茶多酚對氧化應(yīng)激小鼠的抗氧化研究

褚威江 趙丹

摘要 氧化應(yīng)激會造成脂質(zhì)過氧化，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡且損傷細(xì)胞遺傳物質(zhì)，進(jìn)而影響動物正常的生長發(fā)育過程。本文對喂飼茶多酚的小鼠進(jìn)行氧化應(yīng)激誘導(dǎo)，通過監(jiān)測誘導(dǎo)后小鼠的體重和進(jìn)食量，檢測其血清和肝臟抗氧化指標(biāo)，研究茶多酚對小鼠氧化應(yīng)激的緩解效用。結(jié)果顯示，氧化應(yīng)激誘導(dǎo)前，各組小鼠的體重及進(jìn)食量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；氧化應(yīng)激誘導(dǎo)后，應(yīng)激組血清中的超氧化物歧化酶含量及總抗氧化水平顯著下降，而茶多酚可以有效提高血清的抗氧化水平。同時(shí)，應(yīng)激組小鼠肝臟過氧化氫酶及超氧化物歧化酶含量降低，丙二醛含量升高，而茶多酚處理可提高小鼠肝臟過氧化氫酶及超氧化物歧化酶含量，這表明茶多酚可以有效提高血清抗氧化水平，并保護(hù)小鼠肝臟，降低敵草快引起的氧化應(yīng)激損傷。目的在于為進(jìn)一步研究茶多酚緩解畜牧養(yǎng)殖中氧化應(yīng)激提供參考。

關(guān)鍵詞 茶多酚；敵草快；氧化應(yīng)激；抗氧化指標(biāo)

中圖分類號 S85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）08-0038-06

Antioxidant effect of tea polyphenols on oxidative stress mice

CHU Weijiang? ? ZHAO Dan

（Jinzhong College of Information， Jinzhong 030800， China）

Abstract Oxidative stress can cause lipid peroxidation， induce cell apoptosis， and damage cellular genetic material， thereby affecting the normal growth and development process of animals. This article induced oxidative stress in mice fed with tea polyphenols. By monitoring the weight and food intake of the induced mice， serum and liver antioxidant indicators were measured to study the alleviating effect of tea polyphenols on oxidative stress in mice. The results showed that before oxidative stress induction， there was no significant difference in weight and food intake among the groups of mice; after oxidative stress induction， the content of superoxide dismutase and total antioxidant in the serum of the stress group significantly decreased. Tea polyphenols could effectively increase the serum antioxidant level. At the same time， the content of catalase and superoxide dismutase in the liver of the stress group mice decreased， while the content of malondialdehyde increased. Tea polyphenol treatment could increase the content of catalase and superoxide dismutase in the liver of mice， this indicated that tea polyphenols could effectively increase serum antioxidant levels， protect mouse liver， and reduce oxidative stress damage caused by diquat. The purpose was to provide a reference basis for further research on how tea polyphenols alleviate oxidative stress in animal husbandry.

Keywords tea polyphenols; diquat; oxidative stress; antioxidant indicators

氧化應(yīng)激普遍存在且會影響整個(gè)畜牧生產(chǎn)過程，許多動物患嚴(yán)重疾病都與炎癥及炎癥誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激有關(guān)。氧化應(yīng)激的激活會導(dǎo)致多種生物活性物質(zhì)過量產(chǎn)生，如促炎細(xì)胞因子、活性氧（ROS）和氮物質(zhì)（RNS）等，進(jìn)而產(chǎn)生癌癥[1]、心血管疾病[2]、代謝紊亂[3]、慢性腎臟疾病[4]和神經(jīng)退行性疾病[5]等病變。

急性肝損傷是一種持續(xù)時(shí)間短的突發(fā)性肝功能障礙，暴露于肝炎病毒、藥物、化學(xué)毒素、免疫反應(yīng)和血管功能障礙，可導(dǎo)致急性肝損傷。急性肝損傷是一個(gè)復(fù)雜的病理過程，其特征是大量細(xì)胞凋亡、壞死和功能障礙。氧化應(yīng)激是急性或慢性肝損傷的重要誘因。部分天然產(chǎn)品含有植物多酚和類黃酮等成分，具有清除ROS的作用，其作為治療急性肝損傷的潛在保護(hù)劑，越來越受到關(guān)注。

綠茶是一種未發(fā)酵的茶產(chǎn)品，其主要成分是多酚，約占干茶重量的20%～30%。綠茶多酚的主要成分是黃酮類（或兒茶素類），包括表兒茶素沒食子酸鹽（ECG）、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素（EC）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）。綠茶含有一定量的多酚，被廣泛應(yīng)用于功能性補(bǔ)充劑。

研究表明，在各種植物或水果的生物活性化合物中，存在天然的抗氧化劑可以緩解動物氧化應(yīng)激[6-7]，尤其是廣泛存在的多酚[8]。茶多酚是一類以兒茶素為主體的多酚類化合物的復(fù)合體，包括黃酮、花色苷和酚酸等。在茶多酚中，EGC-3-EGCG具有廣泛的抗氧化、血管保護(hù)和抗炎等作用[9]。茶多酚具有苯并吡喃骨架結(jié)構(gòu)，苯環(huán)的鄰位二羥基或三羥基是抗氧化的首要活性位點(diǎn)，能夠與ROS發(fā)生反應(yīng)，從而發(fā)揮出抗氧化功能[10]。

本文以小鼠為研究對象，通過對5周齡雄性小鼠灌胃茶多酚10 d后，進(jìn)行腹腔注射敵草快，誘導(dǎo)其發(fā)生氧化應(yīng)激。通過檢測小鼠體重、進(jìn)食量、血清指標(biāo)和肝臟指標(biāo)等項(xiàng)目，研究茶多酚對氧化應(yīng)激小鼠生長發(fā)育的影響，為探究緩解畜牧養(yǎng)殖中的氧化應(yīng)激提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)動物? 選擇15只健康的5周齡雄性小鼠，動物合格證號為SCXK（京）2019-0010，購于北京斯貝福生物技術(shù)有限公司。

1.1.2 試劑? 敵草快、綠茶茶多酚、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和總抗氧化能力等試劑盒等均購于全式金公司。

1.2 試驗(yàn)方法

將小鼠置于鼠籠中飼養(yǎng)，飼養(yǎng)室濕度23%，溫度（23±1）°C，12 h光/暗周期，試驗(yàn)過程中供給小鼠充足的食物和水，并監(jiān)測誘導(dǎo)后小鼠的體重與進(jìn)食量。將15只小鼠平均分為對照組、應(yīng)激組及茶多酚組共3組，其中，茶多酚組每天分別灌胃200 mg/kg茶多酚，對照組和應(yīng)激組每天灌胃生理鹽水，灌胃持續(xù)10 d，在第10天灌胃結(jié)束12 h后，對照組腹腔注射200 μL生理鹽水，應(yīng)激組及茶多酚組腹腔注射25 mg/kg敵草快。注射10 h后，采集小鼠血液及肝臟組織，進(jìn)行下一步的血清和肝臟抗氧化指標(biāo)測定。

1.3 樣品處理

將小鼠血液置于1.5 mL離心管中靜置，血液自然分層后，2 900 rpm離心10 min收集血清待測。

用磷酸緩沖液清洗小鼠肝臟后，取0.5 g肝左葉，在4%多聚甲醛中固定后，剪碎冰浴勻漿，2 500 rpm 離心10 min，取上清待測。

1.4 抗氧化指標(biāo)測定

按照試劑盒說明書檢測3組小鼠中血清及肝臟的谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）及總抗氧化能力（T-AOC）等相關(guān)抗氧化指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件分析評估統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。用小寫字母表示統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，相同小寫字母表示不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P > 0.05），不同小寫字母表示存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 小鼠體重和進(jìn)食量監(jiān)測

茶多酚組小鼠每天分別灌胃200 mg/kg茶多酚，對照組和應(yīng)激組每天灌胃生理鹽水，灌胃持續(xù)10 d，飼養(yǎng)過程中每天監(jiān)測3組小鼠的體重（圖1）和進(jìn)食量（圖2）。結(jié)果表明，各組體重及進(jìn)食量均沒有明顯差異，表明生理鹽水、茶多酚均不會影響小鼠的生長性能。

2.2 血清抗氧化指標(biāo)檢測

灌胃10 d后，給對照組小鼠腹腔注射生理鹽水，給應(yīng)激組小鼠及茶多酚組小鼠腹腔注射敵草快，誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生氧化應(yīng)激，并對其血清進(jìn)行抗氧化指標(biāo)測定。結(jié)果顯示，應(yīng)激組小鼠血清中的SOD含量與對照組相比明顯下降（P<0.05），茶多酚組小鼠血清中的SOD含量比應(yīng)激組稍高，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），如圖3所示。應(yīng)激組小鼠血清中AST/ALT比值與對照組相比明顯提高（P<0.05），而茶多酚組小鼠血清AST/ALT與應(yīng)激組相比降低，如圖4所示。應(yīng)激組小鼠血清中T-AOC水平明顯下降，而茶多酚組小鼠血清抗氧化能力與應(yīng)激組相比明顯提高（P<0.05），如圖5所示。

以上結(jié)果表明，敵草快處理會使得小鼠血清抗氧化能力下降，AST/ALT比值明顯上升（P<0.05），產(chǎn)生氧化應(yīng)激效應(yīng)，而茶多酚的預(yù)處理可以有效提高血清抗氧化水平，抑制AST/ALT比值的升高，緩解敵草快對小鼠肝臟的損傷。

2.3 肝臟抗氧化指標(biāo)檢測

對3組小鼠肝臟的SOD、CAT、MDA以及T-AOC進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，與對照組相比，應(yīng)激組小鼠肝臟中SOD及CAT的水平降低，MDA水平提高；與應(yīng)激組相比，茶多酚明顯提高了小鼠肝臟中CAT水平（P<0.05），明顯提高了SOD水平（P<0.05），如圖6—9所示。

以上結(jié)果表明，敵草快處理會對小鼠肝臟產(chǎn)生損傷，并且降低肝臟抗氧化酶的水平，提高M(jìn)DA水平，產(chǎn)生氧化應(yīng)激損傷；而茶多酚預(yù)處理會保護(hù)小鼠肝臟，降低敵草快引起的氧化應(yīng)激損傷，降低肝臟MDA的生成量，并提高肝臟整體的抗氧化水平。

3 結(jié)論與討論

抗氧化是茶多酚的主要功能之一，茶多酚還可以協(xié)同體內(nèi)各種抗氧化酶的活性，從而發(fā)揮抗氧化作用。茶多酚顯示出強(qiáng)大的抗氧化活性，可以在體內(nèi)消除ROS，并在谷氨酸興奮性毒性、乳腺疾病和肥胖等疾病中起到預(yù)防ROS誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)損傷的作用，避免生物體出現(xiàn)氧化應(yīng)激損傷。研究表明，灌胃200 mg/kg茶多酚可以有效緩解藻毒素誘導(dǎo)的小鼠氧化應(yīng)激[11-12]，因此，本試驗(yàn)選用的茶多酚劑量也為200 mg/kg，且茶多酚不會影響小鼠的進(jìn)食量和體重，有利于試驗(yàn)進(jìn)行[13]。

相關(guān)研究顯示，茶多酚對皮膚具有一定保護(hù)作用，可以減少紫外線對皮膚的照射損傷；可以適當(dāng)調(diào)節(jié)血糖，降低糖尿病的發(fā)病率；可以適當(dāng)減少對膽固醇的吸收，降低體內(nèi)脂肪含量；具有一定抑菌活性，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌及枯草芽孢桿菌等均有一定抑菌效果；影響腸道菌群數(shù)量，抑制有害菌而促進(jìn)有益菌的增殖；茶多酚中的EGCG能通過干擾丙肝病毒RNA的復(fù)制來抑制丙肝病毒；具有抗炎作用，降低白細(xì)胞的遷移與吸附，從而降低炎癥反應(yīng)，降低相關(guān)炎癥指標(biāo)[14-15]。

敵草快是一種聯(lián)吡啶基除草劑，常用于去除農(nóng)作物雜草，也可作為飼料作物的干燥劑，且通常對動物體有毒。研究表明，敵草快可誘導(dǎo)產(chǎn)生超氧陰離子自由基（O2-）和過氧化氫（H2O2），進(jìn)而產(chǎn)生細(xì)胞毒性，產(chǎn)生大量的ROS使得細(xì)胞死亡。在試驗(yàn)研究中，敵草快高劑量注射可導(dǎo)致小鼠肺部及肝臟損傷甚至死亡，還可能會破壞其腸道的養(yǎng)分吸收系統(tǒng)[13]。

急性肝損傷是一種急性肝功能障礙，其主要臨床特征包括肝臟生化參數(shù)升高和快速黃疸。來源于敵草快的自由基可以與細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的大分子共價(jià)結(jié)合，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化、抗氧化酶失活，并增加細(xì)胞質(zhì)中的鈣離子（Ca2+）數(shù)量，從而進(jìn)一步發(fā)展為肝臟壞死和脂肪變化。脂質(zhì)過氧化引起的肝細(xì)胞膜破壞將細(xì)胞質(zhì)ALT和AST釋放到血液循環(huán)中，增加血清水平轉(zhuǎn)氨酶。因此，血清ALT和AST水平被用作肝細(xì)胞損傷的生化指標(biāo)。

血清中AST與ALT是反應(yīng)肝臟受損的指標(biāo)，AST/ALT比值越大，肝細(xì)胞損傷越嚴(yán)重[13]。本文研究結(jié)果表明，敵草快處理后，應(yīng)激組小鼠血清中AST/ALT比值顯著升高，這表明小鼠肝臟受到損傷，細(xì)胞膜通透性降低，兩種酶大量進(jìn)入血液。茶多酚組小鼠血清中AST/ALT比值降低，表明茶多酚可以緩解敵草快對小鼠肝臟的損傷，同時(shí)茶多酚預(yù)處理也可以提高血清的抗氧化水平，降低氧化應(yīng)激損傷。

包括SOD和CAT在內(nèi)的內(nèi)源性酶，參與對抗ROS的先天抗氧化防御系統(tǒng)，有助于提高肝臟的抗氧化能力。SOD催化超氧化物陰離子的轉(zhuǎn)化，減少羥自由基的產(chǎn)生，CAT催化H2O2的分解。在本試驗(yàn)研究中，敵草快抑制了SOD和CAT的活性，這表明肝臟抗氧化能力因過度氧化應(yīng)激而受損。

MDA含量的升高代表應(yīng)激組小鼠肝臟受到了氧化應(yīng)激損傷。敵草快處理會對小鼠肝臟產(chǎn)生損傷，提高M(jìn)DA含量且降低肝臟抗氧化酶水平，而茶多酚預(yù)處理可緩解敵草快引起的氧化應(yīng)激損傷，降低肝臟MDA的生成量，并提高肝臟整體的抗氧化水平。

有研究推測，綠茶的茶多酚中緩解氧化應(yīng)激損傷的主要物質(zhì)可能是EGC-3-EGCG，口服綠茶或兒茶素補(bǔ)充劑后1～4 h，兒茶素的血漿濃度達(dá)到峰值，并在24 h恢復(fù)到基線值。低濃度或中等濃度的EGCG（血漿水平≤10 ?M）可能主要通過EGCG誘導(dǎo)的低ROS產(chǎn)生介導(dǎo)的抗氧化作用形成的，這些ROS是刺激和促進(jìn)細(xì)胞保護(hù)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑所必需的[14]。然而，高濃度的EGCG（>10 ?M）主要表現(xiàn)出促氧化作用，EGCG的直接促氧化作用源于其自身氧化反應(yīng)導(dǎo)致過氧化氫的產(chǎn)生。由于將Fe（Ⅲ）還原為Fe（Ⅱ），間接促氧化作用與包括羥自由基在內(nèi)的更強(qiáng)效ROS的產(chǎn)生有關(guān)[15]。

本文對喂飼茶多酚的小鼠進(jìn)行氧化應(yīng)激誘導(dǎo)，通過監(jiān)測誘導(dǎo)后小鼠的體重和進(jìn)食量，檢測其血清和肝臟抗氧化指標(biāo)，研究茶多酚對小鼠氧化應(yīng)激的緩解效用。結(jié)果表明，敵草快可降低小鼠血清以及肝臟的抗氧化酶水平，降低機(jī)體抗氧化水平，產(chǎn)生氧化應(yīng)激，進(jìn)而誘導(dǎo)產(chǎn)生急性肝損傷。而綠茶茶多酚可以有效提高小鼠血清以及肝臟的抗氧化酶水平，降低肝臟MDA的生成量，緩解敵草快誘導(dǎo)的小鼠氧化應(yīng)激損傷。

參考文獻(xiàn)

[1] LIN Y N，JIANG M，CHEN W J，et al. Cancer and ER stress：mutual crosstalk between autophagy，oxidative stress and inflammatory response[J]. Biomedicine & pharmacotherapy biomedecine & pharmacotherapie，2019，118：109249.

[2] STEVEN S，F(xiàn)RENIS K，OELZE M，et al. Vascular inflammation and oxidative stress：major triggers for cardiovascular disease[J]. Oxidative medicine and cellular longevity，2019，19：7092151.

[3] LUC K，SCHRAMM-LUC A，GUZIK T J，et al. Oxidative stress and inflammatory markers in prediabetes and diabetes[J]. Journal of physiology and pharmacology：an official journal of the polish physiological society，2019，70（6）：26402.

[4] DAENEN K，ANDRIES A，MEKAHLI D，et al. Oxidative stress in chronic kidney disease[J]. Pediatric nephrology，2019，34（6）：975-991.

[5] SIMPSON D S A，OLIVER P L. ROS generation in microglia：understanding oxidative stress and inflammation in neurodegenerative disease[J]. Antioxidants，2020，9（8）：743.

[6] ADAMCAKOVA J，MOKRA D. New insights into pathomechanisms and treatment possibilities for lung silicosis[J]. International journal of molecular sciences，2021，22（8）：4162.

[7] FISCHER B M，VOYNOW J A，GHIO A J. COPD：balancing oxidants and antioxidants[J]. International journal of chronic obstructive pulmonary disease，2015，10：261-276.

[8] LAGO J H G，TOLEDO-ARRUDA A C，MERNAK M，et al. Structur6e-activity association of flavonoids in lung diseases[J]. Molecules，2014，19（3）：3570-3595.

[9] YAMAGATA K. Protective effect of epigallocatechin gallate on endothelial disorders in atherosclerosis[J]. Journal of cardiovascular pharmacology，2020，75（4）：292-298.

[10] 趙陽. 茶多酚鋅的制備、表征及其對氧化應(yīng)激小鼠生物學(xué)效應(yīng)的研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2021.

[11] 張幸彥.茶多酚、甜菜堿及其復(fù)合物對母豬繁殖性能的影響和血液指標(biāo)的影響[D].甘肅：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[12] XU C，SHU W Q，QIU Z Q，et al. Protective effects of green tea polyphenols against subacute hepatotoxicity induced by microcystin-LR in mice[J]. Environmental toxicology and pharmacology，2007，24（2）：140-148.

[13] 羅育春，陳大蘭. 肝硬化患者血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和總膽紅素與肝纖維化標(biāo)志物的相關(guān)性研究[J]. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2011，18（8）：1542-1544.

[14] ELBLING L，HERBACEK I，WEISS R M，et al. Hydrogen peroxide mediates EGCG-induced antioxidant protection in human keratinocytes[J]. Free radical biology & medicine，2010，49（9）：1444-1452.

[15] NAKAGAWA H，HASUMI K，WOO J T，et al. Generation of hydrogen peroxide primarily contributes to the induction of Fe（II）-dependent apoptosis in Jurkat cells by -epigallocatechin gallate[J]. Carcinogenesis，2004，25（9）：1567-1574.

（責(zé)編：楊 歡）

基金項(xiàng)目 山西省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（20231851）；山西省高等學(xué)校教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目“應(yīng)用型高?！渡锘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)》信息化教學(xué)探索與實(shí)踐”（J20221472）。

作者簡介 褚威江（2002—），男，山西孝義人，從事動物醫(yī)學(xué)研究。

通信作者 趙丹（1986—），男，山西太原人，碩士，講師，從事動物生物化學(xué)研究。

收稿日期 2024-01-31