山药多糖对老年性痴呆小鼠抗氧化能力的影响*

2015-06-09王振富

中国应用生理学杂志 2015年1期

关键词：山药脑组织多糖

钟灵，王振富

(1. 湖北民族学院附属民大医院， 2. 湖北民族学院医学院，恩施 445000)

山药多糖对老年性痴呆小鼠抗氧化能力的影响*

钟灵1，王振富2△

(1. 湖北民族学院附属民大医院， 2. 湖北民族学院医学院，恩施 445000)

目的：探讨山药多糖对老年性痴呆小鼠抗氧化能力的影响。方法：采用三氯化铝复制痴呆小鼠模型，将50只昆明种小鼠随机分5组(n=10)：对照组、模型组和山药多糖低、中、高剂量组，山药多糖剂量分别为100 mg/kg·d、300 mg/kg·d、500 mg/kg·d 。治疗组用不同剂量山药多糖分别灌胃90 d。测定小鼠脑系数、脑组织丙二醛(MDA)含量、Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性，以及血清氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性。结果：山药多糖能显著提高痴呆模型小鼠脑系数、Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性、以及SOD和CAT活力；显著降低MDA含量。结论：增强脑组织ATP酶活性和提高机体抗氧化能力可能是山药多糖防治老年性痴呆的作用机制之一。

山药多糖；老年性痴呆；ATP酶；抗氧化能力

yam polysaccharide； Alzheimer disease； ATPase； oxidation resistance

老年性痴呆，又称阿尔茨海默病(Alzheimer disease, AD)，其病理变化以大脑皮层萎缩，并伴有β-淀粉样蛋白沉积，神经原纤维缠结，大量记忆性神经元数目减少，以及老年斑的形成为主要特征。我国65岁人群发病率高达4.8%，严重影响老人的生活质量，因此，目前利用中草药防治AD的研究已成为热点。山药为薯蓣科植物的块茎，是我国传统的药食同源食物之一，又称为淮山、大薯等。作为一味重要的中药，其性甘温，归脾胃、肺经，具有补中益气、健脾止泄、聪耳明目、滋阴润燥的功效。含脂肪酸、多糖、蛋白质、氨基酸、微量元素等化学成分，具有多种生物活性。山药多糖(Yam polysaccharide, RDPS-Ⅰ)为其主要活性成分之一，主要由甘露糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖组成。现代研究表明山药多糖具有调节免疫、抗衰老、抗肿瘤、降血糖等多种药理作用[1,2]，但在防治AD的作用方面报道甚少。湖北利川有“山药之乡”之称，山药资源十分丰富，富含硒、锗等稀有微量元素。本实验通过复制慢性铝中毒老年痴呆模型，进一步探讨利川山药多糖防治老年性痴呆小鼠的作用及其机制，为临床应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 主要试剂和仪器

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和过氧化氢酶(catalase，CAT)测试盒(北京生物技术研究所)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)和ATP酶试剂盒(南京建成生物工程研究所)；WFZ-UV2000紫外可见分光光度计(尤尼科上海仪器有限公司)，TJ270-30A红外分光光度计(天津光学仪器厂)，TGL-16G高速台式离心机(上海安亭仪器厂)，F-160型药物粉碎机(北京市永光明医疗仪器厂)，RE52-3旋转蒸发器(上海沪西分析仪器厂)。

1.2 山药多糖提取物的制备

山药购于利川市团堡镇“山药种植基地”，参考朱明磊等[3]，称取新鲜山药2 kg洗净、去皮、捣碎成泥。按山药与水1∶5的比例加水，煮沸3 h(在煮沸过程中不停地搅拌，以防粘锅)，然后过滤，滤液为可溶性山药多糖；将所得多糖蒸发浓缩即为粗山药多糖；再加胰蛋白酶去蛋白、脱色即为较纯山药多糖,4℃低温保存，备用。

1.3 实验动物分组、造模[4]及处理

昆明种小鼠，体重25～30 g，由湖北民族学院实验动物中心提供。将50只小鼠随机分为5组(n=10)：对照组、模型组、山药多糖低、中、高剂量组。除对照组，其余各组小鼠灌胃AlCl3(0.2 g/kg)，连续90 d，复制慢性铝中毒老年痴呆小鼠模型，山药多糖低、中、高剂量组用不同剂量山药多糖(100，300，500 mg/kg)分别灌胃，对照组和模型组灌胃等体积生理盐水，连续给药90 d后，取标本测各项指标。

1.4 观察指标与方法

1.4.1 血清SOD和CAT活力测定末次给药24 h后，小鼠眼后静脉丛采血，按试剂盒说明书测SOD和CAT活力。

1.4.2 小鼠脑系数测定末次给药24 h后，将小鼠颈椎脱臼处死，迅速取其全脑，用生理盐水冲洗，称重，按“脑湿重/体量ⅹ100%，计算脑系数。

1.4.3 脑组织MDA含量和ATP酶活性测定末次给药24 h后，取脑组织(去小脑)，加预冷的生理盐水进行匀浆(3 000 r/min)制备成10%的组织匀浆，离心10 min，取其上清液，用化学比色法测定Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP 酶活性及MDA含量，按试剂盒说明书操作。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 山药多糖对AD小鼠胸腺SOD、CAT和MDA的影响

与对照组比较，模型组小鼠SOD和CAT活性显著性降低，而MDA含量明显升高(P<0.01)；与模型组比较，山药多糖低、中、高剂量组小鼠SOD和CAT活性显著性升高(P<0.01)，且中、高剂量组效果优于低剂量组(P<0.05)，MDA含量则明显下降(P<0.01)，而各剂量组之间无显著差异(表1)。

2.2 山药多糖对AD小鼠脑系数、Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性的影响

与对照组比较，模型组模型组小鼠脑系数、Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性降低(P<0.01)；与模型组比较，山药多糖低、中、高剂量组小鼠脑系数、Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性显著升高(P<0.01)，而各剂量组之间无显著差异(表2)。

Tab. 1 Effect of RDPS-Ⅰ on the content of MAD and the vitality of SOD and CAT of AD mice(±s， n=10)

AD: Alzheimer disease； RDPS-Ⅰ: Yam polysaccharide; SOD: Superoxide dismutase; MDA: Malondialdehyde; CAT: Catalase； AD: Alzheimer disease

**P<0.01vscontrol group；##P<0.01vsAD model group；△P<0.05vsL-RDPS-Ⅰgroup

GroupDosage(mg/kg)Mg2+-ATPasemmolPi/(gPro·h)Na+-K+-ATPasemmolPi/(gPro·h)QuotientofbrainControl—2.10±0.198.13±0.970.62±0.06ADmodel—1.68±0.12**6.19±0.95**0.51±0.04**L-RDPS-Ⅰ1001.84±0.14##6.95±1.23##0.56±0.05##M-RDPS-Ⅰ3001.86±0.15##7.12±1.06##0.58±0.06##H-RDPS-Ⅰ5001.89±0.18##7.42±1.16##0.60±0.06##

AD: Alzheimer disease； RDPS-Ⅰ: Yam polysaccharide

**P<0.01vscontrol；##P<0.01vsAD model group

3 讨论

AD是一种慢性神经系统，尤其是脑退行性变性疾病。临床表现为起病隐匿、进行发展的远近记忆障碍、分析判断能力衰退、失语、失用和执行能力障碍，以及人格、行为异常改变等为主要特点，其病因及发病机制迄今未明。铝中毒、钙代谢紊乱、基因表达异常、神经递质及胆碱功能低下、自由基损伤、感染及免疫炎性损伤等学说是比较公认的AD发病病因[5]；APP代谢异常、自由基损伤、能量代谢障碍和钙稳态失衡4种发病机制构成AD有害网络假说，并认为上述4种病机可互为因果导致AD的发生[6]。

脑组织由大量神经元组成，富含脂质，耗氧量大(占人体20%～30%)，抗氧化能力相对较弱，自由基致脑组织损伤，神经元的结构和功能破坏，导致兴奋性氨基酸受体门控Ca2+通道被激活，Ca2+大量内流，造成细胞内钙超载。钙超载导致钙依赖性蛋白酶活力异常升高，促进蛋白质分解，线粒体结构受破坏，继而呼吸链复合物酶活力降低，能量代谢出现障碍，最终导致神经元功能退化甚至死亡。另外，脑组织ATP酶活性下降，突触对氨基酸和谷氨酸盐的摄取受影响，脑组织的葡萄糖代谢障碍，进一步加重神经元的损伤。这在AD的发生及发展中发挥重要作用[5]。

目前AD的发病率成逐年上升趋势，已成为老年社会突出的公共卫生问题。至今还没有针对其病因治疗的特效药，化学合成药主要是对证治疗，而对其病程无影响。有研究报道：中药及其成分可通过提高胆碱能神经功能、抗自由基、促进蛋白质和核酸合成、拮抗钙离子作用等多途径、多环节、多靶点发挥其防治AD的作用，如鹿茸、茶多酚、人参皂苷、三七皂苷等[7]。本实验结果显示：AD模型小鼠血清中SOD和CAT活性显著性降低，而MDA含量明显升高，这一结果支持AD自由基损伤学说；AD模型小鼠脑系数、脑组织Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性降低，结果与文献[8]中报道AD脑细胞膜酶活性减低，继而引起细胞内钙超载损伤的机制相符。而山药多糖各剂量组均能明显提高小鼠血清中SOD和CAT活性，降低MDA含量，提高小鼠脑系数、Na+-K+-ATP酶和Mg2+-ATP酶活性。说明山药多糖可通过增强脑组织ATP酶活性和提高机体抗氧化能力发挥其防治AD的作用，但其确切机制还需进一步研究。

[1] 全国中草药汇编写组．全国中草药汇编，下册[M]．北京：人民卫生出版社， 2000： 135．

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