番茄紅素與姜黃素聯(lián)用對(duì)急性乙醇氧化損傷小鼠的抗氧化作用

高麗芳 郜 文

(1.首都醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，北京 100069； 2. 首都醫(yī)科大學(xué)產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)與管理中心，北京 100069)

近年來(lái)功能食品越來(lái)越廣泛地用于疾病預(yù)防與治療[1-3]。天然產(chǎn)物由于其多機(jī)制的生物活性、可持續(xù)性和安全性，在制藥工業(yè)中作為藥物、補(bǔ)充劑和先導(dǎo)化合物發(fā)揮著不可或缺的作用[4]。天然番茄紅素(natural tomato lycopene)是從成熟番茄中提取的長(zhǎng)鏈不飽和烯烴類化合物，也是常見的類胡蘿卜素之一，具有很強(qiáng)的抗氧化和消除自由基能力，具有抗感染、改善血管內(nèi)皮功能及降低血壓等生物學(xué)作用[5-6]。姜黃素(curcumin)是從著名的香料姜黃中提取的一種草本多酚化合物。多項(xiàng)研究[4, 7]證實(shí)姜黃素具有抗氧化、抗感染、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗腫瘤等多種生物學(xué)和藥理作用。

鑒于番茄紅素和姜黃素都具有公認(rèn)的生物學(xué)作用和安全性，二者作為膳食補(bǔ)充劑聯(lián)用是否具有抗氧化功能？本研究運(yùn)用乙醇氧化損傷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行抗氧化功能評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 樣品

受試物漁夫堡?多茄元軟膠囊由廣州漁夫堡醫(yī)藥科技有限公司提供，主要功效成分為天然番茄紅素及姜黃素。天然番茄紅素來(lái)源于天然番茄紅素油(萃取方法參見美國(guó)專利號(hào)USP 5837311；歐盟專利號(hào)844831)，其中主要植物活性物質(zhì)天然番茄紅素含量為6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，植物甾醇3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，生育酚2.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。姜黃素來(lái)源于含量為10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的姜黃素油。該產(chǎn)品人擬用推薦量為每人1.2 g/d(換算后番茄紅素?cái)z入量為20 mg/d，姜黃素?cái)z入量為10 mg/d)，人均體質(zhì)量按60 kg計(jì)算，相當(dāng)于該產(chǎn)品每日20 mg/kg。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及環(huán)境

SPF級(jí)昆明種雄性小鼠50只，體質(zhì)量約25～30 g，由山東大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，動(dòng)物合格證號(hào)為SCXK(魯)20130009。動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境：SPF級(jí)動(dòng)物室[合格證號(hào)SYXK(魯)20100011]。實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度22℃±2℃，相對(duì)濕度50%±10%。合籠飼養(yǎng)，5只/籠。

1.3 主要儀器和試劑

酶標(biāo)儀(Spectra Max,美國(guó)MD公司)、冷凍高速離心機(jī)(Fresco 21,美國(guó)Thermo公司)。蛋白質(zhì)羰基(protein carbonyl，PC)濃度、谷胱甘肽(glutathione，GSH)濃度、丙二醛(malondialdehyde，MDA)濃度、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)活力測(cè)定試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法[8]

1.4.1 實(shí)驗(yàn)分組

雄性小鼠50只，根據(jù)體質(zhì)量分層，共5組，分別為空白對(duì)照組，受試物低、中、高3個(gè)劑量組及模型對(duì)照組，每組10只。

1.4.2 劑量設(shè)定與受試物給予方式

按照成人每日推薦攝入量的5、10和30倍確定實(shí)驗(yàn)小鼠的低、中、高3個(gè)受試物劑量組，分別為100、200、600 mg/kg。用玉米油溶解受試物，每日1次經(jīng)口灌胃給予，灌胃體積為20 mL/kg。低、中、高劑量組受試物溶液的濃度分別為5、10 和30 g/L。

1.4.3 動(dòng)物處理

3個(gè)受試物劑量組每日經(jīng)口給予不同濃度受試樣品，模型對(duì)照組及空白對(duì)照組給予同體積溶劑，連續(xù)灌胃30 d。實(shí)驗(yàn)期間動(dòng)物每周稱體質(zhì)量?jī)纱危哉{(diào)整灌胃量。實(shí)驗(yàn)期間各組小鼠飼以SPF級(jí)飼料，自由進(jìn)食及飲水。末次灌胃后模型對(duì)照組和3個(gè)劑量組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隔夜禁食16 h，經(jīng)口一次性給予50%(體積分?jǐn)?shù))乙醇(灌胃體積12 mL/kg)，6 h后從眼球取血；空白對(duì)照組不作處理，不禁食取材。根據(jù)《保健食品抗氧化功能評(píng)價(jià)方法》[8]中所提供常規(guī)方法測(cè)定MDA濃度、PC濃度、GSH濃度，SOD和GSH-Px活力。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響

實(shí)驗(yàn)期間，各組小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)正常。由圖1可見各劑量組小鼠體質(zhì)量(實(shí)驗(yàn)初始、中期及結(jié)束)與模型對(duì)照組、空白對(duì)照組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

圖1 番茄紅素和姜黃素聯(lián)用對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響Fig.1 Effect of lycopene-curcumin combination on body weight of mice n=10.

2.2 對(duì)小鼠血中抗氧化酶活性和還原型谷胱甘肽含量的影響

由圖2可見模型組小鼠紅細(xì)胞內(nèi)SOD活力下降，且與空白對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，提示乙醇誘導(dǎo)的氧化損傷降低了小鼠機(jī)體內(nèi)T-SOD酶的活性，表明乙醇氧化損傷模型成功。各劑量組小鼠紅細(xì)胞SOD活性均高于模型對(duì)照組，其中高劑量(600 mg/kg)組實(shí)驗(yàn)小鼠紅細(xì)胞SOD活性與模型對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。由圖3可見模型組小鼠全血GSH-Px活力及GSH濃度降低，且與空白對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，提示乙醇誘導(dǎo)的氧化損傷模型成功。各劑量組小鼠全血GSH-Px活力及GSH濃度均高于模型對(duì)照組，其中高劑量(600 mg/kg)組實(shí)驗(yàn)小鼠全血GSH-Px活力及GSH含量與模型對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

圖2 番茄紅素和姜黃素聯(lián)用對(duì)小鼠紅細(xì)胞SOD的影響Fig.2 Effect of lycopene-curcumin combination on activities of SOD in erythrocytes in mice*P<0.05, **P<0.01 vs ethanel treatment group; SOD: superoxide dismutase; n=10.

圖3 番茄紅素和姜黃素聯(lián)用對(duì)小鼠全血GSH濃度及GSH-Px活力的影響Fig.3 Effect of lycopene-curcumin combination on activity of GSH-Px and content of GSH in plasma of mice*P<0.05, **P<0.01 vs ethanol alone treatment group; GSH： glutathione； GSH-Px： glutathione peroxidase; n=10.

2.3 對(duì)小鼠血中過氧化產(chǎn)物的影響

由表1可見，模型組小鼠與空白對(duì)照組比較，血中過氧化物指標(biāo)(MDA及PC)升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示乙醇氧化損傷模型建立成功。各受試物劑量組小鼠與模型組比較，MDA及PC濃度均有不同程度降低，其中高劑量組實(shí)驗(yàn)小鼠PC含量低于模型組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 番茄紅素和姜黃素聯(lián)用對(duì)小鼠血中過氧化產(chǎn)物含量的影響Tab.1 Effect of lycopene-curcumin combination on content of peroxide products in plasma of mice

3 討論

功能性食品的概念一般被定義為含有一種或多種功能成分，具有調(diào)節(jié)生理功能，帶來(lái)額外的健康益處的食品[2, 9]。由于社會(huì)人口老齡化以及生活方式相關(guān)疾病患者的增多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在降低衰老過程中非傳染性疾病風(fēng)險(xiǎn)的角色日益受到重視[10-11]。研究[12-13]證實(shí)氧化應(yīng)激與生活方式疾病、衰老相關(guān)，因此各種抗氧化膳食補(bǔ)充劑和抗氧化劑強(qiáng)化功能食品成為產(chǎn)品研發(fā)熱點(diǎn)。研究[14-15]表明，食用富含類胡蘿卜素和多酚類化合物的食物與預(yù)防生活方式疾病之間存在關(guān)系。番茄紅素是一種從番茄中提取的強(qiáng)抗氧化劑，在膳食類胡蘿卜素中具有最高的單重態(tài)氧淬滅能力和較高的體外滅活自由基的能力[5]。姜黃素是一種疏水多酚，從姜科姜黃屬植物根莖中提取的一種天然有效成分，具有抗感染、抗氧化及抗癌等藥理作用[4, 16-18]。

大量攝入乙醇，會(huì)激活氧分子產(chǎn)生自由基，導(dǎo)致組織細(xì)胞過氧化效應(yīng)及體內(nèi)還原型谷胱甘肽的耗竭。本實(shí)驗(yàn)通過急性大量乙醇攝入成功建立氧化損傷模型小鼠；通過測(cè)定細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物MDA濃度估計(jì)脂質(zhì)過氧化程度；測(cè)定蛋白質(zhì)羰基含量評(píng)估自由基造成的蛋白質(zhì)損傷程度；測(cè)定SOD及GSH-PX活力度量體內(nèi)抗氧化酶抑制自由基反應(yīng)能力；測(cè)定低分子清除劑GSH含量衡量機(jī)體受到的氧化壓力程度。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果提示番茄紅素及姜黃素聯(lián)用可通過提高細(xì)胞中SOD、GSH-Px的活性，抑制活性氧的產(chǎn)生，清除自由基和過氧化物而發(fā)揮抗氧化作用。高劑量組中實(shí)驗(yàn)小鼠體內(nèi)抗氧化酶活力及抗氧化物質(zhì)含量提高，且降低脂質(zhì)過氧化及蛋白質(zhì)損傷程度，這與國(guó)外學(xué)者[23]每日給予大鼠番茄紅素(劑量10 mg/kg)能夠改善敵敵畏誘導(dǎo)的大鼠氧化損傷和肝毒性結(jié)果一致。也與國(guó)內(nèi)李倩等[26]針對(duì)番茄紅素(270 mg/kg)對(duì)乙醇氧化損傷模型小鼠的抗氧化功能評(píng)價(jià)結(jié)果相一致。可能是番茄紅素增加GSH合成或其他抗氧化劑水平，增強(qiáng)抗氧化能力，這有助于GSH-PX保持高活力狀態(tài)[25]。與姜黃素聯(lián)用時(shí)，能降低番茄紅素抗氧化作用的起效劑量，有助于改善細(xì)胞或組織的氧化損傷。