褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠肝臟和胰腺的影響

褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠肝臟和胰腺的影響

趙守彰張建軍

【摘要】目的 探討褐藻寡糖對(duì)小鼠抗冷應(yīng)激對(duì)能力和冷應(yīng)激對(duì)小鼠肝臟和胰腺的影響。方法 將小鼠隨機(jī)分成五組，每組8只。分別用生理鹽水和0.75%、1.5%、3%不同濃度的褐藻寡糖進(jìn)行灌胃，每只每天灌胃量0.3～0.5 ml，連續(xù)灌胃4周。之后對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別在（-5±1）℃條件下進(jìn)行冷應(yīng)激試驗(yàn)，觀察應(yīng)激前、后體重的變化、存活時(shí)間及行為改變；待小鼠死亡后，分別取出肝臟和胰腺，用電子天平稱重，并計(jì)算其系數(shù)。系數(shù)＝臟器（mg）/體重（g）×100%。結(jié)果 冷應(yīng)激時(shí)，小鼠表現(xiàn)為聚堆、肌肉震顫、心率加快、呼吸急迫、尿、糞潴留或失禁，體重降低；存活時(shí)間1.5%褐藻寡糖組高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）；肝臟和胰腺系數(shù)提高。結(jié)論 褐藻寡糖能夠提高小鼠的抗冷應(yīng)激能力，肝臟和胰腺不同程度參與了冷應(yīng)激反應(yīng)，肝臟較胰腺活動(dòng)明顯。

【關(guān)鍵詞】褐藻寡糖；冷應(yīng)激；小鼠；肝臟；胰腺

作者單位：110101沈陽(yáng)，遼寧醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院

寡糖也即低寡糖（Oligosaccharides），是指2～10個(gè)單糖在脫水縮合作用下，糖苷鍵連接所構(gòu)成的有支鏈的低度聚合糖類總稱。寡糖在生命體內(nèi)廣泛存在，在參與生命活動(dòng)中其形式為綴合物［1-3］。依據(jù)其生物學(xué)功能，寡糖可分為普通寡糖和功能性寡糖兩種類型。功能性寡糖指的是有特殊生理學(xué)功能的寡糖，其已成為現(xiàn)代生物學(xué)研究重點(diǎn)。功能性寡糖來(lái)源十分廣泛，在飼料、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥及食品等行業(yè)均具有生理活性，因此廣受人們關(guān)注。在帶電性與結(jié)構(gòu)方面，海洋性寡糖具有類似于內(nèi)源性寡糖的性質(zhì)，且其潛在活性使用價(jià)值較高［4-7］。海洋性寡糖中的代表為褐藻寡糖（Brown alginate oligosaccharides）、瓊膠寡糖與幾丁寡糖等，其中褐藻寡糖對(duì)于臨床而言，其抗癌功效十分顯著，且理論研究支持將其作為新型抗炎藥物研制原料［8-9］。動(dòng)物在遭受體外或體內(nèi)非特異性、有害因子刺激時(shí)，常會(huì)表現(xiàn)出防御反應(yīng)或機(jī)能障礙，也即應(yīng)激反應(yīng)，應(yīng)激時(shí)機(jī)體面對(duì)內(nèi)部或外界逐漸多刺激形成非特異性反應(yīng)總和。應(yīng)激性刺激可給動(dòng)物生理功能、生長(zhǎng)及行為造成程度不同的影響，若應(yīng)激強(qiáng)，極易導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)許多異常反應(yīng)［10］。有研究表明，寡糖在增強(qiáng)動(dòng)物免疫力以及抗應(yīng)激等方面有明顯作用［9］。本實(shí)驗(yàn)研究目的是分析褐藻寡糖給小鼠抗冷應(yīng)激能力造成的影響，探討冷應(yīng)激對(duì)小鼠胰腺及肝臟的影響，為抗應(yīng)激反應(yīng)、預(yù)防應(yīng)激疾病相關(guān)藥物的開(kāi)發(fā)提供有效依據(jù)。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)小鼠為昆明種系，40只，四周齡，雌雄不限，由沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心提供。

1.2實(shí)驗(yàn)藥品與試劑

褐藻寡糖，為干粉，由中國(guó)海洋大學(xué)提供。給藥量按體表面積比率折算成等效計(jì)量，為0.3 g/kg［11］，褐藻寡糖的濃度分別為0.75%、1.5%和3%，冷藏保存。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

將小鼠隨機(jī)分成五組，一個(gè)正常組，一個(gè)對(duì)照組，三個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每組8只，自動(dòng)飲水取食。給藥采用灌胃法，正常組和對(duì)照組用生理鹽水灌胃，實(shí)驗(yàn)組分別用0.75%、1.5%、3%不同濃度的褐藻寡糖進(jìn)行灌胃，每只每天灌胃量0.3～0.5 ml，連續(xù)灌胃4周。之后分別取對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組小鼠6~8只，放在冰箱冷藏室中的自制溫控箱中進(jìn)行冷應(yīng)激。溫控箱為帶蓋的塑料箱，其中放入冰塊，將溫度控制在（-5±1）℃左右，將每組小白鼠編號(hào)，每?jī)芍环湃胍粋€(gè)箱子中，定時(shí)更換箱子中的冰塊，使溫度維持恒定，觀察并記錄應(yīng)激前后體重的變化、存活時(shí)間及行為改變。待小鼠死亡后，常規(guī)手術(shù)取出肝臟和胰腺（正常組小鼠麻醉后取出肝臟和胰腺），用電子天平稱重，計(jì)算其系數(shù)。系數(shù)=臟器（mg）/體重（g） ×100%。

1.4數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果用SPSS 16.0軟件統(tǒng)計(jì)分析，文中數(shù)據(jù)以（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）表示。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間的差異性采用單因素方差分析（One Way ANOVA）和Tukey’s多重比較，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1褐藻寡糖對(duì)小鼠抗冷應(yīng)激能力的影響

褐藻寡糖對(duì)小鼠抗冷應(yīng)激能力的影響見(jiàn)表1。表1表明，飼喂不同濃度褐藻寡糖的冷應(yīng)激小鼠，其存活時(shí)間均高于對(duì)照組，但無(wú)劑量關(guān)系。1.5%褐藻寡糖能夠提高小鼠的抗冷應(yīng)激能力，提高冷應(yīng)激小鼠的存活時(shí)間（P＜0.05）。冷應(yīng)激時(shí)，各組小鼠均表現(xiàn)為聚堆、肌肉震顫、心率加快、呼吸急迫、尿、糞潴留或失禁。應(yīng)激后小鼠的體重均低于應(yīng)激前，但實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組沒(méi)有差異（P ＞0.05）。同時(shí)我們觀察到，褐藻寡糖能夠促進(jìn)小鼠的生長(zhǎng)、發(fā)育，提高小鼠的體重。以不同濃度的褐藻寡糖灌胃小鼠4周后，其體重均高于對(duì)照組，且劑量關(guān)系明顯（見(jiàn)表1）。1.5%和3%褐藻寡糖組與對(duì)照組差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1　褐藻寡糖對(duì)小鼠抗冷應(yīng)激能力的影響 （　±s）

表1　褐藻寡糖對(duì)小鼠抗冷應(yīng)激能力的影響 （　±s）

注：*與對(duì)照組相比，P＜0.05。

組別　應(yīng)激前體重（g）應(yīng)激后體重（g）存活時(shí)間（h）對(duì)照組　25.82±1.36　24.15±1.17　9.00±1.29 0.75%褐藻寡糖　27.12±1.77　25.54±0.92　10.00±2.16 1.5%褐藻寡糖 31.17±2.23*　29.76±2.33　13.75±2.33*3%褐藻寡糖　37.33±1.39*　35.69±0.57　10.25±1.66

2.2褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠肝臟系數(shù)的影響

褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠肝臟系數(shù)的影響見(jiàn)圖1。圖1可見(jiàn)，冷應(yīng)激小鼠的肝臟系數(shù)與沒(méi)有冷應(yīng)激的對(duì)照組比較，差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。0.75%的褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠肝臟系數(shù)的升高與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。隨著褐藻寡糖濃度的升高，冷應(yīng)激小鼠的肝臟系數(shù)減小，并具有一定的劑量關(guān)系。但1.5%組的小鼠肝臟系數(shù)仍高于對(duì)照組（P＜0.05）。

2.3褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠胰腺系數(shù)的影響

褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠胰腺系數(shù)的影響不同于肝臟（見(jiàn)圖2）。冷應(yīng)激小鼠的胰腺系數(shù)高于沒(méi)有冷應(yīng)激的正常組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。1.5%的褐藻寡糖能夠升高冷應(yīng)激小鼠胰腺系數(shù)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。0.75%和3%褐藻寡糖組小鼠的胰腺系數(shù)均低于對(duì)照組，但差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3　討論

應(yīng)激學(xué)說(shuō)提出于1936年，提出者為加拿大病理學(xué)家Selye，指的是內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定或平穩(wěn)被外部或內(nèi)部傷害性刺激擾亂后的狀態(tài)。應(yīng)激性刺激可在一定程度上影響動(dòng)物生理功能、生長(zhǎng)及行為，不同刺激造成的內(nèi)分泌反應(yīng)模式給機(jī)體造成不同的生物學(xué)效應(yīng)。對(duì)于冷刺激，動(dòng)物的生理性反應(yīng)，先是通過(guò)交感神經(jīng)的興奮，發(fā)揮神經(jīng)調(diào)節(jié)作用，然后是下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)和下丘腦-垂體-甲狀腺系統(tǒng)興奮，避免應(yīng)激刺激損害機(jī)體，這是在漫長(zhǎng)的生物進(jìn)化中逐步建立并慢慢完善的防御反應(yīng)［10,12］。多糖、寡糖、糖綴合物為生物體內(nèi)必不可少的信息物質(zhì)，可對(duì)所有細(xì)胞接觸過(guò)程進(jìn)行參與。細(xì)胞表面上存在的寡糖在不同細(xì)胞間的識(shí)別、通訊及相互作用，細(xì)胞代謝、胚胎發(fā)生、信號(hào)傳遞、細(xì)胞黏附與運(yùn)動(dòng)等方面均發(fā)揮著重要作用，最近有研究發(fā)現(xiàn)，寡糖不止是通過(guò)綴合物形式發(fā)揮作用，許多寡糖自身即具備重要生理功能［6-7］。

圖1　褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠肝臟系數(shù)的影響 ；圖2 褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激小鼠胰腺系數(shù)的影響

我們的研究結(jié)果表明，褐藻寡糖能夠提高冷應(yīng)激小鼠的肝臟和胰腺系數(shù)，從而提高小鼠的抗冷應(yīng)激能力。哺乳動(dòng)物在冷應(yīng)激下的主要生理反應(yīng)是減少機(jī)體的散熱、增加機(jī)體產(chǎn)熱，從而維持體溫的恒定及正常的生理活動(dòng)。冷應(yīng)激下的散熱和產(chǎn)熱變化，受自主神經(jīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的雙重調(diào)節(jié)，也與肝臟和胰腺的功能活動(dòng)相關(guān)。冷應(yīng)激對(duì)小鼠肝臟系數(shù)影響較小，這與李鵬等人的研究急性冷應(yīng)激組與對(duì)照組肝臟結(jié)構(gòu)無(wú)明顯變化相一致［13］，這說(shuō)明短時(shí)間的寒冷刺激并不能使肝臟的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。但是褐藻寡糖能夠增加冷應(yīng)激小鼠的肝臟系數(shù)。這可能是褐藻寡糖促進(jìn)體內(nèi)蛋白質(zhì)合成，抑制蛋白質(zhì)分解的作用，使組織中蛋白質(zhì)沉積增加，從而提高了小鼠的肝細(xì)胞活性，增加了小鼠肝臟的代謝能力，使小鼠的抗冷應(yīng)激能力增強(qiáng)［6］。冷應(yīng)激可影響小鼠胰腺，冷應(yīng)激時(shí)，胰腺系數(shù)高于正常組小鼠，表明冷應(yīng)激可能增加了小鼠的胰腺細(xì)胞的活性，使胰島素、胰高血糖素分泌增加，促進(jìn)糖代謝，從而提高小鼠的抗冷應(yīng)激能力。而褐藻寡糖能進(jìn)一步提高胰腺的活性，增強(qiáng)抗冷應(yīng)激能力，可能是源于增加的胰島素促進(jìn)機(jī)體的合成代謝，胰高血糖素促進(jìn)糖原分解、糖原異生和脂肪分解，從而使血糖保持在一定水平。這與王金濤等人在雛雞慢性冷應(yīng)激中胰島素和胰高血糖素隨應(yīng)激時(shí)間延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)的研究結(jié)果相一致［14］。

綜上所述，褐藻寡糖能夠提高小鼠的抗冷應(yīng)激能力，肝臟和胰腺不同程度參與了小鼠的冷應(yīng)激反應(yīng)，肝臟在冷應(yīng)激中的活動(dòng)較胰腺明顯，表明褐藻寡糖對(duì)冷應(yīng)激下肝臟的激活作用強(qiáng)于對(duì)胰腺的作用。

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Effect of Brown Alginate Oligosaccharides on Liver and Pancreas of Cold Stressed Mouse

ZHAO ShouzhangZHANG JianjunLiaoning College of Medicine Vocational， Shenyang 110101， China

【Abstract】

Objective To study the effects of brown alginate oligosaccharides on anti-cold stress ability of mouse and on liver and pancreatic. Methods Mice were divided into 5 groups in random （n=8）. NaCl of 0.9% and brown alginate oligosaccharide of 0.75%， 1.5% and 3% were affused into stomach respectively. Affusing capacity was 0.3～0.5 mlper mouse per day and lasted for 4 weeks. Then， cold stress were carried out on the conditions of （－5±1）℃ respectively for accord groups andtest groups， and observed the changes on body weight before and after stress， survival time and behavioral alteration. After death， liver and pancreatic were took out and weighted by electric scale and calculated their coefficients. Coefficient =viscera（mg）/ weight（g）×100%. Results Under the condition of cold stress， it showed that mice were clustering， muscle tremor， respiration and heart rate speed up， urine and fecal retention or incontinence， body weight decreased. Survival time of 1.5%brown alginate oligosaccharides group was higher than that of control group，the difference was significant（P < 0.05）. The coefficient of liver and pancreatic increased. Conclusion Brown alginate oligosaccharides can improve the capacity of anti-cold stress ability of mouse. Liver and pancreatic participates in cold stress activities to different extents. The actions of liver are more obvious than that of pancreatic in cold stress.

【Key words】Brown alginate oligosaccharides， Cold stressed， Mouse， Liver， Pancreas

doi:10.3969/j.issn.1674-9316.2015.19.146

【中圖分類號(hào)】R3

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1674-9316（2015）19-0188-03