丁麗婷,潘世杰,胡婕倫,鐘亞?wèn)|,趙明姣,吳?婷,方 芳,黃鉆元,聶少平,堯梅香,鐘虹光,謝明勇,*
(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中加食品科學(xué)技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室(南昌),江西 南昌 330047;2.江中食療科技有限公司,江西 九江 330000)
胃潰瘍是一種常見(jiàn)的消化性疾病[1-2],病因多樣[3-4],其形成與胃黏膜損傷密切相關(guān)[5-7],因此保護(hù)胃黏膜對(duì)預(yù)防胃潰瘍有著重要的意義。研究顯示,乙醇致急性胃黏膜損傷的發(fā)病率日益增高[8],因此乙醇成為不容忽視的胃黏膜損傷因子。目前針對(duì)胃黏膜保護(hù)手段主要有胃黏膜保護(hù)劑(如胃腸激素類、硫氫鍵類、鉍劑類、柱狀細(xì)胞穩(wěn)定劑和其他類)[9]及具有健胃養(yǎng)胃功效的天然提取物[10]。近年來(lái),有研究陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多糖對(duì)胃黏膜損傷具有一定的保護(hù)作用,表現(xiàn)出明顯的抗?jié)兓钚裕玷坭蕉嗵呛涂喙隙嗵峭ㄟ^(guò)抗炎、抗氧化、抗凋亡對(duì)胃黏膜起了相當(dāng)大的保護(hù)作用[2,11];石斛多糖通過(guò)抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡對(duì)胃黏膜上皮細(xì)胞起一定的保護(hù)作用[12];從猴頭菇分離純化的兩種多糖通過(guò)促進(jìn)胃黏膜的保護(hù)因子表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor,EGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2),抑制攻擊因子白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)分泌對(duì)胃黏膜起到預(yù)防保護(hù)作用[1];從墨西哥蕨藻(Caulerpa mexicana)分離的海藻硫酸多糖對(duì)乙醇誘導(dǎo)的胃損傷具有胃保護(hù)活性,其通過(guò)前列腺素介導(dǎo)和減少氧化應(yīng)激的機(jī)制調(diào)節(jié),而不受NO調(diào)節(jié)通路影響[13]。
燕麥多糖是以β-葡聚糖為主的水溶性膳食纖維,燕麥β-葡聚糖具有多種生理活性,如免疫調(diào)節(jié)、降血糖、降低膽固醇、調(diào)節(jié)腸道菌群等[14-16]。Jeong等發(fā)現(xiàn)從發(fā)酵大麥麩皮中提取的β-葡聚糖對(duì)乙醇誘導(dǎo)的胃黏膜損傷具有一定保護(hù)作用[17]。已有研究表明,燕麥β-葡聚糖可以在一定程度上維持腸黏膜屏障結(jié)構(gòu)和功能的完整性并改善腸黏膜機(jī)械屏障和生物屏障的損傷[18-19],然而針對(duì)胃黏膜保護(hù)作用的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用乙醇致小鼠急性胃黏膜損傷模型,探究燕麥多糖對(duì)胃黏膜損傷的保護(hù)作用,為以燕麥多糖為原料具有養(yǎng)胃功能特性食品的開(kāi)發(fā)利用提供理論參考。
SPF級(jí)昆明雄性小鼠(體質(zhì)量32~38 g)由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0011。小鼠飼料、墊料由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供。
燕麥品種為澳大利亞Bannister,為裸燕麥。
西咪替丁 美國(guó)Sigma公司;淀粉總量檢測(cè)試劑盒愛(ài)爾蘭Megazyme公司;IL-10、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、胃蛋白酶、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、NO、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、還原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、MDA酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒南京森貝伽生物科技有限公司;蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色液 上海碧云天生物科技有限公司;其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司;T6新世紀(jì)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;1260高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫公司;XS105電子分析天平 梅特勒-托利多(上海)儀器公司;自動(dòng)組織脫水機(jī)、組織包埋機(jī)、生物組織攤烤片機(jī)、輪轉(zhuǎn)式切片機(jī) 金華市科迪儀器設(shè)備有限公司;3K15高速臺(tái)式離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司;LAQUAtwin-Ph-3微量pH計(jì) 日本HORIBA公司;KZ-II組織破碎儀 武漢塞維爾生物科技有限公司;iMark酶標(biāo)儀 美國(guó)Bio-Rad公司;Aperio LV1病理切片掃描儀 德國(guó)Leica公司。
1.3.1 燕麥多糖的提取與制備
粉碎燕麥→加入10 倍體積82%乙醇溶液于水浴鍋,85 ℃加熱2 h→離心(4 800 r/min、10 min)除去上清液,置于通風(fēng)櫥揮發(fā)干過(guò)夜→加入10 倍體積蒸餾水,52 ℃、2 h→離心(4 800 r/min、10 min)得到上清液,沉淀繼續(xù)加10 倍體積蒸餾水,52 ℃、2 h,離心(4 800 r/min、10 min),合并兩次離心后的上清液→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮→加入0.8 mL/100 gα-耐高溫淀粉酶,95 ℃、2 h→加入0.1 mL/100 g糖化酶,60 ℃、30 min→加入0.2 mL/100 g蛋白酶,60 ℃、40 min→100 ℃滅酶15 min→冷卻后離心(10 000 r/min、10 min)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、加無(wú)水乙醇醇沉(醇沉?xí)r保證液體中乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%),靜置過(guò)夜→離心(10 000 r/min、10 min)除去上清液、復(fù)溶、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),用8 000~14 000 Da透析袋于蒸餾水中4 ℃透析3 d→離心(10 000 r/min、10 min)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、真空冷凍干燥。
1.3.2 燕麥多糖的基本理化性質(zhì)測(cè)定
中性糖、糖醛酸、蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別采用苯酚-硫酸法、硫酸-咔唑法、考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定;淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用淀粉總量檢測(cè)試劑盒測(cè)定。
采用高效凝膠滲透色譜法對(duì)燕麥多糖的平均分子質(zhì)量進(jìn)行表征。色譜條件:保護(hù)柱:UltrahydrogelTMGuard柱(6 mmh40 mm,10 μm);分離柱:UltrahydrogelTMLinear柱(7.8 mmh300 mm,10 μm);柱溫:35 ℃;流動(dòng)相:0.02 g/100 mL NaN3水溶液;流速:0.6 mL/min;進(jìn)樣量:20 μL。采用G1362A示差檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),示差檢測(cè)器溫度:35 ℃;紫外檢測(cè)器的波長(zhǎng)為280 nm。采用葡聚糖作為標(biāo)品,利用Chem-Station色譜工作站采集分析數(shù)據(jù)。用流動(dòng)相配制1.0 mg/mL的燕麥多糖及葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)溶液(Dextran T-10、Dextran T-40、Dextran T-50、Dextran T-70、Dextran T-500、藍(lán)色葡聚糖),過(guò)0.22 μm水系濾膜,然后進(jìn)樣分析。
1.3.3 乙醇致小鼠急性胃黏膜損傷模型的建立
60只雄性昆明小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后,按體質(zhì)量隨機(jī)分成6 組,分別為正常組、模型組、陽(yáng)性組以及燕麥多糖低(100 mg/kgmb)、中(200 mg/kgmb)、高(400 mg/kgmb)劑量組,每組10只。實(shí)驗(yàn)前對(duì)各組小鼠進(jìn)行稱質(zhì)量、標(biāo)號(hào)并記錄。灌胃期間記錄小鼠體質(zhì)量變化以及進(jìn)食、飲水、精神狀態(tài)等一般情況。根據(jù)體質(zhì)量變化調(diào)整灌胃劑量(0.1 mL/10 gmb),正常組、模型組灌胃生理鹽水,多糖組分別灌胃相應(yīng)劑量受試物,連續(xù)灌胃14 d,陽(yáng)性組持續(xù)灌胃生理鹽水12 d后,灌胃西米替?。?00 mg/kgmb)3 d。第14天,各組小鼠灌胃后均嚴(yán)格禁食不禁水12 h,期間亦禁止給予受試物。第15天開(kāi)始造模,各組均按相應(yīng)劑量正常灌胃對(duì)應(yīng)受試物,正常組和模型組灌胃對(duì)應(yīng)劑量生理鹽水。1 h后,除正常組外均按0.1 mL/10 g給予體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液,70 min后處死。
1.3.4 臟器指數(shù)測(cè)定
所有小鼠禁食不禁水12 h,稱量并記錄體質(zhì)量后,處死,取臟器(肝臟、腎臟、脾臟、胸腺)并用生理鹽水清洗,濾紙吸干后稱質(zhì)量,按公式(1)計(jì)算臟器指數(shù)。
1.3.5 胃液pH值的測(cè)定
小鼠處死后,剪開(kāi)腹部取出胃,從賁門(mén)處沿胃大彎剪開(kāi),取出小鼠胃內(nèi)容物,3 000 r/min離心10 min,取上清液,用微量pH計(jì)測(cè)定小鼠胃液pH值。
1.3.6 胃黏膜損傷表觀形態(tài)觀察
用生理鹽水洗凈胃上殘留內(nèi)容物后,濾紙吸干后把胃展開(kāi)平鋪在坐標(biāo)紙上并固定,拍照記錄后用Image J圖像處理軟件統(tǒng)計(jì)胃黏膜出血面積及對(duì)應(yīng)胃組織腺部總面積,按公式(2)、(3)分別計(jì)算胃黏膜損傷指數(shù)以及胃黏膜損傷抑制率[20-21]。
1.3.7 胃組織病理切片觀察
選取每只小鼠胃黏膜損傷最嚴(yán)重部位,切下約10 mmh2 mm的組織,固定于體積分?jǐn)?shù)4%福爾馬林溶液中,常規(guī)梯度脫水、包埋、切片、烤片,HE染色后置于病理切片掃描儀下200 倍放大觀察。
1.3.8 胃組織勻漿制備
將胃組織與磷酸鹽緩沖液(pH 7.4)按1∶9(m/V)混合,加入4 mm研磨珠,用組織破碎儀進(jìn)行破碎,制得體積分?jǐn)?shù)10%胃組織勻漿。將勻漿液3 500 r/min、4 ℃離心10 min,取上清液,置于-80 ℃保存以進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.3.9 胃組織生化指標(biāo)的測(cè)定
參照試劑盒說(shuō)明書(shū),測(cè)定胃組織勻漿上清液中的IL-10、LPS、VEGF、GSH、MDA水平及SOD、胃蛋白酶活力。
1.3.10 血清NO濃度的測(cè)定
小鼠血液室溫自然凝固后以3 000 r/min離心20 min,取上清液,參照試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定血清中NO濃度。
所有數(shù)據(jù)均重復(fù)測(cè)定3 次,使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。數(shù)據(jù)顯著性分析采用單因素方差分析和Duncan’s檢驗(yàn),P<0.05表示差異顯著。
從表1可以看出,燕麥多糖的中性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.70%,糖醛酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.14%,蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.77%,其中淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1%,表明在水提醇沉的基礎(chǔ)上采用酶解處理的方法從燕麥中提取到的主要成分為水溶性非淀粉多糖。圖1為燕麥多糖的高效液相凝膠滲透色譜圖。根據(jù)葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)曲線方程(lgmw=-0.604 3t+13.29,R2=0.995 3),計(jì)算得到燕麥多糖平均分子質(zhì)量為160 127.528 Da,與文獻(xiàn)[22]報(bào)道的結(jié)果相符,說(shuō)明所得為低分子質(zhì)量的燕麥多糖。
表1 燕麥多糖的基本理化性質(zhì)Table 1 Chemical composition of oat polysaccharides
圖1 燕麥多糖的凝膠滲透色譜圖Fig. 1 Gel permeation chromatogram of oat polysaccharides
灌胃期間,各組小鼠狀態(tài)正常、毛發(fā)光澤、活動(dòng)敏捷,無(wú)脫毛和死亡現(xiàn)象,并且進(jìn)食飲水無(wú)明顯變化;除正常組以外的各組小鼠經(jīng)體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液造模后相繼出現(xiàn)了步態(tài)不穩(wěn)、俯臥、震顫、肢體僵硬等現(xiàn)象,活動(dòng)明顯減少。小鼠體質(zhì)量可以直接反映其生長(zhǎng)情況,如圖2所示,各燕麥多糖低、高、中劑量組小鼠體質(zhì)量與正常組有相同的變化趨勢(shì),由于禁食,各組第15天體質(zhì)量下降,表明燕麥多糖對(duì)小鼠體質(zhì)量沒(méi)有影響。如表2所示,各實(shí)驗(yàn)組之間脾臟指數(shù)、腎臟指數(shù)、肝臟指數(shù)、胸腺指數(shù)均無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明乙醇致急性胃黏膜損傷模型小鼠的其他臟器無(wú)明顯損傷,燕麥多糖對(duì)小鼠無(wú)明顯毒副作用。
圖2 各組小鼠體質(zhì)量變化Fig. 2 Body mass change of mice in each group
表2 各組小鼠臟器指數(shù)Table 2 Visceral organ indexes of mice in each group
如圖3所示,正常組小鼠胃黏膜完整,胃壁光滑,呈淡紅色,表面可見(jiàn)黏膜皺襞,未見(jiàn)明顯糜爛潰瘍和出血等現(xiàn)象。對(duì)小鼠灌胃體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液后,模型組損傷最嚴(yán)重,損傷面積最大,可見(jiàn)粗大的出血條帶和大量的出血點(diǎn),說(shuō)明乙醇致小鼠急性胃黏膜損傷模型造模成功;提前灌胃西咪替丁和3種劑量的燕麥多糖均可在一定程度上緩解胃黏膜損傷,損傷面積、出血條帶和出血點(diǎn)數(shù)量不同程度地減少,其中陽(yáng)性組和燕麥多糖高劑量組效果最好,胃黏膜基本完整,只有個(gè)別出血點(diǎn),未見(jiàn)潰瘍、糜爛等情況。燕麥多糖組損傷情況與劑量呈一定關(guān)系,燕麥多糖組劑量越高,損傷面積越小,對(duì)胃黏膜損傷的保護(hù)作用越好。
圖3 各組小鼠胃黏膜損傷表觀形態(tài)Fig. 3 Observation of gastric mucosal injury in mice in each group
由表3可知,與正常組相比,模型組胃黏膜損傷指數(shù)顯著增高(P<0.05),陽(yáng)性組及燕麥多糖低、中、高劑量組與模型組相比,均能顯著降低胃黏膜損傷指數(shù),損傷抑制率分別為61.04%、49.42%、66.80%、76.04%(P<0.05),燕麥多糖對(duì)小鼠胃黏膜損傷指數(shù)和損傷抑制率均呈劑量依賴性趨勢(shì)。
表3 各組小鼠胃黏膜損傷指數(shù)及損傷抑制率Table 3 Gastric ulcer indexes and injury inhibition rates of mice in each group
如圖4所示,正常組小鼠胃組織結(jié)構(gòu)清晰完整,胃腺呈管狀整齊有序,未見(jiàn)胃黏膜上皮細(xì)胞脫落及充血現(xiàn)象,與此形成對(duì)比的是,模型組小鼠胃組織腺體結(jié)構(gòu)紊亂,局部區(qū)域大量出血,上皮細(xì)胞大量脫落,可見(jiàn)大量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。與模型組相比,預(yù)先給予小鼠燕麥多糖和西咪替丁可明顯改善胃黏膜的損傷狀態(tài),胃黏膜上皮細(xì)胞脫落、胃黏膜充血及腺體結(jié)構(gòu)紊亂情況有所緩解,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少。
圖4 各組小鼠胃組織病理學(xué)圖(×200)Fig. 4 Histopathological observation of gastric tissue in each group (× 200)
解剖小鼠胃發(fā)現(xiàn),正常未經(jīng)乙醇灌胃的小鼠胃里充滿未消化的墊料和少量飼料,胃液較少,未能進(jìn)行胃液pH值測(cè)定,而經(jīng)體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液灌胃的小鼠胃液分泌量明顯增多,如圖5所示,灌胃燕麥多糖高劑量組和陽(yáng)性組小鼠胃液pH值顯著高于模型組小鼠(P<0.05),而燕麥多糖低、中劑量組對(duì)比模型組pH值有所回升,但變化不顯著。
圖5 各組小鼠胃液pH值Fig. 5 pH of gastric juice in mice in each group
如圖6所示,模型組的胃蛋白酶活力顯著高于正常組,這表明給小鼠灌胃乙醇會(huì)導(dǎo)致該酶活力升高。提前灌胃西咪替丁能夠緩解由70%乙醇溶液引起的胃蛋白酶活力上升,并恢復(fù)到小鼠正常水平。對(duì)比模型組,灌胃低、中、高劑量燕麥多糖均能導(dǎo)致胃蛋白酶活力顯著降低(P<0.05),并使小鼠胃蛋白酶活力水平恢復(fù)至正常小鼠水平(P>0.05)。
圖6 各組小鼠胃組織胃蛋白酶活力Fig. 6 Pepsin activity in gastric tissue in each group
如圖7所示,與正常組相比,經(jīng)70%乙醇溶液處理的小鼠胃組織LPS質(zhì)量濃度顯著增加(P<0.05)。對(duì)比模型組,燕麥多糖低、中、高劑量組胃組織LPS質(zhì)量濃度均顯著下降(P<0.05),且回復(fù)到正常水平,與正常組相比無(wú)顯著差異(P>0.05)。
圖7 各組小鼠胃組織LPS質(zhì)量濃度Fig. 7 LPS content in gastric tissue in each group
如圖8所示,與正常組相比,70%乙醇溶液引起的胃黏膜損傷使得小鼠胃組織中IL-10質(zhì)量濃度顯著下降(P<0.05);高劑量燕麥多糖可以緩解乙醇導(dǎo)致的小鼠胃黏膜組織中IL-10質(zhì)量濃度的下降,與正常組無(wú)顯著差異。
圖8 各組小鼠胃組織IL-10質(zhì)量濃度Fig. 8 Content of IL-10 in gastric tissue in each group
如圖9所示,與正常組相比,經(jīng)乙醇處理后的小鼠胃組織中VEGF水平顯著下降(P<0.05);對(duì)比模型組,燕麥多糖低、中、高劑量組胃組織中VEGF質(zhì)量濃度顯著上升(P<0.05),并且與正常組無(wú)顯著差異(P>0.05)。
圖9 各組小鼠胃組織VEGF質(zhì)量濃度Fig. 9 Content of VEGF in gastric tissue in each group
如圖10所示,經(jīng)乙醇灌胃后,模型組小鼠血清NO濃度顯著低于正常組(P<0.05),而預(yù)先灌胃3 個(gè)劑量的燕麥多糖可以顯著緩解由乙醇導(dǎo)致的血清中NO濃度的降低(P<0.05)。
圖10 各組小鼠血清NO濃度Fig. 10 Content of NO in serum in each group
如圖11所示,與正常組相比,乙醇引起的胃黏膜損傷使得小鼠胃組織中SOD活力和GSH質(zhì)量濃度顯著降低,而MDA濃度顯著增加(P<0.05)。灌胃低、中、高3 個(gè)劑量的燕麥多糖均能顯著緩解乙醇導(dǎo)致的小鼠胃組織中SOD活力的降低(P<0.05),其中燕麥低劑量組效果最好。燕麥多糖3 個(gè)劑量組MDA濃度與正常組、模型組差異均不顯著(P>0.05);而與模型組相比,燕麥多糖高劑量組GSH質(zhì)量濃度顯著升高(P<0.05),燕麥多糖低、中劑量組GSH質(zhì)量濃度升高但變化不顯著。
圖11 各組小鼠胃組織氧化應(yīng)激水平Fig. 11 Levels of oxidative stress in gastric tissue in each group
攻擊因子和防御因子失衡學(xué)說(shuō)是目前被廣泛接受的胃黏膜損傷機(jī)制[23]。該假說(shuō)認(rèn)為,在新陳代謝正常的情況下,胃黏膜有能力抵抗胃酸和胃蛋白酶等攻擊因子的侵蝕,只有當(dāng)特殊原因?qū)е鹿粢蜃舆^(guò)強(qiáng)或保護(hù)因子減弱、局部胃黏膜的抵抗力顯著降低時(shí),才會(huì)發(fā)生胃黏膜損傷。
乙醇是一種有機(jī)溶劑,對(duì)胃黏膜有很強(qiáng)的腐蝕性,會(huì)破壞胃黏膜表面黏液層和黏液細(xì)胞,并引起急性炎癥,導(dǎo)致出現(xiàn)充血、水腫、出血、糜爛及潰瘍等現(xiàn)象[8,24]。本實(shí)驗(yàn)肉眼觀察到乙醇導(dǎo)致胃黏膜出現(xiàn)粗大的出血條帶和大量的出血點(diǎn);同時(shí),胃組織病理學(xué)觀察結(jié)果表明乙醇可使胃黏膜上皮層發(fā)生改變,導(dǎo)致上皮細(xì)胞大量脫落,可見(jiàn)大量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn),表明實(shí)驗(yàn)造模成功。與模型組相比,提前灌胃燕麥多糖的小鼠胃黏膜損傷指數(shù)顯著下降,其中燕麥多糖高劑量組保護(hù)效果最好,這說(shuō)明提前連續(xù)灌胃燕麥多糖能夠改善乙醇致小鼠急性胃黏膜損傷。燕麥多糖的主要成分為β-葡聚糖,與和水混合后具有一定的黏稠特性,能形成高黏度的溶膠或凝膠,延緩胃排空和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[25],因此猜測(cè)燕麥多糖能一定程度抑制乙醇與胃黏膜的緊密接觸,從而起到一定的保護(hù)作用。正常情況下,胃酸和胃蛋白酶不會(huì)消化胃黏膜本身。但當(dāng)乙醇導(dǎo)致胃黏膜攻擊因子和防御因子失衡時(shí),乙醇能上調(diào)壁細(xì)胞膜上H+-K+-ATP酶的表達(dá)從而刺激胃酸的分泌,導(dǎo)致胃液pH值降低,激活胃蛋白酶,并提供酸性繁殖條件,加重對(duì)組織黏膜侵蝕,進(jìn)一步誘發(fā)胃潰瘍[26-28]。本研究結(jié)果顯示,提前灌胃燕麥多糖可減少乙醇刺激導(dǎo)致的胃酸分泌及抑制胃蛋白酶活性上升,有研究表明燕麥β-葡聚糖通過(guò)與胃蛋白酶中的色氨酸殘基發(fā)生靜電或相互作用改變胃蛋白酶的構(gòu)象,有效抑制了胃蛋白酶的活性,并且抑制效率與燕麥β-葡聚糖濃度呈一定的效量關(guān)系[29]。
乙醇對(duì)胃黏膜的損傷不僅是來(lái)源于乙醇本身,其胃內(nèi)代謝產(chǎn)物乙醛可代謝產(chǎn)生自由基,而后者在乙醇致胃黏膜損傷中具有重要的作用。乙醇的攝入會(huì)導(dǎo)致胃黏膜上皮細(xì)胞中氧自由基的產(chǎn)生量增加和抗氧化能力的降低,從而誘發(fā)氧化應(yīng)激,引起組織損傷[30]。正常情況下,自由基生成量達(dá)不到損傷組織的程度,當(dāng)自由基產(chǎn)生過(guò)多,氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡,會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致組織損傷。SOD是機(jī)體內(nèi)重要的抗氧化酶,能夠保護(hù)生物體免受自由基的損傷,其活力能夠反映機(jī)體清除氧自由基的能力。MDA是氧自由基導(dǎo)致的脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物,其濃度可以從脂質(zhì)過(guò)氧化的角度反映胃組織氧化應(yīng)激水平,乙醇通過(guò)促進(jìn)自由基的氧化導(dǎo)致MDA濃度增加。GSH作為抗氧化劑和自由基清除劑,能保護(hù)胃黏膜免受自由基引起的組織損傷。IL-10是一種免疫抑制因子,可抑制多種細(xì)胞合成的細(xì)胞因子,具有抗炎作用[31]。研究表明,一些天然多糖化合物能夠通過(guò)減輕乙醇引起的氧化應(yīng)激損傷和炎癥反應(yīng),增強(qiáng)胃黏膜防御因子能力,起到保護(hù)作用[23]。本研究發(fā)現(xiàn),小鼠經(jīng)乙醇灌胃后,胃組織中SOD活力、GSH質(zhì)量濃度、IL-10質(zhì)量濃度顯著下降,MDA濃度顯著上升。預(yù)先給予燕麥多糖能明顯提高SOD活性,且作用效果和劑量呈一定關(guān)系。而3 個(gè)劑量的燕麥多糖對(duì)乙醇致小鼠急性胃黏膜損傷胃組織中MDA水平的增加有一定程度上的緩解,但影響不顯著,這可能是由于乙醇致小鼠胃黏膜損傷是急性動(dòng)物模型,在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮的作用不大。高劑量的燕麥多糖可以回調(diào)乙醇致胃黏膜損傷小鼠胃組織中IL-10、GSH至正常水平。這些結(jié)果表明燕麥多糖對(duì)胃黏膜損傷的保護(hù)作用機(jī)制可能與其抗氧化作用及抗炎作用相關(guān)。
LPS是革蘭氏陰性菌外膜的組成成分,能夠促進(jìn)有毒物質(zhì)的積累。燕麥多糖能夠在一定程度上減少胃組織中LPS質(zhì)量濃度從而發(fā)揮一定的胃黏膜保護(hù)作用。目前尚不清楚燕麥多糖抑制胃組織LPS產(chǎn)生的機(jī)理,然而作為潛在的益生元,燕麥多糖的抗炎、抗肝硬化等功效[32-33]常被認(rèn)為與其腸道菌群調(diào)節(jié)作用相關(guān)。此外,在胃黏膜受到損傷時(shí),胃黏膜保護(hù)因子VEGF通過(guò)增加血管通透性從而稀釋胃內(nèi)有害物質(zhì)保護(hù)胃黏膜,刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)因子NO,同時(shí)還可以刺激腺體和血管生成促進(jìn)潰瘍愈合[34],減少胃酸分泌,降低氧化應(yīng)激水平,進(jìn)而減輕其對(duì)胃黏膜損傷的危害[35]。研究表明給機(jī)體提供外源性NO,可以明顯減輕或者防止胃黏膜的損傷[36]。NO作為內(nèi)源性血管舒張因子,能明顯擴(kuò)張黏膜血管,改變黏膜血流量。抑制內(nèi)源性NO合成會(huì)增強(qiáng)胃黏膜對(duì)攻擊因子的敏感性,解除抑制以后,胃黏膜對(duì)攻擊因子的敏感性大大降低,說(shuō)明NO能通過(guò)降低胃黏膜對(duì)攻擊因子的敏感性來(lái)抵抗胃黏膜損傷的發(fā)生[37]。NO還可以通過(guò)促進(jìn)胃黏液和碳酸氫鹽的分泌,減少胃酸分泌,抑制中性粒細(xì)胞聚集和改善胃黏膜微循環(huán),從而保護(hù)黏液屏障和胃黏膜的完整性[38-40]。因此,燕麥多糖還可以通過(guò)增加胃組織VEGF含量以及血清NO濃度從而緩解乙醇造成的傷害并促進(jìn)愈合。
綜上所述,燕麥多糖可以改善乙醇導(dǎo)致的小鼠胃液pH值、血清NO濃度、胃組織SOD活性及VEGF、GSH質(zhì)量濃度的下降以及胃組織胃蛋白酶活力和LPS質(zhì)量濃度的上升,從而發(fā)揮其胃保護(hù)功能,并呈一定的量效關(guān)系,其功效可能與其物理性質(zhì)、益生元作用及抗氧化性相關(guān)。