动物营养学报 >

2023 , Vol. 35 >Issue 12: 8074 - 8082

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.731

研究论文

灌服构树叶多糖对氧化鱼油饲粮诱导的大鼠肝脏功能损伤的影响

  • 黄冰 ,
  • 谭大雁 * ,
  • 毛湘冰 , ** ,
  • 范祥奇 ,
  • 余伟 ,
  • 杨恒 ,
  • 王清湘
展开
  • 四川农业大学动物营养研究所,动物抗病营养教育部重点实验室,农业农村部动物抗病营养与饲料重点实验室,动物抗病营养四川省重点实验室,成都 611130
** 毛湘冰,教授,博士生导师,E-mail:

* 同等贡献作者

黄 冰(2000—),男,湖南长沙人,硕士研究生,从事动物营养与饲料科学研究。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2023-06-22

  网络出版日期: 2023-12-11

基金资助

四川省科技计划项目(2021ZDZX0011)

四川省科技计划项目(2021YFYZ0008)

收起

Effects of Oral Administration of Broussonetia papyrifera Leaf Polysaccharides on Liver Dysfunction of Rats Fed Diet Containing Oxidized Fish Oil

  • HUANG Bing ,
  • TAN Dayan * ,
  • MAO Xiangbing , ** ,
  • FAN Xiangqi ,
  • YU Wei ,
  • YANG Heng ,
  • WANG Qingxiang
Expand
  • Key Laboratory of Animal Disease-Resistant Nutrition of Sichuan Province, Key Laboratory of Animal Disease-Resistant Nutrition and Feed of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Key Laboratory for Animal Disease-Resistance Nutrition of Ministry of Education, Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China
** professor, E-mail:

* Contributed equally

Received date: 2023-06-22

  Online published: 2023-12-11

Fold

摘要

本试验旨在探讨灌服构树叶多糖(BPP)是否可以缓解氧化鱼油饲粮对大鼠肝脏健康的负面影响,并初步探讨其可能机制。选取32只健康状况良好的21日龄雄性断奶Wistar大鼠(平均体重为58.05 g),采用2×2析因设计,试验因素为灌服BPP[灌服BPP或磷酸盐缓冲溶液(PBS)]和氧化鱼油攻毒(饲喂氧化鱼油饲粮或正常鱼油饲粮),每日BPP的灌服量为22.5 mg/kg BW,氧化鱼油攻毒于试验第9天开始进行,试验期为26 d。结果显示:氧化鱼油攻毒提高了大鼠的腹泻率,显著提高了大鼠肝脏和血清中谷草转氨酶与谷丙转氨酶活性及血清中尿素氮含量(P<0.05),显著上调了大鼠肝脏中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3和Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1的mRNA相对表达量及B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白与B淋巴细胞瘤-2的mRNA相对表达量的比值(P<0.05),显著下调了大鼠肝脏中B淋巴细胞瘤-2的mRNA相对表达量(P<0.05),显著降低了大鼠血清中过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力及肝脏中过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和总抗氧化能力(P<0.05),显著提升了大鼠血清中丙二醛、脂质过氧化物和蛋白质羰基含量及肝脏中丙二醛含量(P<0.05);灌服BPP降低了氧化鱼油攻毒大鼠的腹泻率,显著缓解了氧化鱼油攻毒对大鼠血清和肝脏中肝脏功能和抗氧化相关指标以及肝脏中细胞凋亡和抗氧化相关基因表达的负面影响(P<0.05)。综上所述,给大鼠灌服BPP可以缓解氧化鱼油攻毒诱导的腹泻和肝脏损伤,这可能与其通过调节核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路改善抗氧化功能及细胞凋亡有关。

关键词： 构树叶多糖; 氧化鱼油; 大鼠; 氧化应激; 肝脏; 抗氧化能力

本文引用格式

黄冰 , 谭大雁 , 毛湘冰 , 范祥奇 , 余伟 , 杨恒 , 王清湘 . 灌服构树叶多糖对氧化鱼油饲粮诱导的大鼠肝脏功能损伤的影响[J]. 动物营养学报, 2023 , 35(12) : 8074 -8082 . DOI: 10.12418/CJAN2023.731

Abstract

The aim of this experiment was to investigate whether the oral administration of Broussonetia papyrifera leaf polysaccharides (BPP) could alleviate the negative effects of the diet containing oxidized fish oil on liver health in rats, and to primarily explore the possible mechanisms. Thirty-two male Wistar rats weaned at 21 days of age (approximate average weight was 58.05 g) were used in a 2×2 factorial design. The trial factors included oral administration of BPP (oral administration of BPP solution or phosphate buffered solution) and oxidized fish oil challenge (feeding the diets containing oxidized fish oil or normal fish oil). The daily oral dose of BPP was 22.5 mg/kg BW. From day 9 to day 26, the challenge of oxidized fish oil was executed. The trial duration was 26 days. The results showed that oxidized fish oil challenge increased diarrhea rate, significantly enhanced glutathione transaminase and glutamic acid transaminase activities in liver and serum and urea nitrogen content in serum of rats (P<0.05), significantly upregulated the mRNA relative expression levels of cysteine aspartate protease 3 and Kelch-like epichlorohydrin-associated protein-1 and the ratio of B lymphocytoma-2-associated X protein to B lymphocytoma-2 in liver of rats (P<0.05), significantly down-regulated the mRNA relative expression levels of B lymphocytoma-2 in liver of rats (P<0.05), significantly decreased catalase and superoxide dismutase activities and total antioxidant capacity in serum of rats (P<0.05), significantly reduced catalase and glutathione peroxidase activities and total antioxidant capacity in liver of rats (P<0.05), significantly increased malondialdehyde, lipid peroxides and protein carbonyls contents in serum of rats (P<0.05), and significantly enhanced malondialdehyde content in liver of rats (P<0.05). Oral administration of BPP reduced diarrhea rate of rats fed the diet containing oxidized fish oil, and significantly alleviated the negative effects of oxidized fish oil challenge on liver-function-associated indices and antioxidant-related indices in serum and liver, and the expression of apoptosis-related genes and antioxidant-genes in liver of rats (P<0.05). In summary, oral administration of BPP can alleviate the diarrhea and liver damage induced by oxidized fish oil challenge in rats, which may be related to the improvement of antioxidant function and apoptosis through regulating nuclear factor erythroid-2 (Nrf2) signaling pathway.

Key words： Broussonetia papyrifera leaf polysaccharides; oxidized fish oil; rats; oxidative stress; liver; antioxidant capacity

鱼油是从鱼类脂肪中提取出来的油脂,它作为一种饲料成分,在我国的畜禽养殖业生产中应用十分广泛。因其中富含ω-3多不饱和脂肪酸(特别是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸),而具有改善炎症、抑制过敏反应、降低氧化应激和肝脏脂肪变性的程度等多种生理功能[1]。但也由于含有多个不饱和键,鱼油氧化稳定性比较差[2],导致其在运输和储藏的过程中易受外界因素影响而氧化变质。研究表明,饲喂氧化鱼油饲粮会诱导氧化应激、破坏组织完整性和影响物质代谢[3],进而严重影响畜禽的生长和健康。
构树(Broussonetia papyrifera)是一种落叶乔木,具有生长速度快、抗逆性强、分布广的特点[4],主要分布于亚太地区(如中国、泰国和美国)[5]。构树叶提取物中含有丰富的多糖、黄酮类等成分,具有抗氧化、抗菌、免疫调节等功能[6],现已成为一种新型的饲料添加剂,并广受关注。相关研究发现,构树叶提取物具有降低机体氧化应激、缓解结肠炎、调节肠道菌群的作用[7];且构树叶多糖(Broussonetia papyrifera leaf polysaccharide,BPP)可改善对乙酰氨基酚诱导的肝脏损伤,缓解氧化应激,调节肠道菌群[8]。因此,本研究以饲喂氧化鱼油配制的饲粮诱导大鼠氧化应激模型,探究灌服BPP是否可以改善氧化鱼油攻毒大鼠的腹泻、氧化应激和肝脏损伤,并初步探讨其相关机制,以期进一步完善构树叶提高机体抗逆性的可能机制,为其在畜牧生产中推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本次试验所用的构树叶采摘自四川农业大学成都校区,BPP提取步骤及其粉末的制备参考孟岩等[9]的方法。参考文献[10]的差示苯酚-硫酸法结合二硝基水杨酸(DNS)法,测得BPP中的多糖纯度为93.58%。本次试验所用的正常鱼油购自福建某生物科技股份有限公司;氧化鱼油由正常鱼油制备,其制备方法参考袁施彬等[11]的文献。

1.2 试验设计与饲养管理

选取32只体重相近(平均体重58.05 g)、健康状况良好的21日龄雄性Wistar大鼠(由达硕实验动物有限公司提供)作为试验对象,采用2×2析因设计,即BPP处理[灌服BPP或磷酸盐缓冲溶液(PBS)]和氧化鱼油攻毒(饲喂氧化鱼油饲粮或正常鱼油饲粮)。试验第1天空腹称重后,根据体重相近原则,将大鼠随机分为2个组,每组16个重复,每个重复1只大鼠。2组大鼠每日分别灌服BPP溶液(BPP溶液浓度为3.4 mg/mL,BBP灌服量为22.5 mg/kg BW)和等量PBS,并饲喂正常鱼油饲粮。试验第9天,从每个组随机选取1/2的大鼠饲喂氧化鱼油饲粮,剩余的大鼠继续饲喂正常鱼油饲粮,持续至试验结束。试验期为26 d。饲养试验于四川农业大学动物营养研究所鼠房进行,鼠房采光通风良好,温度和相对湿度稳定,试验大鼠单笼饲养,自由采食和饮水。

1.3 试验饲粮

试验所用基础饲粮参照AIN-93G鼠纯合饲粮标准,由南通某饲料科技有限公司配制,其组成及营养水平见表1。氧化鱼油饲粮是用氧化鱼油替代基础饲粮中的正常鱼油配制而成。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

项目
Items		 含量
Content
原料Ingredients
玉米淀粉Corn starch 39.748 6
酪蛋白(>85%蛋白质)
Casein(>85% protein)		 20.000 0
麦芽糊精Maltodextrin 13.200 0
蔗糖Sucrose 10.000 0
鱼油Fish oil 7.000 0
羟甲基纤维素钠
Sodium hydroxymethyl cellulose		 5.000 0
矿物元素混合物Mineral mixture1) 3.500 0
维生素混合物Vitamin mixture2) 1.000 0
L-胱氨酸L-cystine 0.300 0
重酒石酸胆碱Choline bitartrate 0.250 0
叔丁基对苯二酚Tert-butylhydroquinone 0.001 4
合计Total 100.000 0
营养水平Nutrient levels3)
代谢能Metabolic energy/(MJ/kg) 16.58
粗蛋白质Crude protein 18.26
粗纤维素Crude fiber 5.00
粗脂肪Crude fat 7.00
碳水化合物Carbohydrate 62.80

1)矿物元素混合物为每千克饲粮提供 Mineral mixture provided the following per kg of the diet:Ca 5 000 mg,P 1 561 mg,K 3 600 mg,Na 1 019 mg,Cl 1 517 mg,Mg 510 mg,Fe 35 mg,Zn 30 mg,Mn 10 mg,Cu 6 mg,I 0.2 mg,Se 0.15 mg。

2)维生素混合物为每千克饲粮提供Vitamin mixture provided the following per kg of the diet:VA 4 000 IU,VD3 1 000 IU,VK3 0.75 mg,VB1 6.0 mg,VB2 7.0 mg,VB6 6.0 mg,VB12 0.02 mg,烟酸 nicotinic acid 30.0 mg,D-泛酸钙 D-calcium pantothenate 15.3 mg,叶酸 folic acid 2.0 mg,生物素 biotin 0.2 mg。

3)代谢能为计算值,其余为实测值。Metabolic energy was a calculated value, while the rest were measured values.

1.4 样品采集

试验第27天,对禁食16 h的大鼠进行空腹称重,根据体重注射Zoletil®50对大鼠进行麻醉,然后对其进行腹腔静脉采血,采集的血样室温静置30 min后,于4 ℃、3 500 r/min离心15 min,取上清,保存在-20 ℃中备用。采血后将大鼠处死,迅速分离肝脏,取肝脏左侧的第1叶和第2叶的组织块,分装于冻存管中,迅速投入液氮,并转入-80 ℃保存备用。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 腹泻率

氧化鱼油攻毒后,每日对每只大鼠进行粪便评分,主要记录粪便黏稠度(0,正常粪便;2,半液体粪便;4,液体粪便),当粪便黏稠度大于2时,记为腹泻,用于计算大鼠腹泻率。

1.5.2 饲粮营养成分含量测定

饲粮中粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪和碳水化合物含量分别按照GB/T 6432—2018、GB/T 6434—2022、GB/T 6433—2006和GOST 26176—1991方法进行测定,代谢能参考AIN-93G方法进行计算。

1.5.3 鱼油常规指标测定

鱼油的酸价按照GB 5009.229—2016方法进行测定,测定结果显示,正常鱼油的酸价为1.64 mg/g,氧化鱼油的酸价为6.63 mg/g。

1.5.4 血清和肝脏中肝脏功能和抗氧化相关指标测定

肝脏组织样品预处理:取0.1 g(精确至0.001 g)肝脏组织样品于1.5 mL的EP管中,加入9倍质量体积的预冷生理盐水,匀浆机中充分匀浆,然后4 ℃、3 000 r/min离心10 min,吸取上清,用于相关指标的测定。
血清和肝脏中总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)和谷草转氨酶(glutamic transaminase,GOT)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,GPT)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)、尿素氮(urea nitrogen,UN)、脂质过氧化物(lipid peroxide,LPO)、蛋白质羰基(protein carbonyl,PC)和总蛋白(total protein,TP)含量采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒并严格按照说明书进行测定;血清和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性采用碧云天生物技术有限公司生产的试剂盒并严格按照说明书进行测定。

1.5.5 肝脏中凋亡和抗氧化相关基因mRNA相对表达量测定

肝脏中B淋巴细胞瘤-2(B lymphocytoma-2,Bcl-2)、B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(B lymphocytoma-2-associated X protein,Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cysteine aspartate protease 3,Caspase3)、核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid-2,Nrf2)和Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Kelch-like epichlorohydrin-associated protein-1,Keap-1)的mRNA相对表达量采用实时荧光定量PCR技术进行测定,具体方法参考Mao等[12]的文献。

1.6 数据处理与分析

所有试验数据均用Excel 2016进行初步整理,除了腹泻率以外,其他数据均用SPSS 22.0软件中的两因子方差分析程序进行分析,模型主效应包括灌服BPP和氧化鱼油攻毒以及二者之间的互作效应;差异显著时,采用Duncan氏法进行多重比较。以P<0.05为差异显著, 0.05<P<0.10为差异有显著趋势。各指标以每个重复为单位统计,数据以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 灌服BPP对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠腹泻率的影响

从图1中可以看出,从试验第9天开始进行氧化鱼油攻毒后,饲喂含氧化鱼油饲粮的大鼠腹泻率逐渐升高,并于试验第15天后达到100%;而试验第20天后,灌服BPP在一定程度上降低了氧化鱼油攻毒诱导的大鼠腹泻。由此可见,给大鼠灌服BPP可以缓解氧化鱼油引起的腹泻。
图1 灌服构树叶多糖对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠腹泻率的影响

Fig.1 Effects of infusing BPP on diarrhea rate of rats fed diet containing OFO

2.2 灌服BPP对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠血清和肝脏中肝脏功能相关指标的影响

由表2可知,氧化鱼油攻毒显著升高了大鼠血清和肝脏中GOT和GPT活性及血清中UN含量(P<0.05);灌服BPP显著降低了大鼠血清和肝脏中GOT和GPT活性及血清中UN含量(P<0.05)。在氧化鱼油攻毒大鼠中,灌服BPP显著缓解了氧化鱼油攻毒对大鼠血清GOT与GPT活性和UN含量以及肝脏GOT活性的影响(P<0.05)。
表2 灌服构树叶多糖对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠血清和肝脏中肝脏功能相关指标的影响

Table 2 Effects of oral administration of BPP on liver-function-associated indices in serum and liver of rats fed diet containing OFO

项目
Items		 磷酸盐缓冲液PBS 构树叶多糖BPP P值P-value
正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 氧化鱼油
OFO		 构树叶多糖
BPP		 氧化鱼油×
构树叶多糖
OFO×BPP
血清Serum
谷丙转氨酶GPT/(U/L) 7.47
±1.42b		 14.57
±1.56a		 6.64
±1.22c		 6.81
±0.62bc		 <0.05 <0.05 <0.05
谷草转氨酶GOT/(U/L) 24.18
±1.98b		 31.84
±0.93a		 18.40
±0.69b		 24.01
±1.64b		 <0.05 <0.05 0.49
尿素氮UN/(mmol/L) 6.23
±0.50b		 7.75
±0.34a		 5.46
±0.18b		 6.18
±0.35b		 <0.05 <0.05 <0.05
肝脏Liver
谷丙转氨酶GPT/(U/g prot) 17.20
±3.61b		 33.64
±4.24a		 3.39
±0.86c		 31.43
±2.63a		 <0.05 <0.05 0.08
谷草转氨酶GOT/(U/g prot) 22.63
±3.65b		 47.44
±2.61a		 25.76
±2.70b		 31.54
±2.54b		 <0.05 <0.05 <0.05

同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.3 灌服BPP对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠肝脏中凋亡和抗氧化相关基因表达的影响

由表3可知,氧化鱼油攻毒显著上调了大鼠肝脏中Caspase3和Keap-1的mRNA相对表达量及Bax/Bcl-2(P<0.05),显著降低了大鼠肝脏中Bcl-2的mRNA相对表达量(P<0.05);灌服BPP显著下调了大鼠肝脏中Bax、Caspase3和Keap-1的mRNA相对表达量及Bax/Bcl-2(P<0.05)。在氧化鱼油攻毒的大鼠中,灌服BPP显著缓解了氧化鱼油攻毒对大鼠肝脏Bax、Bcl-2、Caspase3和Keap-1的mRNA相对表达量及Bax/Bcl-2的影响(P<0.05)。
表3 灌服构树叶多糖对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠肝脏中凋亡和抗氧化相关基因表达的影响

Table 3 Effects of oral administration of BPP on expression of apoptosis-related and antioxidant-related genes in liver of rats fed diet containing OFO

项目
Items		 磷酸盐缓冲液PBS 构树叶多糖BPP P值P-value
正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 氧化鱼油
OFO		 构树叶多糖
BPP		 氧化鱼油×
构树叶多糖
OFO×BPP
凋亡相关基因Apoptosis-related genes
B淋巴细胞瘤-2 Bcl-2 1.00
±0.13a		 0.54
±0.05b		 0.67
±0.06ab		 0.74
±0.06a		 <0.05 0.46 <0.05
B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白
Bax		 1.00
±0.05ab		 1.22
±0.10a		 0.91
±0.05b		 0.83
±0.05b		 0.32 <0.05 <0.05
B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白/B淋巴细胞瘤-2
Bax/Bcl-2		 1.09
±0.10b		 2.30
±0.18a		 1.43
±0.12b		 1.14
±0.08b		 <0.05 <0.05 <0.05
半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3
Caspase3		 1.00
±0.06b		 1.58
±0.05a		 0.86
±0.05b		 1.11
±0.09b		 <0.05 <0.05 <0.05
抗氧化相关基因Antioxidant-related genes
核因子E2相关因子2 Nrf2 1.00
±0.17a		 0.45
±0.06b		 0.57
±0.09ab		 0.86
±0.08ab		 0.27 0.92 <0.05
Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1
Keap-1		 1.00
±0.12b		 1.47
±0.11a		 0.80
±0.05b		 1.00
±0.11b		 <0.05 <0.05 0.21

2.4 灌服BPP对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠血清和肝脏中抗氧化相关指标的影响

由表4可知,氧化鱼油攻毒显著降低了大鼠血清中CAT、SOD活性和T-AOC以及肝脏中CAT、GSH-Px活性和T-AOC(P<0.05),显著提高了大鼠血清中MDA、LPO和PC含量(P<0.05);灌服BPP显著提高了大鼠血清中SOD活性及肝脏中GSH-Px活性和T-AOC(P<0.05),显著降低了大鼠血清中LPO和PC含量及肝脏中MDA含量(P<0.05)。在氧化鱼油攻毒大鼠中,灌服BPP显著缓解了氧化鱼油攻毒对大鼠血清T-AOC、SOD活性和MDA、LPO、PC含量以及肝脏T-AOC、GSH-Px活性和MDA含量的影响(P<0.05)。
表4 灌服构树叶多糖对饲喂含氧化鱼油饲粮大鼠血清和肝脏中抗氧化相关指标的影响

Table 4 Effects of oral administration of BPP on antioxidant-related indices in serum and liver of rats fed diet containing OFO

项目
Items		 磷酸盐缓冲液PBS 构树叶多糖BPP P值P-value
正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 正常鱼油
NFO		 氧化鱼油
OFO		 氧化鱼油
OFO		 构树叶多糖
BPP		 氧化鱼油×
构树叶多糖
OFO×BPP
血清Serum
总抗氧化能力
T-AOC/(U/mL)		 2.16
±0.07a		 1.11
±0.09c		 1.73
±0.06b		 1.76
±0.07b		 <0.05 0.57 <0.05
过氧化氢酶
CAT/(U/mL)		 11.84
±1.38a		 6.76
±0.38c		 9.71
±0.33ab		 7.74
±0.22bc		 <0.05 0.41 <0.05
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mL)		 56.27
±2.31a		 42.21
±3.27b		 61.31
±3.53a		 56.29
±3.07a		 <0.05 <0.05 0.16
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(mU/mL)		 6.06
±0.13		 5.28
±0.33		 5.70
±0.17		 6.19
±0.26		 0.58 0.28 <0.05
丙二醛
MDA/(nmol/mL)		 2.81
±0.58a		 8.61
±0.84b		 3.90
±1.10a		 4.94
±0.66a		 <0.05 0.12 0.08
脂质过氧化物
LPO/(μmol/mL)		 1.12
±0.09a		 1.62
±0.10b		 1.06
±0.14a		 1.10
±0.08a		 <0.05 <0.05 <0.05
蛋白质羰基
PC/(nmol/mg prot)		 0.42
±0.09a		 1.16
±0.13b		 0.44
±0.09a		 0.42
±0.09a		 <0.05 <0.05 <0.05
肝脏Liver
总抗氧化能力
T-AOC/(U/mg prot)		 0.52
±0.03b		 0.37
±0.03c		 0.62
±0.01a		 0.60
±0.01ab		 <0.05 <0.05 <0.05
过氧化氢酶
CAT/(U/mg prot)		 248.50
±15.38a		 180.50
±9.29bc		 185.30
±10.47b		 140.10
±8.17c		 <0.05 <0.05 0.34
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mg prot)		 116.50
±2.85		 137.50
±6.06		 132.90
±6.59		 125.90
±5.80		 0.53 0.61 <0.05
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/mg prot)		 0.64
±0.02ab		 0.41
±0.02c		 0.69
±0.03a		 0.56
±0.01b		 <0.05 <0.05 0.48
丙二醛
MDA/(nmol/mg prot)		 1.33
±0.14b		 1.96
±0.16a		 0.97
±0.07bc		 0.67
±0.05c		 0.19 <0.05 <0.05

3 讨论

氧化应激是指机体内活性氧的产生与抗氧化系统保护机制之间的不平衡,导致机体内重要的生物分子、细胞和器官损伤,并诱发多种疾病[13]。根据鱼油行业标准(SC/T 3502—2016)规定,正常精致鱼油酸价不得超过3 mg/g,而本研究中制备的氧化鱼油的酸价为6.63 mg/g,表明氧化鱼油制备成功。据报道,长期摄入氧化油脂会降低动物的生长性能,减少营养物质的吸收[14],并诱导氧化应激,造成肝脏损伤[15]。Guo等[16]研究发现,饲粮添加氧化鱼油显著升高了ICR小鼠肝脏指数及血清GOT活性和MDA含量,导致氧化应激和脂代谢紊乱。在本试验中,饲喂含氧化鱼油饲粮会导致大鼠腹泻,降低肝脏和血清中的抗氧化能力,造成肝脏功能损伤,诱导肝细胞凋亡,抑制了肝脏中的Nrf2信号通路,诱导了氧化应激,这些结果与前人的研究结果[14⇓-16]一致。因此,我们认为本试验通过饲喂含氧化鱼油饲粮成功构建了大鼠氧化应激模型。
本试验的BPP灌服剂量来源于前期的预试验结果。在预试验中,我们选取了不同剂量的BPP进行每日灌服,并发现以22.5 mg/kg BW的剂量进行灌服即可发挥提高Wistar大鼠血清和肝脏抗氧化能力的作用。因此,在正试试验中选择该剂量进行试验。相关结果表明,灌服BPP可以缓解氧化鱼油造成的大鼠腹泻,说明BPP对大鼠的健康有一定的改善作用。动物机体的生长和健康与其对摄入营养物质的消化、吸收和代谢息息相关[17]。血液中的UN是蛋白质代谢的主要产物[18],可作为衡量机体养分代谢情况的间接指标。本试验发现,灌服BPP显著降低了因氧化鱼油攻毒导致的大鼠血清UN含量提高,这说明BPP在一定程度上调节了因氧化应激导致的机体养分代谢紊乱。
肝脏是机体营养物质代谢的重要器官,涉及到机体诸多生理过程(包括养分的利用和代谢)[19]。因此,我们分析了与肝脏功能的相关指标。GOT和GPT是机体代谢过程中不可缺少的酶,被认为是肝脏功能的生物标志物,主要分布在肝细胞内[20];当肝细胞遭到破坏后,GOT和GPT将被释放进入血液,因此,血液中它们活性的升高通常被用作肝脏损伤的诊断指标[21-22]。本试验发现,灌服BPP可以降低摄入含氧化鱼油饲粮大鼠的肝脏和血清中GOT和GPT活性,说明BPP可以缓解氧化鱼油攻毒造成的肝细胞破坏。我们进一步对大鼠肝脏中Bcl-2、Bax和Caspase3等凋亡相关基因进行了实时荧光定量PCR分析,结果表明,灌服BPP可以缓解氧化鱼油攻毒引起的大鼠肝脏中Bax和Caspase3的mRNA相对表达量及Bax/Bcl-2的升高。这与Xu等[8]在研究BPP对对乙酰氨基酚造成的肝脏损伤时所得结果相似。因此,我们推测BPP可以改善氧化鱼油诱导的肝脏损伤和肝细胞凋亡。
氧化还原状态是影响机体中细胞活性和功能的重要因素[23]。CAT、SOD和GSH-Px是机体抗氧化系统中重要的组成部分[24];T-AOC体现了体内酶和非酶类抗氧化剂的总体水平[25];MDA和LPO是脂质过氧化的重要标志,PC是蛋白质氧化的重要标志,它们的含量或活性可反映机体的氧化状态[26-27]。本试验结果表明,灌服BPP显著缓解了氧化鱼油攻毒对大鼠血清T-AOC、SOD活性和MDA、LPO、PC含量以及肝脏T-AOC、GSH-Px活性和MDA含量的影响。这与Xu等[8]在研究BPP对对乙酰氨基酚造成的肝脏损伤时所得结果相似。这说明BPP可以提高机体(包括肝脏)的抗氧化能力,可能是其缓解细胞凋亡的主要原因。另外,由于BPP本身无法被肠道直接吸收,灌服BPP在不同组织器官中的作用形式不同,致使其发挥抗氧化作用存在一定的差异,血清相关指标则是机体不同组织器官综合抗氧化作用的反映,进而导致了灌服BPP对氧化鱼油攻毒大鼠的血清和肝脏抗氧化能力的缓解作用存在一定的差异。
Nrf2及其内源性抑制物Keap-1是一种普遍存在的细胞内Nrf2抗氧化信号通路的组成成员[28]。通常情况下,Nrf2与Keap-1在细胞质中结合,此时Nrf2处于未激活状态;当Keap-1解离后,Nrf2被移位到细胞核中,启动抗氧化防御酶的表达,发挥抗氧化作用[29]。Xu等[8]在乙酰氨基酚诱导小鼠肝脏损伤的研究中表明,BPP处理可以提高肝脏中Nrf2及其靶基因的mRNA相对表达量。本试验也有类似发现,即灌服BPP显著缓解了氧化鱼油攻毒对大鼠肝脏中Keap-1的mRNA相对表达量的影响。由此可知,BPP是通过调控Nrf2信号通路提高肝脏的抗氧化能力。

4 结论

灌服BPP可以缓解氧化鱼油攻毒诱导的大鼠肝脏损伤,这可能是BPP通过调节Nrf2信号通路来改善抗氧化能力,进而减弱氧化应激诱导的细胞凋亡实现的。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
LIMA ROCHA J É, MENDES FURTADO M, MELLO NETO R S, et al. Effects of fish oil supplementation on oxidative stress biomarkers and liver damage in hypercholesterolemic rats[J]. Nutrients, 2022, 14(3):426.

DOI

[2]
彭地纬, 杨必能, 黄祯, 等. 饲用鱼油的氧化稳定性研究[J]. 现代畜牧兽医, 2022(10):19-23.

PENG D W, YANG B N, HUANG Z, et al. Study on oxidation stability of fish oil for feeding[J]. Modern Journal of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, 2022(10):19-23. (in Chinese)

[3]
SONG C Y, LIU B, XU P, et al. Oxidized fish oil injury stress in Megalobrama amblycephala:evaluated by growth,intestinal physiology,and transcriptome-based PI3K-Akt/NF-κB/TCR inflammatory signaling[J]. Fish & Shellfish Immunology, 2018, 81:446-455.

[4]
王为栋, 孙海娟, 张春宝. 构树的营养价值及其在畜禽生产中的应用研究进展[J]. 饲料研究, 2021, 44(3):152-154.

WANG W D, SUN H J, ZHANG C B. Research advances on nutritional value and application in livestock and poultry of Broussonetia papyrifera[J]. Feed Research, 2021, 44(3):152-154. (in Chinese)

[5]
SUN J, LIU S F, ZHANG C S, et al. Chemical composition and antioxidant activities of Broussonetia papyrifera fruits[J]. PLoS One, 2012, 7(2):e32021.

DOI

[6]
HAN Q H, WU Z L, HUANG B, et al. Extraction,antioxidant and antibacterial activities of Broussonetia papyrifera fruits polysaccharides[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, 92:116-124.

DOI

[7]
茹盟. 构树叶提取物对DSS诱导的小鼠结肠炎的缓解作用[D]. 硕士学位论文. 南昌: 江西农业大学, 2022.

RU M. Protective effect of Broussonetia papyrifera leaf extract on DSS induced colitis in mice[D]. Master’s Thesis. Nanchang: Jiangxi Agricultural University, 2022. (in Chinese)

[8]
XU B C, HAO K Y, CHEN X G, et al. Broussonetia papyrifera polysaccharide alleviated acetaminophen-induced liver injury by regulating the intestinal flora[J]. Nutrients, 2022, 14(13):2636.

DOI

[9]
孟岩, 张玉苍, 何连芳, 等. 构树叶中蛋白和多糖提取工艺研究[J]. 湖北农业科学, 2010, 49(4):946-949.

MENG Y, ZHANG Y C, HE L F, et al. Study on extracting process of protein and polysaccharide from leaves of Broussonetia papyrifera[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2010, 49(4):946-949. (in Chinese)

[10]
张小荣, 黄钰芳, 何海, 等. 差示苯酚-硫酸法结合DNS法测定红芪多糖(HPS)含量[J]. 安徽农业科学, 2022, 50(4):186-189,253.

ZHANG X R, HUANG Y F, HE H, et al. Differential phenol sulfuric acid method combined with DNS method to determine the content of hedysarum polysaccharides (HPS)[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2022, 50(4):186-189,253. (in Chinese)

[11]
袁施彬, 陈代文. 氧化应激对断奶仔猪组织抗氧化酶活性和病理学变化的影响[J]. 中国兽医学报, 2009, 29(1):74-78.

YUAN S B, CHEN D W. Effect of oxidative stress on the antioxidant enzymes and pathological changes in piglets[J]. Chinese Journal of Veterinary Science, 2009, 29(1):74-78. (in Chinese)

[12]
MAO X B, GU C S, REN M, et al. L-isoleucine administration alleviates rotavirus infection and immune response in the weaned piglet model[J]. Frontiers in Immunology, 2018, 9:1654.

DOI PMID

[13]
ĎURAČKOVÁ Z. Some current insights into oxidative stress[J]. Physiological Research, 2010, 59(4):459-469.

DOI PMID

[14]
LIAO C H, SHAW H M, CHAO P M. Impairment of glucose metabolism in mice induced by dietary oxidized frying oil is different from that induced by conjugated linoleic acid[J]. Nutrition, 2008, 24(7/8):744-752.

DOI

[15]
LU T, HARPER A F, ZHAO J, et al. Supplementing antioxidants to pigs fed diets high in oxidants:Ⅰ.Effects on growth performance,liver function,and oxidative status[J]. Journal of Animal Science, 2014, 92(12):5455-5463.

DOI

[16]
GUO Q P, ZHANG L Y, YIN Y J, et al. Taurine attenuates oxidized fish oil-induced oxidative stress and lipid metabolism disorder in mice[J]. Antioxidants, 2022, 11(7):1391.

DOI

[17]
王旭, 毛湘冰, 孙锐, 等. 氧化饲粮中添加果胶寡糖对断奶大鼠空肠与肝脏组织形态和抗氧化能力的影响[J]. 动物营养学报, 2021, 33(3):1716-1723.

DOI

WANG X, MAO X B, SUN R, et al. Effects of adding pectic oligosaccharide into oxidized diet on antioxidant capacity and histomorphology of jejunum and liver in weaned rats[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(3):1716-1723. (in Chinese)

[18]
WU L L, LIU Y, LIU Z Y, et al. Serum urea acid and urea nitrogen levels are risk factors for maternal and fetal outcomes of pregnancy:a retrospective cohort study[J]. Reproductive Health, 2022, 19(1):192.

DOI

[19]
TREFTS E, GANNON M, WASSERMAN D H. The liver[J]. Current Biology, 2017, 27(21):R1147-R1151.

DOI

[20]
XU L, YU Y F, SANG R, et al. Protective effects of taraxasterol against ethanol-induced liver injury by regulating CYP2E1/Nrf2/HO-1 and NF-κB signaling pathways in mice[J]. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2018, 2018:8284107.

[21]
GUICCIARDI M E, MALHI H, MOTT J L, et al. Apoptosis and necrosis in the liver[J]. Comprehensive Physiology, 2013, 3(2):977-1010.

DOI PMID

[22]
CHIU H F, CHEN T Y, TZENG Y T, et al. Improvement of liver function in humans using a mixture of schisandra fruit extract and sesamin[J]. Phytotherapy Research, 2013, 27(3):368-373.

DOI

[23]
CICHO Ż-LACH H, MICHALAK A. Oxidative stress as a crucial factor in liver diseases[J]. World Journal of Gastroenterology, 2014, 20(25):8082-8091.

DOI

[24]
YANG Y, CHEN S, ZHANG J M. The updated role of oxidative stress in subarachnoid hemorrhage[J]. Current Drug Delivery, 2017, 14(6):832-842.

DOI PMID

[25]
CUI Y T, LIU B, XIE J, et al. The effect of emodin on cytotoxicity,apoptosis and antioxidant capacity in the hepatic cells of grass carp (Ctenopharyngodon idellus)[J]. Fish & Shellfish Immunology, 2014, 38(1):74-79.

[26]
ESMAEILNEJAD B, TAVASSOLI M, SAMIEI A, et al. Evaluation of oxidative stress and antioxidant status,serum trace mineral levels and cholinesterases activity in cattle infected with Anaplasma marginale[J]. Microbial Pathogenesis, 2018, 123:402-409.

DOI

[27]
LIU W X, JIA F L, HE Y Y, et al. Protective effects of 5-methoxypsoralen against acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice[J]. World Journal of Gastroenterology, 2012, 18(18):2197-2202.

DOI

[28]
BELLEZZA I, GIAMBANCO I, MINELLI A, et al. Nrf2-Keap1 signaling in oxidative and reductive stress[J]. Biochimica et Biophysica Acta:Molecular Cell Research, 2018, 1865(5):721-733.

DOI

[29]
ZHAO X J, YU H W, YANG Y Z, et al. Polydatin prevents fructose-induced liver inflammation and lipid deposition through increasing miR-200a to regulate Keap1/Nrf2 pathway[J]. Redox Biology, 2018, 18:124-137.

DOI

Options
文章导航

/

〈 〉

    联系我们

  • 地址：北京市海淀区圆明园西路2号
    　　　中国农业大学动科动医大楼153室
  • 邮编：100193
  • 电话：010－62817823
  • 网址：http://www.chinajan.com
  • E-mail：cjan@chinajan.com
京公网安备 11010802041926号    京ICP备17050989号-2