电离辐射会对人体健康造成严重危害, 探讨有效的辐射防护剂对从事放射性核素开采、加工和利用的工作人员, 接受放疗的肿瘤患者, 太空宇航员等的健康有重要意义。大豆异黄酮和大豆皂甙是大豆的主要生物活性成分^[1]。已有研究表明, 大豆异黄酮对某些肿瘤、骨质疏松症以及妇女绝经期症状等, 具有一定干预作用, 并具有调节细胞的基因表达以及抑制细胞凋亡等作用^[2]。大豆皂甙具有抗脂质过氧化、免疫调节等作用^[3]。目前大豆异黄酮对辐射的干预作用仅见个别报道, 大豆皂甙对辐射损伤的影响报道甚少^[4]。本实验观察大豆异黄酮和大豆皂甙的抗辐射损伤作用, 并初步探讨二者的抗辐射损伤能力, 为其开发利用提供依据。

大豆异黄酮(纯度40%)与大豆皂甙(纯度40%), 国家大豆研究所提供, 用1%羧甲基纤维素配制成不同浓度的灌胃液。超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒、考马斯亮兰蛋白试剂盒(南京建成生物工程研究所)。

清洁级昆明雄性小白鼠, 体重18~22g, 由长春生物制品研究所实验动物中心提供。实验分三批, 每批按体重随机分为假照射组、照射模型组、大豆异黄酮组(80mg/kg bw)和大豆皂甙组(80mg/kg bw), 每组12只。实验期间, 大豆异黄酮组、大豆皂甙组小鼠每日分别经口灌胃分别给予各组受试物, 假照射组和照射模型组给予等容量溶剂。每5d称量一次体重, 调整灌胃量。每日1次, 连续灌胃30d, 30d后给予小鼠以全身照射, 照射后仍然给予受试物。照射后按规定天数取样本, 进行有关测定。

第一批实验的两个受试物组小鼠与照射模型组小鼠均用⁶⁰Co-γ射线进行一次全身照射, 照射总吸收剂量为3.0Gy。各组动物分别于照射前、照射后第3天、照射后第14天三次采末梢血, 计数白细胞总数。

第二批实验的两个受试物组小鼠与照射模型组小鼠均用⁶⁰Co-γ射线进行一次全身照射, 照射总吸收剂量为5.0Gy。于照射后第3天, 各组动物颈椎脱臼处死后, 取左股骨, 用1mL注射器吸取一定体积的Hank's液, 冲出股骨中的全部骨髓细胞, 细胞悬液通过4号针头的注射器, 使细胞在悬液中充分分散后, 取样, 镜下计数, 计算每mL骨髓细胞悬液中的有核细胞数。取右股骨, 用小牛血清冲洗股骨骨髓腔制成细胞悬液涂片, 涂片自然干燥后, 放入甲醇中固定5~10min, 放入Giemsa应用液中染色10~15min, 立即用磷酸盐缓冲液或蒸馏水冲洗, 晾干。镜检, 每只小鼠计数1 000个嗜多染红细胞中微核细胞数, 微核率以千分率表示。

第三批实验的两个受试物组小鼠与照射模型组小鼠均用⁶⁰Co-γ射线进行一次全身照射, 照射总吸收剂量为7.0Gy。于照射后第7天, 各组动物取血, 抗凝, 经离心、加双蒸水溶血、无水酒精抽提、三氯甲烷沉淀等步骤得到红细胞抽提液; 取肝脏制备1:9肝组织匀浆, 应用羟胺法测试盒中提供的方法测定红细胞抽提液和肝组织中超氧化物歧化酶活性。采用TBA比色法^[5]分别测定血浆和肝组织中丙二醛含量。

数据结果以x±s表示, 采用SPSS 13.O统计软件, 应用单因素方差分析法比较组间差异, 应用LSD法进行两两比较。

3.0Gyγ射线全身照射后第3天和第14天, 小鼠外周血白细胞数明显低于假照射组(P < 0.05);照射后第3天, 受试物组小鼠的白细胞数均高于照射模型组(P < 0.05);照射后第14天, 大豆皂甙组小鼠的白细胞数高于照射模型组(P < 0.05)。

表 1 Table 1

表 1 大豆异黄酮和大豆皂甙对小鼠外周血白细胞数的影响(×109/L)

表 1 大豆异黄酮和大豆皂甙对小鼠外周血白细胞数的影响(×109/L)

5.0Gyγ射线全身照射后第3天, 小鼠的骨髓有核细胞数明显低于假照射组(P < 0.05), 骨髓细胞微核率明显高于假照射组(P < 0.05);大豆异黄酮组和大豆皂甙组小鼠的骨髓有核细胞数均高于照射模型组(P < 0.05), 骨髓细胞微核率均低于照射模型组(P < 0.05);大豆异黄酮组和大豆皂甙组小鼠的骨髓有核细胞数和骨髓细胞微核率的差异不明显。

表 2 Table 2

表 2 大豆异黄酮和大豆皂甙对小鼠骨髓有核细胞数和骨髓细胞微核率的影响

表 2 大豆异黄酮和大豆皂甙对小鼠骨髓有核细胞数和骨髓细胞微核率的影响

7.0Gyγ射线全身照射后第7天, 照射模型组小鼠红细胞和肝组织中SOD活力均明显降低(P < 0.05), 血浆MDA含量明显升高(P < 0.05);大豆异黄酮组和大豆皂甙组小鼠红细胞和肝组织中SOD活性水平均明显高于照射模型组(P < 0.05), 血浆MDA含量均明显低于照射模型组(P < 0.05), 并与假照射组接近; 各组小鼠肝脏MDA含量差异不明显。大豆异黄酮组和大豆皂甙组小鼠的红细胞和肝组织中SOD活力、血浆MDA含量的差异不显著。

表 3 Table 3

表 3 大豆异黄酮和大豆皂甙对小鼠SOD活性和MDA含量的影响

表 3 大豆异黄酮和大豆皂甙对小鼠SOD活性和MDA含量的影响

一次性大剂量全身⁶⁰Co-γ射线照射引起的急性损伤可表现为外周血白细胞数和骨髓有核细胞数减少, 骨髓细胞微核数增加, 血或组织中SOD活力降低、MDA含量增高等。辐射可激发体内产生大量自由基^[6], 引发脂质发生过氧化反应。体内SOD在机体的氧化与抗氧化平衡中发挥重要的作用, 能清除自由基, 保护细胞免受损伤。血和(或)组织中SOD活性降低是一次性全身γ射线照射引起辐射损伤的表现之一。MDA是自由基攻击生物膜引发脂质过氧化的产物, MDA可与蛋白、核酸(DNA、RNA)和磷脂等含有氨基的物质交联, 引起这些大分子化合物的分子交联^[7]。因此, MDA水平可反映机体内脂质过氧化的程度, 其在血液和组织中的水平可反映机体细胞和组织受自由基攻击的程度, 间接反映细胞损伤的程度。本实验结果显示, 大豆异黄酮和大豆皂甙对辐射引发的白细胞数量减少有防护作用, 能有效地减轻辐射诱发的造血系统及染色体损伤, 另外还能提高辐射小鼠的抗氧化能力, 降低辐射所致的氧化损伤程度, 推测其原因, 一方面可能是由于大豆异黄酮和大豆皂甙可抑制辐射诱发的自由基的产生, 清除和淬灭自由基, 从而使抗氧化酶的消耗减少; 另一方面SOD为一种可诱导酶, 清除由于电离辐射产生的大量自由基, 从而阻断了脂质过氧化链式反应。

应用大豆异黄酮和大豆皂甙, 实验动物的辐射损伤程度明显减轻, 可以认为, 在本实验条件下, 大豆异黄酮和大豆皂甙对辐射损伤有良好防护作用, 预示其在保健食品领域应用的良好前景。大豆异黄酮和大豆皂甙对辐射损伤的防护机理, 可能与其抑制辐射引发细胞脂质过氧化、自由基损伤、提高机体抵抗力、促进组织细胞增殖等有关。大豆异黄酮和大豆皂甙的抗辐射损伤能力比较, 有待进一步研究。