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当归红芪超滤物对自然衰老大鼠抗氧化作用机制的研究



全 文 :收稿日期:2010-10-27; 修订日期:2011-03-15
基金项目:国家教育部“春晖计划”(No. Z2004 - 1 - 62042) ;
国家自然科学基金(No. 81160478 /H2902)
作者简介:李应东(1962-) ,男(汉族) ,甘肃临洮人,现任甘肃中医学院教
授,博士学位,主要从事中西医结合防治心脑血管疾病工作.
当归红芪超滤物
对自然衰老大鼠抗氧化作用机制的研究
李应东1,2,王博雯1,周倩倩1,刘 凯1
(1.甘肃中医学院,甘肃 兰州 730000; 2.甘肃中医学院附属医院,甘肃 兰州 730000)
摘要:目的 探讨当归红芪超滤物的抗衰老作用及其机制并比较不同分子量超滤物的作用效果。方法 将 42 只 Wistar老
年雄性大鼠随机分为衰老对照组和当归红芪超滤膜提取物 20 万、10 万、5 万分子量组,给药组连续灌胃 10 周后,按试剂
盒说明书测定血清及心肌组织中 SOD、GSH - Px的活力及 MDA含量水平。结果 与衰老对照组相比,当归红芪超滤膜提
取物 20 万、10 万、5 万分子量组的血清及心肌组织中 SOD、GSH - Px 活力水平不同程度提高(P < 0. 05) ,MDA 水平不同
程度降低(P < 0. 05) ;不同分子量组间比较,10 万分子量组的 SOD、GSH - Px的活性水平提高最显著(P < 0. 05) ,且 MDA
含量水平降低最显著(P < 0. 05)。结论 当归红芪超滤物抗衰老的作用机制可能与提高心肌组织中的 SOD、GSH - Px活
力和降低 MDA含量从而发挥抗氧化作用相关,其抗氧化的有效成分可能在 10 万分子量上下。
关键词:当归红芪超滤物; 衰老; 抗氧化; 超氧化物歧化酶; 谷胱甘肽 -过氧化物酶; 丙二醛
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2012. 06. 054
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2012)06-1439-02
The Principle of Anti - age Effects on Naturally Aged Mice from Ultra - filtration Extract
Mixture from Angelica Sinensis and Hedysarum Polybotrys
LI Ying-dong1,2,WANG Bo-wen1,ZHOU Qian-qian1,LIU Kai1
(1. Gansu College of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China;2. Affiliated Hospital of Gansu Col-
lege of TCM,Lanzhou 730000,China)
Abstract:Objective To discuss the anti - age effect of ultra - filtration extract mixture from Angelica sinensis and Hedysarum
polybotrys and its working principles and to compare the results generated with different ultra - filtration extract of molecular
weight.Methods Randomly divided 42 Wistar aged male mice into aging coutrol group and 200 000,100 000,50 000 molecular
weight groups. After 10 weeks of continuous stomach irrigating to the medical group,we measured the activity of SOD,GSH - Px in
and quantity level of MDA serum and myocardial tissue,according to the manual written on reagent containers. Results By compa-
ring with aging control group,the activity levels of SOD,GSH - PX in serum and myocardial tissue of different molecular weight
groups have increased individually(p < 0. 05). MDA levels have decreased individually(P < 0. 05). Among different molecular
weight groups,the SOD,GSH - Px activity level of 100 000 molecular weight group had the most prominent increase (P < 0. 05).
And the this group also had the most noticeable decrease in MDA level changes (P < 0. 05). Conclusion The principle of anti -
age effect from ultra - filtration extract mixture from Angelica sinensis and Hedysarum polybotrys can be affected by increasing the
activity level of SOD,GSH - Px and decreasing the quantity of MDA in myocardial tissues. The effective anti - age elements can be
around 100 000 molecular weight.
Key words:Ultra - filtratio nextract mixture from Angelica sinensis (Oliv.)Diels. and Hedysarum polybotrys Hand. - Mazz.;
Anging; Anti - oxidation; SOD; GSH - Px; MDA
人体衰老是一个多因素、全方位、系统的退行性生物学过程,
是不可抗拒的自然规律,但可以缓解[1]。随着当今社会人口老
龄化现象日趋增强,抗衰老研究已成为热点。中医药以其独特的
疗效,在抗衰老抗氧化的研究中占有越来越重要的地位。当归、
红芪是中医补血、益气的常用药物。当归为伞形科植物当归 An-
gelica sinensis (Oliv.)Diels 的干燥根,性甘、辛、温,归肝、心、脾
经,其主要成分为多糖、阿魏酸、挥发油等;红芪亦称“独根”,是
多序岩黄芪 Hedy - sarum polybotrys Hand. - Mazz. 的干燥根,与
黄芪同科异属。在我国西北地区多以红芪代用黄芪。红芪性温、
味甘,含有多种生物活性成分,主要有多糖、黄酮、皂苷、微量元素
和氨基酸等。近年来研究发现,当归、红芪有效成分均具有清除
自由基[2,3]、抗肿瘤[4 ~ 6]、抗辐射损伤[7]等作用。两药按 1∶ 5 配
伍组成的当归补血汤,为中医补血生脉的经典方。其传统的提取
方法是水煎煮,该工艺具有产生的杂质多、易产生絮凝物等不足。
膜分离技术是一项新兴的高效分离技术,已被国际公认为 20 世
纪末到 21 世纪中期最有发展前途的一项重大高新生产技
术[8,9]。超滤技术是 20 世纪 60 ~ 70 年代发展起来的一种膜分
离技术,利用膜孔选择性筛分性能,达到分离、提纯和浓缩物质的
目的。本实验运用超滤膜技术并利用膜孔径选择性筛分功能,将
提取的当归、红芪合剂(1∶ 5)分离为相对分子量为 2 × 105、1 ×
105、5 × 104,通过给自然衰老大鼠灌服 3 种不同分子量的当归、
红芪超滤物,探讨其延缓衰老的作用机制并比较不同分子量超滤
物的作用效果,为临床新药的开发提供实验依据。
1 材料与仪器
1. 1 动物 健康 Wistar 青年雄性大鼠(Young group YG)12 只,3
月龄,体质量(160. 8 ± 9. 3)g,老年雄性大鼠 48 只,24 月龄,体质
量(461. 6 ± 36. 8)g,由甘肃中医学院科研实验动物中心提供,
SPF 级,动物合格证编号为:SCXK(甘)7011 - 0001。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 6 时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 6 期
1. 2 仪器与试剂 DZKW - 4 型电子恒温水浴锅,Diofuge stratos
高速冷冻离心机(美国生产) ,XH - B型旋涡混匀器(姜堰市康健
医疗器具有限公司) ,UV -2401PC紫外分光光度计(日本岛津) ,
BS110S电子分析天平;丙二醛(MDA)测试试剂盒(南京建成生
物工程研究所,100T批号 20110705) ,超氧化物歧化酶(SOD)测
试盒(南京建成生物工程研究所,100T 批号 20110705) ,谷胱甘
肽 -过氧化物酶(GSH - Px)测试盒(南京建成生物工程研究所,
100T批号 20110708) ;当归红芪超滤膜提取物(相对分子质量分
别为 2 × 105、1 × 105、5 × 104 滤过物)由甘肃中医学院科研实验
中心与甘肃省膜科学研究院联合制备。其他试剂均为国产分析
纯。
2 方法
2. 1 当归红芪合剂超滤膜提取物的制备
2. 1. 1 中药水煎剂的制备 当归、红芪饮片以 1∶ 5 的比例混合
后,按照正交实验结果,加 8 倍量的水,煎煮 1. 5 h 过滤,滤渣再
加 8 倍量的水,煎煮 1. 5 h过滤,合并两次水煎液,再将过滤后的
水煎液加热浓缩,冷却至室温后分装送甘肃省膜科学技术研究所
进行膜分离处理。
2. 1. 2 应用超滤技术精制中药水煎剂 陶瓷膜微滤当归、红芪水
煎剂浓缩液(技术参数为压力 0. 5 kPa /m3、温度 25℃,流量 100
L /h·㎡) ,分别选用截留相对分子量为 2 × 105、1 × 105、5 × 104
的 3 种 PNA中空纤维超滤膜,超滤静微滤处理后的当归、红芪水
煎剂浓缩液(技术参数为膜面积 0. 25 m2、系统压力≤5. 0bar、过
滤能力 2 ~ 30 L /h)。
2. 1. 3 浓缩超滤液 将各分子量的超滤液分别浓缩至相当于每
毫升药液含生药量为 1 g。将浓缩后的药液高压灭菌,冷却后至
冰箱(4℃)贮藏备用。
2. 2 动物分组及给药 健康 Wistar 青年雄性大鼠(Young group,
YG)12 只,老年雄性 Wistar 大鼠 48 只,依体质量编号后随机分
为 4 组,每组 12 只。分别为:老年对照组(Elder group,EG) ;当
归红芪超滤膜 20 万分子量组(中剂量) ;当归红芪超滤膜 10 万分
子量组(中剂量) ;当归红芪超滤膜 5 万分子量组(中剂量)。当
归补血汤成人每日用量为 36 g 生药,成人体质量按 70 kg 计算,
则成人的一日用量为 0. 514 g 生药 /kg,按人与动物体表面积的
等效计量换算法可得大鼠的等效剂量为 3. 238 g 生药 /kg,以此
剂量的 6 倍(19. 428 g生药 /kg)作为中剂量(每克生药相当于 20
万分子量当归红芪超滤物 0. 127 g,10 万分子量当归红芪超滤物
0. 111 g,5 万子量当归红芪超滤物 0. 096 g) ,分别给用药组大鼠
灌服当归红芪不同分子量超滤物 1 次 /d,青年组与老年对照组给
予等体积生理盐水灌胃 1 次 /d。每周称重,按体质量计算给药
量,连续给药 10 周。
2. 3 指标检测
10%水合氯醛麻醉后股动脉取血,3 000 r /min、15 min ,离心
分离血清,测定 MDA含量及 SOD、GSH - Px 活力。
脱颈处死后迅速取出心脏,用生理盐水冲洗干净,取部分心
肌组织称重,用冰冷的生理盐水漂洗后,按 1∶ 10(W/V)加入预
冷的生理盐水,置玻璃匀浆器内冰浴下匀浆备用(10%匀浆)。
按说明书操作测定 MDA含量及 SOD、GSH - Px活力。
2. 4 统计分析 实验结果采用 SPSS17. 0 统计软件进行数据统
计,实验数据以 珋x ± s表示组间计量资料比较采用单因素方差分
析,两组间比较采用 t检验。
3 结果
3. 1 当归红芪超滤膜提取物对自然衰老大鼠血清中 SOD、GSH
- Px、MDA的影响 实验结果见表 1。由表 1 可知,与衰老对照组
相比,当归红芪超滤膜提取物不同分子量均能提高自然衰老大鼠
血清中 MOD、GSH - Px活力水平,降低 MDA含量水平,差异有统
计学意义(P < 0. 05)。不同分子量组间比较,10 万分子量组的
SOD、GSH - Px的活性提高水平及 MDA含量降低水平最为显著,
且差异有统计学意义(P < 0. 05)。
表 1 各组大鼠血清中 SOD、GSH - Px活力及 MDA含量(珋x ± s)
组别 SOD /U·ml - 1 GSH - Px /U·ml - 1 MDA /nmol·ml - 1
青年对照 1 034. 40 ± 205. 60 2 408. 81 ± 213. 73 4. 67 ± 0. 88
衰老对照 394. 69 ± 39. 89 1 434. 29 ± 269. 12 15. 31 ± 0. 49
20 万超滤物 699. 70 ± 56. 11* 1 775. 86 ± 120. 06* 9. 05 ± 0. 67*
10 万超滤物 866. 11 ± 196. 57* 2 067. 43 ± 218. 06* 6. 87 ± 0. 58*
5 万超滤物 697. 65 ± 127. 52* 1 768. 01 ± 95. 87* 10. 65 ± 2. 61*
与老年对照组比较,* P <0. 05;10 万组与 20 万、5 万组比较,* P <0. 05;n =12
3. 2 当归红芪超滤膜提取物对自然衰老大鼠心肌组织中 SOD、
GSH - Px、MDA的影响 实验结果见表 2。由表 2 可知,与衰老对
照组相比,当归红芪超滤膜提取物不同分子量均能显著提高自然
衰老大鼠心肌组织中 MOD、GSH - Px 活力水平,降低 MDA 含量
水平,差异有统计学意义(P < 0. 05)。不同分子量组间比较,10
万分子量组的 SOD、GSH - Px的活性提高水平及 MDA 含量降低
水平最为显著,且差异有统计学意义(P < 0. 05)。
表 2 各组大鼠心肌组织中 SOD、
GSH - Px活力及 MDA含量(珋x ± s)
组别
SOD /
U·(mgprot)- 1
GSH - Px /
U·(mgprot)- 1
MDA /
nmol·(mgprot)- 1
青年对照 156. 56 ± 35. 16 222. 21 ± 31. 65 3. 38 ± 0. 86
衰老对照 34. 84 ± 4. 41 53. 37 ± 8. 05 16. 17 ± 0. 99
20 万超滤物 58. 51 ± 2. 68* 81. 81 ± 5. 29* 11. 16 ± 0. 28*
10 万超滤物 84. 05 ± 3. 77* 99. 33 ± 6. 48* 7. 89 ± 0. 47*
5 万超滤物 53. 21 ± 3. 59* 75. 10 ± 4. 57* 11. 52 ± 0. 49*
与老年对照组比较,* P < 0. 05;10 万组与 20 万、5 万组比较,* P <
0. 05;n = 12
4 讨论
衰老的自由基学说认为,机体的自由基通过內源和外源两个
途径产生,同时又具有有效的自由基清除系统,维持体内自由基
的正常水平,但随年龄的增长,抗氧化系统不足以清除自由基,机
体内氧化抗氧化状态失衡,导致自由基蓄积[10]。过量自由基可
通过过氧化作用攻击细胞膜及核酸、蛋白质和酶类等生物大分
子,引起细胞膜上的不饱和脂肪酸产生脂质过氧化反应,核酸及
蛋白质分子交联,DNA基因突变过复制异常及生物酶活力下降,
最终导致细胞形态、功能障碍,以至机体衰老、死亡[11]。
MDA是氧自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸引发脂质
过氧化作用形成的产物,可间接地反映机体细胞受自由基攻击的
严重程度,即细胞受损程度。因此,MDA可以作为评价衰老的指
标之一,测定 MDA水平变化能较好地反映脂质过氧化水平[12]。
机体抗氧化系统主要由抗氧化酶类和抗氧化剂组成。超氧化物
歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH - Px)是体内抗氧化
酶类的主要成分。SOD 是一种广泛分布于各种生物体内,是目
前为止发现的唯一以自由基为底物的酶,能将 O -2 ·歧化为 H2O2
和 O2,是机体内对抗自由基的第一道防线
[1];且可与 GSH - Px
协同作用防止脂质过氧化及其代谢产物对机体的损害。因此其
活力与含量反映了机体清除自由基的能力。GSH - Px 是一种含
硒的广泛存在于细胞线粒体、胞浆内以及生物膜上的水溶性四聚
体蛋白酶,可通过特异性催化还原型谷胱甘肽对过氧化氢的还原
反应,对由活性氧和羟自由基诱发的脂质过氧化物及过氧化氢有
极强的清除能力,从而保护细胞免受自由基损害。随增龄,体内
自由基增多,GSH - Px 的活性降低,因此可作为评价组织细胞
衰老的又一个重要指标[13]。
近年来研究证实中药有效成分新疆红芪水提物[14]、葛根
素[15]以及中药单味药中当归[16]、玉竹[17],中药复方中二至
丸[18]、四君子汤[19]、当归补血汤[20]等都可通过提高自然衰老或
D -半乳糖诱导的大鼠和小鼠血清或组织中超氧化物歧化酶
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时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 6 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 6
(SOD)的活性,加速清除体内自由基和脂质过氧化产物,使脂质
过氧化产物及其分解产物丙二醛(MDA )降低,维持体内自由基
和抗氧化酶之间的平衡,减轻衰老过程中自由基引起的细胞损
伤,达到延缓衰老的目的。
本实验研究结果显示,20 万、10 万、5 万分子量的当归红芪
超滤膜提取物均可提高自然衰老大鼠血清及心肌组织中 SOD、
GSH - Px的活力水平,降低 MDA含量水平,说明当归红芪超滤
物均有延缓衰老的作用,且可能与提高抗氧化酶活性,减少过氧
化产物的生成有关。当归红芪超滤膜 10 万分子量组较 20 万、5
万组血清及心肌组织中 SOD、GSH - Px 的活力升高明显,MDA
含量下降明显,说明当归红芪超滤膜 10 万分子量的效果优于其
它两组。由此推断,其抗氧化的有效成分可能在 10 万分子量上
下,还需进一步的实验来验证。本实验为当归、红芪配伍通过氧
化抗氧化平衡的维持进而达到抗衰老效应的有效成分筛选提供
了新的线索。
参考文献:
[1] 刘 奇,刘雪平.抗衰老学[M].北京:军事医学科学出版社,2006:
16.
[2] 李贵荣,吕昌银,杨胜圆.当归多糖清除活性氧自由基作用的研究
[J].南华大学学报(理工版) ,2002,20(6) :747.
[3] 邓红娟,郭延生,曲亚玲,等. 生当归、酒当归和油当归体外清除自
由基活性研究[J].中草药,2009,40(5) :784.
[4] Shang P,Qian AR,Yan g TH,et al . Experimental study of anti - tumor
effects of polysaccharides from Angelica sinensis[J]. World J Gastroen-
terol,2003,9(9) :1963.
[5] 姚宝泰,赵健雄,王学习,等. 红芪总多糖体内抗肿瘤的实验研究
[J].中华中医药杂志,2008,23(7) :627.
[6] 李云龙,黄 静,郭弘川,等.红芪化学成分和抗肿瘤活性研究[J].
中草药,2009,40(8) :1195.
[7] Sun Y L,Tang J,Gu X H ,et al . Water soluble polysaccharides from
Angelica sinensis (Oliv.)Diels;preparation ,characterization and
bioactivity[J]. Int J Biol Macromol,2005,36(5) :283.
[8] 郭立玮.中药制药工业对膜科学技术的重大需求与关键问题[J].
中草药,2009,40(12) :1849.
[9] 曹云台,郭立伟,施栋磊,等. 陶瓷膜应用于中药精制的研究进展
[J].中草药,2010,41(2) :314.
[10] Finkel T,Holbrook N J. Oxidants,oxidative stress and the biology of ag-
ing[J]. Nature ,2000 ,408(6809) :239.
[11] 王迪浔,金惠铭. 人体病理生理学[M]. 北京:人民卫生出版社,
2008:11.
[12] De ZwartLL,Meerman JH,Commandeur JN,et al. Biomarkers of fre-
eradical damage applications in experimental animals and in human
[J]. Free Radic BiolMed,1999,26(1) :202.
[13] Sairam RK,Singh DV,Srivaatava GC. Changes in activities of antioxi-
dant enzymes in sunflower leaves of different age[J]. Biol Plant,2003,
47(1) :61.
[14] 海力茜,陶尔大洪,康金森,等.新疆红芪水提物对 D -半乳糖致衰
老小鼠氧自由基代谢的影响[J].中国中药杂志,2007,32(8) :729.
[15] 钟星明,江丽霞,肖 海,等.葛根素抗衰老作用的研究[J].时珍国
医国药,2006,17(12) :2430.
[16] 戚晓利,徐秀芳,魏晓东.当归对 D -半乳糖衰老模型小鼠抗氧化
系统的研究[J].黑龙江医药科学,2003,26(1) :2.
[17] 李盛青,徐大量,林 辉.玉竹抗衰老有效部位的药效筛选[J]. 中
药新药与临床药理,2008,19(3) :57.
[18] 池凤好,陈媛媛,范瑞强.二至丸加味方对 D -半乳糖所致衰老模
型大鼠体内自由基和免疫功能的影响[J]. 广州中医药大学学报,
2008,25(4) :343.
[19] 陈丽艳,刘君星,施晓光.中药四君子汤抗衰老的实验研究[J]. 黑
龙江医药,2006,19(5) :363.
[20] 郭晓峰,冯玉华,赵延龙,等.大黄 虫丸、当归补血汤对 D -半乳糖
至衰小鼠肝组织中的 SOD活性和 MDA含量的影响[J]. 中国实验
方剂学杂志,2011,17(3) :197.
收稿日期:2011-11-14; 修订日期:2012-02-20
基金项目:科技部国际科技合作项目(No. 2008DFA31050) ;河北省自然科学基金(No. C2010001795) ;河北省唐山市科学技术研究与发展计划
(No. 07130206A - 1)
作者简介:郑永强(1974-) ,男(汉族) ,河北唐山人,现任河北联合大学附属医院主管检验师,硕士学位,主要从事糖尿病肾病研究工作.
* 通讯作者简介:韩淑英(1959-) ,女(蒙古族) ,内蒙古通辽人,现任河北联合大学基础医学院教授,硕士学位,主要从事中药防治糖尿病和心血管疾病
工作.
荞麦黄酮复方制剂对糖尿病大鼠肾损伤的抑制作用
郑永强1,薛 玲2,李晓军1,韩 婷3,王建行4,韩淑英3*
(1.河北联合大学附属医院,河北 唐山 063000; 2.河北联合大学公共卫生学院,河北 唐山 063000;
3.基础医学院,河北 唐山 063000; 4.河北联合大学冀唐学院,河北 唐山 063000)
摘要:目的 观察荞麦黄酮复方制剂(FBC)对糖尿病大鼠肾脏损伤的抑制作用并探讨其可能的机制。方法 雄性 SD 大
鼠用高脂饲料和 STZ建立大鼠 2 型糖尿病模型,随机分为模型对照组(蒸馏水 10 ml·kg -1·d -1) ,阳性药物组(消渴丸
0. 83 g·kg -1) ,FBC低、高剂量组(FBC 0. 6,1. 2 g·kg -1) ;另取正常鼠为正常对照组(蒸馏水 10 ml·kg -1·d -1) ,各组
大鼠灌胃给药连续 8 周。观察大鼠一般状况,用血糖仪测空腹血糖(FBG)、24 h尿蛋白定量、血和尿肌酐、内生肌酐清除
率、双肾指数、血和肾组织内皮素(ET - 1)及糖基化终产物(AGEs)、肾组织病理改变。结果 与正常对照组比:模型组
FBG明显升高,肾重指数和 24h尿蛋白排泄量明显升高,而内生肌酐清除率却明显降低,血和肾组织 ET - 1、AGEs升高及
肾组织形态结构有明显改变;高、低剂量 FBC能不同程度的改善上述指标的变化,明显降低血糖,增加肾肌酐清除率,肾
组织 ET - 1、AGEs含量明显低于模型组,FBC可使肾损伤明显减轻,且高剂量作用更明显,与消渴丸组相近。结论 FBC
对 STZ所致糖尿病大鼠肾损伤有明显的抑制作用,其机制可能是通过降低血糖,抑制 AGEs、ET - 1 形成从而减少肾损伤。
关键词:荞麦黄酮复方制剂; 糖尿病肾病; 肾损伤; 抑制作用
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2012. 06. 055
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2012)06-1441-03
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2012 VOL. 23 NO. 6 时珍国医国药 2012 年第 23 卷第 6 期