趙冬芹， 朱瑩漫， 蔡昭林， 肖 鵬， 李楚華

(華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510631)

堿性鈣離子水對(duì)大鼠血液酸堿度、血鈣濃度及免疫功能的影響

趙冬芹， 朱瑩漫， 蔡昭林， 肖 鵬， 李楚華*

(華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510631)

通過研究堿性鈣離子水對(duì)大鼠血液pH、血鈣濃度及免疫功能的影響，結(jié)果顯示，堿性鈣離子水對(duì)大鼠血液pH和血鈣濃度無明顯影響，對(duì)大鼠免疫功能具明顯增強(qiáng).100°堿性鈣離子水的功效優(yōu)于25°堿性鈣離子水.

堿性鈣離子水； 血液pH； 血鈣濃度； 免疫功能

堿性離子水全稱為“弱堿性低電位小分子飲用水”，在日本也稱為“還原水”，主要添加了活性離子鈣，pH大于7.5.堿性鈣離子水與普通飲用水之間的分子團(tuán)不同.沈泳元[1]報(bào)道普通飲用水由13個(gè)水分子組成分子團(tuán)，堿性離子水則由6個(gè)水分子組成.由于分子團(tuán)小，堿性離子水極易進(jìn)出細(xì)胞膜內(nèi)外，與細(xì)胞親和性好，加速人體新陳代謝.王豫廉[2-4]發(fā)現(xiàn)堿性離子水對(duì)解聚血小板和紅細(xì)胞聚集有明顯作用，可顯著改善微循環(huán).常飲堿性離子水有降壓效果，可預(yù)防感冒，促進(jìn)膽固醇和甘油三酯的乳化作用.馬永紅等[5]研究發(fā)現(xiàn)，堿性離子水具有抗氧化和抗疲勞作用，有助于運(yùn)動(dòng)員在大強(qiáng)度訓(xùn)練后的體能恢復(fù).堿性離子水能提高無氧供能能力，對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平的提高有明顯影響.

堿性離子水通過何種途徑起到抗氧化和抗疲勞的作用，是否與血液的酸堿度及免疫功能有關(guān)？迄今為止，有關(guān)堿性鈣離子水在血液pH、血鈣濃度以及機(jī)體免疫功能方面的研究報(bào)道尚少.因此，本實(shí)驗(yàn)以成年SD大鼠為實(shí)驗(yàn)材料，從血液pH、血鈣濃度及免疫功能方面，深入研究堿性鈣離子水對(duì)機(jī)體生理功能的調(diào)節(jié)作用，為科學(xué)選擇飲用水和增進(jìn)人體健康開拓新的途徑提高依據(jù).

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

3月齡SD大鼠90只，體質(zhì)量(180±20 g)，性別不拘，購于廣州中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心[許可證號(hào)為SCXS(粵)2006-0015].隨機(jī)分為對(duì)照組、25°和100°的堿性鈣離子水實(shí)驗(yàn)組(鈣離子水的度數(shù)是根據(jù)水中的鈣離子的質(zhì)量濃度來分級(jí)的，25°所含鈣離子質(zhì)量濃度為10.0～30.0 mg/L，100°所含鈣離子質(zhì)量濃度為35.0～100.0 mg/L)，每組30只.所有動(dòng)物均在同等環(huán)境和同等規(guī)格的鼠籠中分籠喂養(yǎng)90 d，晝夜明暗隨自然天氣變化，自由進(jìn)食標(biāo)準(zhǔn)飼料及飲用水.實(shí)驗(yàn)組大鼠飲用水為永衡堿性鈣離子水，對(duì)照組大鼠飲用普通飲用水.

1.2血細(xì)胞分類、血液pH和血鈣濃度測(cè)定

大鼠活體取動(dòng)脈血，肝素抗凝進(jìn)行血?dú)夥治?，檢測(cè)血液的pH；分離血清，檢測(cè)血清中的鈣濃度.另取動(dòng)脈血EDTA-K2抗凝進(jìn)行血常規(guī)分析，同時(shí)檢測(cè)各種血細(xì)胞的數(shù)量及百分比.

1.3胸腺和脾臟指數(shù)的測(cè)定

大鼠稱質(zhì)量，頸椎脫臼致死，無菌解剖，取胸腺和脾臟，無菌生理鹽水洗去血跡，除去脂肪及筋膜組織，濾紙吸干稱質(zhì)量，計(jì)算胸腺指數(shù)及脾臟指數(shù)(胸腺指數(shù)=胸腺質(zhì)量/體質(zhì)量×100%，脾臟指數(shù)=脾臟質(zhì)量/體質(zhì)量×100%).

1.4CD4和CD8占CD3總數(shù)的百分比測(cè)定

取大鼠動(dòng)脈血，紅細(xì)胞裂解液裂解后，分別加入異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate, FITC)、藻青蛋白(allophycocyanin，APC)和藻紅蛋白(Phycoerythrin，PE)標(biāo)記的CD3/4/8抗體，體積分?jǐn)?shù)為4%的多聚甲醛封固.流式細(xì)胞儀檢測(cè)CD3、CD4和CD8，計(jì)算出CD4/CD3(CD4%)、CD8/CD3(CD8%)和CD4/CD8.

1.5實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)儀器：pHOx系列血?dú)夥治鰞x(美國NOVA公司)；sysmex XS800i血常規(guī)分析儀(日本Sysmex 公司)；7180血鈣生化分析儀(日本Hitachi公司)；FACSC alibur 流式細(xì)胞儀(美國BD公司).

試劑：紅細(xì)胞裂解液和多聚甲醛購自北京四正柏生物科技有限公司；FITC-CD3大鼠單抗、APC-CD4大鼠單抗及PE-CD8大鼠單抗均購自美國EB公司；堿性鈣離子水由深圳市永衡活性鈣離子水有限公司提供.

1.6數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與討論

2.1堿性鈣離子水對(duì)大鼠血液pH和血鈣濃度的影響

表1顯示：對(duì)照組大鼠血液pH為7.43±0.05，血鈣濃度為(2.18±0.07) mmol/L.與對(duì)照組比較，25°組和100°組大鼠的血液酸堿度及血鈣濃度均沒有顯著性差異(P>0.05)，說明堿性鈣離子水在一定范圍內(nèi)對(duì)血液酸堿度及血鈣濃度沒有明顯影響.

表1堿性鈣離子水對(duì)大鼠血液pH和血鈣濃度的影響(n=13)

Table 1 The effect of alkaline Ca2+-water on blood pH and calcium concentration in rats (n=13)

指標(biāo)對(duì)照組25°100°血液pH7．43±0．057．45±0．127．42±0．06血鈣濃度/(mmol·L-1)2．18±0．072．17±0．102．17±0．25

血液中含有許多對(duì)緩沖物質(zhì)，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等.酸性代謝產(chǎn)物進(jìn)入血液后，可與血液中的碳酸氫鈉發(fā)生作用，生成乳酸鈉和碳酸.碳酸可分解成CO2和H2O，因此對(duì)血液的pH值影響不明顯.血液中增多的CO2可刺激呼吸中樞，促使呼吸活動(dòng)加強(qiáng)加快，增加肺通氣量，將CO2排出體外.堿性代謝產(chǎn)物如碳酸鈉入血后，可與血液中的碳酸發(fā)生作用，形成碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可由腎臟排出.因此，由于血液中緩沖物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，可以使血液的酸堿度維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài).

血鈣濃度與機(jī)體鈣離子吸收能力密切相關(guān).影響鈣離子吸收的因素有:機(jī)體對(duì)鈣的需要量和鈣的攝入量、維生素D的含量、運(yùn)動(dòng)等[6].生長發(fā)育期的機(jī)體對(duì)鈣的需求量最大，體內(nèi)新陳代謝及物質(zhì)吸收均較為旺盛.在本實(shí)驗(yàn)中，大鼠處于生長發(fā)育的旺盛時(shí)期，在標(biāo)準(zhǔn)飼料中鈣的含量可能已滿足機(jī)體的生長需要，額外添加的鈣不被機(jī)體所吸收.因此，表現(xiàn)為堿性鈣離子水對(duì)青壯年大鼠血鈣水平?jīng)]有明顯的影響.

2.2堿性鈣離子水對(duì)大鼠動(dòng)脈血中各項(xiàng)細(xì)胞數(shù)量及胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)的影響

25°組大鼠經(jīng)過90 d飼養(yǎng),其白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜酸性細(xì)胞等各項(xiàng)血細(xì)胞數(shù)量及百分比與對(duì)照組大鼠比較，均不存在顯著性差異(P>0.05).100°組大鼠的白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量及百分比均顯著高于對(duì)照組(P<0.05，P<0.01)，而嗜堿性粒細(xì)胞的百分比及嗜中性粒細(xì)胞的數(shù)量和百分比均明顯低于對(duì)照組(P<0.05).2個(gè)實(shí)驗(yàn)組的胸腺指數(shù)分別顯著和極顯著高于對(duì)照組的(P<0.05，P<0.01)，且具有隨堿性鈣離子水度數(shù)升高而升高的趨勢(shì).而脾指數(shù)卻與對(duì)照組之間不存在顯著性差異(表2).

血液中白細(xì)胞數(shù)量是免疫功能檢測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[7]. 血液中嗜中性粒細(xì)胞主要吞噬、水解細(xì)菌及壞死細(xì)胞，是炎癥時(shí)的主要反應(yīng)細(xì)胞;嗜堿性粒細(xì)胞胞內(nèi)含有多種具有生物活性的物質(zhì);嗜酸性粒細(xì)胞可限制嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞的致敏作用.血液中不同種類白細(xì)胞的變化直接與機(jī)體免疫力、過敏反應(yīng)、抗炎能力、寄生蟲感染及血液生理功能有密切關(guān)系[8]. 胸腺是重要的中樞免疫器官，也是T 細(xì)胞發(fā)育成熟的場(chǎng)所.衰老的免疫學(xué)假說認(rèn)為免疫系統(tǒng)是衰老過程的主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)之一.隨著年齡的增長，免疫器官老化，免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子發(fā)生改變，機(jī)體的免疫功能逐漸減弱，感染性疾病、癌癥等發(fā)病率和死亡率逐漸增高[9-12].實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示100°堿性鈣離子水能顯著提高大鼠的白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和嗜酸性細(xì)胞的數(shù)量及百分比，而嗜堿性粒細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞的數(shù)量和百分比隨著堿性鈣離子水的度數(shù)升高而呈下降趨勢(shì)，顯示堿性鈣離子水可能增強(qiáng)了動(dòng)物的免疫能力，尤其是抗炎能力.結(jié)果還表明，25°和100°的堿性鈣離子水均明顯提高大鼠的胸腺指數(shù)，呈現(xiàn)出量效關(guān)系.說明堿性鈣離子水對(duì)大鼠的免疫功能有一定的促進(jìn)作用.

表2 堿性鈣離子水對(duì)大鼠動(dòng)脈血中各項(xiàng)血細(xì)胞數(shù)量、胸腺指數(shù)及脾指數(shù)的影響Table 2 The effect of alkaline Ca2+ -water on the amount of blood cells, thymus/weight and spleen/weight

與對(duì)照組比較：*P<0.05，**P<0.01(下表同).

2.3堿性鈣離子水對(duì)大鼠動(dòng)脈血中CD4%、CD8%及CD4/CD8的影響

表3可見，25°實(shí)驗(yàn)組大鼠CD4%和CD8%分別為(58.8±9.9)% 和(25.3±5.81)%，與對(duì)照組相比，CD4%沒有顯著差異，CD8%卻顯著下降(P<0.05)，CD4/CD8比率雖具有升高的趨勢(shì)，但沒有顯著性差異(P>0.05).100°實(shí)驗(yàn)組中大鼠CD4%為(68.5±6.5)%，顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，且CD8%明顯降低，并極顯著提高CD4/CD8比率(P<0.01).

表3堿性鈣離子水對(duì)大鼠血液CD4%、CD8%和CD4/CD8的影響(n=16)

Table 3 The effect of alkaline Ca2+-water on CD4%、CD8% and CD4/CD8of blood in rats(n=16)

指標(biāo)對(duì)照組25°100°CD4/%62．50±7．4058．80±9．9068．50±6．50?CD8/%30．10±5．2025．30±5．81?25．60±3．31?CD4/CD82．16±0．582．45±0．712．74±0．54??

機(jī)體維持正常的免疫功能，有賴于各種免疫細(xì)胞特別是T 細(xì)胞亞群即CD4細(xì)胞和CD8細(xì)胞之間的相互協(xié)作或相互制約，以產(chǎn)生適度的免疫應(yīng)答.人體的免疫細(xì)胞包括T細(xì)胞和B細(xì)胞.CD3是所有總T細(xì)胞的一種標(biāo)記抗原，CD4是輔助性T細(xì)胞表面的一種標(biāo)記抗原，CD8是抑制性T細(xì)胞的一種標(biāo)記抗原.在T淋巴細(xì)胞分類中，CD4代表T輔助細(xì)胞，CD8代表T抑制細(xì)胞和T殺傷細(xì)胞[13].SINIONI[14]等發(fā)現(xiàn)，小鼠脾細(xì)胞中CD4和CD8的數(shù)量隨年齡增長而變化，但CD4/CD8比率不受影響.CD4與CD8合適的比例是維持機(jī)體健康的重要因素，也是評(píng)估機(jī)體免疫狀態(tài)的重要依據(jù).當(dāng)機(jī)體免疫功能受抑制時(shí)，表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞數(shù)量減少，CD4減少，CD4/CD8比率降低以及致炎性細(xì)胞因子水平升高等.若T 細(xì)胞總數(shù)或CD4/CD8比值發(fā)生變化，即可視為免疫調(diào)節(jié)功能異常.CD4/CD8比例上升提示正向免疫占優(yōu)勢(shì)，反之則負(fù)向免疫占優(yōu)[15].本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示25°堿性鈣離子水顯著降低CD8%，表明25°堿性鈣離子水可降低大鼠的負(fù)向免疫功能,而100°堿性鈣離子水明顯提高大鼠的正向免疫功能.誠然，免疫能力的高低還與CD19、CD20及CD25等有關(guān)，后續(xù)工作中將深入研究.

3 結(jié)論

(1)堿性鈣離子水對(duì)青壯年大鼠血液pH和血鈣濃度無明顯影響.

(2)100°堿性鈣離子水能顯著提高大鼠白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和嗜酸性細(xì)胞的數(shù)量及百分比，可能促進(jìn)大鼠的體液免疫及細(xì)胞免疫.

(3)25°和100°的堿性鈣離子水均明顯提高大鼠的胸腺指數(shù)，對(duì)大鼠的免疫功能有一定的促進(jìn)作用，且100°的功效優(yōu)于25°.

致謝 本實(shí)驗(yàn)血液酸堿度、血鈣濃度和血常規(guī)的測(cè)定得到暨南大學(xué)第一附屬醫(yī)院(華僑醫(yī)院)的大力支持，CD4%、CD8%和CD4/CD8比率的測(cè)定得到中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院的幫助.

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Keywords： alkaline Ca2+-water; blood pH; blood calcium concentration; immune function

【責(zé)任編輯 成 文】

EFFECTSOFALKALINECa2+-WATERONBLOODpH,CALCIUMLEVELANDIMMUNEFUNCTIONINRATS

ZHAO Dongqin， ZHU Yingman， CAI Zhaolin， XIAO Peng， LI Chuhua*

(School of Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631,China)

The purpose of this paper was to investigate the effects of alkaline Ca2+- water on pH, calcium level of blood and immune function. Results: (1) Alkaline Ca2+-water did not significantly influence the blood pH and calcium concentration. (2) Alkaline Ca2+-water enhanced the immune function in rats significantly，and 100° was better than 25°.

2010-12-14

*通訊作者,lich@scnu.edu.cn

1000-5463(2011)02-0129-04

Q2-33

A