褐藻寡糖对冷应激小鼠肝脏和胰腺的影响

赵守彰张建军

【摘要】目的 探讨褐藻寡糖对小鼠抗冷应激对能力和冷应激对小鼠肝脏和胰腺的影响。方法 将小鼠随机分成五组，每组8只。分别用生理盐水和0.75%、1.5%、3%不同浓度的褐藻寡糖进行灌胃，每只每天灌胃量0.3～0.5 ml，连续灌胃4周。之后对照组和实验组分别在（-5±1）℃条件下进行冷应激试验，观察应激前、后体重的变化、存活时间及行为改变；待小鼠死亡后，分别取出肝脏和胰腺，用电子天平称重，并计算其系数。系数＝脏器（mg）/体重（g）×100%。结果 冷应激时，小鼠表现为聚堆、肌肉震颤、心率加快、呼吸急迫、尿、粪潴留或失禁，体重降低；存活时间1.5%褐藻寡糖组高于对照组，差异具有统计学意义（P < 0.05）；肝脏和胰腺系数提高。结论 褐藻寡糖能够提高小鼠的抗冷应激能力，肝脏和胰腺不同程度参与了冷应激反应，肝脏较胰腺活动明显。

【关键词】褐藻寡糖；冷应激；小鼠；肝脏；胰腺

作者单位：110101沈阳，辽宁医药职业学院

寡糖也即低寡糖（Oligosaccharides），是指2～10个单糖在脱水缩合作用下，糖苷键连接所构成的有支链的低度聚合糖类总称。寡糖在生命体内广泛存在，在参与生命活动中其形式为缀合物［1-3］。依据其生物学功能，寡糖可分为普通寡糖和功能性寡糖两种类型。功能性寡糖指的是有特殊生理学功能的寡糖，其已成为现代生物学研究重点。功能性寡糖来源十分广泛，在饲料、农业、医药及食品等行业均具有生理活性，因此广受人们关注。在带电性与结构方面，海洋性寡糖具有类似于内源性寡糖的性质，且其潜在活性使用价值较高［4-7］。海洋性寡糖中的代表为褐藻寡糖（Brown alginate oligosaccharides）、琼胶寡糖与几丁寡糖等，其中褐藻寡糖对于临床而言，其抗癌功效十分显著，且理论研究支持将其作为新型抗炎药物研制原料［8-9］。动物在遭受体外或体内非特异性、有害因子刺激时，常会表现出防御反应或机能障碍，也即应激反应，应激时机体面对内部或外界逐渐多刺激形成非特异性反应总和。应激性刺激可给动物生理功能、生长及行为造成程度不同的影响，若应激强，极易导致机体出现许多异常反应［10］。有研究表明，寡糖在增强动物免疫力以及抗应激等方面有明显作用［9］。本实验研究目的是分析褐藻寡糖给小鼠抗冷应激能力造成的影响，探讨冷应激对小鼠胰腺及肝脏的影响，为抗应激反应、预防应激疾病相关药物的开发提供有效依据。

1　材料与方法

1.1实验动物

实验小鼠为昆明种系，40只，四周龄，雌雄不限，由沈阳医学院实验中心提供。

1.2实验药品与试剂

褐藻寡糖，为干粉，由中国海洋大学提供。给药量按体表面积比率折算成等效计量，为0.3 g/kg［11］，褐藻寡糖的浓度分别为0.75%、1.5%和3%，冷藏保存。

1.3实验方法

将小鼠随机分成五组，一个正常组，一个对照组，三个实验组，每组8只，自动饮水取食。给药采用灌胃法，正常组和对照组用生理盐水灌胃，实验组分别用0.75%、1.5%、3%不同浓度的褐藻寡糖进行灌胃，每只每天灌胃量0.3～0.5 ml，连续灌胃4周。之后分别取对照组和实验组小鼠6~8只，放在冰箱冷藏室中的自制温控箱中进行冷应激。温控箱为带盖的塑料箱，其中放入冰块，将温度控制在（-5±1）℃左右，将每组小白鼠编号，每两只放入一个箱子中，定时更换箱子中的冰块，使温度维持恒定，观察并记录应激前后体重的变化、存活时间及行为改变。待小鼠死亡后，常规手术取出肝脏和胰腺（正常组小鼠麻醉后取出肝脏和胰腺），用电子天平称重，计算其系数。系数=脏器（mg）/体重（g） ×100%。

1.4数据处理

实验结果用SPSS 16.0软件统计分析，文中数据以（平均值±标准误）表示。实验组与对照组之间的差异性采用单因素方差分析（One Way ANOVA）和Tukey’s多重比较，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1褐藻寡糖对小鼠抗冷应激能力的影响

褐藻寡糖对小鼠抗冷应激能力的影响见表1。表1表明，饲喂不同浓度褐藻寡糖的冷应激小鼠，其存活时间均高于对照组，但无剂量关系。1.5%褐藻寡糖能够提高小鼠的抗冷应激能力，提高冷应激小鼠的存活时间（P＜0.05）。冷应激时，各组小鼠均表现为聚堆、肌肉震颤、心率加快、呼吸急迫、尿、粪潴留或失禁。应激后小鼠的体重均低于应激前，但实验组和对照组没有差异（P ＞0.05）。同时我们观察到，褐藻寡糖能够促进小鼠的生长、发育，提高小鼠的体重。以不同浓度的褐藻寡糖灌胃小鼠4周后，其体重均高于对照组，且剂量关系明显（见表1）。1.5%和3%褐藻寡糖组与对照组差异具有统计学意义（P＜0.05）。

表1　褐藻寡糖对小鼠抗冷应激能力的影响 （　±s）

表1　褐藻寡糖对小鼠抗冷应激能力的影响 （　±s）

注：*与对照组相比，P＜0.05。

组别　应激前体重（g）应激后体重（g）存活时间（h）对照组　25.82±1.36　24.15±1.17　9.00±1.29 0.75%褐藻寡糖　27.12±1.77　25.54±0.92　10.00±2.16 1.5%褐藻寡糖 31.17±2.23*　29.76±2.33　13.75±2.33*3%褐藻寡糖　37.33±1.39*　35.69±0.57　10.25±1.66

2.2褐藻寡糖对冷应激小鼠肝脏系数的影响

褐藻寡糖对冷应激小鼠肝脏系数的影响见图1。图1可见，冷应激小鼠的肝脏系数与没有冷应激的对照组比较，差异没有统计学意义（P＞0.05）。0.75%的褐藻寡糖对冷应激小鼠肝脏系数的升高与对照组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。随着褐藻寡糖浓度的升高，冷应激小鼠的肝脏系数减小，并具有一定的剂量关系。但1.5%组的小鼠肝脏系数仍高于对照组（P＜0.05）。

2.3褐藻寡糖对冷应激小鼠胰腺系数的影响

褐藻寡糖对冷应激小鼠胰腺系数的影响不同于肝脏（见图2）。冷应激小鼠的胰腺系数高于没有冷应激的正常组，且差异有统计学意义（P＜0.05）。1.5%的褐藻寡糖能够升高冷应激小鼠胰腺系数，差异有统计学意义（P＜0.05）。0.75%和3%褐藻寡糖组小鼠的胰腺系数均低于对照组，但差异没有统计学意义（P＞0.05）。

3　讨论

应激学说提出于1936年，提出者为加拿大病理学家Selye，指的是内环境稳定或平稳被外部或内部伤害性刺激扰乱后的状态。应激性刺激可在一定程度上影响动物生理功能、生长及行为，不同刺激造成的内分泌反应模式给机体造成不同的生物学效应。对于冷刺激，动物的生理性反应，先是通过交感神经的兴奋，发挥神经调节作用，然后是下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统和下丘脑-垂体-甲状腺系统兴奋，避免应激刺激损害机体，这是在漫长的生物进化中逐步建立并慢慢完善的防御反应［10,12］。多糖、寡糖、糖缀合物为生物体内必不可少的信息物质，可对所有细胞接触过程进行参与。细胞表面上存在的寡糖在不同细胞间的识别、通讯及相互作用，细胞代谢、胚胎发生、信号传递、细胞黏附与运动等方面均发挥着重要作用，最近有研究发现，寡糖不止是通过缀合物形式发挥作用，许多寡糖自身即具备重要生理功能［6-7］。

图1　褐藻寡糖对冷应激小鼠肝脏系数的影响 ；图2 褐藻寡糖对冷应激小鼠胰腺系数的影响

我们的研究结果表明，褐藻寡糖能够提高冷应激小鼠的肝脏和胰腺系数，从而提高小鼠的抗冷应激能力。哺乳动物在冷应激下的主要生理反应是减少机体的散热、增加机体产热，从而维持体温的恒定及正常的生理活动。冷应激下的散热和产热变化，受自主神经和神经内分泌系统的双重调节，也与肝脏和胰腺的功能活动相关。冷应激对小鼠肝脏系数影响较小，这与李鹏等人的研究急性冷应激组与对照组肝脏结构无明显变化相一致［13］，这说明短时间的寒冷刺激并不能使肝脏的组织结构发生改变。但是褐藻寡糖能够增加冷应激小鼠的肝脏系数。这可能是褐藻寡糖促进体内蛋白质合成，抑制蛋白质分解的作用，使组织中蛋白质沉积增加，从而提高了小鼠的肝细胞活性，增加了小鼠肝脏的代谢能力，使小鼠的抗冷应激能力增强［6］。冷应激可影响小鼠胰腺，冷应激时，胰腺系数高于正常组小鼠，表明冷应激可能增加了小鼠的胰腺细胞的活性，使胰岛素、胰高血糖素分泌增加，促进糖代谢，从而提高小鼠的抗冷应激能力。而褐藻寡糖能进一步提高胰腺的活性，增强抗冷应激能力，可能是源于增加的胰岛素促进机体的合成代谢，胰高血糖素促进糖原分解、糖原异生和脂肪分解，从而使血糖保持在一定水平。这与王金涛等人在雏鸡慢性冷应激中胰岛素和胰高血糖素随应激时间延长呈上升趋势的研究结果相一致［14］。

综上所述，褐藻寡糖能够提高小鼠的抗冷应激能力，肝脏和胰腺不同程度参与了小鼠的冷应激反应，肝脏在冷应激中的活动较胰腺明显，表明褐藻寡糖对冷应激下肝脏的激活作用强于对胰腺的作用。

参考文献

［1］Kyung SN，Yong RC，Yun HS. Evaluation of the antimutagenic potential of chitosan oligosaccharide［J］. Biotechnology，2001（23）：971-975.

［2］Zabotinal OA，Ibragimova NN，Zabotin1 AI， et al.Biologically active oligosaccharides from pectins of Pisum sativum L. seedlings affecting root generation［J］. Biochemistry，2002，67（2）：227-232.

［3］Lyons TP，Jacques KA，Nottingham A. Competitive exclusion of salmonella using bacterial cultures and oligosaccharides［J］. Biotechnology，1995（16）：383-388.

［4］管宁，韩建东，李瑾，等. 天然寡糖的研究进展［J］. 山东农业科学，2013，45（7）：141-145

［5］史留喜，肖玉春，肖雪，等. 中药寡糖的药理作用与机制研究进展［J］. 亚太传统医药，2012，8（7）：191-192.

［6］狄维，王林，王升启.寡糖及其衍生物的生物活性研究进展［J］.中国药物化学杂志，2002，12（4）：243-248.

［7］裘迪红，张芝芬，吴汶民，等. 功能性低聚糖的研究开发［J］.食品与机械，2001，83（3）：29-31.

［8］张真庆 江晓路 管华诗. 寡糖的生物活性及海洋性寡糖的潜在应用价值［J］. 中国海洋药物，2003（3）：51-56.

［9］黄俊文 冯定远 林映才，等. 甘露寡糖对动物免疫机能的影响及合理利用［J］. 广东饲料，2004，13（6）：25-27.

［10］张学英 艾洪滨 孙西寨. 应激性对动物免疫功能影响的研究进展［J］. 生物学通报，2003，38（10）：9-10.

［11］贺石林. 中医科研设计与统计［M］. 长沙：湖南科技出版社，1989：55.

［12］计红，柳巨雄，杨焕民，等. 冷应激对动物神经内分泌系统影响的研究进展［J］. 环境与健康杂志，2012，29（5）：470-472.

［13］李鹏，杨焕民，任宝波，等. 冷应激大鼠几种组织形态结构变化的研究［J］. 黑龙江八一农垦大学学报，2004，16（2）：51-55.

［14］王金涛，张久丽，张洪涛，等. 冷应激对雏鸡下丘脑-垂体-甲状腺轴的影响［J］. 中国畜牧杂志，2008，44（9）：39-42.

Effect of Brown Alginate Oligosaccharides on Liver and Pancreas of Cold Stressed Mouse

ZHAO ShouzhangZHANG JianjunLiaoning College of Medicine Vocational， Shenyang 110101， China

【Abstract】

Objective To study the effects of brown alginate oligosaccharides on anti-cold stress ability of mouse and on liver and pancreatic. Methods Mice were divided into 5 groups in random （n=8）. NaCl of 0.9% and brown alginate oligosaccharide of 0.75%， 1.5% and 3% were affused into stomach respectively. Affusing capacity was 0.3～0.5 mlper mouse per day and lasted for 4 weeks. Then， cold stress were carried out on the conditions of （－5±1）℃ respectively for accord groups andtest groups， and observed the changes on body weight before and after stress， survival time and behavioral alteration. After death， liver and pancreatic were took out and weighted by electric scale and calculated their coefficients. Coefficient =viscera（mg）/ weight（g）×100%. Results Under the condition of cold stress， it showed that mice were clustering， muscle tremor， respiration and heart rate speed up， urine and fecal retention or incontinence， body weight decreased. Survival time of 1.5%brown alginate oligosaccharides group was higher than that of control group，the difference was significant（P < 0.05）. The coefficient of liver and pancreatic increased. Conclusion Brown alginate oligosaccharides can improve the capacity of anti-cold stress ability of mouse. Liver and pancreatic participates in cold stress activities to different extents. The actions of liver are more obvious than that of pancreatic in cold stress.

【Key words】Brown alginate oligosaccharides， Cold stressed， Mouse， Liver， Pancreas

doi:10.3969/j.issn.1674-9316.2015.19.146

【中图分类号】R3

【文献标识码】B

【文章编号】1674-9316（2015）19-0188-03