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随着科学技术的进步、人们生活水平的提高及医疗卫生事业的不断发展,各年龄层死亡率(包括新生儿死亡率)和生育率逐渐降低,人类的平均寿命得到了明显的延长,老年人在世界人口中的比例越来越高,人口老龄化问题已日益突显。从1970年到2025年,60岁及60岁以上人口预计大约增加8.75亿,即增加281%。
步入老年期后,人的各种生理功能已经开始减弱,循环、消化、呼吸、泌尿等各个系统的生理和代谢功能都逐渐降低。基础代谢率降低;蛋白质合成速度减慢;脂肪蓄积,血脂增加;糖耐量降低。而这些生理特点的直接后果是非传染性慢病(Noncommunicable diseases,NCDs)的发病风险增加。在人口老龄化的当今世界,衰老是非传染性慢病发生的最直接最普遍的原因。据世界卫生组织《2012世界健康统计数据》显示,在NCDs死亡中心血管疾病占一半(48%),其次是癌症占21%,慢性呼吸系统疾病占12%,仅糖尿病一项单独致NCDs死亡即占3.5%。2008年全球约有5700万人死亡,其中3600万(63%)死于非传染性慢病。
目前延衰方法主要有药物延缓衰老,有氧运动延缓衰老,食疗延缓衰老,热量限制延缓衰老,生物电磁场延缓衰老,心理调节延缓衰老等等,但均有一定的局限性。近来植物中的非营养成分即植物化学物的生物活性受到了普遍关注,此类非营养素物质种类繁多,其中人体摄入水平较高的有茶多酚、槲皮素、番茄红素、大豆异黄酮和大豆皂甙等。体内、体外研究都已证明,由日常食物摄入植物化学物可预防癌症、延缓衰老、预防心血管疾病、调节免疫功能等方面发挥重要作用。
白藜芦醇(Resveratrol, RSV)是一类主要存在于葡萄、藜芦、虎杖等植物中的多酚类化合物。是植物在恶劣环境下或遭到病原体侵害时,自身分泌的一种可抵御霉菌感染的抗毒素。有研究报道,RSV通过抑制磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDEs),引起环单磷酸腺苷(cyclic adenosinemonophosphate, cAMP)水平增加,Epacl活性增强,细胞内Ca2+浓度上升,AMP激活性蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)激活。AMPK促进下游NAD+增加,进而导致沉默信息调节因子1(silent information regulator1,SIRT1)的激活,SIRT1发挥其去乙酰化作用使PPARγ协同激活子1α(PPARγ coactivator1α,PGC-1α)激活,被激活的PGC-1α在体内具有促进脂肪酸氧化、糖异生、线粒体生物合成和线粒体呼吸等生理活性。我们推测RSV以这一通路模拟热量限制,调节机体代谢平衡,最终起到延缓衰老的作用。
根据前期预实验结果,本实验采用两个剂量(45 mg/kg.bw.d和22.5mg/kg.bw.d)的RSV对D-gal诱导的拟衰老模型小鼠进行预防性干预,观察其对脂代谢和血糖的影响,并初步探讨可能的机制。
材料和方法:
一、动物的分组与喂养
16周龄SPF级雄性昆明种小鼠56只,适应性喂养1周后,按体重随机分为基础组、衰老组、RSVⅠ组(22.5mg/kg.bw.d)和RSVⅡ组(45mg/kg.bw.d),每组14只。基础组每日颈背部皮下注射生理盐水,其余三组注射200mg/kg.bw.d的D-gal溶液。基础组和衰老组每日给予0.5%的CMC溶液灌胃,RSVⅠ组和RSVⅡ组给予相应浓度的RSV溶液灌胃。小鼠5-6只/笼饲养,温度(20±2)℃,湿度40%-70%,自然光照,自由摄食饮水,每周称量体重2次。
二、测定指标及方法
在实验进行到第16w末时,测定相应的指标,分两批进行,32只测定血糖、血脂、脏器指数、肝脂,24只灌流固定观察肝脏病理学改变。
(一)血糖、血脂
16w干预期末,小鼠禁食12h后,乙醚麻醉下,摘眼球取血,离心取上清(即为血清),按照说明书要求测量以下指标:血糖(Glucose,GLU)、总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein-cholesterol, HDL-C)。
(二)脏器指数
解剖取肝脏、脾脏、胸腺,称重,计算脏器重量与体重的比值;公式如下:脏器指数=脏器湿重(g)/体重(g)×1000。
(三)肝脂
1、肝脏中TG、TC含量:氯仿—甲醇法
用电子天平称取100mg~150mg肝组织,加入3倍体积的甲醇进行匀浆,待匀浆无阻力后再加入6倍体积的氯仿,漩涡混匀器混匀制成10%的组织匀浆。室温放置过夜,小心抽取下层有机溶剂层,按试剂盒说明测定有机溶剂层中TG、TC含量。
2、肝脏游离脂肪酸(nonesterified fatty acids,NEFA)
取100mg-150mg肝组织,用生理盐水制成10%组织匀浆,3000r/min离心15min,小心吸取上清液,按照试剂盒说明测定NEFA含量。
(四)肝脏病理学
小鼠乙醚麻醉下开腹,肉眼观察肝脏有无明显病变(颜色、形态、质地、大小等),记录肝脏外观。灌流固定后分离肝脏,从肝右叶中部切取1.0×0.5×0.2cm大小的肝组织放入预先配置好的4%多聚甲醛液中,制成HE切片,在显微镜下观察肝组织病理改变。
三、数据处理和统计分析
用SPSS13.0统计软件进行数据分析,实验结果用X±S表示,用方差分析比较各组间的统计学差异。检验水准α=0.05。
结果:
一、动物一般状况及体重变化和脏器重量
各组小鼠初始体重均数基本相等,16w末各组小鼠体重以衰老组最高,RSVⅡ组最低,衰老组与RSVⅡ组差异有统计学意义(P<0.05)。各组小鼠平均体重增量以衰老组最高,基础组、RSVⅡ组与衰老组差异有统计学意义(P<0.05)。衰老组胸腺重量最轻,且与其余三组间差异均有统计学意义(P<0.05)。脾脏重衰老组与RSVⅠ组偏低,基础组和RSVⅡ组偏高,各组间差异无统计学意义(P>0.05)。肝脏重量基础组最高,RSVⅡ组最低,衰老组与RSVⅠ组居中,组间差异无统计学意义(P>0.05)。
二、肝脏病理改变
1、大体改变
16w末,基础组和两RSV组小鼠肝脏大体形态、颜色、质地均正常,衰老组小鼠肝脏大体略呈黄褐色,肝实质萎缩脂肪充满,故被膜紧张,边缘饱满,切面有油腻感。
2、HE切片
低倍镜下衰老组小鼠肝细胞约有50%-75%发生了脂肪变性,已达到中度脂肪肝的程度,40倍镜下可见肝细胞呈不同程度的脂肪变性、变性细胞体积增大,胞浆内可见大量大小不一、边界清楚的圆形空泡,并伴有不同程度的点状、灶状坏死和炎症细胞浸润。基础组、RSVⅠ组和RSVⅡ组肝细胞未见明显异常。
三、脏器指数
肝体比以基础组最高,RSVⅡ组最低,组间差异无统计学意义(P>0.05)。胸腺体重比和脾脏体重比均以衰老组最低,RSVⅡ组最高,其中胸腺体重比衰老组与其余各组间差异有统计学意义(P<0.05)。脾脏体重比各组间差异无统计学意义(P>0.05)。
四、血脂、血糖水平
各组小鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C和GLU指标均以衰老组最高,血清TG衰老组与RSVⅡ组差异有统计学意义(P<0.05),血清LDL-C两剂量组与衰老组差异有统计学意义(P<0.05)。其余各指标组间差异无统计学意义(P>0.05)。
五、肝脂含量
16w末小鼠肝脏TC、TG、NEFA均以衰老组最高,RSVⅡ组最低,各组间差异无统计学意义( P>0.05)。
结论:
1、45 mg/kg.bw.d的RSV可减缓D-gal致拟衰老模型小鼠体重增加;
2、两个剂量的RSV均可减缓D-gal致拟衰老模型小鼠胸腺萎缩;
3、两个剂量的RSV对D-gal致拟衰老模型小鼠血糖水平降低作用均不明显;
4、两个剂量的RSV均可降低D-gal致拟衰老模型小鼠血脂、肝脂水平,尤其对血甘油三酯和血低密度脂蛋白胆固醇有明显的降低作用。