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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(呼和浩特 011500)
長(zhǎng)期飲酒或是短期內(nèi)大量飲酒都會(huì)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(fèi)的人群不斷年輕化,對(duì)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(guó)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(jiàn)的藥食兩用資源?!吨袊?guó)藥典2010》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(yáng)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(duì)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(duì)功能機(jī)理的研究不斷開(kāi)展[2-3]。姜黃屬于姜科姜黃屬植物姜黃的根莖,我國(guó)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(duì)姜黃的研究主要在其抗炎癥治療效果上。
針對(duì)葛根、姜黃的藥理作用進(jìn)行研究,試驗(yàn)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(kāi)發(fā)一款具有保肝解酒效果的混合物,并進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)驗(yàn)證其效果。
1.1.1 測(cè)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(yàn)動(dòng)物
CD(SD)大鼠140只[北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,SPF級(jí),雌雄各半,質(zhì)量合格證號(hào)1100111911077830,體重180~210 g,生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(京)2016-0011];試驗(yàn)動(dòng)物房為屏障系統(tǒng)+IVC籠盒[使用許可證號(hào)SYXK(京)2017-0033,溫度20~25 ℃,相對(duì)濕度45%~65%];動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)試劑有限公司);電子天平(梅特勒托利多);超凈工作臺(tái)(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(wú)水乙醇、二甲苯、鹽酸、氨水、中性樹(shù)膠(國(guó)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(yàn)(表1)
表1 酒精耐受測(cè)試試驗(yàn)
取大鼠若干只,隨機(jī)分為5組,每組10只,雌雄各半,試驗(yàn)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(dòng)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(yàn)
將大鼠隨機(jī)分為生理鹽水、試驗(yàn)低劑量組、試驗(yàn)高劑量組、陽(yáng)性對(duì)照組1(藤茶組)、陽(yáng)性對(duì)照組2(力克)、陽(yáng)性對(duì)照組3(姜黃之力),每組20只。根據(jù)試驗(yàn)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(shí)間稱為耐受時(shí)間。
表2 樣品防醉測(cè)試試驗(yàn)
1.2.3 大鼠酒精代謝解酒試驗(yàn)
將大鼠隨機(jī)分為生理鹽水、試驗(yàn)低劑量組、試驗(yàn)高劑量組、陽(yáng)性對(duì)照組1、陽(yáng)性對(duì)照組2、陽(yáng)性對(duì)照組3,每組20只。根據(jù)試驗(yàn)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(dòng)情況,以大鼠后腹拖地、爬行不穩(wěn)、閉眼懶動(dòng)等為睡眠(醉酒)指標(biāo),以四肢靈活、行動(dòng)自如、精神恢復(fù)為蘇醒(醒酒)指標(biāo)。記錄大鼠入睡醉酒時(shí)間和蘇醒醒酒時(shí)間。
表3 樣品解酒測(cè)試試驗(yàn)
1.2.4 酒精性肝損傷試驗(yàn)
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(yàn)低劑量組、試驗(yàn)高劑量組、陽(yáng)性對(duì)照組1、陽(yáng)性對(duì)照組2、陽(yáng)性對(duì)照組3及空白對(duì)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(cè)試試驗(yàn)
1.2.4.2 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶測(cè)定
從大鼠頸動(dòng)脈取血,采用IFCC推薦法,測(cè)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(jí)分法:無(wú)病變或極少量病變計(jì)分為0,標(biāo)注-;有輕度病變或少量病變計(jì)分為1,標(biāo)注+;有中度病變或中等量病變計(jì)分為2,標(biāo)注++;有重度病變或多量病變計(jì)分為3,標(biāo)注+++;有極重度病變或大量病變計(jì)分為4,標(biāo)注++++。
對(duì)大鼠進(jìn)行不同酒精梯度灌胃試驗(yàn),結(jié)果顯示如表5。酒精量超過(guò)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(shí),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(shí),大鼠基本全部存活,同時(shí)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(dòng)。
表5 灌酒后大鼠存活數(shù) 單位:只
從表6可見(jiàn):與空白組相比,試驗(yàn)組低、高劑量組能顯著提升大鼠的耐受時(shí)間,延長(zhǎng)大鼠的醉酒潛伏期。進(jìn)一步分析比較發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)低、高劑量組耐受時(shí)間比陽(yáng)性對(duì)照組1,2和3效果明顯,試驗(yàn)高劑量組比陽(yáng)性對(duì)照組1,2和3耐受時(shí)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(shí)間。這主要是葛根中的主要功能成分葛根素延緩胃排空時(shí)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(shí)間延長(zhǎng),從而減少對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的刺激和損傷[4-6]。
表6 大鼠酒精耐受時(shí)間
從表7可見(jiàn):與生理鹽水組相比,試驗(yàn)組低、高劑量組能顯著縮短大鼠的醉酒時(shí)間和蘇醒時(shí)間。進(jìn)一步分析比較發(fā)現(xiàn),高劑量組醉酒時(shí)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(duì)照組1,2和3相比,高劑量組效果顯著優(yōu)于所有對(duì)照組。結(jié)果表明葛根和姜黃復(fù)合物可延長(zhǎng)醉酒潛伏期,顯著縮短醒酒時(shí)間,減少大鼠入睡數(shù)量。這可能是因?yàn)楦鸶卦诰凭x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(shí)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(duì)酒精代謝的影響
2.4.1 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶測(cè)定
血清中ALT和AST活性是醫(yī)學(xué)臨床上通過(guò)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(yàn)組、陽(yáng)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(yàn)組高低劑量組顯著低于空白組,表明試驗(yàn)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(yàn)組HE切片統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)明顯炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。生理鹽水組(見(jiàn)圖3)組織局部可見(jiàn)膠原纖維橋接形成(黑色箭頭),局部匯管區(qū)可見(jiàn)較多炎性細(xì)胞灶狀浸潤(rùn)(虛線箭頭)。試驗(yàn)低劑量組(見(jiàn)圖4)組織肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,可見(jiàn)少量肝細(xì)胞輕度顆粒變性(粗箭頭),胞質(zhì)疏松淡染,可見(jiàn)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(jiàn)明顯炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。試驗(yàn)高劑量組(見(jiàn)圖5)組織可見(jiàn)個(gè)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(jiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)小灶(虛線箭頭),局部匯管區(qū)周圍可見(jiàn)膽管細(xì)胞增生(粗箭頭)。陽(yáng)性對(duì)照組1(見(jiàn)圖6)組織可見(jiàn)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(jiàn)纖維橋接形成(粗箭頭),未見(jiàn)明顯炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。陽(yáng)性對(duì)照組2(見(jiàn)圖7)組織可見(jiàn)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(jiàn)膽管細(xì)胞和纖維細(xì)胞增生,局部可見(jiàn)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(jiàn)少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)小灶(虛線箭頭)。陽(yáng)性對(duì)照組3(見(jiàn)圖8)組織肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,局部靜脈周圍偶見(jiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)(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(yàn)低劑量組(a)和試驗(yàn)低劑量組(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖5 試驗(yàn)高劑量組(a)和試驗(yàn)高劑量組(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖6 陽(yáng)性對(duì)照組1(a)和陽(yáng)性對(duì)照組1(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖7 陽(yáng)性對(duì)照組2(a)和陽(yáng)性對(duì)照組2(b)大鼠肝組織切片HE×20
圖8 陽(yáng)性對(duì)照組3(a)和陽(yáng)性對(duì)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(dú)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(yáng)性對(duì)照組來(lái)說(shuō),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(shí)抑制CYP2E1的活性,減少細(xì)胞中的活性氧產(chǎn)生,降低對(duì)細(xì)胞的脂質(zhì)過(guò)氧化損傷[11-14]。
試驗(yàn)通過(guò)灌胃確認(rèn)大鼠酒精的耐受度并開(kāi)展各試驗(yàn)組及對(duì)照組,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高劑量組能顯著提升大鼠的耐受時(shí)間,延長(zhǎng)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(shí)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(diǎn)、多成分的特點(diǎn)可廣泛應(yīng)用在食品加工中,滿足市場(chǎng)對(duì)功能性食品的需求。