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原花青素对铁超载大鼠肾脏铁含量、氧化应激及Fas、Bax基因表达的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-08-12
核心提示:体内铁代谢的平衡对于机体的健康是至关重要的。目前临床上对抗铁负荷的方法主要是采用药物治疗,多采用一些重金属螯合剂
  体内铁代谢的平衡对于机体的健康是至关重要的。目前临床上对抗铁负荷的方法主要是采用药物治疗,多采用一些重金属螯合剂,如去铁胺、去铁酮等。药物的治疗虽然迅速有效,但是多伴随着如皮肤红疹、恶心、呕吐等副作用。此外,机体抗氧化能力的提升也被认为是对抗铁负荷所致氧化损伤的有效措施,已有研究表明,使用抗氧化蛋白、大麻二酚以及金花草等一些中草药都能够改善铁过量造成的损伤。
 
  原花青素(PAs)拥有很强的生物活性和药理作用。体内外实验均表明,PAs能够抑制自由基生成,提高抗氧化酶的活性,其清除氧自由基的能力要强于VC、VE以及β-胡萝卜素。同时,PAs所含的酚类结构亦是有效的铁螯合剂。葡萄籽原花青素(GSPAs)含量丰富,其作为营养补充剂被人们广泛使用。
 
  目前,针对PAs的研究多集中在其抗氧化特性上,对于其如何影响机体铁代谢尚不清楚,而过量的铁会对肾脏功能产生损伤,原花青素是否对这一作用有抑制和改善作用尚未得知。因此,山西农业大学食品科学与工程学院的云少君、褚东阳和冯翠萍*等人拟通过构建铁超载大鼠模型,进一步探究GSPAs对铁超载的营养改善作用及其机制,为开发安全、高效的控铁制剂提供一定的理论依据。
 
  1 大鼠RBC数目、Hb含量及TIBC
 
  由图1可见,Model组较NC组,大鼠血液中的RBC、Hb水平升高,TIBC降低;GSPAs组与NC组相比,Hb质量浓度极显着升高(P<0.01)。与Model组比较,Test组中的RBC数目、Hb质量浓度显着降低,TIBC显着升高(P<0.05或P<0.01)。
 
  2 大鼠肾脏组织的铁含量
 
  结果显示,相较于NC组,Model组肾脏Fe含量极显着升高(P<0.01),GSPAs组Fe含量无明显变化。与Model组相比较,Test组Fe含量降低,但差异不显着。
 
  3 大鼠肾脏组织氧化应激状态
 
  由图3可见,与NC组比较,Model组中的GSH-Px、SOD活力显着降低(P<0.05或P<0.01),T-AOC差异不显着,MDA含量显着升高(P<0.05);GSPAs组大鼠GSH-Px、SOD活力和MDA含量差异不显着,T-AOC极显着升高(P<0.01)。与Model组比较,Test组中GSH-Px、SOD活力以及T-AOC显着升高(P<0.05或P<0.01),MDA含量显着降低(P<0.05)。
 
  4 大鼠CR和BUN水平
 
  结果显示,相比NC组,Model组中的CR和BUN浓度极显着升高(P<0.01);GSPAs组差异不显着。Test组较Model组CR、BUN浓度极显着降低(P<0.01)。
 
  5 大鼠肾脏组织形态学变化
 
  HE染色结果(图5)显示各组大鼠肾脏无明显的形态学改变,肾小球和肾小管结构清晰,肾小管上皮细胞排列整齐。
 
  6 大鼠肾脏组织Fas和Bax的相对表达量
 
  结果显示,较之NC组,Model组大鼠肾脏组织Fas的表达量显着升高72.17%(P<0.05);GSPAs组中Fas的表达量显着降低62.94%(P<0.05)。与Model组进行比较,Test组、GSPAs组中Fas的表达量分别极显着降低44.98%和78.48%(P<0.01)。相较于NC组,Model组大鼠肾脏组织Bax表达量显着上调23.79%(P<0.05);GSPAs组中Bax表达量降低30.67%,但差异不显着。相比Model组,Test组、GSPAs组中Bax的表达量分别极显着下调23.78%、43.99%(P<0.01)。
 
  讨    论
 
  机体的铁稳态对于细胞活动及生命的维持至关重要,而铁过量则会对机体产生一系列的损伤作用。本实验首先通过腹腔注射右旋糖酐铁的方法构建了铁超载大鼠模型,并试图进一步通过补充GSPAs探讨其对机体铁过量的影响。结合本课题组前期研究结果,推测本实验中GSPAs同样通过其螯合特性拮抗了铁过量的发生,使体内铁水平趋于正常。
 
  为了进一步探讨GSPAs对于机体铁水平的影响,选取铁过量时铁沉积最为常见的肾组织进行研究。结果发现,在补铁10 d后,Model组大鼠肾脏组织中铁含量极显着升高,而铁负荷大鼠同时给予GSPAs干预后,其肾脏组织中铁含量虽无显着差异,但有下降趋势。与以上结果保持一致,说明GSPAs通过螯合铁离子,有降低其在肾脏组织中沉积的作用。
 
  本实验发现Model组大鼠肾脏组织发生明显的氧化应激,而GSPAs可显着改善这一状态。本研究表明铁过量导致了肾脏组织的氧化应激,而GSPAs则对铁超载所致大鼠肾脏氧化损伤具有明显的拮抗效应。本实验中,Model组大鼠CR、BUN含量明显升高,说明铁过量引起了大鼠肾脏功能受损,与之前报道结果一致。而铁超载大鼠进行GSPAs干预后,大鼠血清中的CR、BUN浓度极显着降低,说明GSPAs以其螯合金属以及抗氧化的特性对由铁超载而导致的肾脏功能损伤产生了拮抗作用。本实验进一步从组织形态学观察铁超载对肾脏的影响,但是未发现铁过量大鼠肾脏组织出现病理损伤,推测可能是由于铁超载的建模时间太短,从而未对肾脏组织造成可见的病理性损伤。GSPAs的补充同样也未对肾脏组织形态学产生明显影响。
 
  本实验中发现Model组大鼠肾脏组织中的Fas及Bax基因表达显着上调,而GSPAs的干预对Fas、Bax基因的表达具有抑制作用。这可能是由于过量的铁能够引起氧化应激,从而刺激特定的凋亡途径,进而启动细胞凋亡。GSPAs则能够有效清除自由基,并且螯合部分铁,从而抑制凋亡相关信号,使得Fas、Bax基因表达下调。
 
  综上,机体铁超载可以引起机体铁含量升高、肾脏氧化应激、肌酐和尿素氮含量升高以及Fas、Bax基因表达的上调,而GSPAs则可通过螯合铁和抗氧化特性对铁过量产生的效应进行拮抗,从而对铁超载所致的肾损伤起到保护作用。
 
 
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