靈芝三萜類化合物對(duì)砷中毒大鼠腦組織氧化應(yīng)激損傷的影響*

張玥，陳林，謝春，楊小雪，羅俊，羅喜榮

(1.貴州醫(yī)科大學(xué) 貴州省特色天然藥物資源高效利用工程研究中心 &天然藥物資源優(yōu)效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 藥理學(xué)教研室，貴州 貴陽(yáng) 550025；3.黔南民族醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校 藥理學(xué)教研室，貴州 都勻 558013；4.貴州醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院 職業(yè)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)系，貴州 貴陽(yáng) 550025；5.黔東南州疾病預(yù)防控制中心，貴州 凱里 556000；6.貴州醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

砷是一種有毒金屬元素，廣泛存在于土壤、巖石和水中[1]。砷主要以無(wú)機(jī)物形式污染飲用水，因此已被公認(rèn)為飲用水中的污染物。長(zhǎng)期飲用砷污染水可以引起砷中毒，嚴(yán)重威脅人類健康，引起體重減輕、皮膚病變、癌癥、糖尿病、或神經(jīng)毒性等[2-3]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)逐漸成為地方性砷中毒影響最大和發(fā)病率最高的國(guó)家之一[4]。因此，研究預(yù)防和治療砷中毒顯得十分有意義。靈芝主要有效成分之一是靈芝三萜類化合物(Ganodermalucidumtriterpenoids，GLT)、因其化學(xué)結(jié)構(gòu)多樣而具有廣泛藥理活性。本課題組前期實(shí)驗(yàn)研究了GLT對(duì)大鼠、小鼠及果蠅等多種動(dòng)物和細(xì)胞的抗衰老、抗氧化應(yīng)激及神經(jīng)保護(hù)作用，結(jié)果顯示，GLT能提高衰老模型動(dòng)物的總抗氧化能力(total-antioxidant capacity，T-AOC)、增強(qiáng)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性、減少丙二醛(malonaldehyde，MDA)生成、增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶能力及減少細(xì)胞凋亡等[5-6]，有較好的抗氧化和促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶作用。應(yīng)用GLT防治砷中毒，國(guó)內(nèi)外尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。砷及其化合物進(jìn)入人體后，主要蓄積于血液之中，且隨著血液循環(huán)分布到腎臟、肝臟等器官，通過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦組織的砷很少。因此，本研究擬觀察砷中毒模型動(dòng)物給予GLT后測(cè)定腦組織T-AOC、SOD活性及MDA含量變化，初步探討GLT對(duì)砷中毒模型動(dòng)物腦組織氧化應(yīng)激損傷的作用。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SD大鼠72只，體質(zhì)量為(100±20)g，由貴州醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供(批準(zhǔn)號(hào)1503145)。

1.1.2主要試劑與儀器 NaAsO2購(gòu)自Sigma公司，T-AOC(A015)、MDA(A003-1)及SOD試劑盒(A001-1)均購(gòu)自南京建成生物工程研究所，GLT(中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所超臨界流體技術(shù)研究中心提取，GLT溶液用金龍魚食用油溶解配制)。Microfuge ?20R冷凍離心機(jī)(美國(guó)Beckman coulter公司)，紫外可見分光光度計(jì)(上海元析儀器有限公司)，VARIOSKAN LUX全自動(dòng)多功能酶標(biāo)儀(美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司)。

1.2方法

1.2.1動(dòng)物分組 飼養(yǎng)環(huán)境按照自然晝夜交替條件，GLT適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為正常對(duì)照組(NS 10 mL/kg)、模型組(亞砷酸鈉 10 mg/kg)、GLT低劑量組(GLT0.25 g/kg+亞砷酸鈉 10 mg/kg)、GLT中劑量組(0.5 g/kg+亞砷酸鈉 10 mg/kg)及GLT高劑量組(1.0 g/kg+亞砷酸鈉 10 mg/kg)5組、每組12只，雌雄各半。按上述各組給藥劑量進(jìn)行灌胃給藥，1次/d，連續(xù)給藥90 d[7]。

1.2.2腦組織中T-AOC、SOD活性及MDA含量測(cè)定 各組大鼠經(jīng)給藥處理90 d，各組大鼠麻醉后脫頸處死、于冰上迅速取腦組織置于預(yù)冷的氯化鈉溶液中、使用勻漿器制成10%組織勻漿液，4 ℃ 1 000 r/min，離心10 min。按照T-AOC、MDA及SOD試劑盒說(shuō)明書檢測(cè)腦組織中T-AOC、SOD活性及MDA含量。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1T-AOC活性

如表1所示，與正常對(duì)照組比較，模型組T-AOC活性明顯降低 ，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。給予GLT干預(yù)后，與模型組比較，GLT各劑量組T-AOC活性均明顯升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 GLT對(duì)各組大鼠腦組織T-AOC的影響Tab.1 The effects of T-AOC in the brain tissues of arsenic poisoning rats induced by

注：(1)與正常對(duì)照組比較，P<0.05；(2)與模型組比較，P<0.05。

2.2SOD活性

如表2所示，與正常對(duì)照組比較，模型組SOD活力值明顯低于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。給予GLT干預(yù)后，GLT各劑量組SOD活力值均明顯高于模型組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 GLT對(duì)各組大鼠腦組織SOD活性的影響Tab.2 The effects of SOD in the brain tissues of arsenic poisoning rats induced by

注：(1)與正常對(duì)照組比較，P<0.05；(2)與模型組比較，P<0.05。

2.3MDA含量

如表3所示，與正常對(duì)照組大鼠比較，模型組MDA含量明顯高于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。給予GLT干預(yù)后，GLT中、高劑量組大鼠腦組織MDA含量明顯低于模型組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表3 GLT對(duì)大鼠腦組織MDA 含量的影響Tab.3 The effects of MDA in the brain tissues of arsenic poisoning rats induced by

注：(1)與正常對(duì)照組比較，P<0.05；(2)與模型組比較，P<0.05。

3 討論

砷是一種普遍存在的天然致癌金屬，可能污染飲用水、空氣、食品及工業(yè)產(chǎn)品等。在各種砷暴露途徑中，砷中毒主要通過(guò)飲用砷污染水和燃煤發(fā)生。不斷飲用高砷水可以導(dǎo)致砷中毒，在本研究中采用了連續(xù)灌胃給予NaAsO2溶液90 d，建立砷中毒模型[7]。砷的不斷攝入通過(guò)改變體內(nèi)各種生化生理指標(biāo)引起各個(gè)器官病變，從而危及生命。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，砷中毒與氧化應(yīng)激損傷的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[8]。氧化應(yīng)激損傷是指體內(nèi)高活性氧(ROS)產(chǎn)生過(guò)多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而組織和器官損傷[9]，大腦是活性氧首先攻擊的靶器官。目前已被研究證實(shí)砷中毒可以誘導(dǎo)體內(nèi)的氧化應(yīng)激損傷的發(fā)生[10]。因此，抑制砷中毒模型大鼠的氧化應(yīng)激損傷可能是治療砷中毒的新靶點(diǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道稱GLT有較強(qiáng)的抗氧化能力[11]，可能對(duì)砷中毒引起的氧化應(yīng)激損傷有一定的保護(hù)作用。MDA的含量可以間接反映機(jī)體中脂質(zhì)過(guò)氧化的強(qiáng)弱，機(jī)體內(nèi)MDA的含量越高代表脂質(zhì)過(guò)氧化的嚴(yán)重程度越強(qiáng)[12]。SOD是一類抗氧化酶，可以保護(hù)細(xì)胞或組織免受氧化損傷，被認(rèn)為是O2-的清除劑，是機(jī)體內(nèi)保護(hù)氧化損害的關(guān)鍵酶之一。同時(shí)，其活性的高低代表了抗氧化能力的強(qiáng)弱，最近的研究表明，機(jī)體內(nèi)SOD活性越高，抗氧化能力越強(qiáng)[13]。T-AOC的高低代表機(jī)體內(nèi)總抗氧化能力強(qiáng)弱。正常生理?xiàng)l件下，體內(nèi)的T-AOC和SOD活性及MDA的含量保持動(dòng)態(tài)平衡。目前已有研究表明，T-AOC和SOD活性降低及MDA含量的增加能夠引起氧化應(yīng)激和DNA損傷[12]。然而，本研究發(fā)現(xiàn)，模型組砷中毒大鼠T-AOC和SOD活性明顯下降，MDA含量明顯升高，而GLT能夠明顯升高砷中毒大鼠中T-AOC、SOD活性，能夠顯著降低砷中毒大鼠模型中MDA含量。

綜上所述，GLT能夠抑制砷中毒大鼠腦組織的氧化應(yīng)激損傷，可能與升高T-AOC和SOD活性及降低MDA含量有關(guān)。