耿廣琴,楊雅麗,王 晶,黃 勇
(甘肅中醫(yī)學院基礎醫(yī)學院,甘肅蘭州730000)
衰老是一個復雜的多環(huán)節(jié)生物學過程,是生物界普遍存在的一種自然現(xiàn)象,是一切多細胞生物隨著時間的推移而表現(xiàn)出的各個細胞和器官功能的不可逆地、全面地、逐漸地喪失[1]。衰老雖不可逆轉,但可以緩解[2]。當今世界人口老齡化問題日趨嚴重,我國老齡化問題尤為嚴峻。面對衰老帶來的諸多社會、生活問題,開展老年醫(yī)學及老年生物學方面的研究,探討延緩衰老的方法,成為當前醫(yī)學界的研究熱點之一。甘肅道地中草藥黨參具有補中、益氣、生津之功效。研究報道顯示:注射或服用黨參水提物可以增強體質,提高人體免疫力,延緩衰老[3-4]。本實驗以D-半乳糖建立致衰老小鼠模型,研究黨參水提物對衰老模型小鼠肝腎SOD活性、MDA含量和超微結構的影響,旨在探討中藥黨參保肝護腎抗衰老的機制,以使其更好地發(fā)揮藥用價值,同時為中醫(yī)藥延緩衰老機制提供科學依據(jù)。
PF級昆明種小鼠100只,2月齡,雌雄各半,體質量(18±2)g,購自甘肅中醫(yī)學院科研實驗動物中心,合格證號:SCXK(甘)2011-0001。
黨參,采自甘肅岷縣,經甘肅中醫(yī)學院中藥學教研室鑒定為白條黨參。取黨參100 g,分2次煎煮,第1次加10倍量水煎煮1 h,第2次加6倍水煎煮1 h,合并兩次提取液,過濾后,濃縮成含生藥0.5 g/mL的水煎劑,置4℃冰箱備用,水煎液每5 d制備1次。D-半乳糖,美國Sigma公司產品,臨用前用生理鹽水配制成12 g/L,備用;考馬斯亮藍測定試劑盒(批號20130819)、丙二醛(MDA)試劑盒(批號20130726)、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(批號20130726),均購自南京建成生物工程研究所。BS224S型電子天平,賽多利斯科學儀器有限公司產品;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,鄭州杜甫儀器廠產品;XYJ80-20型離心機,金壇市恒豐儀器廠產品;XW-80A型旋渦混勻器,上海精科實業(yè)有限公司產品;VIS-723N型紫外可見分光光度計,北京瑞利分析儀器有限公司產品;JEOL-1230透射電子顯微鏡,日本電子公司產品。
將100只小鼠,隨機分為正常對照組、模型對照組和黨參水提物低、中、高劑量組5組,每組20只,雌雄各半。模型對照組、黨參水提物各劑量組每日每只小鼠頸背部皮下注射質量分數(shù)50 g/L的 D-半乳糖溶液,注射量為0.025 mL/g,正常對照組注射等體積量生理鹽水。采用灌胃給藥法,黨參水提物低、中、高劑量組每日上午按相當于生藥量5,10,15 g/kg劑量給藥,正常對照組、模型對照組灌服等體積生理鹽水,與造模同步,連續(xù)42 d。
于末次給藥2 h后,稱量各組小鼠體質量;斷頭處死小鼠,迅速剖取胸腺、脾、肝、腎,用預冷的4℃生理鹽水洗凈表面殘血,備用。
1.4.1 胸腺、脾臟指數(shù)
將胸腺、脾臟用濾紙吸干,電子天平稱量質量,臟器指數(shù)=內臟質量(mg)/體質量(g)。
1.4.2 SOD 活性、MDA 含量
分別取大鼠肝、腎組織塊約0.3 g,用預冷的生理鹽水制備成100 g/L的肝勻漿和腎勻漿,3 000 r/min離心5 min,上清液 -20℃凍存,用于SOD活性、MDA含量測定。SOD活性測定采用黃嘌呤氧化酶法,MDA含量測定采用硫代巴比妥酸法(TBA)法,組織蛋白含量的測定采用考馬斯亮蘭法。具體操作按照試劑盒說明書進行。
1.4.3 超微結構觀察
取大鼠肝及腎皮質組織結構1 mm3,分別固定于1/15 mol/L磷酸緩沖液(PBS)配制的30 g/L戊二醛固定液中2 h;PBS液漂洗3次,每次10 min;10 g/L鋨酸固定 1.5 h;PBS液漂洗 3次,每次10 min;500,700,800,900,1000 g/L 乙醇梯度脫水,每次10 min;純丙酮脫水2次,每次10 min;EPON-812環(huán)氧樹脂∶純丙酮(1∶1)浸透2 h;EPON-812環(huán)氧樹脂包埋;聚合(35℃ 24 h,45℃ 24 h,65℃24 h);半薄切片,甲苯胺藍染色,光鏡下定位;超薄切片,透射電子顯微鏡觀察。
采用SPSS13.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準誤差(mean±SDs)表示,組間比較采用one-way ANOVA分析。以P<0.05為差別有統(tǒng)計學意義。
與正常對照組對比,模型對照組胸腺指數(shù)下降,差別有統(tǒng)計學意義(P<0.01);與模型對照組對比,黨參水提物3個劑量組胸腺指數(shù)增高,但差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與正常對照組對比,模型對照組脾臟指數(shù)降低,但差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與模型對照組對比,黨參水提物3個劑量組脾臟指數(shù)均升高,但差別均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。
表1 各組小鼠胸腺指數(shù)、脾指數(shù)對比 mean±SDs
正常對照組肝臟中SOD活性顯著高于模型對照組(P<0.01),黨參水提物低、中、高劑量組肝臟中SOD活性均高于模型對照組,其中高劑量組肝臟中SOD活性較之差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。正常對照組腎臟中SOD活性顯著高于模型對照組(P<0.01);黨參水提物低、中、高劑量組腎臟中SOD活性均高于模型對照組,其中中、高劑量組腎臟中SOD活性較之差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01)。與模型對照組小鼠對比,正常對照組和黨參水提物低、中、高劑量組小鼠肝臟組織中MDA含量均降低,其中正常對照組、高劑量組較之差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與模型對照組對比,正常對照組和黨參水提物低、中、高劑量組小鼠腎臟組織中MDA含量均降低,其中正常對照組、黨參水提物中、高劑量組較之差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P <0.01)。見表2。
表2 各組小鼠肝、腎中SOD活力、MDA含量對比 mean±SDs
肝臟超微結構變化見圖1。正常對照組肝細胞核呈橢圓形,核膜平整光滑,核周少量異染色質,胞質內細胞器豐富,粗面內質網、線粒體、核糖體等結構正常。模型對照組肝細胞核體積相對于正常略有縮小,核異染色質增多,胞質內局部細胞器線粒體、內質網數(shù)量明顯減少,殘留較多糖原顆粒,及少量脂滴,并可見部分胞質內線粒體腫脹。黨參水提物低劑量組肝細胞胞質內部分線粒體腫脹。黨參水提物中劑量組肝細胞核形態(tài)正常,胞質內線粒體結構正常,內質網輕中度擴張。黨參水提物高劑量組肝細胞結構正常。
腎臟超微結構變化見圖2。正常對照組腎近曲小管上皮細胞結構、胞質內線粒體正常,游離面致密,微絨毛結構排列整齊。模型對照組腎小管上皮細胞胞質內線粒體腫脹、體積增大,線粒體嵴溶解,減少。黨參水提物低劑量組腎小管上皮細胞胞質細胞器腫脹,游離面微絨毛稀疏、脫落或完全消失。黨參水提物中劑量組腎小球內部分毛細血管節(jié)段系膜細胞、系膜基質輕度增生,但程度明顯輕于模型對照組,足細胞足突結構基本正常。黨參水提物高劑量組大部分腎小管上皮細胞胞質內細胞器結構正常,僅見少量線粒體腫脹。
圖1 各組小鼠肝臟超微結構(×10 000)
圖2 各組小鼠腎臟超微結構(×10 000)
中醫(yī)學認為:衰老是整體性的、退行性的變化過程,而五臟虛損是衰老整體變化中的核心部分。隨著年齡增長,機體五臟逐漸虛損,最終五臟皆虛,而盡終其天年。五臟虛損不僅是衰老的特征表現(xiàn),也是導致衰老的重要原因[5]。五臟之中,腎與衰老的關系最為密切[6],肝與衰老的關系也非常明朗[7]?!澳I元盛則壽延,腎元衰則壽夭”(《醫(yī)學正傳》),人體衰老與否,以及衰老的速度、衰老的程度、壽命的長短主要取決于腎氣的強弱。肝與衰老的關系始載于《靈樞·天年》,曰:“五十歲,肝氣始衰,肝葉始薄,膽汁始滅,目始不明……”此明確提出了肝在衰老過程中居于先導地位[8]。本研究結果顯示:模型對照組肝、腎中SOD活性明顯下降,MDA含量升高,胸腺指數(shù)下降,符合衰老的一些病理學特征[9-10],表明本實驗衰老模型的建立是成功的。給予動物模型黨參水提物后,可阻止衰老的發(fā)展,其中黨參水提物高劑量組諸指標基本恢復或接近正常水平,表明:黨參可以通過提高肝、腎SOD活性,顯著降低體內MDA含量,減輕脂質過氧化對機體造成的損傷,對延緩衰老能起到了積極作用。
電鏡觀察結果表明:與正常對照組對比,模型對照組肝臟超微結構出現(xiàn)了明顯異常改變,主要表現(xiàn)為細胞核體積相對縮小,胞質內線粒體腫脹,線粒體、內質網數(shù)量明顯減少。給予黨參水提物后,中劑量組肝臟超微結構明顯改善,高劑量組肝細胞結構恢復正常。與正常對照組對比,模型對照組腎小管上皮細胞胞質內線粒體腫脹,嵴溶解、減少。給予黨參水提物后,中、高劑量組腎臟超微結構的異常變化明顯緩解。線粒體是細胞內能量合成的主要場所,內質網是蛋白質的合成與加工的部位,細胞作為生物體結構與功能的基本單位,只有保持其完整性,才能正常完成各項生命活動??梢婞h參可以抑制衰老導致的小鼠肝、腎組織超微結構的異常變化,對維持細胞結構的完整性、維持細胞正常生理功能起到了重要的作用。從衰老致小鼠肝、腎超微結構的變化程度來看,腎臟的損傷程度明顯大于肝臟的損傷程度、這與肝、腎中SOD活性、MDA含量的變化一致,這或許是因為,相對于腎臟,肝臟自我修復和代償能力較強。
綜上所述,黨參水提物可增強機體的抗氧化能力,減輕脂質過氧化對機體造成的損傷,延緩肝、腎細胞超微結構變化,具有保肝護腎,減慢衰老進程的作用,其中高劑量的效果更為理想。
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