褐藻寡糖對冷應激小鼠肝臟和胰腺的影響

褐藻寡糖對冷應激小鼠肝臟和胰腺的影響

趙守彰張建軍

【摘要】目的 探討褐藻寡糖對小鼠抗冷應激對能力和冷應激對小鼠肝臟和胰腺的影響。方法 將小鼠隨機分成五組，每組8只。分別用生理鹽水和0.75%、1.5%、3%不同濃度的褐藻寡糖進行灌胃，每只每天灌胃量0.3～0.5 ml，連續(xù)灌胃4周。之后對照組和實驗組分別在（-5±1）℃條件下進行冷應激試驗，觀察應激前、后體重的變化、存活時間及行為改變；待小鼠死亡后，分別取出肝臟和胰腺，用電子天平稱重，并計算其系數(shù)。系數(shù)＝臟器（mg）/體重（g）×100%。結(jié)果 冷應激時，小鼠表現(xiàn)為聚堆、肌肉震顫、心率加快、呼吸急迫、尿、糞潴留或失禁，體重降低；存活時間1.5%褐藻寡糖組高于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義（P < 0.05）；肝臟和胰腺系數(shù)提高。結(jié)論 褐藻寡糖能夠提高小鼠的抗冷應激能力，肝臟和胰腺不同程度參與了冷應激反應，肝臟較胰腺活動明顯。

【關鍵詞】褐藻寡糖；冷應激；小鼠；肝臟；胰腺

作者單位：110101沈陽，遼寧醫(yī)藥職業(yè)學院

寡糖也即低寡糖（Oligosaccharides），是指2～10個單糖在脫水縮合作用下，糖苷鍵連接所構(gòu)成的有支鏈的低度聚合糖類總稱。寡糖在生命體內(nèi)廣泛存在，在參與生命活動中其形式為綴合物［1-3］。依據(jù)其生物學功能，寡糖可分為普通寡糖和功能性寡糖兩種類型。功能性寡糖指的是有特殊生理學功能的寡糖，其已成為現(xiàn)代生物學研究重點。功能性寡糖來源十分廣泛，在飼料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥及食品等行業(yè)均具有生理活性，因此廣受人們關注。在帶電性與結(jié)構(gòu)方面，海洋性寡糖具有類似于內(nèi)源性寡糖的性質(zhì)，且其潛在活性使用價值較高［4-7］。海洋性寡糖中的代表為褐藻寡糖（Brown alginate oligosaccharides）、瓊膠寡糖與幾丁寡糖等，其中褐藻寡糖對于臨床而言，其抗癌功效十分顯著，且理論研究支持將其作為新型抗炎藥物研制原料［8-9］。動物在遭受體外或體內(nèi)非特異性、有害因子刺激時，常會表現(xiàn)出防御反應或機能障礙，也即應激反應，應激時機體面對內(nèi)部或外界逐漸多刺激形成非特異性反應總和。應激性刺激可給動物生理功能、生長及行為造成程度不同的影響，若應激強，極易導致機體出現(xiàn)許多異常反應［10］。有研究表明，寡糖在增強動物免疫力以及抗應激等方面有明顯作用［9］。本實驗研究目的是分析褐藻寡糖給小鼠抗冷應激能力造成的影響，探討冷應激對小鼠胰腺及肝臟的影響，為抗應激反應、預防應激疾病相關藥物的開發(fā)提供有效依據(jù)。

1　材料與方法

1.1實驗動物

實驗小鼠為昆明種系，40只，四周齡，雌雄不限，由沈陽醫(yī)學院實驗中心提供。

1.2實驗藥品與試劑

褐藻寡糖，為干粉，由中國海洋大學提供。給藥量按體表面積比率折算成等效計量，為0.3 g/kg［11］，褐藻寡糖的濃度分別為0.75%、1.5%和3%，冷藏保存。

1.3實驗方法

將小鼠隨機分成五組，一個正常組，一個對照組，三個實驗組，每組8只，自動飲水取食。給藥采用灌胃法，正常組和對照組用生理鹽水灌胃，實驗組分別用0.75%、1.5%、3%不同濃度的褐藻寡糖進行灌胃，每只每天灌胃量0.3～0.5 ml，連續(xù)灌胃4周。之后分別取對照組和實驗組小鼠6~8只，放在冰箱冷藏室中的自制溫控箱中進行冷應激。溫控箱為帶蓋的塑料箱，其中放入冰塊，將溫度控制在（-5±1）℃左右，將每組小白鼠編號，每兩只放入一個箱子中，定時更換箱子中的冰塊，使溫度維持恒定，觀察并記錄應激前后體重的變化、存活時間及行為改變。待小鼠死亡后，常規(guī)手術取出肝臟和胰腺（正常組小鼠麻醉后取出肝臟和胰腺），用電子天平稱重，計算其系數(shù)。系數(shù)=臟器（mg）/體重（g） ×100%。

1.4數(shù)據(jù)處理

實驗結(jié)果用SPSS 16.0軟件統(tǒng)計分析，文中數(shù)據(jù)以（平均值±標準誤）表示。實驗組與對照組之間的差異性采用單因素方差分析（One Way ANOVA）和Tukey’s多重比較，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2　結(jié)果

2.1褐藻寡糖對小鼠抗冷應激能力的影響

褐藻寡糖對小鼠抗冷應激能力的影響見表1。表1表明，飼喂不同濃度褐藻寡糖的冷應激小鼠，其存活時間均高于對照組，但無劑量關系。1.5%褐藻寡糖能夠提高小鼠的抗冷應激能力，提高冷應激小鼠的存活時間（P＜0.05）。冷應激時，各組小鼠均表現(xiàn)為聚堆、肌肉震顫、心率加快、呼吸急迫、尿、糞潴留或失禁。應激后小鼠的體重均低于應激前，但實驗組和對照組沒有差異（P ＞0.05）。同時我們觀察到，褐藻寡糖能夠促進小鼠的生長、發(fā)育，提高小鼠的體重。以不同濃度的褐藻寡糖灌胃小鼠4周后，其體重均高于對照組，且劑量關系明顯（見表1）。1.5%和3%褐藻寡糖組與對照組差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表1　褐藻寡糖對小鼠抗冷應激能力的影響 （　±s）

表1　褐藻寡糖對小鼠抗冷應激能力的影響 （　±s）

注：*與對照組相比，P＜0.05。

組別　應激前體重（g）應激后體重（g）存活時間（h）對照組　25.82±1.36　24.15±1.17　9.00±1.29 0.75%褐藻寡糖　27.12±1.77　25.54±0.92　10.00±2.16 1.5%褐藻寡糖 31.17±2.23*　29.76±2.33　13.75±2.33*3%褐藻寡糖　37.33±1.39*　35.69±0.57　10.25±1.66

2.2褐藻寡糖對冷應激小鼠肝臟系數(shù)的影響

褐藻寡糖對冷應激小鼠肝臟系數(shù)的影響見圖1。圖1可見，冷應激小鼠的肝臟系數(shù)與沒有冷應激的對照組比較，差異沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。0.75%的褐藻寡糖對冷應激小鼠肝臟系數(shù)的升高與對照組比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。隨著褐藻寡糖濃度的升高，冷應激小鼠的肝臟系數(shù)減小，并具有一定的劑量關系。但1.5%組的小鼠肝臟系數(shù)仍高于對照組（P＜0.05）。

2.3褐藻寡糖對冷應激小鼠胰腺系數(shù)的影響

褐藻寡糖對冷應激小鼠胰腺系數(shù)的影響不同于肝臟（見圖2）。冷應激小鼠的胰腺系數(shù)高于沒有冷應激的正常組，且差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。1.5%的褐藻寡糖能夠升高冷應激小鼠胰腺系數(shù)，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。0.75%和3%褐藻寡糖組小鼠的胰腺系數(shù)均低于對照組，但差異沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

3　討論

應激學說提出于1936年，提出者為加拿大病理學家Selye，指的是內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定或平穩(wěn)被外部或內(nèi)部傷害性刺激擾亂后的狀態(tài)。應激性刺激可在一定程度上影響動物生理功能、生長及行為，不同刺激造成的內(nèi)分泌反應模式給機體造成不同的生物學效應。對于冷刺激，動物的生理性反應，先是通過交感神經(jīng)的興奮，發(fā)揮神經(jīng)調(diào)節(jié)作用，然后是下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)和下丘腦-垂體-甲狀腺系統(tǒng)興奮，避免應激刺激損害機體，這是在漫長的生物進化中逐步建立并慢慢完善的防御反應［10,12］。多糖、寡糖、糖綴合物為生物體內(nèi)必不可少的信息物質(zhì)，可對所有細胞接觸過程進行參與。細胞表面上存在的寡糖在不同細胞間的識別、通訊及相互作用，細胞代謝、胚胎發(fā)生、信號傳遞、細胞黏附與運動等方面均發(fā)揮著重要作用，最近有研究發(fā)現(xiàn)，寡糖不止是通過綴合物形式發(fā)揮作用，許多寡糖自身即具備重要生理功能［6-7］。

圖1　褐藻寡糖對冷應激小鼠肝臟系數(shù)的影響 ；圖2 褐藻寡糖對冷應激小鼠胰腺系數(shù)的影響

我們的研究結(jié)果表明，褐藻寡糖能夠提高冷應激小鼠的肝臟和胰腺系數(shù)，從而提高小鼠的抗冷應激能力。哺乳動物在冷應激下的主要生理反應是減少機體的散熱、增加機體產(chǎn)熱，從而維持體溫的恒定及正常的生理活動。冷應激下的散熱和產(chǎn)熱變化，受自主神經(jīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的雙重調(diào)節(jié)，也與肝臟和胰腺的功能活動相關。冷應激對小鼠肝臟系數(shù)影響較小，這與李鵬等人的研究急性冷應激組與對照組肝臟結(jié)構(gòu)無明顯變化相一致［13］，這說明短時間的寒冷刺激并不能使肝臟的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。但是褐藻寡糖能夠增加冷應激小鼠的肝臟系數(shù)。這可能是褐藻寡糖促進體內(nèi)蛋白質(zhì)合成，抑制蛋白質(zhì)分解的作用，使組織中蛋白質(zhì)沉積增加，從而提高了小鼠的肝細胞活性，增加了小鼠肝臟的代謝能力，使小鼠的抗冷應激能力增強［6］。冷應激可影響小鼠胰腺，冷應激時，胰腺系數(shù)高于正常組小鼠，表明冷應激可能增加了小鼠的胰腺細胞的活性，使胰島素、胰高血糖素分泌增加，促進糖代謝，從而提高小鼠的抗冷應激能力。而褐藻寡糖能進一步提高胰腺的活性，增強抗冷應激能力，可能是源于增加的胰島素促進機體的合成代謝，胰高血糖素促進糖原分解、糖原異生和脂肪分解，從而使血糖保持在一定水平。這與王金濤等人在雛雞慢性冷應激中胰島素和胰高血糖素隨應激時間延長呈上升趨勢的研究結(jié)果相一致［14］。

綜上所述，褐藻寡糖能夠提高小鼠的抗冷應激能力，肝臟和胰腺不同程度參與了小鼠的冷應激反應，肝臟在冷應激中的活動較胰腺明顯，表明褐藻寡糖對冷應激下肝臟的激活作用強于對胰腺的作用。

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Effect of Brown Alginate Oligosaccharides on Liver and Pancreas of Cold Stressed Mouse

ZHAO ShouzhangZHANG JianjunLiaoning College of Medicine Vocational， Shenyang 110101， China

【Abstract】

Objective To study the effects of brown alginate oligosaccharides on anti-cold stress ability of mouse and on liver and pancreatic. Methods Mice were divided into 5 groups in random （n=8）. NaCl of 0.9% and brown alginate oligosaccharide of 0.75%， 1.5% and 3% were affused into stomach respectively. Affusing capacity was 0.3～0.5 mlper mouse per day and lasted for 4 weeks. Then， cold stress were carried out on the conditions of （－5±1）℃ respectively for accord groups andtest groups， and observed the changes on body weight before and after stress， survival time and behavioral alteration. After death， liver and pancreatic were took out and weighted by electric scale and calculated their coefficients. Coefficient =viscera（mg）/ weight（g）×100%. Results Under the condition of cold stress， it showed that mice were clustering， muscle tremor， respiration and heart rate speed up， urine and fecal retention or incontinence， body weight decreased. Survival time of 1.5%brown alginate oligosaccharides group was higher than that of control group，the difference was significant（P < 0.05）. The coefficient of liver and pancreatic increased. Conclusion Brown alginate oligosaccharides can improve the capacity of anti-cold stress ability of mouse. Liver and pancreatic participates in cold stress activities to different extents. The actions of liver are more obvious than that of pancreatic in cold stress.

【Key words】Brown alginate oligosaccharides， Cold stressed， Mouse， Liver， Pancreas

doi:10.3969/j.issn.1674-9316.2015.19.146

【中圖分類號】R3

【文獻標識碼】B

【文章編號】1674-9316（2015）19-0188-03