發酵乳桿菌CQPC07 抑制醋酸鉛誘導的大鼠鉛毒性損傷效果研究

何麗紅 張 靜*

(重慶化工職業學院環境與質量檢測學院,重慶401228)

重金屬無法被生物分解,并能通過食物鏈富集,且可能轉化為毒性更強的金屬有機化合物[1]。近年來重金屬污染已引起廣泛關注。重金屬鉛是一種具有親和性、蓄積性的重金屬,其毒性較大,能夠損傷大腦和神經組織,并積累在腎臟和肝臟,引起急、慢性腎病和肝病,最終造成機體多種器官系統性損傷[2]。

發酵食品中的乳酸菌不僅可以降解食品中的亞硝酸鹽,還具有降膽固醇、抗氧化、調節腸道健康多種作用[3]。隨著對乳酸菌研究的不斷深入,有研究發現,一些乳酸菌對重金屬有著良好的抗性和吸附性能[4]。利用生物修復重金屬中毒有眾多優點,如原料廣泛、成本低、操作簡單、環保等,而且不會產生次生危害[5]。本研究利用實驗室從傳統發酵泡菜中分離得到的可食用乳酸菌發酵乳桿菌CQPC07,進行鉛吸附能力的測試,確定LF-CQPC07 對鉛吸附能力從而避免大鼠受鉛毒性損傷的作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

SD 大鼠:購置于重慶醫科大學。

菌種:發酵乳桿菌CQPC07,專利保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心。

EDTA,美國Sigma 公司；白介素6 (IL-6)、IL-10, IL-1β、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、干擾素-γ(IFN-γ),北京索萊寶公司；其余試劑均為國產分析純。

Thermo Varioskan LUX 多功能酶標儀,美國賽默飛公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 動物實驗設計方案

48 只6 周齡SPF 級雄性SD 大鼠經過一周適應性喂養后隨機分為4 組,分別為正常組12 只,鉛誘導組12 只,EDTA 組12只和LF-CQPC07 組12 只。正常組大鼠在整個實驗周期中均自由進食AIG-93G 飼料以及自由飲用不含醋酸鉛的飲用水。其余三組大鼠在自由進食AIG-93G 飼料的同時,從第一周到第十二周均自由飲用濃度為200mg/L 的醋酸鉛溶液代替飲用水。EDTA組大鼠從第8 周至第12 周,每天注射濃度為50mg/L 的EDTA,LF-CQPC07 組從第1 周至第12 周每日灌胃1×109CFU/kg (b.w) LF-CQPC07。12 周后,所有大鼠禁食12 小時后使用乙醚麻醉,經眼眶靜脈取血后處死,使用液氮收集大鼠心臟、肝臟、腎臟、腦組織后放入-80°C 貯藏待用。

1.2.2 SD 大鼠血液、肝臟、腎臟和腦組織中鉛含量的測定

精確量取0.0、0.4、0.8、1.2、1.6 和2.0mL 鉛標準溶液置于50mL 容量瓶中,再分別加入2mL 含12.5%磷酸二氫銨和2.5%硝酸鎂的混合溶液,然后用2%的硝酸定容。分別吸取20μL 上述不同濃度的標準溶液于石墨爐原子化器中測定吸光度并制作標準曲線。將收集的血液取500μL 和各個組織50mg 分別置于四氟乙烯消解罐中,加入5mL 硝酸進行消解,冷卻后加入1mL 含12.5%磷酸二氫銨和2.5%硝酸鎂的混合溶液并使用硝酸定容至25mL,加入20μL 定容后的溶液于石墨爐原子化器中測定吸光度,通過標準曲線計算鉛的含量。

1.2.3 SD 大鼠血清指標的測定

取大鼠血清按照試劑盒操作方法測量血清中白介素6(IL-6)、IL-10, IL-1β、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和干擾素-γ(IFN-γ) 細胞因子水平和根據試劑盒操作方法測定血清中δ-氨基-γ- 酮戊酸脫水酶(δ-ALAD)、谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)水平。

1.3 數據處理

平行進行三次血清和組織樣品的測量,然后計算平均值。使用SPSS 軟件對數據進行平均和分析。使用Duncan 多范圍檢驗通過單因素方差分析評估各個組平均值之間的差異。p＜0.05的差異被認為具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 SD 大鼠血液、肝臟、腎臟和腦組織中鉛含量分析

通過表中的數據可以發現,未經過醋酸鉛溶液誘導過的正常組大鼠的血液、肝臟、腎臟和腦組織中的鉛含量是所有組別中最低的(表1)。與之相反,鉛誘導組大鼠血液、肝臟、腎臟和腦組織中的鉛含量是所有組別中最高的。使用EDTA 藥物和LF-CQPC07 干預后的大鼠血液、肝臟、腎臟和腦組織中的鉛含量明顯降低,干預效果好于EDTA 藥物。不僅如此,通過數據的對比還能發現,經過醋酸鉛誘導的大鼠,其血液中鉛含量是最高的,遠高于組織器官中的鉛含量。因此可以推斷,LF-CQPC07是一株優質的鉛吸附乳酸菌。

表1 SD 大鼠血液、肝臟、腎臟和腦組織中鉛含量

2.2 SD 大鼠血清炎癥指標分析

表2 為SD 大鼠血清炎癥指標的數據,發現正常組血清中的IL-1β,IL-6、TNF-α 和IFN-γ 水平是四組中最低的,IL-10 水平是四組中最高的。而鉛誘導組IL-10 水平是四組中最低的,IL-1β,IL-6、TNF-α 和IFN-γ 水平是四組中最高的。EDTA 組和LF-CQPC 組的IL-1β,IL-6、TNF-α 和IFN-γ 水平與鉛誘導組相比都呈下降的趨勢,IL-10 水平與鉛誘導組相比都呈上升的趨勢,但LF-CQPC07 組的下降和上升趨勢比EDTA 組更為明顯。本研究結果顯示LF-CQPC07 通過調控以上炎癥因子來避免鉛毒性造成的大鼠機體炎癥損傷。

表2 SD 大鼠血液中炎癥指標的含量

2.3 SD 大鼠血清ALT、AST、BUN、CRE 和δ-ALAD 指標分析

SD 大鼠血清中ALT,AST、δ-ALAD 酶活性和BUN、CRE含量如表3 所示。在四組大鼠中,正常組SD 大鼠ATL,AST 的酶活性最低,δ-ALAD 酶活性最高,BUN、CRE 含量最低。而肝臟相關ATL,AST 的酶活性在鉛誘導組中最低,δ-ALAD 酶活性和腎臟相關BUN、CRE 含量在鉛誘導組中最高。EDTA 組和LF-CQPC07 組大鼠的三種酶活性趨勢和BUN、CRE 的含量與正常組相似,從酶活力和BUN,CRE 含量的數值上看,LF-CQPC07 的干預效果優于EDTA。

表3 SD 血清中ALT、AST、BUN、CRE 和δ-ALAD 的含量

3 結論

綜上所述,LF-CQPC07 能夠吸附體內的鉛離子,減少血液和臟器中的鉛含量。此外,LF-CQPC07 能減輕鉛離子進入體內造成的炎癥加劇和肝腎損傷,以更好地緩解鉛對機體造成的損傷。由此看來,LF-CQPC07 是一株具有較強鉛吸附能力的優良菌株。在未來,LF-CQPC07 仍具有更多的研究價值,其對人體鉛離子造成的氧化應激作用和緩解其它重金屬毒性等方面具有較大的潛力和研究價值。