作者:赵海龙,刘瑞,梁欣,海春旭
【摘要】 目的: 探讨维生素a,e,c(va,ve,vc)的抗氧化作用及其剂量反应关系. 方法 : 钙沉淀法提取雄性sd大鼠肝微粒体. 采用四氯化碳(ccl4), vc/fe2+和过氧基异丙苯(chp) 三种激发剂建立大鼠肝微粒体脂质过氧化(lpo)模型,比色法测定丙二醛(mda) 含量,观察va,ve和vc三种维生素对mda的抑制作用. 结果: va浓度在25~100 μmol/l范围时, 对三种模型中各浓度组mda的含量均有抑制作用,最高抑制率分别为(81.2±8.6)%,(98.1±13.8)%和(85.1±2.4)%,显著低于对照组(p<0.05),在chp模型中,va浓度在10 μmol/l时其mda的含量升高. ve浓度在100~1000 μmol/l范围时, ccl4和vc/ fe2+两种模型各浓度组的mda含量均显著低于对照组(p<0.05),最高抑制率分别为(62.3±5.5)%和(95.5±7.4)% ;在chp模型中,当ve浓度在750~1000 μmol/l时其mda含量降低;最高抑制率仅为(18.7±2.1)%. vc浓度在2500 μmol/l时,三种模型的mda含量均显著低于对照组(p<0.05);最高抑制率分别为(83.6±5.9)%,(25.0±3.0)%和(90.4±7.8)%. 结论: va,ve和vc在三个模型中均有较强的抗氧化作用,且存在一定的剂量效应关系,其中va抗氧化能力更强.
【关键词】 维生素a; 维生素e; 抗坏血酸; 抗氧化作用;脂质过氧化作用
【abstract】 aim: to study the antioxidative activities of vitamin va,ve,vc, and their dose-effect relationship. methods: spraguedawley rats were killed and the livers were removed to isolate the microsomes by calcium ion precipitation. three kinds of microsomal lipid peroxidation(lpo) models stimulated by ccl4, vc/ fe2+ and cumine hydroperoxide (chp) were built respectively. the content of malondialdehyde (mda) was determined by colourimetry to observe the inhibition rate of three vitamins to mda. results: in all models, compared with control group, the content of mda decreased significantly (p<0.05)with vitamin a in range of 25-100 μmol/l, and the highest inhibition rates of vitamin a reached (81.2±8.6)%,(98.1±13.8)% and (85.1±2.4)% respectively. in the chp model, the content of mda increased when the concentration of vitamin a was 10 μmol/l. in models stimulated by ccl4 and vc/ fe2+, compared with control group, the content of mda decreased significantly(p<0.05) with vitamin e in range of 100-1000 μmol/l, and the highest inhibition rates of vitamin e reached (62.3±5.5)% and (95.5±7.4)%. and in the chp model, the content of mda decreased when the concentration of vitamin e ranged from 750 μmol/l to 1000 μmol/l, with the highest inhibition rates of only(18.7±2.1)%. in the three models, compared with control group, the content of mda with 2500 μmol/l of vitamin c decreased significantly(p<0.05), and the highest inhibition rates of vitamin e reached (83.6±5.9)%,(25.0±3.0)% and(90.4±7.8)%. conclusion: in all models, the three vitamins investigated have effective antioxidative effects in a doseeffect relationship. but vitamin a has a comparatively stronger effect.
【keywords】 vitamin a; vitamin e; ascorbicacid; antioxidation; lipid peroxidation
0引言
维生素a,e,c(va,ve,vc)在预防肿瘤、动脉粥样硬化和糖尿病等方面具有重要作用,其营养和抗病作用与抗氧化作用密切关联[1-3]. 本实验主要针对三种维生素在体外微粒体脂质过氧化(lipid peroxidation,lpo)模型中的反应,避免机体复杂因素的干扰,通过测定lpo反应产物丙二醛(malondialdehyde, mda) 的含量,综合 分析 和比较va,ve,vc三种维生素抗氧化作用的强度以及剂量反应关系.
1材料和方法
1. 1材料
二级sd雄性大鼠20只,体质量180~200 g(第四军医大学实验动物中心);dα生育酚,硫代巴比妥酸(31fiobarbituric acid,tba),过氧基异丙苯(cumine hydroperoxide, chp),6磷酸葡萄糖(glucose 6phosphate,g6p),6磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose6phosphate dehydmgenase,g6pd), 3k30 型台式高速冷冻离心机(美国sigma公司);mda标准品(德国merck公司);辅酶ⅱ(nicotinamideadenine dinucleotide phosphate, nadp)(美国genview公司);牛血清白蛋白(华美试剂公司);抗坏血酸、硫酸亚铁和四氯化碳(cci4)等均为国产分析纯; 722型光栅分光光度计(山东高密分析仪器厂).
1. 2方法
1.2.1大鼠肝微粒体的制备[4-5]大鼠禁食24 h,颈椎脱臼处死, 迅速取出肝脏, 用预冷的生理盐水洗去血污, 吸干称质量. 剪碎, 按5 ml/g 肝湿质量的比例加入ph=7.4 的250 mmol 蔗糖tris/hcl缓冲液, 用电动匀浆器制成匀浆. 操作全过程在0~4℃下进行. 采用钙沉淀法提取肝微粒体, -20℃保存. 用前1 ml/g 肝湿质量比例用预冷的0.15 mol/l kcl 悬浮. 蛋白含量采用lowrys法测定.
1.2.2va,ve,vc溶液的制备 ① va溶液: 取经60℃水浴的va 164.1 mg(1 mol/g)溶于10 ml 950 ml/l的乙醇中;② ve溶液:取dα生育酚215.4 mg溶于10 ml二甲基亚砜中;③ vc溶液:抗坏血酸264.2 mg溶于双蒸水中,并用0.5 mol/l的hcl和0.5 mol/l的naoh调ph至7.4. 避光保存,备用.
1.2.3微粒体vc/fe2+ lpo激发模型反应体系中的基本缓冲液为tris/hcl (0.1 mol/l, ph=7.4)与kcl (0.15 mol/l) 按2∶3比例混合配制. 把溶解好的va,ve,vc三种维生素,再分别配置成5个不同浓度剂量组. va溶液浓度为10,25,50,75,100 μmol/l;ve溶液浓度为100,250,500,750,1000 μmol/l;vc溶液浓度为100,200,500,1000,2500 μmol/l. 每个浓度设3个平行样,同时设1个空白对照及3个阳性对照(用乙醇代替va溶液,二甲基亚砜代替ve溶液,蒸馏水代替vc溶液). 反应体系中含缓冲液1.1 ml,0.5 mmol/l feso4 0.15 ml,0.15 mol/l vc 0.15 ml,微粒体悬浮液和不同浓度的va,ve,vc溶液各0.15 ml. 37℃水浴15 min, 0.61 mol/l三氯醋酸6.0 ml终止反应, 3000 r/min离心10 min,取上清2 ml加入2 ml 0.05 mol/l tba,100℃水浴15 min,冷却, 在波长535 nm处比色,读取a值. 比色法测各组mda含量,按下列公式 计算 mda生成抑制率[7]:mda生成抑制率=[(mda阳性对照-mda样品)/mda阳性对照]×100%.
1.2.4微粒体chp lpo激发模型缓冲液的配制、分组及实验步骤同1.2.3. 反应体系中含缓冲液1.1 ml,1 mmol/l chp 0.15 ml,微粒体悬浮液和不同浓度的va,ve,vc溶液各0.15 ml.
1.2.5微粒体ccl4 lpo激发模型反应贮备液含基本缓冲液150 ml,0.255 g g6p,0.3 mg g6pd,30 mg辅酶ⅱ(nicotinamideadenine dinucleotide phosphate, nadp),9 ml h2o,新鲜配制, 应用 液为储备液稀释10倍. 反应体系中含缓冲液2.2 ml,应用液0.01 ml,ccl4/乙醇(3∶100)微粒体悬液0.3 ml和不同浓度的va,ve,vc (va和ve 浓度不变,vc 浓度配置成30,60,200,800,1500 μmol/l)溶液各0.15 ml.
统计学处理:数据以x±s表示. 采用spss 12.0统计软件进行方差 分析 ,同时进行组间多重比较,多重比较采用lsdt检验.
2结果
2.1va对ccl4,chp和vc/fe2+激发的三种微粒体lpo模型的 影响 与阳性对照相比,va在微粒体ccl4 和vc/fe2+ lpo激发模型中,在各给药浓度下mda含量均有显著下降(p<0.05),随着va增高,mda含量相应降低. 其中va对vc/fe2+模型抑制作用最强,抑制率为(98.1±13.8) %. 在微粒体chp lpo激发模型,当va 浓度在10 μmol/l 时,mda含量升高,抑制率为(-28.7±3.5)%. 当va 浓度在25~100 μmol/l范围内随着浓度的增高,与阳性对照相比较,mda含量显著下降(p<0.05,表1). 表1va 对三种微粒体lpo激发模型的影响 (略)
2.2ve 对ccl4,chp 和vc/fe2+激发的三种微粒体lpo模型的影响与阳性对照相比,ve在ccl4 和vc/fe2+微粒体lpo模型中,在各给药浓度下mda含量均有显著下降(p<0.05). 在ccl4 模型中,750,1000 μmol/l 两个浓度对mda含量的减少与500 μmol/l 相比较差异无统计学意义(p>0.05). 在vc/fe2+ 模型中浓度在750 μmol/l 时,对mda含量的减少与浓度在500 μmol/l 时差异无统计学意义(p>0.05). 在chp模型中,当浓度在100~500 μmol/l范围内时,mda含量增加,而当浓度在7500~1000 μmol/l范围内时,mda含量减少(表2). 表2ve对三种微粒体lpo激发模型的影响 (略)
2. 3vc对ccl4,chp 和vc/fe2+激发的三种微粒体lpo模型的影响
在chp模型中,mda含量与阳性对照相比,浓度在100~200 μmol/l 范围时,显著升高(p<0.05);浓度在500~2500 μmol/l 范围时含量显著降低(p<0.05). 在vc/fe2+ 模型中,mda含量与阳性对照相比,浓度在100~1000 μmol/l 时显著升高(p<0.05);当浓度在2500 μmol/l 时显著降低(p<0.05). 在ccl4 模型中,mda含量与阳性对照相比浓度在30~60 μmol/l 范围时,含量显著升高(p<0.05);当浓度在200~1500 μmol/l 范围内显著降低(p<0.05,表3). 表3vc对chp和vc/fe2+激发的两种微粒体lpo模型的影响 (略)
3讨 论
微粒体是肝脏内质网中含有一系列生物学活性的组织提取物,利用该体系与lpo关系密切的特点,加入一定的自由基激发因子,可以作为 研究 自由基反应特点的模型,也可以作为筛选抗氧化剂的有效模型.
lpo反应的结果是自由基攻击多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,pufa)裂解生成mda等终产物,因此测定mda含量能较好地反映lpo的水平. 本研究采用的三种微粒体lpo模型分别代表了不同的激发体系. 通过测定va,ve ,vc 在三种微粒体lpo模型中对mda的含量影响,比较它们的抗氧化强度.
本研究结果表明,va对ccl4 和vc/fe2+,活化的lpo有较强的抗氧化作用,提示其作用主要与抑制ccl4和vc的生成有关. 对chp 活化的lpo和超氧阴离子自由基的拮抗效应也不弱,当在低浓度10 μmol/l 时,抑制率出现负值(-28.7±3.5),说明mda含量较对照组升高,表现出促氧化的作用,随着浓度的升高,mda含量相应减少,表现出较强的抗氧化作用. ve的抗氧化作用与va相似,所不同的是ve在浓度较低时参与chp活化的lpo的刺激作用,使mda含量增加;当ve浓度增高时所呈现的抗氧化作用依然较弱. vc对微粒体lpo的影响与反应体系中fe2+含量有关,vc/fe2+、构成的激发对可活化微粒体lpo, 当加入一定剂量fe2+时,一部分vc就会与之共同起lpo活化作用,因此只有加大vc浓度至一定水平时才会克服其与fe2+活化的lpo. 同样,在其它体系中低浓度vc有轻度的lpo刺激作用,也与反应体系中存在微量fe2+或其它2价离子有关,这就是vc对微粒体lpo的影响呈“双向作用”的主要原因之一,也是vc在不同体系中活性差别的原因所在. 这一结果提示,在实际应用或接近生理条件下的vc剂量范围内,当有一定剂量的铁存在时,vc与铁构成自由基激发对,具有刺激组织细胞mda生成作用.
综上所述,va,ve ,vc三种维生素在三个模型中均有较强的抗氧化作用,存在一定的剂量效应关系,且va 抗氧化能力更强.
【 参考 文献 】
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