environmental-toxicological-studies-Sci Forschen

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研究文章
部分鄉土植物對過氧化氫氧化應激的保護作用

Emad Sabry Shaker1 *說Mnaa2

1埃及米尼亞大學農學院生物化學係
 2埃及Menofia大學特殊教育學院家庭經濟係

*通訊作者:Emad Sabry Shaker，埃及米尼亞大學農學院生物化學係，電話:0201224157188;電子郵件:eshaker10@hotmail.com


摘要

氧化應激已被證明在許多疾病中起作用。研究研究了H2O2在許多生物係統上。H2O2如研究中提到的幹果可以改善。以果皮番茄、納布克和桑樹為研究對象，研究了過氧化氫對人體有害作用的潛在影響2O2在化學和組織學參數。將有價值的幹植物效果與標準有價值化合物n -乙酰半胱氨酸NAC進行比較。作為肝功能障礙機製指標的堿性磷酸酶ALP隨著H的增加而顯著升高2O2治療。NAC表現出顯著的改善，其次是梧桐添加劑作為保護劑。另一方麵，腎髒剖麵肌酐對過氧化氫誘導的增加值不顯著，NAC是各組中最顯著的緩解劑。過氧化氫(100 mg/kg b.w)顯著降低過氧化氫酶CAT值，與氧化應激的丙二醛MDA過氧化指標評分顯著高相關。結果表明，在CAT和MDA值上，殼番茄、桑樹或nabk均不能緩解氧化應激效應。NAC是抑製H . H .所致氧化應激的最有效因子2O2．雌性大鼠經H2O2同時輔以NAC口服注射。果皮作為抗氧化應激的保護劑，可使腎小管上皮內膜發生輕微空泡化，而無花果則可使腎小球內皮內膜發生輕微空泡化。研究發現NAC隨後被去乙酰化為Cys，並被認為從細胞中緩慢釋放到血液中。果皮組大鼠腦切片未見組織病理學改變，壞死神經元與果皮組大鼠腦切片無明顯差異。此外，無花果樹表現為細胞水腫。

關鍵字

過氧化氫H2O2；皮番茄;Nabk;無花果樹;脂質過氧化作用;氧化應激


簡介

活性氧(Reactive oxygen species, ROS)是生物係統中通過有氧代謝和藥物、紫外線、電離輻射等外源以及汙染係統[1]等途徑產生的活性氧。主要的有害作用是由羥基自由基(OH)引起的。由H產生2O2在ROS組和超氧化物(O2-)在氧化還原活性過渡金屬[2]存在下產生的物種。在生理條件下，[3]主要作用於氧化還原信號，高濃度(>100 nM)導致生物分子的適應性應激反應和損傷。生物體內存在的內源性和外源性防禦機製，如抗氧化酶和非酶抗氧化化合物，可以限製ROS的水平及其生物學損傷[4]。

Lopez-Lazaro[5]解釋了過氧化氫與癌症的可能關聯。他將細胞水平的增加與DNA改變、細胞增殖和細胞凋亡抵抗聯係起來。氧化應激的關鍵指標(由丙二醛MDA測量的脂質過氧化)已被證明在血漿[6]中大量訓練後立即增加。在沒有補充維生素的受試者進行劇烈運動24小時後，血漿丙二醛水平繼續升高。

n -乙酰半胱氨酸(NAC)已經在臨床應用了幾十年。它已被用於治療多種疾病，如對乙酰氨基酚(撲熱息痛)中毒，心髒缺血-再灌注損傷，急性呼吸窘迫綜合征，重金屬毒性，化療誘導毒性[7]。它通過增加穀胱甘肽水平並與對乙酰氨基酚的有毒分解產物結合來起作用。l -半胱氨酸的乙酰化前體具有相對較低的毒性，其中30%的藥物被腎排泄[8]清除。NAC低於5%被認為與其在腸黏膜中的n -脫乙酰化和肝髒中的first pass代謝[9]有關。它被列入世界衛生組織的基本藥物清單，是衛生係統所需的最有效和最安全的藥物。

流行病學研究強烈表明，富含水果、蔬菜和穀物的飲食通過抑製自由基[10]在預防慢性疾病和某些類型的癌症方麵發揮著至關重要的作用。有益健康的影響主要是由於抗氧化劑的存在，如多酚，類胡蘿卜素和花青素。最近，Okoko和Ere研究了番木瓜葉提取物通過還原H具有抗氧化和清除自由基的能力2O2與抗壞血酸[11]相比，誘導紅細胞溶血和脂質過氧化。

此外，Ajila和Rao還研究了芒果皮提取物對大鼠紅細胞氧化溶血的抑製作用2O2[12]。研究發現洛伐他汀作為降膽固醇藥物對H2O2大鼠[13]誘導氧化應激。我們的研究調查了一些營養水果幹的重要性，如金莓或殼番茄，nabk和桑樹麵對過氧化氫產生的氧化應激。這些本地水果需要在光照下才能證明它們作為天然抗氧化劑的重要性。我們的研究數據與標準值n -乙酰半胱氨酸進行了比較，以衡量對中毒大鼠的潛在重要性。

方法

生物試驗測定體增重BWG和飼料效率比FER，公式為[14];

BWG=(最終重量-初始重量)/實驗天數

FER=日增重(g)/日攝食量(g) × 100

過氧化氫H2O2從聯合公司購買化學。地中海,摘要。， n -乙酰半胱氨酸購自SEDICO醫藥工業公司。

雌性Sprague-Dawley大鼠42隻，體重120±5 g，購自埃及吉薩眼科研究所。給動物2周的馴化期，在此期間，動物自由喂食標準大鼠飼料[15]，暗/光交替循環12小時，環境溫度保持在21 ~ 25℃。所有研究均按照吉薩眼科研究所於2015年通過並頒布的《實驗動物護理和使用指南》進行。

植物材料;三種水果是從開羅-埃及市場的Zaitone購買和製備的，用蒸餾水清洗以去除任何雜質並風幹。對果幹進行機械研磨，用於進一步研究。以果實為實驗材料，生物實驗如下:有殼的番茄或金漿果(Physalis pubescens L.;酸漿木科)，Nabk(鼠李屬sp.;李鼠李科)和桑樹(無花果;家庭桑科)。

將動物分為6組(每組7隻)，如下圖所示;

組(1)正常對照組飼喂標準鼠糧。(2)組大鼠飼糧加H 100 mg2O2每天飲用/kg體重的水誘發應激。文獻中提到，過氧化氫的LD50為2000 mg/kg(小鼠口服)。組(3)大鼠飼喂標準飼糧，灌胃NAC (100mg / kg bw)後飲用H2O2在水裏。(4)組大鼠每日飼喂標準飼糧，飼糧中添加幹殼粉(200 mg/kg bw)，並允許大鼠飲用H2O2在水裏。組(5)大鼠每日飼喂在標準飼糧中添加幹Nabk (200 mg/kg bw) (Nb)的飼糧，並喝H2O2在水裏。組(6)大鼠每日多飼喂摻有Syco幹(200 mg/kg bw) (Sy)的標準飼糧，並喝H2O2在水裏。使用的濃度是相關研究預期的。

活動評估每天監測食物攝入等生物學參數，每周測定一次體重。實驗結束後(5周)，禁食12小時。禁食大鼠被處死，血液樣本被收集到清潔的離心管中。血液樣本凝固後，以3000轉/分離心20分鍾，分離血清。分離的血清保存在-20°C，用於後續的生化分析。

生化分析血清肌酐按[16]法測定。用比色法[17]測定血清堿性磷酸酶ALP。測定ALP和肌酐分別證明肝腎功能障礙。血漿脂質過氧化物(丙二醛，MDA)測定[18]。采用肝素抗凝血劑[19]測定血漿抗氧化標誌物過氧化氫酶CAT。MDA和CAT被認為是氧化應激標誌物。血漿在-80°C冷凍，評估在天內完成。活性定義為H的微摩爾2O2每分鍾減少每毫克蛋白質。

組織病理學研究不同實驗組大鼠解剖標本。在10%生理鹽水溶液中固定24小時。在自來水中進行洗滌，然後使用無水乙醇進行脫水。之後，標本在二甲苯中清除，並在56°C的熱風爐中用石蠟包埋24小時。用切片機製備4微米厚的蜂蠟組織塊。取組織切片於玻片上，脫蠟後用蘇木精和伊紅染色，在[20]光鏡下進行組織病理學檢查。

采用社會科學統計軟件包SPSS程序[21]計算7個重複的均值，取各組的標準差(±SD)。采用方差分析與Dennett事後檢驗進行統計比較(ANOVA)，概率在5%之間

結果

數據證明H2O2試驗結果表明，與對照組相比，NAC處理顯著降低了番茄的體質量和食物效率比(表1)2O2中毒。

組 伯明翰線規(g)
平均值±SD		 平均±SD 高山(IU / l) 肌酸酐(mg / dl)
控製 72.6±9.711一個 12.96±4.554一個 113.29±27.19c 9.00±2.83一個
H2O2 54.75±3.961b 9.776±3.804b 229.13±30.60一個 9.33±2.16一個
H2O2+南汽 73.4±7.603一個 13.10±5.013一個 107.95±18.59c 6.33±2.86b
H2O2+海關
 76.2±12.133一個 13.607±6.663一個 163.71±69.81b 7.33±2.16一個
H2O2+注
 64±3.464ab 11.42±4.321ab 156.49±32.63b 7.00±1.22一個
H2O2+ Sy
 70.6±13.334一個 12.607±66.671一個 131.13±48.48b 9.67±3.89一個
F 3.73 3.73 5.798 1.382
團體。 0.012 * * 0.012 * * 0.001 0.266

表1:過氧化氫中毒和保護組對體重增加(BWG g)、食物效率比(FER)、堿性磷酸酶(IU/l)和肌酐(mg/dl)的影響
數值為每組7隻大鼠的[均值±標準差]。

作為肝功能障礙機製指標的堿性磷酸酶ALP隨著H的增加而顯著升高2O2治療組與對照組比較。NAC對過氧化氫中毒處理組ALP活性有顯著提高，其次為syco more添加劑。另一方麵，腎髒剖麵肌酐對過氧化氫誘導的增加值不顯著，NAC是各組中最顯著的緩解劑。通過口服NAC治療大鼠，ALP和肌酐值分別降低了52%和32%(表1)。

CAT和GPx可以將氧化應激產生的過氧化物中和為水和氧氣[22]。通過H2O2產生顯色性，CAT值的變化是由H誘導引起的2O2飲用水管理。從我們的結果來看，增加MDA氧化應激標誌物直接影響CAT酶值的降低。在相關數據中，單獨的過氧化氫處理顯著降低了CAT作為常見抗氧化酶的值，MDA對氧化應激作用的逼近指標得分顯著高(表2)。CAT在幾乎所有暴露於氧氣的生物體內都存在。此外，過氧化氫酶是所有酶中轉化率最高的酶之一。結果表明，番茄皮、桑樹和nabk均不能緩解氧化應激對MDA和CAT的影響。與感染雙氧水組和治療H2O2/NAC組。

組 貓(ᵤ米H2O2/min/ mg蛋白質)
 丙二醛(nmol/g組織)
控製 493.18±272.43一個 5.65±1.17b
H2O2 303.27±87.47b 12.51±4.84一個
H2O2+南汽
 574.28±239.53一個 6.94±2.01b
H2O2+海關
 487.93±126.08ab 10.34±4.10ab
H2O2+注
 470.65±290.24ab 12.14±0.93一個
H2O2+ Sy
 335.55±165.19b 10.81±6.75ab
F 1.206 5.47
團體。 0.336 0.002

表2:過氧化氫和保護基團在過氧化氫酶CAT(ᵤM H2O2/min/mg蛋白)和丙二醛MDA (nmol/g組織)
每組7隻大鼠的[均值±標準差]

過氧化氫處理大鼠肝髒切片顯示肝竇擴張、充血、肝門靜脈充血伴門脈水腫(圖1a)。與正常肝小葉結構相比，肝竇擴張也被檢測到(圖1b)。雌性大鼠經H2O2同時伴有NAC口服注射(圖1c)。另一方麵，飼糧中添加穀殼提高了H2O2無組織病理改變(圖1d)。與此同時，H2O2Nabk水果(圖1e)。在日糧中添加H2O2治療顯示肝細胞輕微空泡化(圖1f)。

圖1:對照組大鼠肝髒切片(a);肝切片經H2O2(b) H2O2NAC (c);與H2O2果皮(d);與H2O2Nabk水果(e);與H2O2及桑樹果實(f) (H及ex400)

其次，對照組大鼠腎髒切片顯示腎實質組織學結構正常(圖2a)。H組大鼠腎髒切片2O2腎小球簇萎縮，Bowman間隙擴張，局灶性腎出血(圖2b)。NAC對H2O2顯示正常的組織病理模式(圖2c)。用果皮作為抗氧化應激的保護劑，發現腎小管上皮內膜有輕微的空泡化(圖2d)。H處理組果實中添加Nabk2O2顯示部分腎小球簇萎縮(圖2e)。另一方麵，梧桐顯示內皮內膜腎小球簇輕微空泡化(圖2f)。

圖2:對照組大鼠腎髒切片(a);H2O2(b);H2O2NAC (c);H2O2果皮(d);H2O2Nabk (e);H2O2及桑樹果實(f) (H及ex400)

對照組大鼠腦切片(圖3a)顯示無組織病理學變化。H組大鼠腦切片2O2神經元壞死、細胞水腫、血管周圍水腫(圖3b、3c)示H組大鼠腦切片2O2+ NAC顯示神經元壞死。在大鼠大腦中，研究發現轉化後的NAC隨後去乙酰化為Cys，並從細胞中緩慢釋放到血液中[8]。來自Husk組的大鼠腦切片未見組織病理學改變(圖3d)，新鮮nabk組壞死神經元發生噬神經(圖3e)。此外，圖(3f)顯示，桑樹組有細胞性水腫。

圖3:對照組大鼠腦切片(a);(14a,b) H2O2(b);H組大鼠腦切片2O2+ NAC (c);各組大鼠殼(d) Nabk組切片(e) Sycomore組切片(f) (H和e X 400)

討論

NAC -在測試組中-是最有效的因素，在猝滅H2O2．盡管NAC不與O反應2或NO，它會與OH等高度氧化的自由基反應。由過氧化氫和。沒有2還能結合氧化還原活性金屬離子[7]。果殼番茄(Physalis種)的果實和葉片是抗氧化、抗炎、防腐和抗癌物質的重要來源，主要是由於果殼酸酯和內酯[23]的存在。大量報道的研究[8]將NAC引入臨床實踐。口服NAC吸收迅速，但也經曆了較長的首次通過肝髒代謝，從而導致低生物利用度[24]。補充Cys或含Cys的藥物作為NAC可能是增加細胞內Cys水平從而促進GSH合成的可行方法。NAC的作用主要通過NAC或其代謝產物Cys和GSH來發揮，但NAC和Cys大量代謝為無機硫酸鹽和牛磺酸，其在血漿中的氧化形式為其對稱二硫態NAC-NAC。

另一方麵，Giustarini等人[9]提到了高劑量NAC在撲熱息痛中毒中的作用。NAC輸注已廣泛應用於急性肝衰竭，但缺乏令人信服的證據證明NAC的益處。Salla et al.[26]最近研究了自由基氧化引起的植物化學保護。數據與我們的結果一致，誘導氧化應激降低了過氧化氫誘導的HepG2細胞中SOD、CAT、GPx活性和GSH水平。氧化應激，首先描述[27]顯示嚴重影響肝、腎和腦部分。

最近的研究與我們的數據一致，Kang等人指出，傳統草藥對H2O2[28]。過氧化氫通過增加細胞內活性氧的生成導致細胞活力降低，導致DNA損傷和細胞凋亡。用[29]對墨西哥栽培的殼番茄的物候特征和營養潛力進行了記錄和驗證。他們研究了優良的候選品種進行育種，並開發了殼種作為營養品質的新作物。在封閉和最近的保護性研究[30]中，維生素E在提高間充質幹細胞的修複潛能以對抗H方麵具有顯著作用2O2體外誘導氧化應激。

研究解釋說，癌細胞產生大量的H2O2[5]，同時有證據表明H2O2也能誘導癌細胞凋亡。H的雙重作用2O2可能會使癌細胞更容易受到H2O2誘導細胞比正常細胞死亡。一般來說，低水平的活性氧是有益的，而過度積累則會促進癌症。研究從化學和組織病理測試中提供了證據，一些發現的營養食品在消除或減少癌細胞方麵非常有效。


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條信息

文章類型:研究文章

引用:張誌強，李誌強，張誌強，等(2017)植物對過氧化氫氧化脅迫的保護作用。環境科學與毒理學研究1(1):doi http://dx.doi.org/10.16966/2576-6430.104

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出版的曆史:

  • 收到日期:2月23日

  • 接受日期:2017年9月14日

  • 發表日期:9月19日2017