蘋果皮總黃酮對D-半乳糖致衰老模型小鼠抗氧化能力的影響

崔 瑋，韓 春，趙巧華，葉江江

（河西學院農業與生物技術學院，甘肅 張掖 734000）

蘋果皮總黃酮對D-半乳糖致衰老模型小鼠抗氧化能力的影響

崔 瑋，韓 春，趙巧華，葉江江

（河西學院農業與生物技術學院，甘肅 張掖 734000）

目的：探究蘋果皮總黃酮（flavonoids from apple pericarp，FAP）對D-半乳糖致衰小鼠的抗氧化作用。方法：采用皮下注射D-半乳糖制備衰老小鼠模型。篩選50只健康昆明小鼠（雌雄各半）隨機分為模型組、正常對照組和低、中、高劑量實驗組。于造模第16天后，給低、中、高劑量組小鼠分別灌胃50、100、200 mg/kg FAP，持續45 d后，采用Morris水迷宮和小鼠避暗儀測試小鼠學習記憶能力，并采集血液、取腦、肝、心、腎組織，測定各組織丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性及谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活力。結果：與正常對照組相比，模型組小鼠學習記憶能力減退，除心之外，腦、肝、腎、血液MDA含量顯著增加（P＜0.05），SOD活性和GSH-Px活力顯著下降（P＜0.05）；與模型組相比，除低、高劑量組的血液SOD活性與GSH-Px活力及低劑量組心臟GSH-Px活力無顯著提高（P＞0.05），其他各組織心、腦、肝、腎SOD活性與GSH-Px活力均顯著提高（P＜0.05）；但各劑量組與正常對照組相比，中劑量組各指標均無顯著差異性（P＞0.05），而低、高劑量組MDA含量顯著高于正常對照組（P＜0.05），SOD活性和GSH-Px活力顯著低于正常對照組（P＜0.05）。結論：經口給予小鼠一定劑量的FAP有明顯的抗氧化的作用，且其有劑量效應。

蘋果皮；總黃酮；抗氧化；小鼠

研究表明蘋果皮不僅含豐富的膳食纖維，能幫助消化，蘋果中將近一半的VC也在緊貼果皮的部位[1]。黃酮類成分是蘋果皮的最主要成分，研究表明蘋果皮中的黃酮類成分主要包括黃烷醇類（60%）、黃酮醇類（18%）、二氫查耳酮類（8%）和花色苷（5%）。其含量遠遠高于果肉部分，果肉中的含量為15～605.6 mg/kg，果皮中為834.2～2 300.3 mg/kg[2]。有關衰老的自由基學說認為，機體老化是體內細胞不斷受活性氧如超氧陰離子自由基（O2—·）、羥自由基（·OH）、脂過氧自由基（ROO·）攻擊的過程，誘發機體內不飽和脂肪酶的一系列脂質氧化連鎖反應，大量研究表明，自由基產生過多和清除能力下降是引發多種疾病的生化機制?？寡趸钚晕镔|通過清除體內自由基而延緩衰老。許多研究表明，蘋果皮中的多酚物質如黃酮具有很好的清除·OH、1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基和O2—·的能力[3-4]，同時還具有很好的抑制油脂氧化的能力[5]。因此，本實驗旨在探索蘋果皮總黃酮（flavonoids from apple pericarp，FAP）類物質對D-半乳糖誘導的衰老小鼠抗衰老的作用，為蘋果加工業中果皮的有效利用提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

健康昆明種小鼠，8～10 周齡，體質量（20±2）g，由蘭州大學醫學部試驗動物中心提供。動物合格證號為：甘醫動字第14-006。

硝酸鋁（Al(NO3)3）、亞硝酸鈉（NaNO2）、氫氧化鈉（NaOH）、2-硫代巴比妥酸（2-thiobarbituric acid，TBA)、氯化鈉（NaCl）、D-半乳糖（D-galactose，D-gal）、磷酸二氫鈉（NaH2PO4）、磷酸氫二鈉（N a2H P O4）、甲硫氨酸（M e t）、偏磷酸（HPO4）、雙氧水（H2O2）、乙二胺四乙酸二鈉（ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt，EDTA-Na2）、核黃素、無水乙醇、石油醚、四乙氧基丙烷、冰乙酸、正丁醇、吡啶、檸檬酸三鈉、2-硝基苯甲酸（2-nitrobenzoic acid，DTNB）均為國產分析純；氮藍四唑（nitro-blue tetrazolium，NBT） 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

722型可見光分光光度計 上海光譜儀器有限公司；SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司；RE-2000A旋蒸器 鞏義市京華儀器有限公司；TGL-16M冷凍離心機 湘儀離心機儀器有限公司；TGL-16G離心機 上海安亭科學儀器廠；DHG-9101.1型電熱恒溫鼓風干燥箱 揚州市三發電子有限公司；AL204電子天平 梅特勒-托利多國際股份有限公司；Morris水迷宮測定系統、小鼠避暗儀 成都泰盟科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 FAP的制備

1.3.1.1 FAP的提取過程

將蘋果皮粉末按照料液比為1∶5（m/V）在石油醚里浸泡脫脂，每次2 h，共脫脂3 次[6-7]。稱取一定量的脫脂蘋果皮粉，料液比為1∶30（m/V），加入70%的酒精、50℃水浴浸提1 h，提取3 次。將浸提液減壓濃縮后用AB-8大孔吸附樹脂除糖得到粗黃酮。

1.3.1.2 FAP的測定

利用蘆丁為標準品制作標準曲線：ρ=0.197 9A+ 0.013 4，R2=0.994 9。式中：ρ為蘆丁質量濃度/（mg/mL），A為吸光度；亞硝酸鈉-硝酸鋁法測的總黃酮含量為80.69%。

1.3.2 模型的建立

參照文獻[8-10]，每只小鼠頸部頸部皮下注射（ih）質量分數為5%的D-gal 0.2 mL建立亞急性衰老模型。1.3.3 實驗動物分組及用藥

小鼠經水迷宮訓練1 周，選取記憶能力正常的健康小鼠50只，隨機分為5組（n=10，雌雄各半），分別是正常組、模型組、低劑量組、中劑量組和高劑量組，除正常組頸部注射生理鹽水外，其余各組注射D-gal，連續造模16 d后，正常組（ih）生理鹽水+灌胃（ig）生理鹽水，模型組（ih）D-gal+（ig）生理鹽水，低劑量組（ih）D-gal+（ig）FAP 50 mg/kg，中劑量組（ih）D-gal+（ig）FAP 100 mg/kg，高劑量組（ih）D-gal+（ig）FAP 200 mg/kg，持續45 d。處理最后1周對小鼠進行Morris水迷宮訓練，實驗期間小鼠自由取食和飲水，每日觀察記錄生長狀況。

1.3.4 小鼠記憶能力及各項生理指標的測定

1.3.4.1 學習記憶能力的測定

1）小鼠Morris水迷宮實驗

末次處理2 h后，進行Morris水迷宮定位航行實驗和Morris水迷宮空間搜索實驗。

2）小鼠避暗實驗

小鼠水迷宮實驗結束后，進行小鼠避暗實驗。

1.3.4.2 生化指標的測定

學習記憶能力測定之后，小鼠稱質量，摘眼球取血，斷頸處死，取心、肝、腦、腎凍存備用。小鼠血樣于4 ℃冰箱放置12 h，離心（3 000 r/min，10 min）取血清。稱取一定質量的心臟（0.5 g）、肝臟（0.5 g）、腎臟（0.4 g）和腦組織（0.4 g），用pH 7.8的磷酸緩沖液在冰浴上研磨，定容后冷凍離心（5 000 r/min，10 min），取上清液測定小鼠各組織丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）。

MDA含量的測定：采用改良的八木國夫法（TBA法）[11]。SOD活性的測定：采用氯化硝基氮藍四唑光還原法（NBT法）[12]。GSH-Px活性的測定：采用DTNB顯色法。組織中蛋白含量的測定：考馬斯亮藍G250法測定心、腦、肝、腎組織勻漿的蛋白含量。

1.4 數據分析

實驗數據通過SPSS 17.0統計分析，采用Duncan新復極差法（SSR）進行多重比較，數據以±s表示。

2 結果與分析

2.1 小鼠學習記憶能力的測定結果

表1 小鼠Morris水迷宮定位航行實驗結Table 1 Experimental data for mice in the Morris water maze

表1 小鼠Morris水迷宮定位航行實驗結Table 1 Experimental data for mice in the Morris water maze

注：*.與正常對照組相比，差異顯著（P＜0.05）；#.與模型組相比，差異顯著（P＜0.05）。下同。

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表2 小鼠Morris水迷宮空間搜索實驗結Table 2 Experimental data of Morris water maze spatial search for mice

表2 小鼠Morris水迷宮空間搜索實驗結Table 2 Experimental data of Morris water maze spatial search for mice

組別第三象限時間/s平臺停留時間/s經過有效區次數正常對照組21.610±7.238#4.266±1.732#5.011±1.268#模型組8.671±4.056*2.600±1.349*1.208±0.612*低劑量組15.070±4.659*#3.200±0.918*#3.896±2.603*#中劑量組20.457±2.350#4.100±1.663#5.107±2.010#高劑量組18.885±3.247*#3.622±0.971*#4.654±1.833*#

由表1可知，與正常對照組相比，小鼠Morris水迷宮定位航行實驗的第三象限時間、平臺停留時間、潛伏期模型組均有顯著性差異（P＜0.05）；由表2可知，與正常對照組相比，小鼠Morris水迷宮空間搜索實驗的第三象限時間、平臺停留時間和經過有效區次數模型組均有顯著性差異（P＜0.05）。以上結果說明模型組的小鼠記憶能力較正常對照組差；與模型組相比較，定位航行實驗和空間搜索實驗低、中、高劑量組各數據均有顯著性差異（P＜0.05），但各劑量組與正常對照組相比，中劑量組各數據均無顯著性差異（P＞0.05），而低、高劑量組顯著高于正常對照組（P＜0.05），表明中劑量FAP對小鼠的記憶能力有明顯的改善作用，低劑量組和高劑量組次之。

由表3可知，在小鼠避暗實驗中，與正常對照組相比，模型組犯潛伏期比較長，犯錯誤次數比較多。與模型組相比，低、中、高劑量組的潛伏期、犯錯誤次數均有顯著性差異（P＜0.05），而低、中、高劑量組潛伏期顯著低于正常對照組（P＜0.05），表明中劑量FAP對小鼠的記憶能力有明顯的改善作用，低劑量組和高劑量組稍次之。

表3 小鼠避暗實驗結果Table 3 Experimental data of mice darkness avoidance for mic

表3 小鼠避暗實驗結果Table 3 Experimental data of mice darkness avoidance for mic

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2.2 FAP對小鼠臟器中MDA含量的影響

表4 小鼠血液及各組織MDA相對含量Table 4 Relative content of MDA in blood and other tissues of micenmol/mL

表4 小鼠血液及各組織MDA相對含量Table 4 Relative content of MDA in blood and other tissues of micenmol/mL

組別肝腦腎心血正常對照組11.264±0.599#12.205±0.691#6.500±0.469#9.415±1.439#3.361±0.620#模型組17.949±4.677*15.647±0.906*8.159±1.159*10.639±1.6825.333±1.155*低劑量組15.466±2.411*14.085±1.035*#7.314±0.433#8.449±1.031#4.261±0.448#中劑量組12.859±1.242#11.309±0.761#6.482±1.299#5.422±0.988*#3.374±0.395#高劑量組14.032±1.375*#13.450±0.979*#6.882±0.519#7.093±0.521*#4.026±1.025#

由表4可知，與正常對照組相比，模型組小鼠腦組織MDA的含量有顯著性差異（P＜0.05），含量顯著升高，除心之外，肝、腎、血MDA含量也有相同的變化趨勢。與模型組相比，除低劑量組的肝外，低、中、高劑量組各組織MDA含量均有顯著性差異（P＜0.05）。其中，中劑量組腦組織MDA含量下降27.72%，效果最好，低劑量組和高劑量組次之；但各劑量組與正常對照組相比，中劑量組除心之外各指標均無顯著性差異（P＞0.05），而低、高劑量組的肝和腦MDA含量都顯著高于正常對照組（P＜0.05），表明中劑量組FAP具有較好的拮抗D-gal所致衰老小鼠肝和腦組織MDA升高的作用。

2.3 FAP對小鼠臟器中SOD、GSH-Px活力的影響

表5 小鼠血液及各組織SOD相對活Table 5 Relative activity of SOD in blood and other tissues of micenU/mg

表5 小鼠血液及各組織SOD相對活Table 5 Relative activity of SOD in blood and other tissues of micenU/mg

組別肝腦腎心血正常對照組318.062±15.042#382.502±24.353#917.381±34.745#1 110.086±9.926#1 405.099±235.868#模型組243.730±21.826*302.117±31.172*758.194±50.552*832.124±81.215*916.352±149.201*低劑量組263.195±34.057*#324.230±27.720*#819.721±50.058*#916.003±26.655*#945.814±169.814*中劑量組318.310±20.073#376.017±12.063#900.404±50.619#1 067.803±28.180#1 406.788±335.700#高劑量組286.768±27.701*#351.700±41.428*#699.040±34.313*#986.423±36.331*#1 015.212±203.103*

表5、6可知，與正常對照組相比較，模型組各組織的SOD相對活力和GSH-Px活力都有顯著性差異（P＜0.05），SOD相對活力和GSH-Px活力都明顯降低，且腦組織SOD活力比正常對照組降低了21.02%、GSH-Px活力降低了31.17%；與模型組相比較，除低劑量組和高劑量組的血液SOD相對活力與GSH-Px活力及低劑量組小鼠心臟GSH-Px活力沒有顯著性差異外，低、中、高劑量組其他各組織都有顯著性差異（P＜0.05），且中劑量組處理效果最好，小鼠腦組織SOD活力比模型組提高了24.46%，GSH-Px活力提高了43.86%；但各劑量組與正常對照組相比，中劑量組各指標均無顯著性差異（P＞0.05），基本達到了正常對照對照組的水平或略高于正常對照對照組，但除低、高劑量血液和高劑量心GSH-Px活力無明顯性差異（P＞0.05）外，低、高劑量組其他各組織SOD和GSH-Px活力顯著低于正常對照組（P＜0.05）。表明中劑量FAP能顯著提高D-gal所致衰老小鼠腦組織的SOD和GSH-Px活力。

表6 小鼠血液及各組織GSH-Px相對活Table 6 Relative activity of GSH-Px in blood and other tissues of micenU/mg

表6 小鼠血液及各組織GSH-Px相對活Table 6 Relative activity of GSH-Px in blood and other tissues of micenU/mg

#*4##

3 討 論

采用D-gal誘導的衰老模型是一種常用的實驗動物衰老模型，得到了自由基衰老學說的支持和驗證[13]。在一定時間內，連續給小鼠注射D-gal，使其細胞內半乳糖濃度增高，在醛糖還原酶的作用下還原成半乳糖醇，后者不能被進一步代謝而堆積在細胞內，影響細胞正常的滲透壓，導致細胞代謝紊亂，自由基堆積，不斷受活性氧如O2—·、·OH、ROO·的攻擊，誘發機體內不飽和脂肪酶的一系列脂質氧化連鎖反應，最終致使衰老的發生[14-15]。其中分解產物之一MDA的含量能間接反映機體內自由基的產生情況和機體組織細胞的脂質過氧化程度，作為評價衰老的指標[16]。本實驗模型組腦組織MDA含量明顯高于正常組，在心、肝、腎組織中也有相同的變化趨勢，且在小鼠造模后，逐漸表現為少動，毛色發黃，這些數據和現象表明衰老模型成功。

Carrasco-Pozo等[17]研究發現，蘋果多酚可有效抑制由消炎痛（indometacin，INDO）引發的氧化應激反應對Caco-2細胞線粒體造成的功能紊亂，這一結論表明，蘋果多酚可緩解INDO對人體的副作用。SOD為重要的抗氧化酶之一，可通過有效地清除自由基反應的啟動因子（O2—·）來抑制和阻斷自由基反應，降低自由基代謝產物MDA生成。GSH-Px是機體內廣泛存在的一種重要的催化過氧化氫分解的酶，SOD和GSH-Px聯合作用可有效防止組織細胞過氧化損傷[18]，因此測定SOD和GSH-Px的活力可以作為衡量機體抗氧化系統改變的重要指標。通過灌胃不同劑量FAP后，低、中、高劑量組與模型組相比，均能顯著提高腦組織SOD和GSH-Px活力，降低其MDA含量。且在小鼠心、肝、腎組織中也有相同的變化趨勢，這表明一定劑量的FAP具有較好地拮抗D-gal衰老的作用，較強的清除自由基的能力。在本實驗，中劑量組的抗衰老效果最好，這與范紅艷[19]和陳紅紅[20]等的研究結果不太一致。鄭榮梁[21]發現自由基清除劑只有在足夠的濃度時，而且只有在自由基產生的位置附近時才能起作用。另外，與自由基發生反應后，清除劑本身變成了自由基，這個新自由基的毒性或活潑性應該小于原來自由基的毒性或活潑性才能起防護作用。這可能就是本實驗的高劑量組沒有達到較好抗衰老作用的原因，或者是由于FAP粗提物中含有其他物質的原因。

衰老的直觀表現就是記憶力下降，通過小鼠Morris水迷宮和避暗實驗來反映小鼠的學習記憶能力。Morris水迷宮實驗是強迫實驗動物（小鼠）游泳，學習尋找隱藏在水中的平臺，來反映小鼠的空間記憶能力[22]。定位航行實驗中實驗動物經過平臺所在象限時間越長、實驗動物找到平臺時間（潛伏期）越短說明小鼠學習記憶能力越好，空間搜索實驗中實驗動物在平臺區停留時間越長、經過平臺區次數越多可以進一步說明小鼠學習記憶能力越好。本實驗是利用小鼠的趨暗避明性，在暗室有危險后小鼠便產生記憶，比較小鼠犯錯誤次數和潛伏期來判定學習記憶能力，潛伏期越短、錯誤次數越少說明學習記憶能力好，結果表明中劑量組比模型組記憶能力好，證實一定劑量的FAP具有較好改善學習記憶能力的作用，這與范紅艷等[19]的研究結果也比較一致。同時，本實驗證實一定濃度的FAP提取物對小鼠有一定的抗氧化作用。

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Effect of Flavonoids from Apple Pericarp on Antioxidant Functions in D-Galactose-Induced Aging Mice

CUI Wei, HAN Chun, ZHAO Qiao-hua, YE Jiang-jiang
(College of Agriculture and Biotechnology, Hexi University, Zhangye 734000, China)

Objective: This study aimed to examine the antioxidant effect of total flavonoids from apple pericarp (FAP) in D-galactose-induced aging mice. Methods: The aging model was established by hypodermic injection of D-galactose. Fifty healthy Kunming mice were chosen and randomly divided into five groups (n=10, half male and half female): normal control, model control, low- (50 mg/kg), middle- (100 mg/kg) and high-dose (200 mg/kg) FAP treatment groups. From the sixteenth day after the injection, the mice from the three treatment groups were intragastrically administrated with FAP for 45 successive days. The learning and memory ability of mice were tested using the darkness-avoidance and Morris water maze methods on the forty-sixth day. Then, the mice were killed, and blood, brain, liver, heart and kidney tissues were collected for the measurement of MDA contents, and SOD activities and GSH-Px activities. Results: Compared with the normal control group, the learning and memory ability of the mice in the model control group were decreased; the MDA contents of brain, liver, kidney and blood except for heart tissue were increased significantly (P＜0.05), whereas the activities of SOD and GSH-Px were decreased significantly (P＜0.05). Compared with the model control group, except for the activities of blood SOD and GSH-Px in the mice from the high- and low-dose groups as well as heart GSH-Px activity in the mice from the low-dose group, which were not significantly enhanced (P＞0.05), both enzyme activities revealed a significant increase in all other investigated tissues (P＜0.05). When comparing each dose group with the normal control group, there were no significant differences in the various parameters for the middle-dose group, yet the low- and high-dose groups indicated a significant increase in MDA content and a significant decrease in SOD and GSH-Px activities (P ＜ 0.05). Conclusion: Orally administered FAP improve antioxidant functions in aging mice, showing a dose-effect relationship.

apple pericarp; total flavonoids; antioxidant; mice

R977

A

1002-6630（2014）15-0258-05

10.7506/spkx1002-6630-201415052

2013-10-09

河西學院團委大學生科技創新項目（129）

崔瑋（1969—），男，副教授，碩士，研究方向為動物生理和藥理。E-mail：zhangyecw@163.com