棉酚對小鼠肝臟SOD GSH-Px和MDA的影響

王海濤，梁　璐，趙樹臣，侯振中

（東北農業大學動物醫學學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

棉酚對小鼠肝臟SOD GSH-Px和MDA的影響

王海濤，梁璐，趙樹臣，侯振中

（東北農業大學動物醫學學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

為了探討不同濃度棉酚對小鼠體重及肝臟組織抗氧化能力的影響，將32只小鼠隨機分成4組（對照組和低中高劑量棉酚組），連續灌胃20 d后處死并取肝臟稱重計算臟器指數，用分光光度法測定肝臟組織超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）或活性及丙二醛（MDA）含量。結果隨著灌胃天數的增加，對照組和低劑量組體重呈上升趨勢，中、高劑量組體重呈下降趨勢；各劑量組肝臟臟器指數明顯增加，低、中劑量組顯著高于對照組（P＜0.05或P＜0.01），高劑量組高于對照組（P＞0.05）。隨著棉酚劑量的增加，中、高劑量組SOD活力顯著低于對照組（P＜0.01），低劑量組和中高劑量組GSH-Px活力顯著低于對照組（P＜0.05或P＜0.01），中、高劑量組MDA含量顯著高于對照組（P＜0.05或P＜0.01），表明口服中、高劑量的棉酚可抑制小鼠體重的增加，降低肝臟的抗氧化能力，使脂質過氧化反應增強，導致肝臟氧化損傷，使肝臟功能受損。

棉酚；小鼠；體重；肝臟；抗氧化能力

棉酚（GOS）是錦葵科植物棉花的根、莖和種子所含的一種黃色多元酚類有毒化合物［1］。棉酚的毒性主要由活性醛基和活性羥基引起。動物攝入棉酚后，棉酚在體內各器官中的分布是不均勻的，肝臟含量最多，其次是膽汁、血清和腎，而淋巴結、脾、心、肺、膈肌和胰中的含量較低［2］。動物機體的酶促抗氧化系統包括：超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）［3］；而機體脂質過氧化損傷的程度及氧自由基的水平用丙二醛（MDA）含量的高低來表示［4］。

棉酚的毒性作用成為國內外研究人員的研究熱點，但棉酚對小鼠肝臟的氧化應激損傷作用相對少見，本文主要探討棉酚對小鼠體增重的影響及肝臟組織SOD、GSH-Px活性及MDA含量的影響，旨在進一步了解棉酚的氧化損傷作用機制。

1　材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1實驗動物普通級昆明系小鼠32只，雄性，8周齡，體重20±2 g，購自東北農業大學實驗動物中心。飼養于鼠籠中，適應期為一周。在適應期和試驗階段溫度控制在22℃±2℃，濕度50%±2%，確保室內通風良好，每天光照12 h，給予自由采食和飲水。

1.1.2試驗藥品醋酸棉酚，購自大連美侖生物技術有限公司，純度＞97.5%。CMC-Na，分析純，購自天津市永大化學試劑有限公司，溶于蒸餾水中配成1%CMC-Na溶液。SOD測試盒，MDA測試盒，GSH-Px測試盒，總蛋白定量測試盒，均購自南京建成生物工程研究所。

1.2試驗方法

1.2.1動物分組和給藥飼養一周后將32只小鼠隨機分為4組，每組8只，分別為對照組（1% CMC-Na）和低、中、高劑量組（40 mg/kg、80 mg/kg、120 mg/kg體重的GOS），其中對照組每天按0.01 mL/g 1%CMC-Na灌胃；試驗組用1%CMC-Na將棉酚稀釋成4 mg/mL、8 mg/mL和12 mg/mL的棉酚稀釋液，每天按0.01 mL/g給小鼠灌胃20 d。

1.2.2稱重在每天早上7：30至8：30給空腹后的小鼠進行稱重。

1.2.3動物組織樣品的處理及指標檢測在第21天時將小鼠斷頸處死，迅速取出小鼠肝臟，稱重，計算臟器指數；冰水浴條件勻漿，2 500 r/min低溫離心10 min，制成10%，5%和0.25%的勻漿。采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒檢測SOD、GSH-Px活性及MDA和總蛋白含量。

1.3統計分析用GraphPad Prism 5.0作圖軟件進行作圖，試驗數據用SPSS 19.0統計學軟件進行記錄，多組間差異比較采用One-Way ANOVA分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。檢驗結果用表示。

2　結果與分析

2.1不同濃度的棉酚對小鼠體重及肝臟臟器指數的影響

2.1.1不同濃度的棉酚對小鼠體重影響由圖1可知，隨著灌胃天數的增加，對照組和低劑量組體重呈上升趨勢，中、高劑量組體重呈下降趨勢；與第0天同組體重相比，給小鼠灌胃6 d后，高劑量組顯著降低（P＜0.05）；給小鼠灌胃14 d后，與第0天同組體重相比，對照組體重顯著上升（P＜0.05），中、高劑量組顯著低于第0天同組體重（P＜0.05或P＜0.01）；給小鼠灌胃20 d后，對照組和低劑量組顯著高于第0天同組體重（P＜0.01或P＜0.05），中高劑量組極顯著低于第0天同組體重（P＜0.01）。

圖1　不同濃度的棉酚對小鼠體重的影響

2.1.2棉酚對肝臟臟器指數的影響由圖2可知，給小鼠灌胃20 d后，與對照組相比，臟器指數有所增高，但低劑量組差異極顯著（P＜0.01），中劑量組差異顯著（P＜0.05）。高劑量組差異不顯著（P＞0.05）。

圖2　不同濃度的棉酚對小鼠臟器指數的影響

通過以上可以說明，棉酚可以使小鼠體重降低和肝臟臟器指數增加。

2.2棉酚對肝臟組織氧化應激有關酶活性的影響棉酚對肝臟組織SOD、GSH-Px活力和MDA含量的影響由表1可知，隨著棉酚濃度的增加，SOD、GSH-Px的活力逐漸降低，MDA的含量逐漸升高。中、高劑量組SOD的活力極顯著低于對照組（P＜0.01）；低劑量組和中、高劑量組GSH-Px活力顯著低于對照組（P＜0.05或P＜0.01）；中、高劑量組MDA的含量顯著高于對照組（P＜0.05或P＜0.01）。與對照組相比，低劑量組SOD活力降低和MDA含量增加差異不顯著（P＞0.05）。

通過以上可以說明，每天給小鼠灌胃高于80 mg/kg體重的棉酚可以使SOD活力降低、MDA含量增加，每天灌胃高于40 mg/kg體重的棉酚可以使GSH-Px活力降低。

表1　不同濃度的棉酚對肝臟組織SOD、GSH-Px活性MDA含量的影響

3　討論

有報道表明，在兔飼料中添加20%棉籽餅，試驗兔出現了中毒的癥狀，表現為精神不振、食欲減退、被毛無光澤、消瘦和糞尿帶血等癥狀［5］。本試驗給小鼠棉酚灌胃后，動物逐漸出現行動緩慢，精神沉郁，并且出現飲食飲水減少。高劑量組體重下降明顯，在灌胃兩周后四肢末端和尾根發涼，腹部脹氣明顯，出現腹瀉和血便，嘴角發黑。對小鼠進行剖檢，肺淤血、水腫、肝充血，打開腹腔，有難聞的惡臭氣體，腹腔積液，盲腸脹氣明顯，腸道血管充血，這一結果與上面的報道有相似性，同時也與袁彥波等［6］研究基本一致。

體重減輕是慢性中毒的標志之一，此試驗表明，中、高劑量的棉酚可使小鼠體重迅速下降，說明大于80 mg/kg體重濃度的棉酚對小鼠有毒性作用。臟器指數是毒理試驗中常用的指標，臟器指數增大，表明臟器充血、水腫或增生肥大［7］。該試驗結果表明，雖然低、中、高劑量組的臟器指數逐漸降低，但都高于對照組，分析其原因可能是低劑量組棉酚導致小鼠肝臟代償性肥大，但對于中、高劑量組來說，隨著灌胃時間的增加，肝臟組織可能失去代償能力，向萎縮方向發展。

在細胞內，棉酚可以結合在內質網和線粒體膜，同時棉酚與氨基酸非特異性共價結合使棉酚成為普遍的酶抑制劑［8］。SOD在細胞漿中和線粒體基質中起重要的防御作用［9］，SOD是機體抗脂質過氧化酶促防御系統中的一個重要酶，能有效清除氧自由基。GSH-Px是一種抗氧化酶，可清除線粒體及胞漿中所產生的H2O2和脂類中的H2O2。而MDA為脂質過氧化終產物之一，其水平的高低與機體脂質過氧化程度成正比［10］。de Carvalho W L等人以40 mg/kg體重劑量的棉酚給Wistar大鼠灌胃15 d，造成大鼠肝臟GSH含量減少，GSSG含量增加［11］。有研究發現，低濃度的棉酚引起大鼠繁殖能力降低，而GSH-Px活性和GSSG含量顯著增加，MDA水平增加［12］。本試驗表明，隨著棉酚劑量的增加，肝臟中SOD、GSH-Px活性逐漸降低，MDA含量逐漸升高，且呈一定的劑量-效應關系，這說明一定劑量的棉酚可以造成肝臟組織脂質過氧化反應增強，抗氧化能力降低，從而導致肝臟氧化損傷。這一結果與Bender H S等［13］的報道相一致。然而EI-sharaky A S等［14］通過給大鼠每天注射低于20 mg/kg體重濃度的棉酚2周，結果發現GSH-Px和SOD活性升高，造成與本試驗的不同，主要可能與棉酚的劑量和在體內作用的時間有關，而此試驗造成的SOD、GSH-Px活性下降，可能是棉酚對兩種酶的直接作用或是SOD、GSH-Px在清除自由基的過程中導致自身活性的下降，具體機制還有待于進一步深入探討。

4　結論

口服80 mg/kg體重以上劑量的棉酚可抑制小鼠體重的增加，降低肝臟的抗氧化能力，引起肝臟氧化應激，造成肝臟功能受損。本試驗為棉酚引起肝臟氧化損傷提供一定的參考，具體機制還有待于進一步研究。

［1］邵仕香，董慶潔，郭星，等.棉酚及其衍生物的醫藥研究進展［J］.天津理工學院學報，2002，18（1）：87-92.

［2］王利，汪開毓.動物棉酚中毒的研究進展［J］.畜禽業，2002，（5）：26-28.

［3］侯楠楠.棉酚對蛋雞肝細胞脂質代謝和抗氧化功能的影響［D］.泰安：山東農業大學，2014.

［4］桑琛，李明學.衰老自由基學說和運動對抗自由基損傷的作用［J］.吉林體育學院學報，2007，23（1）：80-81.

［5］劉芳，潘曉亮.棉籽餅和棉籽殼對育肥羊尿結石發病率的影響［J］.中國畜牧獸醫，2008，35（4）：92-94.

［6］袁彥波，趙樹臣，侯振中.棉酚對雄性小鼠的生殖毒性作用［J］.中國獸醫雜志，2015，51（7）：83-85.

［7］Dahamna S，Bencheikh F，Harzallah D，et al.Cypermethrin toxic effects on spermatogenesis and male mouse reproductive organs［J］.Commun Agric Appl Biol Sci，2010，75（2）：209-216.

［8］吳高風.棉酚對細毛羊睪丸間質細胞和精液品質影響的研究［D］.石河子：石河子大學，2010.

［9］趙云罡，徐建興，線粒體.活性氧和細胞凋亡［J］.生物化學與生物物理進展，2001，28（2）：168-171.

［10］李艷飛，趙漢嵩，羅繼龍，等.長期鋁暴露對大鼠肝臟功能的影響［J］.中國獸醫雜志，2012，48（3）：12-14.

［11］de Carvalho W L，Maioli M A，Mendes L C N，et al.Mechanisms of the intoxication of rat liver caused by gossypol［J］.Pesquisa Veterinria Brasileira，2013，33（3）：339-344.

［12］Santana A T，Guelfi M，Medeiros H C，et al.Mechanisms involved in reproductive damage caused by gossypol in rats and protective effects of vitamin E［J］.Biological Research，2015，48（1）：1-8.

［13］Bender H S，Derolf S Z，Misra H P.effects of Gossypol on the Antioxidant Defense System of the Rat Testis［J］.Systems Biology in Reproductive Medicine，1988，21（1）：59-70.

［14］El-Sharaky A S，Newairy A A，Elguindy N M，et al.Spermatotoxicity，biochemical changes and histological alteration induced by gossypol in testicular and hepatic tissues of male rats［J］.Food and Chemical Toxicology，2010，48（12）：3354-3361.

S859.82

B

0529-6005（2016）09-0096-03

2016-03-16

王海濤（1990-），男，碩士生，研究方向為臨床獸醫學，E-mail：haitao19901008@163.com

趙樹臣，E-mail：zscrichard@163.com；侯振中，E-mail：houzz_1963@163.com