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白藜芦醇对果蝇寿命和抗氧化能力的影响

2013-07-23刘贵珊张泽生杨博贺伟

食品研究与开发 2013年9期
关键词:白藜芦醇果蝇过氧化

刘贵珊,张泽生,杨博,贺伟

(1.天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457;2.宁夏大学农学院,宁夏 银川 750021)

白藜芦醇(Resveratrol,简称Res),即3,5,4′—三羟基—二苯乙烯(亦称芪三酚),分子式为C14H12O3,分子量为228.25,呈白色针状晶体,难溶于水,易溶于乙醇、丙酮、DMSO 等极性强的溶剂中[1],主要存在于虎杖、决明、藜芦、葡萄等12 科、31 个属的72 种植物中的一种天然多酚类化合物[2]。研究发现白藜芦醇具有广泛的生物学活性,如抗炎、抗癌、抗辐射、保护心血管作用等[3-4]。近年来,白藜芦醇的抗氧化、抗衰老逐渐成为研究热点[5-6]。

寿命是衡量衰老过程的最确切指标,寿命实验(生存实验)则是通过统计生物的平均寿命(mean life span)和最高寿命(maximum life span)及其变化来衡量生命衰老规律和抗衰老效果的方法。根据卫生部颁布的《保健食品功能学评价程序和检验方法》,果蝇生存实验已被作为延缓衰老作用的检验方法之一。果蝇(Drosophlia melanogaster)是一种真核多细胞生物,具有寿命短、生长迅速、繁殖力强、高度纯种、饲养简便等优点。它的生长发育、繁殖衰老、代谢途径、生理学功能和发育阶段同哺乳动物基本相似,故常被用于生存与衰老实验研究[7-9]。果蝇是寿命实验良好的动物模型,仅能延长平均寿命,不能延长最高寿命并不表明能使衰老减慢[10]。本文以不同剂量的白藜芦醇饲喂果蝇,研究寿命和与寿命相关的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力和丙二醛(MDA)含量[11-12],旨在探讨白藜芦醇的抗衰老作用及其机制,从而为深入开发白藜芦醇保健产品提供理论和技术基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物

野生型Oregon K 品系黑腹果蝇:由天津科技大学食品添加剂与营养研究室提供。

1.2 果蝇培养基

1.2.1 基础培养基

玉米粉72 g,无水葡萄糖72 g,琼脂粉6 g,干酵母粉10 g,加水至750 mL,煮熟后晾2 min,加防腐剂(1 %对羟基苯甲酸乙酯的75%乙醇溶液)40 mL。

1.2.2 含药培养基

在基础培养基中,分别添加2.5、5、10 mg/mL 的白藜芦醇。

1.3 试剂与仪器

1.3.1 药品与试剂

白藜芦醇(纯度≥97%):由天津尖峰天然产物研究开发公司提供;超氧化物歧化酶(SOD)测试盒、过氧化氢酶(CAT)测定试剂盒、丙二醛(MDA)测定试剂盒、考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒:购自南京建成试剂公司。其余试剂为国产分析纯。

1.3.2 仪器

DFT-200 手提式高速万能粉碎机:温岭市林大机械有限公司;DZKW-0-2 电热恒温水浴锅:北京市永光明医疗仪器厂;MK3 酶标仪、冷冻离心机:美国Thermo;HWS-850 智能恒温恒湿培养箱:宁波海曙赛福实验仪器厂。

1.4 方法

1.4.1 生存试验

收集2 d 龄的果蝇成虫,随机分为对照组和白藜芦醇低、中、高剂量组,每组200 只,合计800 只,置于(25±1)℃、相对湿度(50~60)%的恒温恒湿培养箱中培养。每3 天更换新培养基并记录死亡数,直至果蝇全部死亡。将自然死亡的果蝇生存天数进行统计学处理,过度麻醉和培养基粘住不计算在内。每组全部果蝇死亡天数的平均数为该组的平均寿命,每组中半数果蝇死亡的平均数为该组的半数死亡期,每组中最后死亡的20 只果蝇存活天数的平均数为该组的最高寿命[13]。

1.4.2 生化测定

收集2 d 龄雄性果蝇成虫1 000 只,随机分为对照组和白藜芦醇低、中、高剂量组,每组10 管,每管25只。饲养30 d 后,将果蝇先饥饿2 h,后用工业氮麻醉后称重,按1∶49(mg/mL)的比例加入生理盐水在冰浴下匀浆,4 ℃、2 500 r/min 离心20 min 取上清,按试剂盒说明书测定SOD 活性、CAT 活性和MDA 含量。

1.5 统计方法

2 结果与分析

2.1 白藜芦醇对果蝇寿命的影响

白藜芦醇对果蝇寿命的影响见表1。

表1 白藜芦醇对果蝇寿命的影响()Table 1 Effects of Res on life-span of Drosophila melanogaster()

由表1 可知,白藜芦醇低、中、高剂量组的半数死亡天数明显高于对照组;白藜芦醇低、中、高剂量组的平均寿命也显著高于对照组(P<0.05);白藜芦醇中、高剂量组的平均最高寿命也极显著地高于对照组(P<0.01)。

2.2 白藜芦醇对果蝇SOD 活力的影响

白藜芦醇对果蝇SOD 活力的影响见表2。

表2 白藜芦醇对果蝇SOD 活力的影响()Table 2 Effect of Res on SOD activity in Drosophila melanogaster()

由表2 可知,用白藜芦醇饲喂果蝇30 d 后,各剂量组与对照组比较,SOD 活力均明显提高(P<0.05),尤其白藜芦醇中、高剂量组差异性极其显著(P<0.01),且呈现出剂量效应。

2.3 白藜芦醇对果蝇CAT 活力的影响

白藜芦醇对果蝇CAT 活力的影响见表3。

由表3 可知,用白藜芦醇饲喂果蝇30 d 后,与对照组比较,中剂量组CAT 活力显著性提高(P<0.05),高剂量组差异性极其显著(P<0.01)。

2.4 白藜芦醇对果蝇体内MDA 含量的影响

白藜芦醇对果蝇体内MDA 含量的影响见表4。

表3 白藜芦醇对果蝇CAT 活力的影响()Table 3 Effect of Res on CAT activity in Drosophila melanogaster()

表4 白藜芦醇对果蝇体内MDA 含量的影响()Table 4 Effect of Res on MDA content in Drosophila melanogaster()

由表4 可知,用白藜芦醇饲喂果蝇30 d 后,各剂量组与对照组比较,MDA 含量均降低,中、高剂量组与对照组相比较差异性显著(P<0.05)。

3 结论

在衰老机制的研究中,自由基学说受到了广泛关注。该学说认为,衰老进程就是由于机体自由基生成和抗氧化失去平衡引起细胞变性坏死或是凋亡,细胞功能丧失,最后出现整个机体的衰老[14]。

本研究中,白藜芦醇既能延长果蝇的平均寿命,也能延长最高寿命,剂量组果蝇的半数死亡时间非常接近它的平均寿命时间,表明白藜芦醇能延缓果蝇的衰老进程。SOD 和CAT 是生物体内清除活性氧的抗氧化酶,它可清除自由基,减轻和阻断脂质过氧化作用,保护机体免受自由基的损伤,延续细胞的衰老。MDA是自由基对不饱和脂肪酸引发的脂质过氧化作用的最终产物,具有很强的生物活性,化学性质较稳定,在很低的浓度下即可明显抑制细胞内许多酶的功能,通常用MDA 来反映机体脂质过氧化的程度,间接反映氧自由基对细胞的损伤程度[15-16]。本实验中,对照组果蝇的SOD 活力和CAT 活力下降,MDA 含量升高,表明对照组有明显的自由基损伤,给予白藜芦醇后,剂量组SOD 活力和CAT 活力上升,MDA 含量下降,表明白藜芦醇可以通过提高机体抗氧化酶活力和抗氧化剂含量有效清除自由基来抑制机体脂质过氧化反应,减少MDA 的积聚,从而起到体内抗氧化的作用。

综上所述,白藜芦醇可通过清除氧自由基及抗脂质过氧化而延缓衰老。

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