中国公共卫生  2011, Vol. 27 Issue (4): 464-465   PDF    
花青素对大鼠视网膜光化学损伤保护作用
陈玮1,2, 凌文华3, 吕小飞3, 刘凤琼3, 李茂全1, 魏敏1, 余小平1,2     
1. 成都医学院公共卫生学教研室, 四川成都610083;
2. 成都医学院第一附属医院;
3. 中山大学营养系
摘要: 目的 观察黑米皮花青素(BRACs)对视网膜光化学损伤(RPD)的保护效应与抗氧化能力的关系。方法 60只SD大鼠随机分为对照组、光照组和BRACs干预组,采用苏木素-伊红染色和透射电镜技术观察视网膜形态结构变化,测定眼眶血中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性。结果 光照组大鼠视网膜结构紊乱,MDA含量(8.82 nmol/mL)和SOD活性(27.08 U/mL)明显高于对照组(P<0.05),GST活性(24.96 U/mL)低于对照组(P<0.05);与光照组比较,BRACs干预组视网膜形态结构基本正常,MDA含量(6.85 nmol/mL)下降(P<0.05),SOD、GSH-Px、GST活性(28.90,433.69,34.75 U/mL)升高(P<0.05)。结论 BRACs对大鼠视网膜光化学损伤具有保护作用。
关键词: 黑米皮花青素     抗氧化     光化学损伤     视网膜    
Protective effect of anthocyanidins on retinal photochemical damage in rats
CHEN Wei, LING Wen-hua, LÜ Xiao-fei,et al    
Department of Public Health, Chengdu Medical College, Chengdu 610083, China
Abstract: Objective To investigate the relationship between the protective effect of anthocyanin-rich extract from black rice(BRACs)on retinal photochemical damage(RPD)and anti-oxidative ability of anthocyanin.Methods Sixty SpragueDawley rats were randomly divided into control group,1ight group,and BRACs group.The retinal morphology was observed with light(hetatoxylin eosin staining)and transmission electron microscope.The concentration of malondialdehyde(MDA) and the activities of antioxidases in blood from eye socket were measured.Results Light exposure caused retina damage of varying degrees and increased MDA concentration to 8.82 nmol/mL and superoxide dismutase(SOD)to 27.08 U/mL (P<0.05),but decreased the level of glutathione S-transferase(GST)to 24.96 U/mL(P<0.05).Compared to light group, the retinal structure was normal in BRACs group;the concentration of MDA decreased to 6.85 nmol/ml(P<0.05);the activities of SOD,glutathion peroxidase,and GST increased to 28.90,433.69,and 34.75 U/ml,respectivity(P<0.05).Conclusion BRACs can effectively prevent the retina from photochemical damage via its anti-oxidative effect in rats.
Key words: anthocyanin-rich extract from black rice     anti-oxidative     photochemical damage     retina    

光氧化应激诱导感光细胞凋亡是视网膜光化学损伤 (RPD) 的主要病理机制1, 2。研究显示,应用多种抗氧化剂或自由基清除剂均能在一定程度上降低光氧化应激,抑制感光细胞凋亡,防护RPD 病变3, 4。花青素(anthocyanidins,ACs) 是具有较强抗氧化和抗凋亡能力的植物多酚类化合物5。有研究提示ACs 在体内可能通过其较强的抗氧化作用有效防护RPD。本实验探讨黑米皮花青素(anthocyaninsrich extract from black rice,BRACs) 对视网膜光化学损伤 (RPD) 的保护效应与抗氧化能力的关系。

1 材料与方法 1.1 材料

BRACs(中山大学凌文华教授惠赠) ; 托吡胩胺滴眼液(武汉五景药业有限公司) ; 丙二醛(MDA) 、超氧化物歧化酶(SOD) 、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px) 、谷胱甘肽转移酶(GST) 试剂盒(南京建成生物工程研究所) ; CMC-I 型辐照仪、ST-80 型数字式照度计(本课题组与西南大学联合研制) 。 日立H-600IV 型透射电镜(四川大学华西医学检测所) 。

1.2 实验动物

清洁级SD 大鼠(四川省医学科学院实验动物研究所) 60 只,鼠龄7 周,体重(180 ± 20) g,雌雄不限。适应性喂养1 周。

1.3 RPD 模型3建立及分组

大鼠随机分为3 组: 对照组 (n = 10) ,光照组(n = 25) 给予(3 000 ± 200) lx 白色荧光持续光照24 h,BRACs 干预组(n = 25) 每天100 mg/kg BRACs 灌胃1 次,连续15 d,再给予(3 000 ± 200) lx 白色荧光持续光照 24 h。每日观察大鼠体态、进食、饮水、活动和粪便情况,密切关注眼睛是否存在红肿、感染等症状,观察日进食量和体重。

1.4 光镜观察视网膜形态结构

大鼠乙醚麻醉,迅速摘除眼球,将眼球置于10%福尔马林液中固定24 h,然后常规脱水,浸蜡、石蜡包埋,经视神经矢状纵切眼球,制成5 μm 石蜡切片,常规苏木素-伊红染色,光镜下观察视网膜形态结构。

1.5 电镜观察视网膜超微结构

大鼠乙醚麻醉,迅速摘除眼球,置于2.5%戊二醛预固定,1%四氧锇酸再固定,丙酮逐级脱水,Epon812 包埋,半薄切片光学定位,超薄切片,醋酸铀及枸橼酸铅双重染色,透射电镜观察。大鼠乙醚麻醉,眼眶采血,肝素抗凝,低速离心(3 500 r/min,10 min) ,取上清,MDA、 SOD、GSH-Px、GST 测定按照测试盒说明书进行。

1.6 统计分析

数据采用SPSS 13.0 软件分析,单因素方差分析比较组间差异,显著性水平为P < 0.05。

2 结 果 2.1 实验动物一般情况观察

各组大鼠未出现异常情况,活动正常,皮毛光滑,眼睛无红肿或者分泌物增多等感染体征,粪便颜色、形态正常。组间摄食量差异无统计学意义(P > 0.05) 。实验期间,各组大鼠体重差异无统计学意义(P > 0.05) 。

2.2 视网膜组织学观察

对照组大鼠视网膜层次分明,感光细胞排列整齐紧密,胞核染色浓密均匀,内外节整齐,分界清晰。光照组大鼠视网膜内外节紊乱,外核层变薄,感光细胞排列疏松,胞核染色浓淡不均,部分呈空泡状,内核层细胞排列疏松。而BRACs 干预组大鼠视网膜结构破坏较轻,感光细胞及内外节排列基本整齐有序,内核层未见明显改变。

2.3 视网膜超微结构观察

对照组感光细胞外节盘膜排列紧密整齐,内节线粒体丰富正常,细胞核形态饱满,核质均匀浓染。光照组感光细胞外节盘膜排列紊乱,膜盘空泡较重,内节线粒体重度肿胀,细胞核萎缩,核质染色不均。而BRACs 组外节排列紊乱程度减轻,膜盘亦有轻度空泡,而内节排列较整齐,内节部分线粒体轻度肿胀,细胞核轻微收缩,核质染色基本均匀。

2.4 脂质过氧化产物和抗氧化酶活性测定结果(表 1)
表 1 大鼠血液中MDA含量、SOD/GSH-Px/GST活性测定结果

光照组MDA 含量明显增加(P < 0.01) ,BRACs 干预组明显低于光照组(P < 0.01) ; 光照导致SOD 和GST 活性升高(P < 0.05) ; 而BRACs 干预组的SOD、GSH-Px 和GST 活性明显高于对照组和光照组(P < 0.01) 。

3 讨 论

BRACs 的抗氧化效能高于β-胡萝卜素、VE、VC、以及 VE + VC 的联合应用6, 7, 8。Matsunaga 等9, 10新近研究发现,越桔花青素能通过其抗氧化特性防护小鼠视网膜形态结构的损伤。本研究采取灌胃法补充BRACs,结果表明BRACs 有效防护RPD 视网膜形态结构的完整性,并能减少视网膜血中脂质过氧化产物MDA 含量。

SOD、GSH-Px 和GST 都是机体重要的抗氧化酶,在终止脂质过氧化级联反应、清除体内活性氧介质(reactive oxygen species,ROS) 过程中起着重要作用。研究发现,膳食牛磺酸可升高RPD 视网膜中抗氧化酶SOD、GSH-Px 的活性,对RPD 产生一定的保护效应3。Lee J 等11, 12研究证实,ACs 能诱导机体产生SOD,增强机体的抗氧化能力。本研究结果表明 BRACs 干预后能显著升高光照后SOD、GSH-Px 和GST 活性。 结合组织学结果,推测BRACs 阻遏了RPD 进程中的氧化应激,减轻视网膜损伤。

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