杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織二價礦物元素含量的影響*

程艷芬，劉 偉，馮翠萍，常明昌，程紅艷，孟俊龍，劉靖宇，云少君

(山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801)

杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織二價礦物元素含量的影響*

程艷芬，劉 偉，馮翠萍**，常明昌，程紅艷，孟俊龍，劉靖宇，云少君

(山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801)

為探討杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織鈣、鐵、鋅、鎂、銅和錳二價礦物元素含量的影響，選擇健康21日齡SD大鼠30只，隨機分為3組，即對照組、鉛模型組和試驗組，鉛模型組和試驗組飲用0.2%醋酸鉛水，試驗組飼料中添加2%杏鮑菇多肽。60 d后，利用ICP－MS檢測大鼠腦組織二價礦物元素的含量。結果顯示，與對照組相比，染鉛大鼠腦組織鉛含量顯著升高（P<0.05），Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋和Zn2＋含量顯著下降（P＜0.01）；飼料中添加杏鮑菇多肽后，染鉛大鼠腦組織鉛含量顯著下降（P＜0.01），Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋和Zn2＋含量顯著提高（P＜0.05或P＜0.01），對Cu2＋和Mn2＋的含量影響不顯著。杏鮑菇多肽對染鉛造成的腦組織二價礦物元素失衡具有一定的調節作用。

杏鮑菇多肽；腦組織；鉛；二價礦物元素

鉛作為一種環境污染物，普遍存在于自然界，可以對人體神經系統、造血系統、免疫系統等造成毒害作用，尤其是神經系統[1]。一些研究認為，鉛在腦組織中蓄積可嚴重干擾腦細胞的正常生長發育和代謝，破壞神經元結構的完整性[2]，其機制之一是鉛可影響腦細胞膜離子通道[3]，而鈣與鉛有相同的離子通道，因此，鉛可使鈣的含量顯著降低[4]。另外，鉛可使大鼠腦組織鐵、鋅等礦物元素含量顯著降低[5－6]，因此，研究促排鉛食品或功能成分對降低鉛對人體的危害具有重要意義。

多肽相對于蛋白質更易被人體吸收，而且多肽對人體有多種生理功能，目前研究結果表明，有促進鈣離子吸收的作用[6]。杏鮑菇Pleurotus eryngi，別名刺芹側耳[7]，既可食用，又可藥用，營養豐富，其蛋白質含量較多，約占子實體干重的15%左右[8]。前期研究表明，通過酶解制備的杏鮑菇多肽，其分子量在500 Da～3 000 Da，具有一定清除自由基功能[9]，但是否有對染鉛引起的二價礦物元素的失衡具有調節作用還鮮見報道。因此，本試驗通過建立染鉛大鼠模型，研究杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織二價礦物質元素的調節作用，為杏鮑菇多肽功能性食品提供開發和應用的理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料

杏鮑菇粉，由山西農業大學食用菌中心供給。

1.1.2 試劑

乙酸鉛（醋酸鉛）、乙醚、濃HNO3、無水乙醇和HClO4等，均為國產優級純或分析純試劑。

1.1.3 主要儀器和設備

電感耦合等離子體發射光譜儀，型號Optima 5300DV，美國Perkinelmer公司；電子分析天平，型號Y96000，上海精密科學儀器公司；HYP 4孔恒溫消化爐，上海子期實驗設備有限公司；電子稱，青島格力特電子稱重設備有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 杏鮑菇多肽的制備

實驗室自制杏鮑菇多肽，采用參照文獻[10]的方法提取。

1.2.2 動物模型的建立

選取體重21日齡的SPF級雄性SD大鼠30只，購自北京維通利華有限公司，隨機分為對照組（NC組）、鉛模型組和試驗組，每組10只。適應性飼喂1周后，對照組給予基礎飼料和蒸餾水，鉛模型組給予基礎飼料和0.2%醋酸鉛水，試驗組給予添加2%杏鮑菇多肽的基礎飼料和0.2%醋酸鉛水。各組大鼠自由采食和飲水，連續飼喂60 d。

1.2.3 樣品采集

將SD大鼠禁食過夜（期間自由飲水）后，稱量體重。大鼠用乙醚麻醉后，頸椎脫臼法處死，取全腦稱重，并計算腦指數。

1.2.4 樣品的測定

取1.0 g左右的腦組織樣品，分別加入8 mL濃HNO3和2 mL HClO4（HNO3與HClO4體積比為4: 1），搖勻并封口，于室溫靜置過夜，使其完全消解。次日在電爐上慢慢加熱，溫度由低到高，直到三角瓶中的液體變得澄清透明后停止加熱，冷卻后過濾，用1%HNO3將濾液定容至25 mL，利用ICP－MS測定大鼠腦組織中Pb2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Zn2＋的含量。

1.2.5 數據分析

實驗數據以x±s表示；用SPSS17.0進行單因素方差分析，P＜0.05和P＜0.01為具有不同統計學差異的標準。

2 結果與分析

2.1 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦指數的作用

杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦指數的影響見表1。

表1 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦指數的影響Tab.1 Effect of Pleurotus eryngii polypeptides on brain index of lead exposed rats

表1結果顯示，大鼠連續飲用0.2%醋酸鉛水60 d后，其腦指數明顯降低（P＜0.05）；飼料中添加杏鮑菇多肽后，染鉛大鼠的腦指數明顯升高（P＜0.05）。

2.2 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織鉛蓄積的作用

杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織鉛含量的影響見圖1。

圖1結果顯示，鉛暴露后，大鼠腦組織中鉛的蓄積明顯增加（P＜0.05）；添加杏鮑菇多肽后，染鉛大鼠腦組織鉛的蓄積極顯著減少（P＜0.01）。

2.3 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織 Ca2+、Fe2+、Mg2+、Zn2+的影響

圖1 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織鉛含量的影響Fig.1 Effect of Pleurotus eryngii polypeptides on lead in brain of lead exposed rats

杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Zn2＋含量的影響見圖2。

從圖2可以看出，染鉛后，大鼠腦組織中Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Zn2＋的含量明顯降低（P＜0.01）；添加杏鮑菇多肽后，染鉛大鼠腦組織Fe2＋和Mg2＋、Ca2＋和Zn2＋的含量均明顯升高（P＜0.01、P＜0.05）。

2.4 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織Cu2+和Mn2+作用

杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織中Cu2＋和Mn2＋含量的影響見圖3。

從圖3可以看出，染鉛后，大鼠腦組織中Cu2＋和Mn2＋的含量無明顯變化；添加杏鮑菇多肽后，染鉛大鼠腦組織中Cu2＋和Mn2＋含量略微升高，但是無統計學意義。

圖2 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Zn2＋含量的影響Fig.2 Effect of Pleurotus eryngii polypeptides on Ca2＋,Fe2＋,Mg2＋,Zn2＋in brain of lead exposed rats

3 討論

大鼠鉛暴露后，其腦組織中鉛的含量顯著升高，腦指數顯著降低表明鉛離子對腦組織的生長有不良影響，與呂玲等的研究結果一致[11]。補充杏鮑菇多肽后，與只飲用0.2%醋酸鉛水的大鼠相比，試驗組大鼠腦組織中鉛的蓄積明顯減少，腦指數明顯提高，表明杏鮑菇多肽具有一定的排鉛功能，并對鉛離子造成的腦指數降低有明顯的改善效果。

染鉛后，大鼠腦組織中鉛的蓄積明顯增加，而Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Zn2＋的濃度均明顯下降，可能是由于鉛與鈣等二價陽離子通過相同的轉運蛋白 (DMT1)進出細胞膜[4]。補充杏鮑菇多肽以后，與鉛模型組相比，杏鮑菇多肽試驗組大鼠腦組織中鉛的含量顯著下降，Ca2＋、Fe2＋、Zn2＋、Mn2＋的含量顯著升高，可能原因是杏鮑菇多肽的攝入促進了機體對鉛的排出，減少了腦組織中鉛的蓄積，使腦細胞膜上的DMT1處于相對空閑的狀態，有利于其對Ca2＋、Fe2＋、Mg2＋、Zn2＋的轉運。有研究表明，鉛的暴露可導致大鼠腦的氧化－還原紊亂[12]，杏鮑菇多肽具有很強的細胞抗氧化活力，可能通過增強機體抗氧化應激的能力，從而提高機體的免疫力，使得腦組織減少對鉛的吸收，促進其對鉛的排出。杏鮑菇多肽在排鉛的同時還可以補充人體所需的氨基酸，對其排鉛機制的研究具有深遠的意義。總之，杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織二價礦物質元素的調節作用機制需要進一步的研究。本研究結果顯示鉛暴露對SD大鼠腦組織Cu2＋和Mn2＋含量的影響無統計學意義，與林芬[13]的研究結果一致；但是，張潔瓊[14]認為，在神經膠質瘤細胞中加入一定量的鉛，可導致其內銅的含量升高；這可能是由于正常腦細胞和神經瘤細胞對銅的吸收或排出方式不一致導致的。

圖3 杏鮑菇多肽對染鉛大鼠腦組織Cu2＋和Mn2＋含量的影響Fig.3 Effect of Pleurotus eryngii polypeptides on Cu2＋and Mn2＋in brain of lead exposed rats

[1]Braun JM,Hoffman E,Schwartz J,et al.Assessing windows of susceptibility to lead induced cognitive deficits in Mexican children[J].Neurotoxicology,2012,33(5):1040－1047.

[2]李延玉，張萱，魏小平，等.出生時抗氧化維生素及重金屬水平對兩歲幼兒智力發育影響的相關分析[J].中華兒科雜志，2011，49（6）：439－443.

[3]胡家榮，伍洛鴻，蒲瑞芬.鉛污染鉛中毒與排鉛藥物[J].醫學導報，2003，22（7）：484－486.

[4]葉偉峰.鉛暴露大鼠腦區鈣離子/鈣調素關聯信號通路及藥物調控研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[5]Wang Q,Luo WJ,Zheng W,et al.Iron supplement prevents lead induced disruption of the blood－brain barrier during rat development[J].Toxicology and Applied,2007,219(1):33－41.

[6]孔祥英，楊龍，劉力建，等.鋅對出生前后鉛暴露大鼠腦發育的保護作用[J].營養學報，2001，23（4）：386－389.

[7]姚自奇，蘭進.杏鮑菇研究進展[J].食用菌學報，2004（11）：52－58.

[8]Li Xiaobei,Feng Tao,Zhou Feng,et al.Effects of drying methods on tasty compounds of Pleurotus eryngii[J].Food Chemistry,2015（166）：358－364.

[9]程菲兒，趙宇宏，趙凡，等.杏鮑菇多肽生物活性的研究[J].食品工業科技，2014，35（17）：347－350.

[10]席甜，馮翠萍，程菲兒，等.杏鮑菇多肽的制備[J].山西農業大學學報：自然科學版，2015，35（1）：490－495.

[11]呂玲，李和生，鄭麗，等.烏賊墨黑色素對鉛中毒小鼠的排鉛作用及其對體內鈣、鋅和銅含量的影響[J].海洋與湖沼，2016，47（2）：484－489.

[12]Baranowska－Bosiacka I,Gutowska I,Marchlewicz M,et al.Disrupted pro－and anti－oxidative balance as a mechanism of neurotoxicity induced by perinatal exposure to lead[J].Brain Res,2012（1435）：5671.

[13]林芬，范廣勤，馮昶，等.飲水鉛暴露對大鼠不同腦區鐵、鋅、錳和銅含量的影響[J].環境與健康雜志，2010，27（7）：578－580.

[14]張潔瓊，于海波，宋晗，等.鉛暴露對神經膠質瘤細胞銅代謝的影響及其機制[J].中國藥理學與毒理學雜志，2014，28（2）：182－187.

Effect of Pleurotus eryngii Polypeptides on Contents of Bivalent Mineral Elements in Brain Tissue of Lead Exposure Rats

CHENG Yan-fen,LIU Wei,FENG Cui-ping,CHANG Ming-chang,CHENG Hong-yan, MENG Jun-long,LIU Jing-yu,YUN Shao-jun
(College of Food Science and Engineering,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)

Effect of Pleurotus eryngii polypeptides on contents of calcium,iron,zinc,copper,manganese,magnesium in brain tissue of lead－exposure rats were investigated.Thirty rats were randomly divided into three groups,such as control group,leadpoisoning model group and experimental group.Lead－poisoning model group and experimental group were given 0.2%lead acetate water for free drink,and the rats in experimental group was given normal diet add 2%P.eryngii polypeptides.After continuous feeding for 60 days,the contents of calcium,lead,iron,zinc,copper,manganese,magnesium were determined in brain tissue of rats.The results showed that,compared with the control group,the lead content was increased(P＜0.05)and the iron, calcium,magnesium and zinc contents were decreased(P＜0.01)in the brain tissue of lead－poisoning model group rats,and compared with the model group,the lead content was decreased(P＜0.05),the iron,calcium,magnesium and zinc contents were increased(P＜0.01 or P＜0.05)and the copper and manganese contents were no significant difference in the brain tissue of the experimental group rats.Therefore,P.eryngii polypeptides treatment could effectively remove lead in brain of the rats.Moreover, the iron,calcium,magnesium and zinc were maintained.

Pleurotus eryngii polypeptides;brain tissue;lead;bivalent mineral elements

S646.1

A

1003-8310（2017）03-0050-04

10.13629/j.cnki.53－1054.2017.03.012

山西省重點研發計劃重點項目（201603D21106）；山西省煤基重點科技攻關項目（FT2014－03－01）；山西省科技攻關項目（20130311017－03）；山西農業大學科技創新基金項目（2015YJ04）

程艷芬（1986－），女，博士，講師，主要從事食品質量與安全研究。E－mail:cyf2341986＠163.com

**通信作者：馮翠萍（1970－），女，博士，教授，主要從事食品營養與安全研究。E－mail:ndfcp＠163.com

2017－03－05