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影响辐射小鼠肝脏 SOD及 MDA活性
的孔石莼多糖研究
张宸阁1，高雯欣2，卢卫红1
(1．哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090;
2．黑龙江省质量监督检测研究院，黑龙江 哈尔滨 150010)
摘 要:目的:了解不同相对分子量段孔石莼多糖对因辐射导致小鼠肝脏 SOD及 MDA活性含量改变的
影响。方法:将通过膜分离纯化得到的三种不同相对分子量段的孔石莼多糖 (≧ 100ku、30 ～ 100ku 及
≦ 30ku)分别给相应设置的三个实验组小鼠进行灌服，另设辐照对照组和空白对照组;辐照后制备各组
动物的肝脏组织匀浆，对其 SOD和 MDA活性进行测定，并对其结果进行比较。结果:孔石莼多糖对辐
射降低 SOD活性及提高 MDA活性均有一定的抑制作用，其中 30 ～ 100ku和≦ 30ku 两种相对分子量的
孔石莼多糖的抑制作用最为显著，具有显著性差异(P ＜ 0. 01)。结论:相对分子量低的孔石莼多糖对辐
射引起小鼠肝脏组织氧化损伤具有一定的抑制作用，由此推断相对较低的分子量段孔石莼多糖具有一
定的抗辐射抗氧化作用。
关键词:孔石莼;多糖;多糖铁;辐射;SOD;MDA
中图分类号:R285． 5 文献标识码:A 文章编号:1002 － 2406(2012)01 － 0111 － 04
基金项目:总装备部 921 应用系统生命分系统课题(涉密) ;哈尔滨工业大学 985 学科后备带头人培育计划(2010 － 2013)
作者简介:张宸阁(1985 －) ，男，硕士研究生，主要从事功能性食品与极端环境营养学方向研究。
通讯作者:卢卫红(1970 －) ，女，副教授，硕士研究生导师，主要从事药食同源成分与极端环境营养研究。
收稿日期:2011 － 03 － 14
修回日期:2011 － 04 － 10
Ulva Polysaccharides on Inhibiting Formation of Mice Bone Marrow
Micronuclei Induced by Radiation
ZHANG Chen － ge1，GAO Wen － xin2，LU Wei － hong1
(1． Department of Food Science and Engineering，Harbin Institute of Tech. ，Harbin 150090，China;
2． Heilongjiang Provincial Quality Supervision and Inspection Institute，Harbin 150010，China)
Abstract:Objective:To explore the role of the different molecular weight polysaccharide from Ulva pertusa and
polysaceharide － iron complex on antagonizing the radiation － induced micronuclei formation of mice bone mar-
row cells. Methods:Three different molecular weight polysaccharides(≧ 100kDa，30 ～ 100kDa and≦ 30kDa)
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from Ulva pertusa who was isolated by membrane injected mice by gastric perfusion. A positive and a negative
groups were set as contrast groups. Preparation the slurry of liver organs after irradiation，the activity of SOD
and MDA of the slurry were determined and compared. Results:The polysaccharide of Ulva pertusa could sig-
nificantly decrease the SOD＇ activity and increase the MDA＇ activity after radiation. Furthermore，the polysac-
charide form Ulva pertusa with relative molecular weight of 30 ～ 100ku and ≦ 30ku have significantly inhibi-
ting effects on the activity of SOD and MDA(P ＜ 0. 01). Conclusion:It is suggested that the polysaccharide
form Ulva pertusa with low relative molecular weight have significantly inhibiting effects on the liver organs oxi-
dative damage of mice after radiation，and the polysaccharide form Ulva pertusa with low relative molecular
weight have some functions of resisting radiation and antioxidation.
Key words:Ulva pertusa Kjellm;Polysaccharide;Polysaceharide － iron complex;Radiation;SOD;MDA
孔石莼(Ulva pertusa Kjellm)是一种石莼科石莼属
的大型绿藻，俗称为海白菜、海菠菜、猪母菜、海葛茵
等。广泛分布于西太平洋沿海，在我国辽宁、河北、山
东和江苏等沿海均有分布，资源十分丰富［1］。其味甘
咸，性寒，有降低胆固醇和清热解毒、软坚散结、利水减
压的功效。在民间常利用其与其它药用植物配合来治
疗中暑、颈淋巴结肿、甲状腺肿、疮疔、急慢性肠胃炎、
高血压、水肿和小便不利、喉炎等病症［2 － 3］。
孔石莼藻体中含有大量多糖，均以杂多糖形式存
在，水解后可得到多种单糖，包括鼠李糖、葡萄糖、木
糖、三碳糖、褐藻糖、甘露糖、半乳糖、和阿拉伯糖
等［2］。孔石莼中含有四种相对分子量的水溶性多糖
(151. 7、64. 5、58. 0 和 28. 2ku)［4］。有研究显示，孔石
莼多糖具有降血脂，抗病毒，抗肿瘤活性，降胆固醇，抗
凝血以及治疗心血管疾病等作用［5］。
为了进一步了解不同相对分子量段孔石莼多糖在
体内条件下对辐照所致哺乳动物肝组织损伤的抑制作
用，为孔石莼多糖用于抗辐射作用提供实验依据。实
验以小鼠肝脏组织 SOD 及 MDA 活性作为实验依据，
对不同相对分子量段孔石莼多糖拮抗辐照致肝组织损
伤的作用进行了探索。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
孔石莼藻体，采集自大连沿海。昆明种小鼠 30
只，6 ～ 10 周龄，体质量 18 ～ 22g，均为雄性，由黑龙江
中医药大学实验动物中心提供。MDA 和 SOD 试剂
盒，由南京建成生物公司提供。
1. 2 仪器与设备
CLINAC21EX 医用电子直线加速器(VARIAN 公
司，哈尔滨医科大学第四医院提供) ;微滤膜(0. 45μm，
0. 25μm，上海市新亚净化器件厂) ;超滤膜(30ku，
100ku)、超滤杯(上海市摩速科学器材有限公司)。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 不同分子量孔石莼多糖的制备
孔石莼藻体粉末经 85%乙醇 80℃回流 3 次，离
心，取沉淀在 40℃下减压干燥，得到脱脂及醇溶性色
素的孔石莼藻体。乙醇回流后藻体用 20 倍蒸馏水于
100℃水浴下搅拌提取 1h，过滤，取滤液，滤渣再重复
提取 2 次，弃滤渣，合并 3 次提取的滤液。浓缩后，加
入 4 倍体积 95%乙醇进行沉淀，离心，弃上清，得到粗
多糖。
通过 Sevag 法对粗多糖进行脱蛋白，重复 2 次。
经过除蛋白处理后的多糖进行滤纸抽滤处理，之后分
别用 0. 45μm和 0. 25μm 微滤膜进行预处理，以除去
浸提液中的大分子物质。
选择 30Ku和 100Ku两种分子量的超滤膜对预处
理后的多糖进行超滤分级，最终将多糖分为≧ 100Ku
分子量、30 ～ 100Ku分子量及≦ 30Ku分子量三种不同
分子量段多糖。
1. 3. 2 模型的建立及肝组织匀浆的制备
将小鼠随机分为≧ 100Ku 分子量多糖组、30 ～
100Ku分子量多糖组、≦ 30Ku 分子量多糖组，以及空
白对照组和辐照对照组，每组 6 只。
对三个不同分子量段组的小鼠分别进行对应分子
量段多糖药品灌胃，多糖药品的浓度均为 20mg /ml，每
天 1 次，每次 0. 2mL，连续灌胃 21 天;空白对照组及辐
照对照组灌服等体积蒸馏水。第 21 天灌胃后，除空白
对照组外各组均通过医用电子直线加速器进行 4. 0Gy
剂量辐照。剂量率为 1. 00Gy /min，照射野为 20cm ×
20cm，皮源距为 100cm，辐照后 24h 颈椎脱臼法处死
小鼠。
迅速取出小鼠的肝脏组织，在生理盐水中清洗后
置于研钵中，向其中注入少许液氮，用钵杵进行快速研
磨，使肝脏组织充分匀浆化。向研钵中加入一定体积
的 0. 86%冷生理盐水，充分混合后转移至离心管，补
充生理盐水至加入生理盐水的总体积为肝脏自身重量
的 9 倍，制备成 10%的肝组织匀浆。利用离心机以
2 000r /min的转速离心 10min，弃沉淀取上清备用。
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1. 3. 3 肝脏组织匀浆蛋白含量的测定
肝脏组织匀浆蛋白含量通过考马斯亮蓝法来测
定［6］。
试剂配制:1)BSA 标准溶液的配制:在 100mL 蒸
馏水中加入 20mg BSA，即为 200μg /mL 的 BSA 原液。
2)考马斯亮蓝 G － 250 试剂的配制:在 50mL 95%(V /
V)的乙醇中加入 100mg 的考马斯亮蓝 G － 250，充分
溶解后加入 120mL 的 85%(W/V)磷酸，用蒸馏水定
容到 1 000mL。配制好的考马斯亮蓝 G － 250 试剂转
移至棕色瓶当中于常温下可保存 1 个月。
标准曲线测定:经测定 0 ～ 200μg /mL BSA标准曲
线如图 1 所示，得到回归方程:y = 0. 005x + 0. 017，
R2 = 0. 999 1。
图 1 考马斯亮蓝法测定蛋白的标准曲线
样品测定:取出根据标准曲线的测定范围稀释的
样品溶液 1mL，取考马斯亮蓝 G － 250 试剂 5mL 加入
其中后充分进行震荡混合，经过 2min 染色后，在
595nm波长测吸光度 OD595值，并将其代入标准曲线求
出样品相应的蛋白浓度。
1. 3. 4 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定
按南京建成公司 SOD试剂盒说明书来加入试剂。
试剂加入后，充分混匀，在室温下放置 10min，用
1cm光径比色杯于波长 550nm 处，用蒸馏水进行调
零，进行 OD值的测定。
备注:在预实验中通过抑制率计算公式等最终确
定实验中所取的蒸馏水及样本量为 0. 001mL。
计算公式:
SOD活力 =对照管吸光度 －测定管吸光度
对照管吸光度
÷
50% ×反应液总体积
取样量
×蛋白含量
抑制率 =对照管吸光度 －测定管吸光度
对照管吸光度
1. 3. 5 脂质过氧化物(MDA)含量测定
按南京建成公司 MDA 试剂盒说明书来加入
试剂。
通过漩涡混匀器将其混匀后，将试管口用保鲜膜
扎紧，并用针头在上面捅一个小孔，置于 95℃下水浴
40min，取出后在流水下对其冷却。之后在 4 000r /min
转速下进行低速离心 10min，取上清，用 1cm光径比色
杯在波长 532nm 处，用蒸馏水进行调零，测得各管的
OD值。
通常情况下，每批当中应做标准管，标准空白管以
及测定空白管 1 ～ 2 支，但由于在预实验当中发现测定
管中的蛋白含量不是太高，因而测定空白管没有测定，
而是由标准空白管进行替代。
肝组织中 MDA含量计算公式:
MDA含量 =测定管吸光度 －测定空白管吸光度
标准空白管吸光度
×
标准品浓度 ÷蛋白含量
2 结果与分析
通过 1. 3. 4 所示方法测定各组小鼠肝组织 T －
SOD含量，结果如表 1，图 2 中所示。
从表 1 中可看出，空白对照组中 SOD 含量最高，
相较之下，其他经辐照处理组的 SOD含量低很多(P ＜
0. 01)。表明 4. 0Gy 剂量的辐照能导致小鼠肝脏中
SOD活性显著降低。
表 1 各组肝组织 SOD和 MDA含量比较(珋x ± s)
组别 n
SOD含量
(U /mgprot)
MDA含量
(nmol /mgprot)
空白对照组 6 462. 56 ± 10. 14 6. 85 ± 0. 27
辐照对照组 6 294. 31 ± 7. 28 10. 27 ± 0. 56
≧ 100ku多糖组 6 310. 25 ± 11. 21* 10. 31 ± 0. 37
30 ～ 100ku多糖组 6 321. 74 ± 5. 24＊＊ 8. 62 ± 0. 19＊＊
≦ 30ku多糖组 6 363. 93 ± 6. 10＊＊ 8. 93 ± 0. 43＊＊
注:与辐照对照组相比，* P ＜ 0. 05，＊＊P ＜ 0. 01。
图 2 各组肝脏组织 SOD含量比较柱形图
从图 2 可明显看到，相较于辐照组，各多糖给样组
的 T － SOD均有所升高，其中≧ 100ku 多糖组有一定
的提高(P ＜ 0. 05) ，而 30 ～ 100ku 多糖组和≦ 30ku 多
糖组两组则有更为明显的提高(P ＜ 0. 01) ，故而可知
三种分子量段多糖对辐照降低 SOD 含量有一定的抑
制作用，其中较小的两种分子量段多糖的这种抑制作
用更为明显。
通过 1. 3. 5 所示方法测定各组小鼠肝组织 MDA
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含量，结果如表 1，图 3 中所示。
从表 1 中可看出，空白对照组中 MDA 含量最低，
与之相比，其他各组经辐照后 MDA 含量均有明显上
升(P ＜ 0. 01)。表明 4. 0Gy剂量的辐照能导致小鼠肝
脏中 MDA含量显著升高。由于 MDA 能使酶分子中
氨基酸发生交联、肽链断裂，形成新的聚合物，从而产
生新的大分子，使原来酶活性丧失或改变，破坏细胞的
膜结构，使膜内外离子交换紊乱加速自由基的产
生［7］，故而可推测 4. 0Gy 剂量辐照对小鼠脏器细胞膜
结构有不同程度的损害作用。
图 3 各组肝组织 MDA含量比较柱形图
从图 3 中各组的对比可看出，辐照可明显增加肝
脏组织当中的 MDA 的含量。与辐照对照组比较，≧
100ku 多糖组的 MDA 含量并无明显变化，而 30 ～
100ku多糖组和≦ 30ku 多糖组两组则出现了较为明
显的减少(P ＜ 0. 01)。由此可知 30 ～ 100ku和≦ 30ku
两个分子量段的多糖对辐照提升 MDA 含量有较为明
显的抑制作用。
3 讨论
随着科学水平的提高及核能技术在各领域的推广
和发展普及，使得核能与人们平常的生活密不可分，正
因为这样，人体受到放射线辐射伤害的机会也大大增
加。前不久日本福岛核电站放射性物质泄露，对海面
及周边领域造成了大面积的放射性污染，对周围地区
和国家的居民造成了伤害，这在无形当中都促使着人
们加大开展对抑制辐照危害的研究。辐射对机体造成
损害，其间接作用于机体内水分子，可产生大量的自由
基，对机体细胞和组织产生氧化伤害作用。
自由基能攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸，引发
脂质过氧化作用，并因此形成丙二醛 MDA 等脂质过
氧化物。MDA 具有细胞毒性，会引起蛋白质、核酸等
生命大分子的交联聚合，对机体细胞造成损伤［8］。因
此测定 MDA的量常常可反映机体内脂质过氧化的程
度，间接反映出细胞损伤的程度。超氧化物歧化酶
(SOD)能清除掉超氧阴离子自由基(O －2 ·) ，保护细
胞使其免受损伤，故而其在机体的氧化与抗氧化的平
衡当中起着至关重要的作用［9］。
通过对 SOD活性和 MDA含量测定的结果比照发
现，30 ～ 100ku和≦ 30ku两个分子量段的多糖在小鼠
辐照后均明显提升了其肝脏中 SOD 的活性并有效降
低了其 MDA 的含量，显示这两个分子量段的多糖对
肝脏有一定的辐射损伤保护作用。
本研究实验通过不同组小鼠肝脏组织 SOD 及
MDA活性含量测定比较对不同分子量段孔石莼多糖
致辐照引起的小鼠机体氧化损伤的抑制作用进行了初
步研究。结果显示，在三种分子量段的孔石莼多糖组
中，小鼠的 SOD 活性与辐照对照组的相比，三个多糖
组均有显著性差异(P ＜ 0. 05 或 P ＜ 0. 01) ，其中 30 ～
100ku和≦ 30ku 两个分子量段多糖组均具有明显的
差异(P ＜ 0. 01) ;小鼠的 MDA活性与辐照对照组的相
比，≧ 100ku分子量段多糖组无显著性差异，而 30 ～
100ku和≦ 30ku 两个分子量段多糖组均具有明显的
差异(P ＜ 0. 01)。说明低分子量段孔石莼多糖对辐照
引起的小鼠肝脏的氧化伤害产生了明显的抑制作用。
从本次实验的结果，可以初步得出这样的结论:低
分子量段孔石莼多糖对小鼠肝脏组织的氧化损伤具有
一定的保护功能，可作为临床上应用辐照进行肿瘤理
疗及其他高辐射环境下作业时的辅助用药，对于降低
辐照致动物肝脏组织损伤具有重要的意义。但是，全
面评价孔石莼多糖抑制辐照的肝脏组织氧化损伤作
用，揭示其抗诱变作用的物质基础和机理，以及单一分
子量段孔石莼多糖抗辐射抗氧化的量效关系还需要进
一步的深入研究。
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