仙人掌多糖对高脂血症大鼠体内抗氧化作用的研究

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摘要：【摘要】 目的探讨仙人掌多糖（OPS）对高脂血症大鼠体内抗氧化、清除体内自由基的生物效应。方法 将8～10周龄高脂血症大鼠随机分为6组，每组10只，建立高脂血症大鼠模型，取肝脏匀浆测定天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性,并测定心脏组

　　【摘要】 目的探讨仙人掌多糖（OPS）对高脂血症大鼠体内抗氧化、清除体内自由基的生物效应。方法 将8～10周龄高脂血症大鼠随机分为6组，每组10只，建立高脂血症大鼠模型，取肝脏匀浆测定天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性,并测定心脏组织SOD活性、MDA含量和抗超氧阴离子自由基活性。结果给药10d后，OPS中、高剂量组与模型组比较，肝脏ALT活性、AST活性、心脏MDA含量显著降低；心脏抗O-2·活性、SOD活性显著增强。结论仙人掌多糖可能通过有效清除体内的氧自由基及抗脂质过氧化，实现其体内抗氧化的作用。

　　【关键词】  仙人掌多糖 高脂血症 氧化

　　多糖是一类具有生物活性的生命大分子物质,它在抗肿瘤、抗氧化、抗炎症、刺激免疫以及降血糖方面都有一定的作用［1］。仙人掌多糖（OPS）是从仙人掌科植物仙人掌Opuntia dillenii. Haw的新鲜茎中提取的多糖。本研究试图通过测定高脂血症大鼠肝脏天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性,心脏丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性，并检测抗超氧阴离子自由基 (O-2·)活性的变化，探讨OPS在体内抗氧化的情况，以期为OPS的开发利用提供依据。

　　1  材料与仪器

　　1.1  动物SD大鼠（SPF级，动物合格证号：粤检证字2004A027），雄性，8～10周龄，体质量180～200 g，购于广东医学院动物实验中心。

　　1.2  药品及试剂 仙人掌Opuntia dillenii. Haw于2007-10采自湛江东海岛附近，仙人掌多糖（Opuntia dillenii Haw.Polysaccharides，OPS）提取参照兰琦杰［2，3］等人的方法进行。

　　胆固醇（国药集团化学试剂有限公司，批号F20070216）；丙基硫氧嘧啶片（南通精华制药有限公司，批号：061001）；脱氧胆酸钠（国药集团化学试剂有限公司，批号：F20070521）；脂必妥片（成都地奥九泓制药厂，批号：0612069）。血清测定TC、TG试剂盒(南京建成生物工程研究所出品，批号：20070512) ；肝脏测定ALT、AST试剂盒(南京建成生物工程研究所出品，批号：20070312、20070402) ；心脏测定SOD、MDA和O-2·试剂盒(南京建成生物工程研究所出品，批号： 20071010、20071029、20071102)。其他试剂均为国产分析纯。

　　高脂乳剂的配制［4～6］：取猪油25 g放在200 ml的烧杯里，放在磁力搅拌器上加热，待温度升到100℃时，加入10 g 胆固醇，溶化，再加入1g丙基硫氧嘧啶片，充分搅匀，然后加25  ml 吐温-80 ,制成油相。同时在另一烧杯中加30  ml蒸馏水和1,2丙二醇20 ml，放在电炉上加热至60℃，然后加入2 g脱氧胆酸钠,充分搅拌直到完全溶解，制成水相。然后将水相加入油相,充分混匀,即制成脂肪乳剂。

　　1.3  仪器 Olympus CKX41倒置显微镜， LEICA Rm2245电动进样切片机。

　　2  方法

　　2.1  高脂血症动物模型的建立及分组［7，8］60只SD大鼠随机分为正常组（10只）和造模组（50只）。造模组喂饲高脂乳剂10 d后测定空腹血清TC、TG含量，将TC＞6 mmol·L-1及TG＞3 mmol·L-1的实验大鼠确定为高脂血症动物模型，50只大鼠随机分为低、中、高仙人掌多糖组（OPS治疗组，剂量分别为100，200，400 mg·kg-1·d-1）、模型组和药物对照组（脂必妥药物组），每组10只。OPS组和脂必妥药物组分别每天上午按剂量灌胃OPS或脂必妥片，各组动物下午灌胃生理盐水或高脂乳剂。

　　2.2  实验处理 在实验的第4周末，所有动物禁食8 h，不禁水，此后腹腔注射1%戊巴比妥钠麻醉，固定于鼠板上，开胸剥离出肝脏及心脏，去除油脂，取心尖部分置于福尔马林溶液中固定，逐级酒精脱水，二甲苯透明，浸蜡，石蜡包埋，常规切片厚4 μm，HE染色，倒置显微镜下观察。其余部分用于各指标的测定。

　　2.3  统计学分析测定结果以±s表示，多组间均数比较采用Duncan多重检验，所有数据统计处理均采用SAS system 8.2 统计软件进行。

　　3  结果

　　3.1  仙人掌多糖对高脂血症大鼠肝脏ALT、AST活性的影响分别采用2,4-二硝基苯肼法测定肝脏匀浆ALT活性，IFCC法测定肝脏匀浆AST活性。高脂血症大鼠ALT活性、AST活性与正常组比较分别升高了133.3%，76.6%,达到极显著水平(P＜0.01)。药物对照组，OPS中、高剂量组ALT活性比模型组分别降低了69.17%、65.08%、74.33%，差异极显著 (P＜0.01)，高剂量组效果优于药物对照组。低剂量组与模型组相比ALT活性降低22.48%，无显著差异(P＞0.05)；药物对照组，OPS治疗组均不同程度的抑制AST活性的升高，其中OPS低剂量组与模型组比较，AST活性降低21.36%存在较显著差异(P＜0.05)，OPS中、高剂量组、药物对照组与模型组比较各降低了50.55%，49.31%，57.25%，接近正常水平，达到极显著差异 (P＜0.01)。结果见表1。表1  仙人掌多糖对高脂血症大鼠肝脏ALT、AST活性的影响（略）

　　3.2  仙人掌多糖对高脂血症大鼠心脏SOD活性、MDA含量、抗(O-2·)活性的影响心脏匀浆后按照黄嘌呤氧化酶法测定SOD活性，改良硫代巴比妥酸法测定MDA含量和黄嘌呤氧化酶法测定抗O-2·活性。表2  仙人掌多糖对不同组别大鼠心脏中SOD活性及MDA含量，表3  仙人掌多糖对不同组别大鼠心脏中抗 O-2·活性的影响（略）。

　　从表2可见，与正常组比较，模型组大鼠心脏组织SOD活性略升16.58%，可能是体内的应激性反应造成SOD活性暂时增加；模型组大鼠心脏组织MDA含量则显著增加了184.88%（P<0.01）。而OPS治疗组与模型组比较，治疗后高剂量组SOD活性较明显升高了8.60%（P<0.05）；OPS治疗组均能显著降低MDA含量（P<0.01），降低率为24.91%，29.75%，27.53%,与阳性组无显著性差异。

　　从表3可见，与正常组比较，模型组大鼠心脏组织抗超氧阴离子自由基(O-2·)活性升高72.96%（P<0.01）；而与模型组比较，治疗后高剂量组抗O-2·活性进一步增加了34.89%，达到极显著水平（P<0.01）且效果优于药物对照组。

　　3.3  心脏病理学观察见图1。

　　3.3.1  正常组心肌纤维肥大不多见，结构正常，心肌细胞边界清楚，心肌间质结构正常。心肌纤维分布均匀，结构基本完整；心肌细胞颜色鲜艳。

　　3.3.2  高脂模型组心肌细胞坏死,心肌细胞边界模糊，心肌纤维排列紊乱,心肌纤维肥大，脂质斑块不规则,突出于管腔内；心肌细胞颜色比较暗淡。

　　3.3.3  OPS中剂量治疗组心肌纤维分布较均匀，仍有较多的脂质沉积，病变略微好于模型组；心肌细胞颜色略鲜艳于模型组。

　　3.3.4  OPS高剂量治疗组心肌纤维分布均匀，无明显脂质沉积，病变明显好于模型组；心肌细胞颜色接近于正常组。

　　4  讨论

　　ALT和AST主要来源于肝脏，各种肝损伤发生时，该酶活性显著增高，所以我们通过测定ALT和AST活性，以评价大鼠肝脏氧化损伤程度［9～11］。SOD是机体细胞中主要抗氧化酶,是维持生物体自由基产生和过氧化物清除能力平衡的重要物质。SOD是需氧生物体内的一种内生性氧自由基清除剂，对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，也是体内清除O-2·的主要酶，它能够催化O-2·歧化为H2和O2，清除氧自由基保护细胞免受损伤。血脂升高时,脂质过氧化作用增强, MDA含量增多，SOD 活性降低［12～14］。超氧阴离子（O-2·）是活性氧自由基(oxygen free radical，OFR)其中的一种，也是生物体内的主要自由基，它作为机体氧化还原反应的产物在体内广泛存在，在很多情况下对机体是有害的，超氧阴离子是导致衰老的原因之一。心脏成纤维细胞(cardiac fibroblasts, CF)是心肌纤维化的主要效应细胞,其增殖及产生的胶原代谢平衡失调是心肌纤维化的主要病理基础。这些变化将导致心肌代谢及功能异常，使其僵硬度增高、舒缩功能障碍，最终引发心力衰竭［15］。

　　本实验证明OPS能极显著降低高脂血症大鼠肝脏组织ALT和AST活性，较显著提高心肌组织SOD活性和抗O-2·活性，显著降低高脂血症大鼠心脏组织中的MDA含量，表明OPS可保护高脂血症时机体内抗氧化物酶类活性,使多种组织存在的自由基代谢紊乱情况得以纠正，从而维持机体氧化及抗氧化系统的动态平衡，减少自由基的积累，减轻过氧化作用对机体的损伤。

　　与正常组相比，高脂血症模型组大鼠心肌细胞肥大，心脏间质成纤维细胞的衰老及合成的心肌间胶原含量增加，胶原降解减少，心肌细胞大量坏死，最终致心脏舒张和收缩功能的障碍［16，17］。 OPS中剂量治疗组，心肌纤维分布较均匀，仍有较多的脂质沉积，病变有所改善；高剂量治疗组，心肌纤维分布均匀，心肌细胞边界较清楚，病变明显好于高脂血症模型组。结果表明OPS具有较强的抗氧化作用和清除氧自由基的能力，提示OPS可能通过增强细胞内清除O-2·能力，提高心脏抗氧化能力，防止心脏成纤维细胞老化，减少脂质沉积，进而有效抵抗OFR对心脏的氧化损伤［18］。

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