2. 中国疾病预防控制中心农村改水技术指导中心
纯净水、天然水、矿泉水、离子水等各种新型饮水在我国发展很快,涉及人群量大,影响面广。因此,研究长期饮用新型水对人体健康的危害是一项亟待进行科学论证的课题[1]。运动耐力是抗疲劳能力最直接的表现,运动时间的长短可以反映动物运动疲劳程度。本研究对长期饮用新型饮水后子代小鼠的抗疲劳作用和学习记忆能力进行了探讨。
1 材料与方法 1.1 新型饮水与实验器材纯水(市面出售的某公司生产的纯水);生态水(某公司研制的生态水浓缩液与纯水按比例配制而成);活化水(将某公司生产的纯净水伴侣1.5 ml加入上述18.9 L桶装纯水混匀而成);碱性离子水(由某公司提供的多功能制水机电解制备)。游泳箱(体积约50 cm×50 cm×40 cm);日立7060全自动生化分析仪(日本日立公司,Serial 0602-11);尿素氮试剂盒(北京中生生物工程高技术公司);SBA-2小鼠避暗实验程序自动控制仪(中国医学科学院药物研究所研制)。
1.2 动物及分组初断乳三级昆明小鼠120只(卫生部生物制品检定所动物中心),其中雌性80只,雄性40只。于中国疾病预防控制中心二级动物实验室,适应性饲养3 d后,按体重随机分组。分为4个实验组(每组雌性20只,雄性10只,雄性仅用于交配繁殖)。分别饮用生态水、活化水、碱性离子水和纯水。整个实验过程中动物均饲以不含骨粉并添加0.5%胆固醇的特殊饲料。
1.3 实验方法[2-4]饮水期间,定期称重。饮水3个月后,将雌鼠与同组雄性小鼠1:1合笼进行交配(交配成功的雄鼠休息2 d后再与其他雌鼠1:1合笼),交配成功的小鼠,单笼饲养至自然分娩。子代小鼠由母鼠哺乳3周后与亲代分开,其间在产后8 d调整每窝仔鼠数目为8只(雌雄各半)。子代小鼠饮用水的种类与亲代相同,直至实验结束。子代小鼠继续饲养至约20周龄时,取每组10只雌性小鼠进行负重游泳实验。在游泳箱中加入25℃的温水,水深30 cm。将小鼠尾根部负荷5%体重的铅皮,置小鼠于游泳箱中游泳。记录小鼠自游泳开始至即将死亡的时间,作为小鼠游泳时间(s)。迅速将小鼠从游泳箱中取出,取血测定血清尿素氮含量。
同样在子代小鼠约20周龄时,每组取20只雄性小鼠采用避暗箱实验进行学习记忆能力测试。利用小鼠嗜暗的习性设计一个暗室、明室各半装置,中间有一小洞相连。暗室底部铺有通电的铜栅,并与计时器相连,计时器可自动记录潜伏期的时间。小鼠进入暗室就受到电击,计时自动停止。操作时,先对小鼠进行训练,将小鼠面部背向洞口放入明室,同时启动计时器。小鼠穿过洞口进入暗室受到电击,计时器自动停止,记录小鼠从放入明室到进入暗室受到电击所需的时间,此即潜伏期。训练5 min,并记录5 min内电击次数。24 h后重作测验,记录每只小鼠进入暗室的潜伏期和5 mm内电击次数,并计算5 min内进入暗室(错误反应)的小鼠百分率。
1.4 统计分析采用Execl数据库录入。采用SPSS 10.0或SAS 8.01软件进行统计分析。方差分析用于方差齐的2个或多个独立样本均数的比较,非参数秩和检验用于方差不齐时2个或多个独立样本均数的比较,2样本均数的比较用t检验或t′检验,计数资料的组间比较用χ2检验或计算Fisher′s确切概率。
2 结果 2.1 子代雌性小鼠负重游泳实验(表 1)由表 1可见,小鼠长期饮用新型饮水后,其子代在20周龄时,游泳时间最长的是饮用活化水小鼠,其次为碱性离子水,再次为生态水,而纯水组游泳时间最短。非参数检验结果表明,组间差异有统计学意义(χ2=9.551,P=0.023)。进一步分析可见,仅活化水、碱性离子水组小鼠的游泳时间高于纯水组(t值分别为3.316和2.198,P值分别为0.006和0.041)。
| 表 1 子代雌性小鼠负重游泳实验结果( x±s, n= 10) |
由表 1可见,长期饮用新型饮水的小鼠的子代游泳后,血清尿素氮含量从高到低依次是活化水组、纯水组、碱性离子水组和生态水组。对各组动物游泳后血清尿素氮含量进行非参数检验,结果表明,组间差异有统计学意义(χ2=24.187,P<0.001)。进一步比较,活化水组高于纯水组,但差异无统计学意义(P>0.05);碱性离子水组和生态水组低于纯水组,且差异有统计学意义(t值分别为3.176和3.389,P值分别为0.009和0.003)。
2.2 子代雄性小鼠学习记忆能力测试结果(表 2)24 h后复测时,小鼠进入暗室的次数(次数2)和潜伏期(潜伏期2)均与训练时差异有统计学意义,表明小鼠有一定的记忆能力,但各组间差异无统计学意义。另外,各组动物发生错误反应率之间的差异无统计学意义(均为P>0.05)。
| 表 2 子代雄性小鼠避暗实验结果(n=20) |
由表 2可见,子代雄性小鼠在训练时的进入暗室次数(次数1)和潜伏期(潜伏期1)在各组间的差异有统计学意义(均为P<0.05)。分别与纯水组比较,仅生态水组小鼠进入暗室的次数与纯水组比较差异有统计学意义(P<0.01)。从潜伏期看,纯水组低于活化水组,差异无统计学意义(P>0.05),但高于其他各组,且与生态水组的差异有统计学意义(P<0.01)。
3 讨论抗疲劳作用和学习记忆作用均为保健食品功能学评价的重要方法,负重游泳时间长短以及游泳后血清尿素氮的变化用于被检测食品的抗疲劳作用[3, 4]。结果表明,活化水、碱性离子水组小鼠的游泳时间非常显著或明显高于纯水组,其中碱性离子水组小鼠游泳后血清尿素氮水平明显低于纯水组。因此,认为碱性离子水具有一定的抗疲劳作用。这可能与碱性离子水分子团小,离子化过程使水分子基质变成为六角小分子团有关[5-7]。
本研究结果表明,子代小鼠继续饮用与亲代相同种类的新型饮用水至20周龄时,学习记忆能力差异无统计学意义。因此,认为饮用新型饮水无明显改善记忆作用。这可能是由于通过饮水进入体内的常量或微量元素的绝对含量较少,未达到改变神经行为的程度。
本研究结果为人群择用适宜的新型饮水提供了参考依据。但由于各研究结果不完全一致,如汤先伟[2]报道,长期饮用纯净水引起小鼠耐力和体力恢复能力明显下降。所以对这些被人为改变了化学和物理特性的瓶装水是否适宜于长期饮用,尚需进一步观察。
| [1] | 樊福成, 李筱翠, 陶勇. 我国新型饮水与健康关系的研究进展[J]. 环境与健康, 2004, 21(5) : 349–351. |
| [2] | 汤先伟, 金一和, 谢晓萍, 等. 商品水对小鼠体重与耐力和生物化学指标的影响[J]. 中国公共卫生, 2002, 18(1) : 55–56. |
| [3] | 张部昌. 牡蛎口服液抗疲劳作用研究[J]. 安徽大学学报:自然科学版, 1999, 23(6) : 103–106. |
| [4] | 卫生部卫生监督司. 保健食品管理法规汇编[M]. 长春: 吉林科学出版社, 1997: 139-149. |
| [5] | 李福志, 张晓健, 王占生, 等. 优质天然饮水的团簇结构特征[J]. 环境与健康, 2003, 24(4) : 226–227. |
| [6] | 张建平, 赵林, 谭欣. 水分子团簇结构的改变及其生物效应[J]. 化学通报, 2004(4) : 278–283. |
| [7] | 张建平, 赵林, 谭欣. 改变水分子簇的结构及诱发的生物效应研究[J]. 天津理工学院学报, 2003, 19(4) : 8–12. |
2007, Vol. 23


