大蒜提取物促進消化功能的研究

毛旭文，李琳琳，史榮梅，劉睿婷，王莉飛，李 帥，李新霞*

1.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，烏魯木齊 830011；2.新疆天然藥物活性組分與釋藥技術(shù)重點實驗室，烏魯木齊 830011；3.新疆埃樂欣藥業(yè)有限公司，烏魯木齊 830011；4.新疆醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，烏魯木齊 830011

功能性消化不良是常見的胃腸道疾病，臨床表現(xiàn)為餐后飽脹感、上腹部疼痛或燃燒等癥狀，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。功能性消化不良的發(fā)病機制尚不完全清楚，現(xiàn)多認為與胃腸運動障礙密切相關(guān)[1-2]。大蒜是藥食兩用的植物，已有數(shù)千年的應(yīng)用歷史。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者致力于大蒜的研究，證實大蒜具有多方面的生物活性，如防治心血管疾病、抗腫瘤及抗病原微生物等[3-6]，但關(guān)于大蒜對胃腸道的消化作用報道較少。本實驗參照《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范》(2003版)促進消化功能評價方法，通過檢測蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉對大鼠體質(zhì)量、體質(zhì)量增加、攝食量、食物利用率、消化酶以及小鼠小腸運動的影響，分析其促進消化的作用，為其改善功能性消化不良的臨床應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

DNP-9082電熱恒溫箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)；TSC-E電子天平(深圳飛亞衡器有限公司)；CoDa全自動酶標(biāo)儀(美國Bio-RaD公司)；WH-851蝸旋混合器(上海環(huán)球藥化儀器廠)。

1.2 試藥

鹽酸洛哌丁胺(批號2018120221，西安楊森制藥有限公司)；阿拉伯樹膠(批號2018092756，天津致遠化學(xué)試劑有限公司)；活性炭(批號2018021636，天津致遠化學(xué)試劑有限公司)。ELISA試劑盒：一氧化氮檢測試劑盒(批號2020072145)、乙酰膽堿檢測試劑盒(批號2020071814)、P物質(zhì)檢測試劑盒(批號2020082416)、血管活性肽檢測試劑盒(批號2020082025)均購于上海聯(lián)碩生物科技有限公司。胃泌素檢測試劑盒(批號2021032215)、胃動力素檢測試劑盒(批號2021032006)、促膽囊收縮素檢測試劑盒(批號2021031611)均購于上海橋杜生物科技有限公司。蒜氨酸(批號20090101，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84.88%)、蒜酶(批號201801003)、凍干蒜粉(批號Y201811001)均由新疆埃樂欣藥業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.3 動物

SPF級C57BL/6J小鼠110只，雌雄對半，體質(zhì)量18～22 g，動物合格證號1140700321501；SPF級SD雄性大鼠80只，體質(zhì)量120～136 g，動物合格證號1150600523754，均購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司，動物生產(chǎn)許可證號SCXK(京)2016-0006。SPF級實驗動物使用許可證號SYXK(新)2016-0002，每日光照12 h、黑暗12 h，溫度21 ℃±2 ℃，相對濕度40%～45%。動物經(jīng)過新疆醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心倫理委員會批準(zhǔn)。

2 方法

2.1 小鼠動物分組及給藥

SPF級C57BL/6J小鼠，依據(jù)隨機分組的原則，將其隨機分成11組，每組10只。分為：空白對照組；模型組；蒜氨酸低劑量(0.004 3 mg·g-1)、中劑量(0.008 6 mg·g-1)、高劑量組(0.017 2 mg·g-1)；大蒜辣素低劑量(0.001 9 mg·g-1)、中劑量(0.003 9 mg·g-1)、高劑量組(0.007 8 mg·g-1)；大蒜粉低劑量(0.110 8 mg·g-1)、中劑量(0.221 6 mg·g-1)、高劑量組(0.443 2 mg·g-1)。空白對照組、模型組小鼠以蒸餾水灌胃，實驗組小鼠以不同質(zhì)量濃度的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉溶液灌胃。各實驗組動物每天按體質(zhì)量0.01 mL· g-1灌胃給藥1次，連續(xù)給予30 d。

2.2 小腸運動實驗

2.3 大鼠實驗分組及給藥

選同一性別SPF級SD大鼠，依據(jù)隨機分組的原則，將其隨機分成10 組，每組8只。分為：空白對照組；蒜氨酸組：低劑量(0.002 1 mg·g-1)、中劑量(0.004 2 mg·g-1)、高劑量(0.008 4 mg·g-1)；大蒜辣素組：低劑量(0.000 95 mg·g-1)、中劑量(0.001 9 mg·g-1)、高劑量(0.003 8 mg·g-1)；大蒜粉組：低劑量(0.054 mg·g-1)、中劑量(0.108 0 mg·g-1)、高劑量(0.216 mg·g-1)。空白對照組大鼠以蒸餾水灌胃，實驗組大鼠以不同劑量的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉溶液灌胃。各實驗組動物每天按體質(zhì)量0.01 mL·g-1灌胃給藥1次，連續(xù)給予30 d。

2.4 大鼠體質(zhì)量、體質(zhì)量增質(zhì)量、攝食量和食物利用率實驗

每周2次記錄各實驗組大鼠體質(zhì)量和攝食量并計算食物利用率，食物利用率為每消耗100 g飼料大鼠所增加的體質(zhì)量。

2.5 消化酶測定

用Mett法檢測[7-9]，實驗前禁食不禁水16 h。用乙醚麻醉大鼠幽門結(jié)扎收集5 h內(nèi)排出的胃液，計算1 h內(nèi)胃液量，取胃液1 mL放入50 mL的三角燒瓶中，加入0.05 mL·L-1鹽酸溶液15 mL，搖勻，放入蛋白管2支。塞好瓶口，在37 ℃恒溫箱中孵育24 h，取出蛋白管，用尺測量蛋白管兩端透明部分的長度，以四端之值求其平均值。計算胃蛋白酶活性和胃蛋白酶排出量。

胃蛋白酶活性單位(U)=四端蛋白管透明部分長度均值2×16

胃蛋白酶排出量(U/h)=胃蛋白酶活性×每小時胃液量

2.6 ELISA測定相關(guān)指標(biāo)

小鼠摘除眼球取血1.5 mL，大鼠眼眶靜脈叢采血2 mL，立即加入至含肝素試管中混勻，4 ℃，以3 000 r·min-1離心15 min后，取上清液，置于-20 ℃冰箱中保存。復(fù)融后輕輕搖勻，4 ℃，3 000 r·min-1離心15 min后，取上清液進行測定。根據(jù)ELISA試劑盒說明書操作，測定小鼠血清一氧化氮、乙酰膽堿、P物質(zhì)、血管活性肽含量及大鼠血清中胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素含量。

2.7 統(tǒng)計學(xué)方法

3 結(jié)果

3.1 大蒜提取物對小鼠體質(zhì)量的影響

低劑量蒜氨酸灌胃后第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)，中劑量蒜氨酸灌胃后第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)，高劑量蒜氨酸灌胃后第7天、第14天、第21天和第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)。結(jié)果見表1。

表1 蒜氨酸干預(yù)后小鼠在28 d內(nèi)的體質(zhì)量變化

低劑量大蒜辣素灌胃后第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)，中劑量大蒜辣素灌胃后第7天、第14天、第21天、第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)，高劑量大蒜辣素灌胃后第7天、第14天、第21天、第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)。低劑量大蒜粉灌胃后第21、第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)，中劑量大蒜粉灌胃后第14、第21、第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)，高劑量大蒜粉灌胃后第21、第28天與空白對照組比較體質(zhì)量均明顯下降(P<0.01)。

3.2 小腸運動實驗

與空白對照組比較，模型組墨汁推進率顯著降低(P<0.01)，表明小鼠給予鹽酸洛哌丁胺后，消化不良模型造模成功。與模型組比較，低、中、高劑量蒜氨酸組小腸墨汁推進率明顯增高(P<0.01)，低、中、高劑量大蒜辣素組小腸墨汁推進率明顯增高(P<0.01)，低、中、高劑量大蒜粉組小腸墨汁推進率明顯增高(P<0.01)。結(jié)果見表2。

表2 大蒜提取物對小鼠小腸推進功能的影響

3.3 大蒜提取物對大鼠體質(zhì)量的影響

低、中、高劑量組蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉給藥干預(yù)后第0天、第7天、第14天、第21天、第28天與空白對照組大鼠體質(zhì)量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見表3。

表3 蒜氨酸干預(yù)后大鼠在28 d內(nèi)的體質(zhì)量變化

3.4 大蒜提取物對大鼠食物利用率的影響

大鼠給予低、中、高劑量蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉后，與空白對照組比較，每周各組大鼠體質(zhì)量總增加、總攝食量和總食物利用率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見表4。

表4 大蒜提取物對大鼠體質(zhì)量總增加質(zhì)量、攝食量、食物利用率的影響

3.5 大蒜提取物對大鼠胃蛋白酶活性及胃蛋白酶排出量的影響

與空白對照組比較，高劑量蒜氨酸組、大蒜辣素組和大蒜粉組大鼠每小時排出的胃液量顯著增高(P<0.05)、胃蛋白酶活性顯著增高(P<0.01)、胃蛋白酶排出量顯著增高(P<0.01)。結(jié)果見表5。

表5 大蒜提取物對大鼠胃蛋白酶活性及胃蛋白酶排出量的影響

3.6 大蒜提取物對小鼠腸神經(jīng)遞質(zhì)的影響

與對照組比較，模型組一氧化氮及血管活性肽明顯升高(P<0.01)、P物質(zhì)及乙酰膽堿明顯降低(P<0.01)；與模型組比較，低、中和高劑量蒜氨酸組一氧化氮均顯著下降(P<0.05)；低、中和高劑量大蒜辣素組一氧化氮均顯著下降(P<0.01)；低、中和高劑量大蒜粉組一氧化氮均顯著下降(P<0.05)。

與模型組比較，中、高劑量組蒜氨酸血管活性肽均顯著下降(P<0.01)；中、高劑量組大蒜辣素血管活性肽均顯著下降(P<0.01)；低、中和高劑量組大蒜粉血管活性肽無明顯變化(P>0.05)。

與模型組比較，高劑量組蒜氨酸P物質(zhì)均明顯升高(P<0.05)；高劑量組大蒜辣素P物質(zhì)均顯著升高(P<0.01)；低、中和高劑量組大蒜粉P物質(zhì)無明顯變化(P>0.05)。

與模型組比較，低、中和高劑量組蒜氨酸乙酰膽堿明顯升高(P<0.05)，低、中、高劑量組大蒜辣素乙酰膽堿明顯升高(P<0.05)，中、高劑量組大蒜粉乙酰膽堿明顯升高(P<0.05)。結(jié)果見表6。

表6 大蒜提取物對小鼠腸神經(jīng)遞質(zhì)的影響

3.7 大蒜提取物對大鼠胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素的影響

與對照組比較，高劑量組蒜氨酸小鼠胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素均顯著升高(P<0.05)；高劑量組大蒜辣素小鼠胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素均顯著升高(P<0.05)；高劑量組大蒜粉小鼠胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素均顯著升高(P<0.01)。結(jié)果見表7。

表7 大蒜提取物對大鼠胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素的影響

4 討論

在實驗期間，各實驗組動物均正常飲水，生長活動正常。消化不良與胃排空和腸蠕動緊密相關(guān)，本實驗通過測定小鼠小腸運動功能評價大蒜提取物的消化作用。洛哌丁胺在臨床上用于止瀉，能夠引起小鼠胃腸蠕動減弱，可用于誘導(dǎo)動物消化不良模型。參照《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范(2003)版》有關(guān)規(guī)定[10]，小腸運動實驗在模型成立的前提下，實驗組與模型組比較，墨汁推進率增加，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理差異有顯著性，可判斷該實驗結(jié)果陽性。在本實驗的小鼠實驗中，與模型組比較，低、中和高劑量組蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉的小鼠小腸墨汁推進率明顯增高，說明蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉有促進小腸推進性蠕動的作用。

腸神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)控腸道蠕動節(jié)律，包括血管活性肽、一氧化氮、乙酰膽堿、P物質(zhì)等。血管活性肽作用于腸道平滑肌上的相應(yīng)受體，減少胃腸黏膜的液體分泌，舒張胃腸道平滑肌，減慢胃腸蠕動[11-12]。一氧化氮是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，主要參與調(diào)節(jié)腸道動力、腸黏膜血流分布及腸液分泌，可松弛腸道平滑肌，減少結(jié)腸運動節(jié)律[13-14]。乙酰膽堿是興奮性腸神經(jīng)遞質(zhì)，激動胃腸道細胞M受體，興奮平滑肌，增加腸道蠕動[15]。位于腸肌間神經(jīng)叢的P物質(zhì)通過抑制胃腸道黏膜的分泌，減慢腸黏膜對水和電解質(zhì)的轉(zhuǎn)運，從而刺激腸道蠕動[16]。本實驗小鼠連續(xù)灌胃大蒜提取物30 d后，與模型組比較，蒜氨酸組、大蒜辣素組和大蒜粉組血管活性肽和一氧化氮均顯著下降，乙酰膽堿和P物質(zhì)均明顯升高，說明蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉通過調(diào)節(jié)腸神經(jīng)遞質(zhì)，促進小腸推進性蠕動。

胃消化不良的另一種典型癥狀是胃排空時間延長，導(dǎo)致食欲減退、攝食量明顯減少，食物利用率下降[17]。參照《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范(2003)版》有關(guān)規(guī)定，大鼠實驗中實驗組與空白對照組比較，體質(zhì)量、體質(zhì)量增質(zhì)量和攝食量3項指標(biāo)中任一指標(biāo)增加，經(jīng)統(tǒng)計處理差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且食物利用率與空白對照組比較無明顯降低，可判斷該實驗結(jié)果陽性。本實驗大鼠給予不同劑量的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉灌胃后，每周各組大鼠體質(zhì)量、體質(zhì)量增加、總攝食量及總食物利用率與空白對照組比較無明顯差異。小鼠灌胃蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉30 d，體質(zhì)量明顯下降，初步推測大蒜具有減質(zhì)量作用。本實驗大鼠的體質(zhì)量未增加是否與大蒜減質(zhì)量作用有關(guān)，還需進一步研究。

《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范(2003)版》有關(guān)規(guī)定消化酶測定實驗，實驗組與空白對照組比較，胃液量、胃蛋白酶活性和胃蛋白酶排出量3項指標(biāo)中任一指標(biāo)增加，經(jīng)統(tǒng)計處理差異有顯著性，可判斷該實驗結(jié)果陽性。與空白對照組大鼠比較，高劑量的蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉組大鼠每小時排出的胃液量顯著增高(P<0.01)、胃蛋白酶活性顯著增高(P<0.01)以及胃蛋白酶排出量顯著增高(P<0.01)。胃泌素(gastrin，GAS)為胃竇部和小腸上部G細胞分泌的激素，能刺激胃酸和胃蛋白酶分泌，增加胃血流量，刺激胃腸運動，促進胃排空[18-20]。胃動力素(motilin，MTL)能夠促進胃腸道運動，對消化間期移行性復(fù)合運動有重要作用[21]。促膽囊收縮素(cholecystokinin，CCK)能夠促進膽囊收縮、抑制胃酸分泌，促進胃及空腸蠕動，增加結(jié)腸動力[22-23]。本實驗大鼠灌胃蒜氨酸、大蒜辣素、大蒜粉30 d后，與對照組比較，高劑量組蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉的胃泌素、胃動力素和促膽囊收縮素均顯著升高(P<0.05)，說明高劑量蒜氨酸、大蒜辣素和大蒜粉通過增加胃泌素、胃動力素及促膽囊收縮素的分泌，促進消化液分泌，增強胃腸蠕動。《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范(2003)版》有關(guān)規(guī)定，動物體質(zhì)量增加、食物利用率、小腸運動試驗和消化酶測定指標(biāo)中任2個結(jié)果陽性，可判斷該受試樣品實驗結(jié)果為陽性。根據(jù)上述結(jié)果，說明蒜氨酸高劑量、大蒜辣素高劑量、大蒜粉高劑量可以促進消化液分泌、增強胃蛋白酶活性和促進動物小腸推進性運動、增強腸蠕動，具有一定的開發(fā)價值。對于大蒜提取物促進消化的作用機理，還需后續(xù)進一步研究。