AST活力均較模型對照組小鼠顯著下降（P＜0.05），且高劑量蕓豆芽菜多酚處理組與空白對照組小鼠血清ALT活力無顯著性差異（P＞0.05）。

2.4 蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠肝臟損傷的修復(fù)情況

圖3 實(shí)驗(yàn)小鼠肝臟組織病理學(xué)觀察（×200）Fig. 3 Pathological observation of liver tissues from experimental mice (× 200)

各組小鼠肝臟組織病理學(xué)觀察如圖3所示?？瞻讓φ战M小鼠肝臟組織結(jié)構(gòu)完整，肝索走向清晰，肝細(xì)胞體積正常且細(xì)胞核完整，模型對照組小鼠肝細(xì)胞水腫變形，肝小葉界限模糊且局部出現(xiàn)壞死現(xiàn)象，肝細(xì)胞間伴有出血點(diǎn)及炎性細(xì)胞浸潤現(xiàn)象。經(jīng)灌胃給藥后，各給藥組小鼠肝臟損傷情況均有不同程度改善，陽性對照組小鼠肝臟細(xì)胞形態(tài)趨于正常，但細(xì)胞間仍存在炎性細(xì)胞團(tuán)塊。蕓豆芽菜多酚處理組中，低劑量處理組小鼠肝臟細(xì)胞腫脹程度有所減輕；中劑量處理組小鼠肝臟腫脹細(xì)胞恢復(fù)正常形態(tài)，但胞間存在炎性細(xì)胞團(tuán)；高劑量處理組小鼠肝臟細(xì)胞形態(tài)完整，炎性細(xì)胞浸潤現(xiàn)象減輕，肝索走向正常。結(jié)果表明，蕓豆芽菜多酚可修復(fù)受損的肝臟細(xì)胞，且其修復(fù)受損肝臟細(xì)胞能力與劑量呈正相關(guān)。

3 討 論

由于現(xiàn)代環(huán)境、紫外、電磁輻射及自身壓力的影響，人類常受到氧化應(yīng)激的威脅，人體氧化應(yīng)激反應(yīng)可造成體內(nèi)積累過多的由于氧化應(yīng)激所產(chǎn)生的自由基（ROO·、·OH、O2—·）[13-15]，自由基可直接或間接地?fù)p傷細(xì)胞內(nèi)DNA及蛋白質(zhì)功能，是許多疾病發(fā)生的病理基礎(chǔ)。自由基是極為活躍的離子基團(tuán)，可攻擊體內(nèi)抗氧化酶活性中心，導(dǎo)致SOD、GSH-Px在內(nèi)的抗氧化酶結(jié)構(gòu)改變，失去其原有活性[16-17]；其可與DNA分子帶電中心結(jié)合，從而使DNA分子堿基取代或丟失，造成轉(zhuǎn)錄障礙或基因突變[18-19]；造成脂質(zhì)過氧化，形成脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA[20]；破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的氧化還原特性，使胞內(nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸及代謝功能紊亂，造成細(xì)胞損傷、水腫變性[21-22]，危害甚大。

多酚是一類廣泛存在于植物中的次生代謝類物質(zhì)[23]，研究表明，多酚類物質(zhì)中含有大量酚羥基[24]，其極易被氧化同時(shí)可作為氫供體（·H）對多種自由基具有有效的清除作用，并可將單線態(tài)氧自由基還原成活性較弱的三線態(tài)氧[25]，參與自由基淬滅減少自由基的產(chǎn)生[26]。多酚類物質(zhì)具有較高的抗氧化及抗癌活性，并可通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控機(jī)體氧化酶基因表達(dá)[27-29]，可參與調(diào)節(jié)Nrf2（NF-E2-related factor 2）轉(zhuǎn)錄因子活性，從而增強(qiáng)Nrf2激活抗氧化基因或蛋白表達(dá)的特性，提高機(jī)體細(xì)胞及抗氧化系統(tǒng)氧化應(yīng)激能力，發(fā)揮抗氧化作用[30]。

本實(shí)驗(yàn)以抗氧化活性物質(zhì)VC為陽性對照，通過腹腔注射D-半乳糖溶液構(gòu)建氧化損傷小鼠模型，探究了蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠體內(nèi)抗氧化及修復(fù)受損肝臟的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，D-半乳糖造模后，相較于空白對照組小鼠，模型對照組小鼠血清抗氧化酶SOD及GSH-Px活力顯著下降（P＜0.05），肝功能指示指標(biāo)ALT及AST活力顯著上升（P＜0.05），肝臟病理學(xué)切片顯示，肝臟細(xì)胞出現(xiàn)嚴(yán)重水腫變性，細(xì)胞間存在出血點(diǎn)和炎性細(xì)胞浸潤現(xiàn)象。經(jīng)灌胃給藥后，與模型對照組小鼠相比較，蕓豆芽菜多酚處理組小鼠血清中SOD及GSH-Px活力提高，且MDA含量下降，血清ALT及AST活力也有所下降，病理學(xué)切片顯示，肝臟細(xì)胞腫脹程度有明顯的好轉(zhuǎn)，出血點(diǎn)及炎性細(xì)胞浸潤現(xiàn)象減少，肝索脈絡(luò)清晰，且不同劑量蕓豆芽菜多酚處理組小鼠指標(biāo)顯示，蕓豆芽菜多酚對于氧化損傷小鼠血清SOD、GSH-Px、MDA、ALT及AST水平的改善效果及對受損肝臟的修復(fù)情況與劑量呈正相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中，蕓豆芽菜多酚可提高氧化損傷小鼠體內(nèi)抗氧化酶含量并降低脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生，同時(shí)可修復(fù)受損的肝臟組織細(xì)胞，顯示了較為突出的體內(nèi)抗氧化能力，并且蕓豆芽菜多酚具有易提取、原材料豐富易得的優(yōu)點(diǎn)，這將使蕓豆芽菜多酚在體內(nèi)抗氧化及修復(fù)機(jī)體臟器組織氧化損傷方面具有廣闊的應(yīng)用及市場前景。

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Effects of Kidney Bean Sprout Polyphenols on Restoring Antioxidant System and Oxidative Liver Injury in Mice

WANG Ying1,2, ZUO Zhaohang1, WANG Xinhui1, XU Bingzheng3, ZHU Lei1, LIU Shuting1, GONG Xue1
(1. College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China; 2. National Coarse Cereals Engineering Research Center, Daqing 163319, China; 3. Qingdao Langyatai Co. Ltd., Qingdao 266400, China)

This experiment explored the effect of kidney bean sprout polyphenols on restoring the antioxidant system and D-galactose-induced liver injury in mice. Intraperitoneal injection of D-galactose solution was conducted to construct a mouse model of oxidative injury. Body weight, liver coefficient and superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase(GSH-Px), alanine aminotransferase (ALT) and aspartate transaminase (AST) activities and malondialdehyde (MDA)concentration in serum were determined after 28 days of continuous administration of different doses (20、40、60 mg/(kg·d))of kidney bean sprout polyphenols, and liver tissue sections were stained with hematoxylin-eosin and examined for the degree of liver damage and recovery. Compared with the model control group, oral administration of kidney bean sprout polyphenols showed no significant differences in body weight or liver coefficient (P 〉 0.05); however, serum SOD and GSH-Px activities in the middle- and high-dose groups were increased significantly (P 〈 0.05), MDA concentration was decreased significantly (P 〈 0.05),and the liver function indicators ALT and AST activities were reduced significantly (P 〈 0.05). Histopathological observation indicated that swollen hepatocytes were restored to normal by the administration of kidney bean sprout polyphenols and the number of intercellular bleeding points and inflammatory cell infiltration were reduced dose-dependently.

kidney bean sprout polyphenols; D-galactose; oxidative damage; liver; restoring effect

10.7506/spkx1002-6630-201721034

TS202.3

A

1002-6630（2017）21-0212-05

王穎, 佐兆杭, 王欣卉, 等. 蕓豆芽菜多酚對氧化損傷小鼠體內(nèi)抗氧化及肝臟損傷修復(fù)作用[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(21):212-216.

10.7506/spkx1002-6630-201721034. http://www.spkx.net.cn

2016-10-13

大慶市科技局創(chuàng)新項(xiàng)目（sjh-2013-65）；國家星火計(jì)劃項(xiàng)目（2015GA670008）；黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計(jì)劃重大項(xiàng)目（GA15B301）黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目（YJSCX2017-Y56；YJSCX2017-Y57）

王穎（1979—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程及食品質(zhì)量安全。E-mail：wychen156@163.com

WANG Ying, ZUO Zhaohang, WANG Xinhui, et al. Effects of kidney bean sprout polyphenols on restoring antioxidant system and oxidative liver injury in mice[J]. Food Science, 2017, 38(21): 212-216. (in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721034. http://www.spkx.net.cn