发酵乳杆菌CQPC07 抑制醋酸铅诱导的大鼠铅毒性损伤效果研究

何丽红 张 静*

(重庆化工职业学院环境与质量检测学院,重庆401228)

重金属无法被生物分解,并能通过食物链富集,且可能转化为毒性更强的金属有机化合物[1]。近年来重金属污染已引起广泛关注。重金属铅是一种具有亲和性、蓄积性的重金属,其毒性较大,能够损伤大脑和神经组织,并积累在肾脏和肝脏,引起急、慢性肾病和肝病,最终造成机体多种器官系统性损伤[2]。

发酵食品中的乳酸菌不仅可以降解食品中的亚硝酸盐,还具有降胆固醇、抗氧化、调节肠道健康多种作用[3]。随着对乳酸菌研究的不断深入,有研究发现,一些乳酸菌对重金属有着良好的抗性和吸附性能[4]。利用生物修复重金属中毒有众多优点,如原料广泛、成本低、操作简单、环保等,而且不会产生次生危害[5]。本研究利用实验室从传统发酵泡菜中分离得到的可食用乳酸菌发酵乳杆菌CQPC07,进行铅吸附能力的测试,确定LF-CQPC07 对铅吸附能力从而避免大鼠受铅毒性损伤的作用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

SD 大鼠:购置于重庆医科大学。

菌种:发酵乳杆菌CQPC07,专利保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心。

EDTA,美国Sigma 公司；白介素6 (IL-6)、IL-10, IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ),北京索莱宝公司；其余试剂均为国产分析纯。

Thermo Varioskan LUX 多功能酶标仪,美国赛默飞公司。

1.2 实验方法

1.2.1 动物实验设计方案

48 只6 周龄SPF 级雄性SD 大鼠经过一周适应性喂养后随机分为4 组,分别为正常组12 只,铅诱导组12 只,EDTA 组12只和LF-CQPC07 组12 只。正常组大鼠在整个实验周期中均自由进食AIG-93G 饲料以及自由饮用不含醋酸铅的饮用水。其余三组大鼠在自由进食AIG-93G 饲料的同时,从第一周到第十二周均自由饮用浓度为200mg/L 的醋酸铅溶液代替饮用水。EDTA组大鼠从第8 周至第12 周,每天注射浓度为50mg/L 的EDTA,LF-CQPC07 组从第1 周至第12 周每日灌胃1×109CFU/kg (b.w) LF-CQPC07。12 周后,所有大鼠禁食12 小时后使用乙醚麻醉,经眼眶静脉取血后处死,使用液氮收集大鼠心脏、肝脏、肾脏、脑组织后放入-80°C 贮藏待用。

1.2.2 SD 大鼠血液、肝脏、肾脏和脑组织中铅含量的测定

精确量取0.0、0.4、0.8、1.2、1.6 和2.0mL 铅标准溶液置于50mL 容量瓶中,再分别加入2mL 含12.5%磷酸二氢铵和2.5%硝酸镁的混合溶液,然后用2%的硝酸定容。分别吸取20μL 上述不同浓度的标准溶液于石墨炉原子化器中测定吸光度并制作标准曲线。将收集的血液取500μL 和各个组织50mg 分别置于四氟乙烯消解罐中,加入5mL 硝酸进行消解,冷却后加入1mL 含12.5%磷酸二氢铵和2.5%硝酸镁的混合溶液并使用硝酸定容至25mL,加入20μL 定容后的溶液于石墨炉原子化器中测定吸光度,通过标准曲线计算铅的含量。

1.2.3 SD 大鼠血清指标的测定

取大鼠血清按照试剂盒操作方法测量血清中白介素6(IL-6)、IL-10, IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ) 细胞因子水平和根据试剂盒操作方法测定血清中δ-氨基-γ- 酮戊酸脱水酶(δ-ALAD)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)水平。

1.3 数据处理

平行进行三次血清和组织样品的测量,然后计算平均值。使用SPSS 软件对数据进行平均和分析。使用Duncan 多范围检验通过单因素方差分析评估各个组平均值之间的差异。p＜0.05的差异被认为具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 SD 大鼠血液、肝脏、肾脏和脑组织中铅含量分析

通过表中的数据可以发现,未经过醋酸铅溶液诱导过的正常组大鼠的血液、肝脏、肾脏和脑组织中的铅含量是所有组别中最低的(表1)。与之相反,铅诱导组大鼠血液、肝脏、肾脏和脑组织中的铅含量是所有组别中最高的。使用EDTA 药物和LF-CQPC07 干预后的大鼠血液、肝脏、肾脏和脑组织中的铅含量明显降低,干预效果好于EDTA 药物。不仅如此,通过数据的对比还能发现,经过醋酸铅诱导的大鼠,其血液中铅含量是最高的,远高于组织器官中的铅含量。因此可以推断,LF-CQPC07是一株优质的铅吸附乳酸菌。

表1 SD 大鼠血液、肝脏、肾脏和脑组织中铅含量

2.2 SD 大鼠血清炎症指标分析

表2 为SD 大鼠血清炎症指标的数据,发现正常组血清中的IL-1β,IL-6、TNF-α 和IFN-γ 水平是四组中最低的,IL-10 水平是四组中最高的。而铅诱导组IL-10 水平是四组中最低的,IL-1β,IL-6、TNF-α 和IFN-γ 水平是四组中最高的。EDTA 组和LF-CQPC 组的IL-1β,IL-6、TNF-α 和IFN-γ 水平与铅诱导组相比都呈下降的趋势,IL-10 水平与铅诱导组相比都呈上升的趋势,但LF-CQPC07 组的下降和上升趋势比EDTA 组更为明显。本研究结果显示LF-CQPC07 通过调控以上炎症因子来避免铅毒性造成的大鼠机体炎症损伤。

表2 SD 大鼠血液中炎症指标的含量

2.3 SD 大鼠血清ALT、AST、BUN、CRE 和δ-ALAD 指标分析

SD 大鼠血清中ALT,AST、δ-ALAD 酶活性和BUN、CRE含量如表3 所示。在四组大鼠中,正常组SD 大鼠ATL,AST 的酶活性最低,δ-ALAD 酶活性最高,BUN、CRE 含量最低。而肝脏相关ATL,AST 的酶活性在铅诱导组中最低,δ-ALAD 酶活性和肾脏相关BUN、CRE 含量在铅诱导组中最高。EDTA 组和LF-CQPC07 组大鼠的三种酶活性趋势和BUN、CRE 的含量与正常组相似,从酶活力和BUN,CRE 含量的数值上看,LF-CQPC07 的干预效果优于EDTA。

表3 SD 血清中ALT、AST、BUN、CRE 和δ-ALAD 的含量

3 结论

综上所述,LF-CQPC07 能够吸附体内的铅离子,减少血液和脏器中的铅含量。此外,LF-CQPC07 能减轻铅离子进入体内造成的炎症加剧和肝肾损伤,以更好地缓解铅对机体造成的损伤。由此看来,LF-CQPC07 是一株具有较强铅吸附能力的优良菌株。在未来,LF-CQPC07 仍具有更多的研究价值,其对人体铅离子造成的氧化应激作用和缓解其它重金属毒性等方面具有较大的潜力和研究价值。