陳巍文, 朱建津*, 黃建平, 李浙烽, 蔡平梨
(1. 江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無錫 214122;2. 杭州康德權(quán)飼料有限公司,浙江 杭州 311107;3. 徐州市銅山區(qū)家禽技術(shù)指導(dǎo)站,江蘇 徐州 221100)
社會壓力、不良情緒和環(huán)境污染等都會使人體產(chǎn)生應(yīng)激, 在應(yīng)激狀態(tài)下機(jī)體對能量的需求增加,機(jī)體積極分解以提供應(yīng)激所需的能量,而此時就伴隨著活性氧[1](Reactive oxygen species,ROS)等高活性分子產(chǎn)生增多。 當(dāng)應(yīng)激持續(xù)存在或過于強(qiáng)烈時,過量自由基產(chǎn)生,體內(nèi)氧化和抗氧化動態(tài)平衡被打破,從而導(dǎo)致機(jī)體的氧化應(yīng)激[2]。 應(yīng)激會通過下丘腦-垂體-腎上腺 (Hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)軸和自主神經(jīng)系統(tǒng)等對機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生影響[3],另外體內(nèi)過量ROS 會對免疫細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能造成破壞,從而導(dǎo)致機(jī)體免疫系統(tǒng)功能障礙[4]。 因此,尋找安全、高效、經(jīng)濟(jì)的抗氧化劑對于緩解氧化應(yīng)激對機(jī)體造成的損傷具有重要意義。
已有研究表明[5-8],γ-谷維素和半胱胺都能夠在一定程度上增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力, 對抗氧化應(yīng)激, 主要通過直接捕捉和清除體內(nèi)過多自由基,間接增強(qiáng)各種抗氧化酶的活力及提高體內(nèi)非酶性抗氧化物質(zhì)的含量等來發(fā)揮抗氧化作用,提高機(jī)體的總抗氧化能力。Zhu 等發(fā)現(xiàn)γ-谷維素通過提高超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶 (Catalase,CAT) 和 谷 胱 甘 肽 過 氧 化 物 酶(Glutathione peroxidase ,GSH-Px)活性,調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá)來改善抗氧化防御系統(tǒng),減輕乙醇誘導(dǎo)的肝損傷[9]。 Zhou 等發(fā)現(xiàn)在育肥豬的日糧中添加半胱胺可顯著提高空腸黏膜中谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量和GSH-Px 活性,并降低了丙二醛(Malondialdehyde ,MDA)的濃度,同時增加了分泌型免疫球蛋白A(Secretory immunoglobulin A,SIgA)、免疫球蛋白M(Immunoglobulin M,IgM)和免疫球蛋白G(Immunoglobulin G,IgG)的濃度,表明半胱胺可以改善育肥豬的抗氧化能力和免疫功能[10]。 但是高劑量半胱胺具有毒性[11],反而會產(chǎn)生過多的過氧化物和自由基,使機(jī)體抗氧化能力降低。
作為細(xì)胞內(nèi)能量代謝的主要場所,線粒體[12]不僅是體內(nèi)ROS 的主要來源, 更是ROS 攻擊的首要靶點。 過量ROS 的攻擊造成線粒體結(jié)構(gòu)和功能受損, 氧化磷酸化過程發(fā)生障礙, 同時進(jìn)一步造成ROS 的積累[13],形成惡性循環(huán)。 此外,線粒體功能障礙會對細(xì)胞、組織和器官的功能造成破壞,從而引發(fā)一系列疾病如肥胖、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病[14]等。如果抗氧化劑可以進(jìn)入線粒體內(nèi)部,就可以直接從源頭上捕獲和清除自由基,從而有效發(fā)揮抗氧化作用。 考慮到γ-谷維素[15]脂溶性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)特點,而半胱胺[16]主要存在于細(xì)胞漿中,因此作者將探討γ-谷維素和半胱胺是否可以分別在線粒體內(nèi)外發(fā)揮作用,從而在對抗氧化應(yīng)激和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能上起到協(xié)同作用。
實驗動物為90 只5 周齡SPF 級別ICR 雄性小鼠,許可證號為SCXK(滬)2018-0003,初始體質(zhì)量為(25.49±0.75) g,購自上海斯萊克生物科技有限公司。
γ-谷維素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%):上海麥克林生化科技有限公司產(chǎn)品;包膜半胱胺(質(zhì)量分?jǐn)?shù)27%):杭州康德權(quán)飼料有限公司產(chǎn)品;強(qiáng)的松:上海阿拉丁生化科技股份有限公司產(chǎn)品;過氧化氫酶(CAT)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)試劑盒、丙二醛(MDA)試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、錳-SOD 試劑盒、總抗氧化能力(T-AOC)試劑盒:南京建成生物工程研究所提供; 總蛋白質(zhì)定量(BCA法)試劑盒、線粒體提取試劑盒、線粒體膜電位檢測試劑盒、ATP 含量測定試劑盒: 上海碧云天生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品;小鼠乙酰輔酶A(Acetyl coenzyme A,A-CoA)ELISA 試 劑 盒、 小 鼠 免 疫 球 蛋 白A(Immunoglobulin A,IgA)ELISA 試劑盒、免疫球蛋白M (IgM)ELISA 試劑盒、 免疫球蛋白G(IgG)ELISA試劑盒、 小鼠腫瘤壞死因子α (Tumor necrosis factor-α,TNF-α)ELISA 試 劑 盒、 白 細(xì) 胞 介 素6(Interleukin-6,IL-6)ELISA 試劑盒、白細(xì)胞介素10(Interleukin-10,IL-10)ELISA 試劑盒: 江蘇酶免實業(yè)有限公司產(chǎn)品。
Sceintz-48 型高通量組織研磨器: 寧波新芝生物科技股份有限公司產(chǎn)品;5804R 臺式高速冷凍離心機(jī):德國Eppendorf 公司產(chǎn)品;電熱壓力蒸汽滅菌器: 上海申安醫(yī)療儀器儀表廠制造;Epoch 酶標(biāo)儀:美國Biotek 公司產(chǎn)品;R686VLT 超低溫冷凍冰箱:美國INVETRO 公司產(chǎn)品;Mettle Toledo AB204-N電子天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司產(chǎn)品;XB70 制冰機(jī):美國GRANT 公司產(chǎn)品;恒溫水浴鍋:精宏實驗設(shè)備有限公司產(chǎn)品。
1.3.1 實驗設(shè)計與飼養(yǎng) 將90 只5 周齡雄性ICR小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后,隨機(jī)分為6 組:正常組、模型組、谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組,每組15 只,每3 d 進(jìn)行一次皮下注射,正常組注射生理鹽水,其他組注射40 mg/kg(以體質(zhì)量計)的強(qiáng)的松進(jìn)行造模。 正常組和模型組飼喂正常飼料,其他4 組每kg 飼料中γ-谷維素和半胱胺的添加質(zhì)量分別為40 mg+0 mg、0 mg+60 mg、20 mg+30 mg、40 mg+60 mg。 飼養(yǎng)時間為8 周。
1.3.2 血漿和組織中生化指標(biāo)的測定 小鼠飼養(yǎng)8周后, 眼球取血至抗凝管中,4 ℃、4000 r/min 離心10 min,取上層血漿于-80 ℃保存,用于后續(xù)氧化還原指標(biāo)和免疫指標(biāo)的測定。 取適量心臟、肝臟、空腸加入預(yù)冷的生理鹽水, 勻漿離心制得10 g/dL 的組織勻漿, 用于蛋白質(zhì)含量和氧化還原指標(biāo)的測定,并于-80 ℃保存。另取適量心臟、肝臟和空腸在小鼠處死2 h 內(nèi)進(jìn)行線粒體的提取, 并加入儲存液進(jìn)行重懸,用于線粒體蛋白質(zhì)含量、抗氧化指標(biāo)的測定以及線粒體功能的評價。其余組織于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.3 胸腺、脾臟大小的測定 在處死小鼠前記錄小鼠體質(zhì)量,處死后分別稱量小鼠胸腺和脾臟的質(zhì)量,以胸腺和脾臟的質(zhì)量(mg)與體質(zhì)量(g)的比值計算胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)。
采用SPSS 20.0 軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(Mean±SEM)表示,多組均值采用方差齊性檢驗和單因素方差分析,多重比較采用Duncan’s 法,P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用GraphPad Prism 8.0.1 軟件作圖。
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)總SOD 活力的影響見圖1。 由圖中可以看出,模型組在心臟、肝臟和空腸中的總SOD 活力均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組在心臟、 肝臟和空腸中的總SOD 活力均顯著高于模型組(P<0.05),其中在心臟和肝臟中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組在心臟和空腸中的總SOD 活力顯著高于模型組(P<0.05),在肝臟中無顯著性差異(P>0.05)。半胱胺組和聯(lián)用2 組在心臟、肝臟和空腸中的總SOD 活力較模型組高,但無顯著性差異(P>0.05)。
圖1 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠組織總SOD 活力的影響Fig. 1 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on total SOD activity in tissues of stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)GSH-Px 活力的影響見圖2。 由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟、空腸和血漿GSH-Px活力均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟、空腸和血漿GSHPx 活力相對于模型組均有顯著提高(P<0.05),其中在心臟、 肝臟和空腸中GSH-Px 活力與正常組無顯著性差異 (P>0.05)。 半胱胺組心臟、 肝臟和血漿GSH-Px 活力均顯著高于模型組(P<0.05),但均低于聯(lián)用1 組, 空腸GSH-Px 活力與模型組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組和聯(lián)用2 組心臟、肝臟、空腸和血漿GSH-Px 活力高于模型組, 但無顯著性差異(P>0.05)。
圖2 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)GSH-Px 活力的影響Fig. 2 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on GSH-Px activity in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)總抗氧化能力 (Total antioxidant capacity,T-AOC)的影響見圖3。 由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟、空腸和血漿中T-AOC 均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟、空腸和血漿中T-AOC 相對于模型組均有顯著提高(P<0.05),其中在心臟、肝臟和血漿中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組肝臟中T-AOC 顯著高于模型組(P<0.05),心臟、空腸和血漿中T-AOC 與模型組無顯著性差異(P>0.05)。半胱胺組和聯(lián)用2 組心臟、肝臟、空腸和血漿中TAOC 相較于模型組有所提高,但無顯著性差異(P>0.05)。
圖3 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)總抗氧化能力的影響Fig. 3 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on T-AOC in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)MDA 水平的影響見圖4。由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟、空腸和血漿MDA 水平均顯著高于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的降低。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟、空腸和血漿中MDA 水平相對于模型組均有顯著降低(P<0.05),其中在心臟、肝臟和血漿中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。谷維素組心臟和肝臟中MDA 水平顯著低于模型組(P<0.05), 但在空腸和血漿中MDA 水平與模型組無顯著性差異(P>0.05)。 半胱胺組結(jié)果與谷維素組類似。聯(lián)用2 組肝臟MDA 水平顯著低于模型組(P<0.05),在心臟、空腸和血漿中MDA 水平相對于模型組略有降低,但差異不顯著(P>0.05)。
圖4 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠體內(nèi)MDA 水平的影響Fig. 4 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on MDA content in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體Mn-SOD 活力的影響見圖5。 由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟和空腸線粒體Mn-SOD 活力均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟和空腸線粒體Mn-SOD 活力均顯著高于模型組(P<0.05),其中在肝臟中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組肝臟和空腸線粒體Mn-SOD 活力顯著高于模型組(P<0.05),在心臟中無顯著性差異(P>0.05)。半胱胺組和聯(lián)用2 組心臟、肝臟和空腸線粒體Mn-SOD 活力較模型組高,但無顯著性差異(P>0.05)。
圖5 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體Mn-SOD 活力的影響Fig. 5 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on mitochondrial Mn-SOD activity in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度的影響見圖6。由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟和空腸線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度均顯著高于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的降低。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟和空腸線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度相對于模型組均有顯著降低(P<0.05),其中在肝臟和空腸中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。谷維素組心臟、肝臟和空腸線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度均顯著低于模型組 (P<0.05),但也均顯著高于聯(lián)用1 組(P<0.05)。 半胱胺組空腸線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度顯著低于模型組(P<0.05), 但在心臟和肝臟中線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度相對于模型組略有降低,但差異不顯著(P>0.05)。 聯(lián)用2 組結(jié)果與半胱胺組類似。
圖6 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體MDA 質(zhì)量摩爾濃度的影響Fig. 6 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on mitochondrial MDA content in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體膜電位的影響見圖7。 由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟和空腸線粒體膜電位均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟和空腸線粒體膜電位均顯著高于模型組(P<0.05),其中在空腸中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。谷維素組心臟、肝臟和空腸線粒體膜電位均顯著高于模型組(P<0.05),但均低于聯(lián)用1 組。 半胱胺組和聯(lián)用2 組心臟、肝臟和空腸線粒體膜電位較模型組略高,但無顯著性差異(P>0.05)。
圖7 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體膜電位的影響Fig. 7 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on mitochondrial membrane potential in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體乙酰輔酶A 質(zhì)量摩爾濃度的影響見圖8。 由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟和空腸線粒體乙酰輔酶A 質(zhì)量摩爾濃度均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟和空腸線粒體乙酰輔酶A 質(zhì)量摩爾濃度均顯著高于模型組(P<0.05),其中在肝臟中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組肝臟和空腸線粒體乙酰輔酶A 質(zhì)量摩爾濃度均顯著高于模型組(P<0.05),但在心臟中與模型組無顯著性差異(P>0.05)。半胱胺組和聯(lián)用2 組空腸線粒體乙酰輔酶A質(zhì)量摩爾濃度顯著高于模型組(P<0.05),心臟和肝臟線粒體乙酰輔酶A 質(zhì)量摩爾濃度較模型組略高,但無顯著性差異(P>0.05)。
圖8 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體乙酰輔酶A 質(zhì)量摩爾濃度的影響Fig. 8 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on A-CoA content in mitochondria of stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度的影響見圖9。由圖中可以看出,模型組心臟、肝臟和空腸線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組心臟、肝臟和空腸線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度均顯著高于模型組(P<0.05), 其中在心臟和肝臟中與正常組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組心臟、肝臟和空腸線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度均顯著高于模型組(P<0.05),但均低于聯(lián)用1 組。聯(lián)用2 組肝臟線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度顯著高于模型組(P<0.05),心臟和空腸線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度與模型組無顯著性差異。半胱胺組心臟、肝臟和空腸線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度較模型組略高,但無顯著性差異(P>0.05)。
圖9 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠線粒體ATP 質(zhì)量摩爾濃度的影響Fig. 9 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on ATP level in mitochondria of stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠臟器指數(shù)的影響見圖10。 由圖中可以看出,模型組脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)均顯著高于模型組(P<0.05),且胸腺指數(shù)與正常組無顯著性差異(P>0.05)。 谷維素組胸腺指數(shù)顯著高于模型組(P<0.05),脾臟指數(shù)比模型組略高,但無顯著性差異(P>0.05)。半胱胺組和聯(lián)用2 組脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)相對于模型組略高,但均無顯著性差異(P>0.05)。
圖10 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠臟器指數(shù)的影響Fig. 10 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on spleen and thymus index in stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠血漿中免疫球蛋白質(zhì)量濃度的影響見圖11。 由圖中可以看出,模型組血漿中免疫球蛋白質(zhì)量濃度均顯著低于正常組(P<0.05),谷維素組、半胱胺組、聯(lián)用1 組和聯(lián)用2 組相對于模型組均有一定程度的提高。 聯(lián)用1 組血漿中免疫球蛋白質(zhì)量濃度均顯著高于模型組(P<0.05),其中IgM 和IgG 質(zhì)量濃度與正常組無顯著差異(P>0.05)。 谷維素組和聯(lián)用2 組血漿中IgG 質(zhì)量濃度均顯著高于模型組(P<0.05),IgA 和IgM 質(zhì)量濃度比模型組略高, 但均無顯著性差異(P>0.05)。 半胱胺組血漿中IgA、IgM 和IgG 質(zhì)量濃度與模型組相比略高, 但無顯著性差異(P>0.05)。
圖11 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠血漿中免疫球蛋白質(zhì)量濃度的影響Fig. 11 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on the content of immunoglobulin in plasma of stressed mice
飼料中添加不同劑量的γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠血漿中細(xì)胞因子水平的影響見圖12。由圖中可以看出, 模型組血漿中促炎因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)質(zhì)量濃度均顯著高于正常組(P<0.05),抑炎因子白細(xì)胞介素-10(IL-10)質(zhì)量濃度顯著低于正常組(P<0.05)。 聯(lián)用1組TNF-α 和IL-6 質(zhì)量濃度均顯著低于模型組(P<0.05),且與正常組無顯著性差異(P>0.05),IL-10 質(zhì)量濃度顯著高于模型組(P<0.05)。 谷維素組和聯(lián)用2 組TNF-α 和IL-6 質(zhì)量濃度均顯著低于模型組(P<0.05),但均高于聯(lián)用1 組,IL-10 質(zhì)量濃度比模型組略有提高,但差異不顯著(P>0.05)。 半胱胺組IL-6 質(zhì)量濃度顯著低于模型組(P<0.05),TNF-α 和IL-10 質(zhì)量濃度與模型組無顯著性差異(P>0.05)。
圖12 γ-谷維素和半胱胺對應(yīng)激小鼠血漿中TNF-α、IL-6 和IL-10 質(zhì)量濃度的影響Fig. 12 Effect of γ-oryzanol and cysteamine on plasma TNF-α、IL-6 and IL-10 in stressed mice
超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)中的兩種關(guān)鍵酶[17],可以有效清除自由基。T-AOC 是衡量機(jī)體氧化應(yīng)激水平和抗氧化能力的重要指標(biāo)[18]。MDA 是一種脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,反映體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度,也用于衡量機(jī)體氧化應(yīng)激水平。 研究表明,氧化應(yīng)激會導(dǎo)致體內(nèi)抗氧化酶的活性和含量大幅下降, 同時MDA水平顯著升高[19],而抗氧化劑的補(bǔ)充可緩解這一狀況。 半胱胺可以通過發(fā)揮抗氧化作用來緩解應(yīng)激,劉智通過在仔豬飼料中添加半胱胺顯著提高了血漿中GSH-Px 的活力[20]。 γ-谷維素由于其結(jié)構(gòu)中的阿魏酸基團(tuán)可以在生物體內(nèi)發(fā)揮較好的抗氧化作用, 研究表明,γ-谷維素可以提高小鼠肝臟和血清中CAT、SOD、GSH-Px 和GSH 的活性,同時顯著降低MDA 的含量[21-22]。 本研究結(jié)果表明,模型組體內(nèi)總SOD 活力、GSH-Px 活力和T-AOC 顯著低于正常組,且MDA 水平顯著高于正常組,表明成功建立了氧化應(yīng)激模型;γ-谷維素和半胱胺單用時均可以在一定程度上提高機(jī)體的抗氧化能力,緩解應(yīng)激,與前人研究結(jié)果一致;聯(lián)用1 組體內(nèi)的抗氧化酶活力及T-AOC 相對于模型組均有顯著提高,MDA 水平顯著降低,在4 組用藥組中對抗氧化應(yīng)激的效果最明顯,說明低劑量γ-谷維素與半胱胺聯(lián)用顯著改善了機(jī)體的氧化損傷,考慮可能是由于γ-谷維素因其脂溶性結(jié)構(gòu)可以進(jìn)入線粒體內(nèi)清除自由基[23],而半胱胺在胞漿中發(fā)揮作用[16],并使GSH-Px 活力顯著提高,二者在體內(nèi)協(xié)同發(fā)揮抗氧化作用;但是當(dāng)二者以較高劑量聯(lián)用時, 并沒有表現(xiàn)出這種作用,可能是由于高劑量的半胱胺具有細(xì)胞毒性[24],反而加重了氧化應(yīng)激。
過量ROS 對線粒體膜、 蛋白質(zhì)及DNA 進(jìn)行攻擊造成氧化損傷, 從而引起線粒體結(jié)構(gòu)和功能異常,表現(xiàn)為線粒體膜電位降低[25]、氧化磷酸化等能量代謝過程紊亂、ATP 合成減少[12,26]等。 線粒體Mn-SOD 活力及MDA 含量是衡量線粒體抗氧化能力及其內(nèi)部氧化還原狀態(tài)的重要指標(biāo)。線粒體膜電位[27]、乙酰輔酶A[28]和ATP 含量常被用來作為衡量線粒體功能的重要指標(biāo)。 研究表明,氧化應(yīng)激會導(dǎo)致線粒體內(nèi)抗氧化酶活性降低,線粒體結(jié)構(gòu)和功能被破壞,最終引起細(xì)胞凋亡[29]。 本研究結(jié)果顯示,模型組線粒體Mn-SOD 活力相對于正常組顯著降低,MDA質(zhì)量摩爾濃度顯著增加,且膜電位、能量代謝中間物A-CoA 和ATP 質(zhì)量摩爾濃度顯著降低, 表明模型組小鼠線粒體內(nèi)部氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡,受到氧化損傷,從而導(dǎo)致線粒體功能障礙,與前人研究結(jié)果一致;谷維素組總體上可以緩解氧化應(yīng)激造成的線粒體功能受損,類似的,蔣維維表示γ-谷維素作為抗氧化劑可有效對抗H2O2誘導(dǎo)的肝細(xì)胞線粒體膜電位的降低,減輕細(xì)胞損傷[13];但是本研究結(jié)果中半胱胺組對線粒體功能的調(diào)節(jié)作用不明顯, 而聯(lián)用1組的效果在4 組用藥組中最為顯著,可明顯提高應(yīng)激小鼠體線粒體內(nèi)Mn-SOD 活力, 降低MDA 質(zhì)量摩爾濃度, 顯著改善了線粒體脂質(zhì)過氧化程度,且使線粒體膜電位、A-CoA 和ATP 水平得到顯著提升, 有效緩解了應(yīng)激條件下造成的線粒體損傷,推測可能是一方面γ-谷維素進(jìn)入線粒體直接有效地中和了過多的ROS,另一方面半胱胺和γ-谷維素間接作用于內(nèi)源性抗氧化防御系統(tǒng),提高線粒體內(nèi)抗氧化酶的活性,來共同抵御線粒體氧化損傷和功能受損。
脾臟和胸腺是機(jī)體發(fā)揮免疫作用的重要場所,其大小可以在一定程度上反映機(jī)體的免疫功能強(qiáng)弱[30]。 研究表明,機(jī)體在應(yīng)激條件下會發(fā)生免疫抑制,出現(xiàn)免疫器官萎縮,細(xì)胞因子異常釋放,血液中免疫球蛋白水平降低等。 本研究結(jié)果顯示,相對于正常組,模型組小鼠的脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)、血漿中IgA、IgM 和IgG 質(zhì)量濃度和抑炎因子IL-10 質(zhì)量濃度顯著降低, 促炎因子TNF-α 和IL-6 質(zhì)量濃度顯著升高,表明應(yīng)激小鼠體內(nèi)免疫功能受損,與前人結(jié)論一致。 田媛媛表示谷維素可能通過下調(diào)TNF-α 和IL-6 相關(guān)基因表達(dá)來抑制促炎因子的分泌,從而發(fā)揮抗炎作用[31],與本研究谷維素組結(jié)果一致。 王建峰等發(fā)現(xiàn),半胱胺可以通過增強(qiáng)體內(nèi)的抗氧化能力來提高機(jī)體的免疫能力[32],但本研究結(jié)果中半胱胺組的作用效果沒有那么顯著,可能是實驗條件造成的差異。 本研究中聯(lián)用1 組對應(yīng)激小鼠的免疫功能起到明顯的調(diào)節(jié)作用,在4 組用藥組中效果最顯著,與上面的研究結(jié)果一致,表明當(dāng)γ-谷維素與半胱胺以較低劑量聯(lián)用時可能通過緩解小鼠體內(nèi)的氧化應(yīng)激來有效調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答功能。
本研究結(jié)果表明,γ-谷維素和半胱胺單獨(dú)使用對應(yīng)激小鼠的氧化還原狀態(tài)和免疫功能均有一定程度的改善作用,但是當(dāng)二者以較低劑量聯(lián)用時的作用效果比較高劑量的單用和聯(lián)用都顯著,表明當(dāng)γ-谷維素和半胱胺以較低劑量聯(lián)用時可以起到協(xié)同作用,在體內(nèi)充分發(fā)揮抗氧化功效,進(jìn)而調(diào)整機(jī)體免疫系統(tǒng)。 究其原因,可能是γ-谷維素直接進(jìn)入到線粒體內(nèi)部清除自由基,而半胱胺在線粒體外的細(xì)胞漿內(nèi)發(fā)揮作用,二者共同幫助機(jī)體增強(qiáng)抗氧化防御體系,但其作用部位及具體的作用機(jī)制還待進(jìn)一步研究。