新食品原料PQQ 延緩衰老作用與機(jī)制初探

◎ 李秀慧

（山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250101）

衰老是生物體整個(gè)機(jī)體在生命過(guò)程中出現(xiàn)不可逆的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能逐漸衰退的現(xiàn)象，雖然不可避免，但延緩衰老卻是可行的。相關(guān)衰老理論學(xué)說(shuō)認(rèn)為，在衰老的過(guò)程中，機(jī)體中自由基水平不斷升高，防御機(jī)制也逐漸衰竭，導(dǎo)致細(xì)胞受損和組織器官老化[1]；同時(shí)，免疫細(xì)胞數(shù)量和功能缺失，機(jī)體免疫功能逐漸下降[2]。因此，提高機(jī)體抗氧化能力和免疫功能是減緩衰老進(jìn)程的重要方法。吡咯喹啉醌二鈉鹽的主要成分為吡咯喹啉醌（Pyrroloquinoline Quinone，PQQ），是一種芳香族三環(huán)鄰醌化合物，被稱(chēng)為免疫之王，是目前已知世上最強(qiáng)抗氧化物質(zhì)，在2022 年3 月國(guó)家衛(wèi)健委2022 年第1 號(hào)公告中被批準(zhǔn)為新食品原料[3]，有很大的潛力和開(kāi)發(fā)前景。目前PQQ 延緩衰老相關(guān)研究極少，本文通過(guò)PQQ 對(duì)免疫功能及抗氧化的影響初探機(jī)制，為后續(xù)開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

PQQ（純度≥99%），浙江省海正藥業(yè)股份有限公司；水合氯醛，天津福晨化學(xué)試劑廠；生理鹽水，實(shí)驗(yàn)室自制；超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GSH-Px）、 過(guò) 氧 化 氫 酶（Catalase，CAT）、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）試劑盒，南京建成生物工程研究所；一氧化氮（NO）試劑盒，上海碧云天生物技術(shù)有限公司；白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）、腫瘤壞血因子-α（TNF-α）ELISA試劑盒，北京索萊寶科技有限公司。

ME104E/02 電子天平，梅特勒托利多科技（中國(guó)）有限公司；5424R 低溫高速離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf；酶標(biāo)儀，美國(guó)BioTek 公司。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

清潔級(jí)Wistar 大鼠，4 月齡8 只，24 月齡32 只，由哈爾濱漢方實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)殖所提供。所有大鼠在溫度22 ～24 ℃、濕度50%～60%條件下適應(yīng)性喂養(yǎng)5 d。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 動(dòng)物模型分組及給藥

8 只4 月齡Wistar 大鼠作為青年對(duì)照組，其余32 只24月齡大鼠按體重隨機(jī)分為老年對(duì)照組及PQQ低、中、高劑量組（0.4 mg·kg-1、0.8 mg·kg-1、1.6 mg·kg-1），每組8 只。PQQ 各劑量組給予不同濃度受試物，青年對(duì)照組和老年對(duì)照組給予等量生理鹽水，每天1 次，連續(xù)6 周。給藥期間，觀察各組大鼠飲食飲水、行為活動(dòng)、毛色等一般狀態(tài)。

1.3.2 樣本收集與指標(biāo)測(cè)定

末次給藥后，所有大鼠禁食12 h 后稱(chēng)重，腹腔注射10%水合氯醛溶液4.5 mL·kg-1麻醉，摘取眼球取血，置于離心管中，3 500 r·min-1離心15 min，取上清液于-20 ℃保存待測(cè)。按照試劑盒操作說(shuō)明測(cè)定血清SOD、GSH-Px、CAT 活性，MDA、NO 含量、IL-1β、IL-6、TNF-α 濃度[4]。

頸椎脫臼法處死大鼠，解剖取出胸腺和脾臟，生理鹽水沖洗，拭干后稱(chēng)重，計(jì)算免疫器官指數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式記錄，采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，以P＜0.05 表示組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 一般狀態(tài)

試驗(yàn)期間，青年對(duì)照組大鼠飲食飲水情況如常，活潑好動(dòng)，社交活躍，毛色整齊，色澤鮮亮。老年對(duì)照組大鼠食欲下降，運(yùn)動(dòng)能力和敏捷性下降，活躍度較低，比較安靜，毛色黯淡無(wú)光，伴有毛發(fā)脫落、皮膚出現(xiàn)斑點(diǎn)等現(xiàn)象。與老年對(duì)照組相比，PQQ 低劑量組大鼠仍有食欲不振現(xiàn)象，活動(dòng)量較小，毛色無(wú)光澤且有掉毛現(xiàn)象；PQQ 中、高劑量組大鼠食欲增加，日常活動(dòng)更積極主動(dòng)，毛色較亮麗，掉毛情況有所改善。

2.2 抗氧化指標(biāo)結(jié)果

2.2.1 PQQ 對(duì)衰老大鼠血清抗氧化酶活性的影響

與青年對(duì)照組相比，老年對(duì)照組大鼠血清SOD、GSH-Px、CAT 活性減弱（P＜0.01）。與老年對(duì)照組相比，經(jīng)不同劑量PQQ 治療后的大鼠血清中SOD、GSH-Px、CAT 活性均提高。與老年對(duì)照組相比，PQQ 低劑量組提高抗氧化酶活性能力不明顯（P＞0.05），PQQ 中、高劑量組能顯著提高SOD、GSHPx、CAT 活性，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05 或P＜0.01）。數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 PQQ 對(duì)衰老大鼠血清抗氧化酶活性的影響表

2.2.2 PQQ 對(duì)衰老大鼠血清MDA、NO 含量的影響

與青年對(duì)照組相比，老年對(duì)照組大鼠血清MDA和NO 含量增加（P＜0.01）。與老年對(duì)照組相比，PQQ 中、高劑量組能顯著降低血清MDA、NO 含量，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05 或P＜0.01）。數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 PQQ 對(duì)衰老大鼠血清MDA、NO 含量的影響表

2.3 免疫指標(biāo)結(jié)果

2.3.1 PQQ 對(duì)衰老大鼠血清炎癥性細(xì)胞因子濃度的影響

與青年對(duì)照組相比，老年對(duì)照組大鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α 濃度均增加（P＜0.01）。與老年對(duì)照組相比，經(jīng)PQQ 治療后，大鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α 濃度降低，PQQ 中、高劑量組結(jié)果顯著，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05 或P＜0.01）。數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 PQQ 對(duì)衰老大鼠血清炎癥性細(xì)胞因子濃度的影響表

2.3.2 PQQ 對(duì)衰老大鼠免疫器官的影響

與青年對(duì)照組相比，老年對(duì)照組大鼠胸腺和脾臟受到損傷，導(dǎo)致胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)降低（P＜0.01）。與老年對(duì)照組相比，PQQ 中、高劑量組能顯著提高胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05或P＜0.01）。數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 PQQ 對(duì)衰老大鼠免疫器官的影響表

3 結(jié)論與討論

免疫系統(tǒng)是機(jī)體抵御外來(lái)病原體和其他有害分子的重要防線，免疫器官和免疫細(xì)胞因子是其核心組成部分。隨著年齡的增長(zhǎng)，免疫器官會(huì)逐漸萎縮，功能會(huì)逐漸降低，意味著機(jī)體產(chǎn)生新的免疫細(xì)胞數(shù)量減少，導(dǎo)致機(jī)體對(duì)外來(lái)病原體的應(yīng)答能力下降，免疫應(yīng)答失調(diào)，疾病風(fēng)險(xiǎn)增加。炎癥細(xì)胞因子包括IL-1β、IL-6、TNF-α 等，參與調(diào)節(jié)和介導(dǎo)免疫反應(yīng)，如果過(guò)度產(chǎn)生和釋放會(huì)促進(jìn)氧化應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，影響免疫細(xì)胞的功能，從而降低機(jī)體對(duì)外來(lái)病原體的抵抗能力[5]。因此，控制炎癥性細(xì)胞因子產(chǎn)生釋放，保護(hù)免疫器官，在一定程度上可以延緩衰老并預(yù)防老年性疾病的發(fā)生。

機(jī)體代謝會(huì)產(chǎn)生促氧化物質(zhì)和抗氧化物質(zhì)，共同維持氧化還原平衡，但多種因素會(huì)導(dǎo)致促氧化物質(zhì)積累過(guò)多，一旦超出機(jī)體抗氧化能力，則會(huì)加速氧化損傷和衰老。SOD、GSH-Px、CAT 是機(jī)體內(nèi)重要的抗氧化酶，它們的作用是將細(xì)胞內(nèi)的有害自由基轉(zhuǎn)化為無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，從而保護(hù)細(xì)胞免遭氧化損傷。MDA、NO 是反應(yīng)細(xì)胞內(nèi)氧化狀態(tài)的重要指標(biāo)。MDA是脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物，具有一定的毒性，過(guò)量MDA會(huì)造成DNA 雙螺旋交聯(lián)出錯(cuò)，影響細(xì)胞分裂[6]；而NO 是一種重要的信號(hào)分子，在某些情況下也會(huì)通過(guò)氧化作用產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的羥自由基（HO·）和亞硝基自由基（NO2·）等強(qiáng)氧化劑，進(jìn)一步造成細(xì)胞凋亡，加快衰老進(jìn)程。因此，及時(shí)清除氧化產(chǎn)物，抑制強(qiáng)氧化物生成，也是延緩衰老的關(guān)鍵。

周駿潔等[7]研究表明PQQ 可修復(fù)神經(jīng)細(xì)胞的氧化損傷，證實(shí)了PQQ 能夠在體內(nèi)與大腦中同樣發(fā)揮抗氧化作用，增加老年大鼠學(xué)習(xí)記憶能力。本試驗(yàn)中，老年大鼠的各項(xiàng)指標(biāo)與青年大鼠均有顯著性差異，表明隨著年齡的增長(zhǎng)，機(jī)體內(nèi)血清抗氧化酶活性會(huì)減弱，清除過(guò)氧化產(chǎn)物能力減弱，強(qiáng)氧化劑逐漸活躍，炎癥性細(xì)胞因子濃度增加，免疫防御功能減弱。給予老年大鼠PQQ 服用6 周，PQQ 中、高劑量組大鼠血清SOD、GSH-Px、CAT 活性提高，MDA、NO 含量及IL-1β、IL-6、TNF-α 濃度減少，胸腺、脾臟指數(shù)提高，表明PQQ 能在一定程度上增強(qiáng)機(jī)體抗氧化酶活性，清除氧化產(chǎn)物，減少?gòu)?qiáng)氧化物生成，抑制炎癥性細(xì)胞因子產(chǎn)生釋放，保護(hù)免疫器官，從而延緩衰老。