“深層海水”對小鼠耐受力的影響

李為明，崔 進* ，徐鵬遠，代佑果

1 昆明醫科大學第二附屬醫院，昆明650101;2昆明醫科大學第三附屬醫院，昆明650118

水在生命進化過程中是不可缺少的物質并且有著非常重要的生理功能，飲水中的成分和食物營養成分一樣對人體健康非常重要。深層海水(Deep sea water，DSW)一般是指海平面200 m 以下的海水，在這個深度的海水由于光線無法到達，水質穩定而潔凈，深層海水中所含的細菌僅是表層水的千分之一至萬分之一，此外，深層海水中富含人體細胞所需的多種礦物質及營養成分。當前，深層海水已經應用在食品、農業、化妝品和醫學領域［1-3］。在醫學方面，深層海水可用來治療特應性皮炎，防治高脂血癥及動脈粥樣硬化，改善肥胖和糖尿病等［4］。本實驗通過常溫游泳試驗、常壓耐缺氧試驗、血常規及血生化指標的檢測，觀察了深層海水對小鼠的疲勞耐受力及生理功能的影響，旨在進一步開發和利用深層海水。

1 材料與方法

1.1 深層海水的提取、處理及主要元素含量

在我國南海海域獲取海平面200 m 以下的“深層海水”，閉光運至昆明，室溫閉光儲存，經超微過濾后，用KDF(銅鋅合金)除去海水中的重金屬，反復凍融方法濃縮并去除海水中多余的鹽份濃縮海水，制備成“生理性深層海水，Physiological Deep Sea Water，PDSW”常規檢測主要元素的含量(表1)，再稀釋成45 ppm 和90 ppm 的深層海水，供后述實驗用。深層海水的硬度以如下公式計算［5］:硬度=Mg(mg/L)×4.1 +Ca(mg/L)×2.5。

1.2 動物及飼養條件

90 只同一窩別昆明種雄性小鼠，體重18 ±2 g(由昆明醫科大學實驗動物中心提供)，隨機分成3組，每組30 只，即自來水對照組、45 ppm 深層海水組、90 ppm 深層海水組。動物隨機分配到3 個實驗組，自由飲水進食，實驗動物在20～25 ℃室溫下喂養30 d。

1.3 抗疲勞試驗

1.3.1 游泳耐力試驗

試驗前12 h 停止喂食，稱重，然后將小鼠置于水溫28 ℃的水槽(46 cm ×36 cm ×33 cm，水深24 cm)內自由游泳，但必須制造波浪，使小鼠不停止游泳，記錄每只動物自放入水槽至口鼻沉沒水面以下＞5 s 的時間，此時即為小鼠游泳耗竭的時間。

1.3.2 耐缺氧試驗

試驗前12 h 停止喂食，稱重，然后將每只小鼠分別放入250 mL 廣口瓶內，用凡士林涂抹瓶口，蓋嚴使之不漏氣，立即計時，以呼吸停止為指標，觀察并記錄小鼠因缺氧而窒息死亡的時間，按以下式計算每10 g 體重每分鐘耗氧量:耗氧量(mL/min)=［250 ×0.2093 ×10］/［體重×耐缺氧存活時間］。

1.4 血常規及生化的測定

斷頭采血，將采得的血液迅速分裝成抗凝和促凝試管，抗凝試管置4 ℃保存，一起檢測血常規，促凝試管血用TGL-16G 冷凍離心機離心5 min(3000 r/min)，取上清液，用于檢測血生化及血清酶學檢查。

1.5 數據統計處理

所有數據采用統計軟件SPSS 17 進行方差分析和多重比較(LSD)，數據以±s 表示。

2 實驗結果

2.1 深層海水對小鼠生長發育的影響

在相同的飼養條件下，三組小鼠飲食飲水量無顯著性差別。按實驗設計喂養30 d 后，三組間小鼠體重無明顯差別。

表2 各組小鼠游泳時間比較(n = 10，±s)Table 2 Comparison of mice swimming time (n = 10，±s)

表2 各組小鼠游泳時間比較(n = 10，±s)Table 2 Comparison of mice swimming time (n = 10，±s)

注:與對照組相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

組別Group體重(g)Body weight(g)游泳時間Swimming time(min)Control37.48 ±2.2710.0 ±2.48 45 ppm 海水45 ppmDSW39.05 ±4.6812.7 ±2.18﹡90 ppm 海水90 ppm DSW 38.68 ±2.7412.5 ±2.68對照組﹡

2.2 深層海水對小鼠游泳時間的影響

實驗小鼠連續自由飲用深層海水及自來水30天后，海水組游泳平均時間明顯比自來水組長，而不同硬度的深層海水組間無顯著差異(見表2)，這說明小鼠服用深層海水后小鼠耐受力較自來水組明顯增強。

2.3 耐缺氧試驗

試驗小鼠連續自由服用深層海水及自來水30天后，海水組平均耐缺氧時間比自來水組長，且耗氧量低，而海水組間無顯著差異，說明在同等的缺氧條件下，服用深層海水可以提高小鼠的耐缺氧能力(見表3)。

表3 各組小鼠耐缺氧時間及耗氧量比較(n = 10，±s)Table 3 Comparison of hypoxia time and oxygen consumption(n = 10，±s)

表3 各組小鼠耐缺氧時間及耗氧量比較(n = 10，±s)Table 3 Comparison of hypoxia time and oxygen consumption(n = 10，±s)

注:與對照組相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

組別Group體重Body weight(g)耐缺氧時間Hypoxia time(min)耗氧量Oxygen consumption(ml/min)Control36.5 ±3.510.2 ±1.01.36 ±0.14 45 ppm 海水45 ppm DSW37.2 ±3.111.7 ±0.7﹡1.18 ±0.02﹡90 ppm 海水90 ppm DSW37.7 ±3.011.8 ±0.9﹡1.18 ±0.02對照組﹡

2.4 深層海水對血生化、酶及血常規的影響

三組試驗小鼠連續自由飲用深層海水及自來水30 d 天后，深層海水兩組與自來水組比較，天冬氨酸氨基轉移酶AST、肌酸激酶CK、肌酸肌酶同工酶CK-MB 明顯降低，深層海水兩組間比較無明顯差異(見表4)。丙氨酸氨基轉移酶ALT、肌酐、尿素氮、血清電解質、血清總蛋白值、白蛋白值、血常規等三組間無顯著性差異(數據未列出)。

表4 各組小鼠血清酶比較(n = 10，±s)Table 4 Comparison of serum enzymes(n = 10，±s)

表4 各組小鼠血清酶比較(n = 10，±s)Table 4 Comparison of serum enzymes(n = 10，±s)

注:與對照組相比* P ＜0.05。Note:Compare with control，* P ＜0.05.

組別GroupAST(u/L)ALT(u/L)CK(u/L)CK-MB(u/L)Control201 ±5746 ±91175 ±3131609 ±473 45 ppm 海水45 ppm DSW159 ±18*49 ±10893 ±137*1197 ±209*90 ppm 海水90 ppm DSW165 ±30*47 ±9736 ±159*978 ±224對照組*

3 討論

生命源于海洋，海水乃“生命之母”，1904 年，法國科學家René Quinton 發現:人體血漿及細胞外液和海水的各種元素成分及含量比例基本接近，生物在進化中其形態不斷變化，但內環境(體液及血漿)始終沒有改變，人體內的組織液及血漿與海水的成分比例極其相似，因此René Quinton 認為海水就是生物的內環境，海水是生命之源，并將海水稱之為海水血漿(Quinton Marine Plasma，QMP)。深層海水具有水質穩定而潔凈，含有與人體相似的豐富、均衡、易吸收元素，在一種物質中含有如此眾多種類的資源且數量龐大，這是其他任何物質都無法與之相比的。日本和韓國的科研人員利用海水對糖尿病、肥胖癥、心血管疾病(高膽固醇血癥、高脂血癥等)以及特應性皮炎等進行了大量研究［2-4，6，7］，并取得可喜的成果。但深層海水對機體耐力及生理指標方面的影響國內外尚未見報道。

缺氧、持續運動等對動物而言均是有害刺激，機體在這些因素的作用下處于高度應激狀態，并通過神經-內分泌系統等一系列應激反應來抵抗外界諸多不良刺激，維持機體內壞境的穩定。文獻報道:持續劇烈運動會導致機體微量元素失衡，補充微量元素可以提高機體耐受力［8，9］，而深層海水可以改善機體微量元素平衡［2］。本實驗通過小鼠耐力實驗，我們發現45 ppm、90 ppm 深層海水組小鼠游泳時間及常壓耐缺氧時間與自來水組相比顯著性延長，耗氧量顯著減少，說明深層海水能明顯增強小鼠的耐受力，使小鼠的耐缺氧時間、游泳時間延長。

在血清生理學指標方面，本實驗結果提示:深層海水組小鼠天冬氨酸氨基轉移酶(AST)、肌酸激酶(CK)及肌酸肌酶同工酶(CK-MB)值明顯比對照組低，AST、CK 及CK-MB 是組織細胞受損釋放至血液中的酶，也是心肌酶學中的重要指標，因此，我們認為深層海水對組織細胞有一定的保護作用，特別是心肌細胞。血清蛋白、肝腎功能、血細胞計數及血電解質在三組間均未見明顯差異，說明深層海水不會干擾正常小鼠的生理功能，導致內環境紊亂。

通過本實驗，我們認為深層海水可通過改善機體微量元素平衡，改善酶的功能，保護組織細胞，提高機體耐受力，且不干擾機體正常的內環境。由于海洋深層水具有許多其他水無法替代的特性，就海洋深層水的特性而言，有許多利用價值有待于我們去繼續開發，前景非常廣闊。

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3 Katsuda SI，Yasukawa T，Nakagawa K，et al. Deep-seawater improves cardiovascular hemodynamics in Kurosawa and Kusanagi Hypercholesterolemic (KHC)rabbits. Biol Pharm Bull，2008，31:38-44.

4 Hwang HS，Kim HA，Lee SH，et al.Anti-obesity and antidiabetic effects of deep sea water on ob/ob Mice.Mar Biotechnol，2009，11:531-539.

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6 Miyamura M，Yoshioka S，Takuma D，et al. Difference between deep seawater and surface seawater in the preventive effect of atherosclerosis. Biol Pharm Bull，2004，27:1784-1787.

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