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大蒜素对小鼠性腺轴影响的实验研究

2013-09-20刘灵燕

皖南医学院学报 2013年2期
关键词:性腺雄性灌服

刘灵燕,董 群

(皖南医学院 微生物学与免疫学教研室,安徽 芜湖 241002)

大蒜素是从大蒜的球形鳞茎中提取的挥发性油状物,是大蒜中主要生物活性成分,其化学名称为二烯丙基三硫化物。大蒜素被誉为天然广谱抗生素药物[1],具有抗菌、消炎、杀虫、抗肿瘤、抗血小板聚集、降血压、降血脂和增强机体免疫力等多种功能[2-6]。大蒜素对免疫系统的调节作用早有文献报道,但对神经内分泌系统是否有调节作用报道甚少,本实验室前期研究发现大蒜素可以提高小鼠下丘脑-垂体-肾上腺轴的促肾上腺皮质激素和皮质醇的水平[7],但对性腺轴的调节作用尚不清楚。本实验给青年小鼠喂食大蒜素后,观察大蒜素对小鼠性腺轴促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)、黄体生成素 (luteinizing hormone,LH)、睾酮(testosterone,T)和雌二醇(estradiol,E2)水平的影响。

1 材料

1.1 实验动物 ICR清洁雄性和雌性小鼠(批号为SCXK 苏2007-0001),体重为18~20 g,6周龄,由扬州大学比较医学中心提供。

1.2 实验药物 大蒜素胶囊由江苏正大清江制药有限公司生产(批号:H32025683),规格:20 mg/粒。

1.3 试剂 GnRH酶联免疫试剂盒、LH酶联免疫试剂盒、T酶联免疫试剂盒、E2酶联免疫试剂盒,购于美国R&D公司。

1.4 仪器 酶标仪(郑州博塞生物工程有限责任公司,型号:2000型);高速冷冻离心机(上海良平仪器仪表有限公司);37℃恒温培养箱(上海市跃进医疗器械一厂);生物安全柜(ESCO公司)。

2 方法

2.1 实验动物分组将实验动物随机分成实验组和对照组。

2.2 灌服大蒜素大蒜素对小鼠用药的一般剂量为 25 mg/(kg·d)[8],0.4 ml/只。实验组小鼠按分组分别灌服大蒜素 0.4 ml×14 d(25 mg/kg)、0.4 ml×21 d、0.4 ml×28 d,对照组同期分别灌服等体积的生理盐水。

2.3 取血 各组小鼠眼球取血,3 000 r/min,30 min离心,提取血清。

2.4 GnRH、LH、T、E2的检测 用双抗体夹心ELISA法测定各组小鼠血清GnRH、LH、T、E2的水平,具体操作严格按试剂盒进行。

2.5 统计学处理所有测定结果用均数±标准差(¯x±s)表示。两组间各对应指标的比较采用t检验,不同时点间的比较采用F检验和q检验。P<0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 大蒜素对雄性小鼠GnRH、LH、T水平的影响实验结果显示,随灌服时间延长,实验组和对照组小鼠血清GnRH水平均逐渐升高(P<0.05);当灌服大蒜素28 d时,实验组血清GnRH水平明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);灌服大蒜素14 d时,实验组血清LH水平明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),但灌服21 d和28 d时实验组和对照组相比差异无统计学意义;与对照组相比,实验组血清T有下降趋势,但差异无统计学意义(见表1)。

3.2 大蒜素对雌性小鼠GnRH、LH、E2水平的影响实验结果显示,与对照组相比,灌服大蒜素对雌性小鼠GnRH、LH、E2水平影响无统计学意义;随灌服时间延长,实验组和对照组小鼠血清GnRH水平逐渐升高(P<0.05);血清E2水平均呈现同步较大幅度波动,实验组21 d vs 28 d,对照组21 d vs 28 d(P<0.05,见表 2)。

表1 雄性小鼠血清GnRH、LH、T水平(¯x±s)Tab 1 Serum levels of GnRH,LH and T in male mice(¯x±s)

表2 雌性小鼠血清GnRH、LH、E2水平(¯x±s)Tab 2 Serum levels of GnRH,LH and E2 in female mice(¯x±s)

4 讨论

下丘脑、垂体与性腺之间相互调节、相互影响,形成一个完整而协调的神经内分泌系统,称为下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)[9]。它的每个环节均有其独特的神经内分泌功能,下丘脑合成和分泌的GnRH是启动下丘脑-垂体-性腺轴的一种重要神经激素,GnRH以脉冲方式释放至垂体门脉循环,刺激垂体卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)的合成和释放,LH和FSH再刺激性腺配子的生成和性腺激素的合成[10]。

本实验发现,给雄性小鼠灌服大蒜素可对其下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)产生影响,随灌服时间的延长,实验组和对照组小鼠血清GnRH水平逐渐升高,血清LH水平变化波动不大;灌服大蒜素14 d时,实验组血清LH水平明显低于对照组;28 d时,实验组血清GnRH水平明显低于对照组;与对照组相比,T有下降趋势,但差异无统计学意义。与雄性小鼠相比,大蒜素对雌性小鼠下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)产生的影响不明显,这提示了大蒜素在对性腺轴的药用效果上可能会存在性别的选择性,其对雄性的治疗效果会更明显。从整个实验过程中我们还发现,雄性小鼠和雌性小鼠,随灌服大蒜素时间延长,其GnRH水平均逐渐增高,但雄性小鼠实验组28 d后与对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05);而同期雌性小鼠实验组与对照组相比差异却无统计学意义,这也提示了大蒜素对性腺轴的药用效果可能存在性别选择性。血清GnRH水平逐渐升高,推测可能是随着小鼠发育成熟过程中,下丘脑对GnRH阵发性释放增加所造成,发育中性成熟的第一步是下丘脑促性腺素释放激素(GnRH)的释放,即中枢神经系统调控生殖激素的分泌首先从GnRH的神经分泌开始,性发育的启动伴随着GnRH mRNA水平和Gn-RH分泌的增高,GnRH脉冲频率和幅度水平对性腺甾类激素生成和正常的生殖功能有重要作用。雌性实验组和对照组小鼠血清E2水平则随灌服时间延长均呈现同步较大幅度的波动,小鼠6~7周龄时达到性成熟,E2水平变化可能是由于小鼠在周期性发情期E2浓度逐渐上升,排卵前第1天和第2天达到较高水平,排卵后降至基础水平有关[11]。有研究发现[12],大蒜油调节高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和总胆固醇(TC)以及血糖水平的作用在男性和女性中是不一样的,它可以有效预防妇女冠心病(增加HDL-C,降低TC),但会使男性HDL-C轻微下降。另外,它可以降低男性血糖水平,但对女性会增高。这与本文推测大蒜素对性腺轴药用效果可能存在性别差异的结论一致。关于大蒜素对黄体生成素影响的问题上存在一些不同看法,Oi[13]通过在给大鼠喂食高蛋白饮食中添加大蒜素后发现,大蒜素会增加睾丸中睾酮水平和血浆中的LH水平;Hammami[14]通过给雄性大鼠灌服大蒜素后发现,大鼠血浆T下降但 LH 有所上升。Abdelmalik[15]和 Hammami[16]认为由于大蒜油可能会抑制大鼠甾体激素的合成或者使类固醇合成酶表达下降,最终导致睾酮水平的下降;本研究则认为由于LH虽在灌服14 d这一观测点有差异,但总体上看,LH水平在实验组和对照组中三个观测点值相近,这就提示灌服大蒜素可能不会影响小鼠LH水平。各实验者得出了不同的结论,可能与实验条件、实验方法、动物的种属、性别、年龄等因素有关。本实验首次发现大蒜素对小鼠血清GnRH具有调节作用。从另一个方面来看,大蒜素对正常小鼠的激素水平只有短暂的降低作用,说明口服大蒜素不会对正常小鼠的性激素水平产生副作用,这就为大蒜素作为调节性腺轴的保健品提供了一个可行依据。同时本实验也证实了大蒜素对小鼠神经内分泌系统具有调节作用。

近期研究发现不同种类的大蒜提取物不仅有助于小鼠睾丸功能的恢复,还可以有效防止雄性睾丸性腺功能下降[17],大蒜提取物及其代谢物对镉导致的雄性大鼠精子质量以及睾丸损坏具有保护作用[18-20],大蒜可以有效恢复由于乙二胺四乙酸(EDTA)对雄性大鼠造成的睾丸组织学改变[21],这些也都证明大蒜素对性腺轴具有保护功能。

性早熟儿童血清GnRH、LH以及性激素要高于同龄儿童,降低GnRH和性激素能有效延迟性早熟[22-23]。雄激素在某些病理过程中刺激了前列腺上皮细胞的增殖,使得细胞增殖与凋亡之间的生理平衡被打破,这使得上皮细胞处于无控制的生长状态,进而演变成前列腺增生或者前列腺癌前病变[24]。本实验发现大蒜素能降低小鼠血清中的Gn-RH含量,为临床上预防和治疗以上疾病提供一定线索。

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