虾青素对衰老大鼠肾脏自由基的影响

张涛 赵佳晖 曹建民 周海涛 朱超

摘 要：研究虾青素对衰老大鼠肾脏自由基代谢的影响。采用D-半乳糖腹部皮下注射建立衰老模型，对衰老大鼠进行6周的虾青素营养干预，24只SFP级SD大鼠经适应性喂养后分为3组：对照组、衰老组、虾青素+衰老组，每组8只。实验周期42d，衰老组，虾青素+衰老组腹腔注射100mg/kg剂量的D-半乳糖，对照组注射生理盐水。虾青素干预组灌胃20mg/kg的虾青素，其他组灌胃等量蒸馏水。实验结束后即刻取材，测试各组大鼠肾组织内SOD、γ-GCS活性及MDA含量的影响。结果显示，SOD、γ-GCS的活性，衰老组较安静组显著降低（P<0.01）；虾青素干预组较衰老组显著升高（P<0.01）；MDA含量，衰老组较安静组显著升高（P<0.01）；虾青素干预组较衰老组显著降低（P<0.01）。由此得出结论，虾青素对D-半乳糖致衰大鼠肾脏自由基代谢水平具有较好的改善作用。

关键词：衰老 大鼠 虾青素 肾脏 自由基

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（b）-0214-02

虾青素（Astlxanthin）广泛存在于自然界，作为类胡萝卜素合成的最高级别产物，具有特殊结构。国内外大量研究已证实虾青素具有极强的抗氧化活性，在提高免疫力，预防肝肾损伤、肿瘤、心血管疾病等疾病的发生与发展，延缓衰老等方面具有积极的促进作用[1]。本实验通过观察虾青素对D-半乳糖致衰老鼠肾脏组织超氧化物歧化酶（SOD）、γ-谷氨酸半胱氨酸合酶（γ-GCS）的活性和丙二醛（MDA）的含量的影响，探讨其对衰老大鼠肾脏自由基代谢水平的影响。

1 实验材料与方法

1.1 实验动物与分组

雄性三月龄SD大鼠24只，体重（392.52±13.83）g，由北京斯贝福生物技术有限公司提供，动物许可证编号：SCXK-2016-002；动物级别：SPF。按照各大鼠体重，以区组法分为3组：分为对照组（C组）、衰老组（S组）、虾青素+衰老组（AS组），每组8只。动物饲料的许可证号为：SCXK（军）2007-005，产自军事医学科学院实验动物中心；动物饲养环境温度为（24±2）℃，湿度为50%～60%；进行分笼饲养，每个鼠笼5只，自由饮食饮水，按照其自然的昼夜节律变化。

1.2 实验材料

虾青素由北京绿色金可生物技术股份有限公司提供，货号：AX-02P，浓度为2%。D-半乳糖由麦克林试剂有限公司提供，CAS号：59-23-4，MDL号：MFCD00151230。

1.3 干预方法

1.3.1 衰老鼠造模

S、AS组每天上午6：30采用腹部皮下注射D-半乳糖建立衰老鼠模型[2]，注射42天。D-半乳糖剂量为100mg/kg.d，溶剂为生理盐水。C组则采用等量生理盐水的安慰性注射。

1.3.2 虾青素营养干预

AS组每天中午12：00采用灌胃方法摄入虾青素，干预时间42天。依据大鼠体重，灌胃20mg/kg·d剂量[3]的虾青素，以蒸馏水为溶剂。其他组的大鼠以等量蒸馏水作为安慰剂灌胃。

1.4 指标测试

测试指标：SOD、MDA、γ-GCS；测试方法：比色法。

1.5 统计学方法

实验数据采用SPSS统计学软件进行单因素分析，显著性水平为P<0.05，非常显著性水平为P<0.01。实验数据由平均数±标准差表示。

2 实验结果

2.1 D-半乳糖对大鼠肾脏组织自由基代谢的影响

SOD、γ-GCS的活性，衰老组较安静组非常显著降低（P<0.05）；MDA含量，衰老组较安静组略有下降，但不明显。

2.2 虾青素对衰老大鼠肾脏组织自由基代谢的影响

SOD、γ-GCS的活性，虾青素干预组较衰老组非常显著上升（P<0.01）；MDA含量，虾青素干预组较衰老组非常显著降低（P<0.01）。

注：C组比较：*表示P<0.05；与S组比较：#表示P<0.05，##表示P<0.01。

3 分析讨论

研究表明，大鼠在长期注射一定量的D-半乳糖溶液后，能够在机体内产生过多的活性氧（ROS），使得各器官抗氧化酶的活性降低，形成更多的超氧阴离子以及各种氧化产物等，从而引起细胞的损害，以致机体中许多器官和系统的功能性衰老[2]。经过多项实验证实，D-半乳糖溶液能够使许多细胞组织，出现类似衰老的退行性改变[4-5]。

MDA属于醛类，且为短链，它是脂质过氧化反应的最终产物。MDA的含量在一定的程度上，可以作为衡量组织脂质过氧化和细胞膜性结构损伤程度的指标；SOD是一种抗氧化酶，它以自由基为底物，与O2-结合生成H2O2，以此来清除组织内的自由基，因此可以用该指标作为组织内自由及代谢水平的指标；γ-GCS，是由重链和轻链构成的异二聚体，细胞内γ-GCS活性升高使 GSH合成加速，从而提高细胞内外GSH浓度，GSH与自由基反应而成为氧化型GSH（GSSG），从而保护组织、细胞免受自由基攻击和损伤，可作为反映组织内自由基代谢水平的指标。而本实验中衰老组大鼠经过六周的腹部皮下注射后，肾脏组织中SOD、γ-GCS酶活性都存在非常显著性下降，MDA有略微上升但不顯著，明确表明肾脏组织中抗氧化酶活性降低，自由基代谢水平明显下降；MDA含量有略微上升，虽然不显著，但也反映了肾脏组织中过氧化反应增强，出现衰老现象。而虾青素干预组由于虾青素具有极强的抗氧化作用，有效的改善了SOD、γ-GCS的活性，降低了MDA的生成量。其原因可能为：虾青素结构端含有较长共扼双键，且末端含有不饱和羟酮基，可以与肾脏靶细胞结合，末端未配对电子与自由基或活性氧离子结合，加速清除淬灭注射D半乳糖引发的肾脏自由基和活性氧的增多。

4 结语

天然虾青素对衰老大鼠肾脏自由基代谢有良好的改善作用。

参考文献

[1] 陶姝颖，明建.虾青素的功能特性及其在功能食品中的应用研究进展[J].食品工业，2012，33（8）：110-115.

[2] 赵凡凡，周玉枝，高丽，等.D-半乳糖致衰老大鼠模型的研究进展[J].药学学报，2017，52（3）：347-354.

[3] 海璇隽，凌雪萍，卢英华.虾青素对正常小鼠与衰老模型大鼠免疫指标的影响[J].厦门大学学报：自然科学版， 2013，52（5）：703-709.

[4] Qu Z，Zhang J，Yang H，et al.Protective effect of tetrahydropalmatine against D-galactose induced memory impairment in rat [J].Phgsiology&Behavior;， 2016，154（11）：114.