大豆异黄酮(soybean isflavones,SIF)是大豆等豆科植物生长过程中形成的一类次生代谢物,是生物黄酮中的一种[1],作为典型的植物雌激素,具有抗氧化、降低胆固醇及保护心血管系统作用,并有预防骨质疏松,防癌抗癌和神经保护作用,受到国内外广泛的关注[2]。研究表明,给予幼鼠大豆异黄酮干预后,卵巢重量减轻,闭锁卵泡比例上升,成熟卵泡数减少[3]。大豆异黄酮影响卵巢发育机制可能与大豆异黄酮在体内发挥雌激素/抗雌激素样作用,抑制卵巢的正常生长有关,但大豆异黄酮的雌激素样活性很弱,其生物活性仅为雌二醇的1/1 000~1/10 000。鉴于大豆异黄酮属于多酚类化合物,具有与金属离子发生螯合作用的特性,故推测大豆异黄酮可能通过螯合钙、铁、锌等金属元素进而影响卵巢的正常发育。为此,本研究采用刚断乳雌性小鼠为实验动物,旨在探讨大豆异黄酮对幼鼠卵巢发育影响及机制,结果报告如下。 1 材料与方法 1.1 实验动物
刚断乳雌性imprinting control region(ICR)小鼠40只,体重(15±2)g,由上海斯莱克实验动物中心提供,许可证号:SCXK(沪)2012—0002,饲养环境为(22±2)℃,湿度为(50±20)%,置于垫以消毒锯木屑的塑料笼,自由饮水进食。 1.2 主要试剂与仪器
大豆异黄酮(郑州荔诺生物科技有限公司);钙、铁、锌标准品(国家钢铁材料测试中心冶金部钢铁研究总院);高氯酸、硝酸(优级纯,衡阳市凯信化工试剂有限公司);伊红(福州迈新生物技术开发有限公司);BH-2 型光学显微镜(日本Olympus公司);TAS-986原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。 1.3 动物分组与处理
40只ICR小鼠随机分为4组,即对照组,低、中、高剂量大豆异黄酮组(50、100、200 mg/kg),对照组给予等量蒸馏水,每日灌胃1次,灌胃容量10 mL/kg,连续5周,每日观察小鼠活动及称量体重,干预结束后观察小鼠动情周期2周;禁食12 h称重,眼球取血,分离血清待测;颈椎脱臼法处死小鼠,尽可能剔除卵巢周边结缔组织和脂肪组织,在生理盐水中漂洗,用滤纸吸干,电子天平称重,-80 ℃保存待测。 1.4 指标与方法
隔天称重1次。体重记录至实验结束;记录小鼠处死前体重及双侧卵巢湿重,计算卵巢系数(mg/g)=卵巢重量(mg)/小鼠体重(g);干预结束后每天早8时和晚20时行小鼠阴道涂片,观察各组小鼠动情周期情况,判断标准:动情前期:可见大量脱落的有核上皮细胞(多呈卵圆型);动情期:可见很多大而扁平、边缘不整齐的无核角化鳞状细胞,没有白细胞及上皮细胞;动情后期:角化上皮细胞减少,并出现有核上皮细胞和白细胞;动情间期:有白细胞及粘液。强酸消化(硝酸:高氯酸=4:1)卵巢和血清至澄清透明,定容,采用原子吸收分光光度计测定卵巢和血清中的钙、铁、锌含量(标准曲线法)。 1.5 统计分析
数据采用x±s表示,采用SPSS 19.0软件包进行数据分析。定量数据采用单因素方差分析;各组间两两比较采用q检验,检验水准为α=0.05。 2 结果 2.1 大豆异黄酮对小鼠体重及卵巢系数影响(表1)
| 表 1 大豆异黄酮对小鼠体重、卵巢重量及系数影响(x±s,n=10) |
观察期间各组小鼠毛色有光泽、进食饮水、粪便、尿液均未见异常。与对照组比较,各剂量大豆异黄酮组小鼠体重无明显变化;与对照组比较,高剂量大豆异黄酮组小鼠双侧卵巢重量及卵巢系数均降低,差异有统计学意义(F=3.664、3.567,P < 0.05)。 2.2 大豆异黄酮对小鼠动情周期影响(表2)
| 表 2 大豆异黄酮对小鼠动情周期影响(h,x±s,n=10) |
与对照组比较,各剂量大豆异黄酮组小鼠动情前期、动情期、动情后期、动情间期及周期总时长均无明显变化(F=1.321、1.834、1.643、1.587、1.867,均P>0.05)。 2.3 大豆异黄酮对小鼠卵巢及血清钙、铁、锌含量影响(表3)
| 表 3 大豆异黄酮对小鼠卵巢及血清钙、铁、锌含量影响(x±s,n=10) |
与对照组比较,各剂量大豆异黄酮组小鼠卵巢钙、锌含量均降低,差异具有统计学意义(F=13.511、12.150,均P < 0.05);与对照组比较,低剂量大豆异黄酮组小鼠卵巢铁含量上升,而中、高剂量组小鼠卵巢铁含量下降,差异有统计学意义(F=7.677,P < 0.05);与对照组比较,各剂量大豆异黄酮组小鼠血清钙、铁含量无明显变化(F=0.543、0.154,均P>0.05),中、高剂量大豆异黄酮组小鼠血清锌含量上升(F=5.346,P < 0.05)。 3 讨 论
本研究结果显示,高剂量大豆异黄酮组雌性小鼠卵巢重量及卵巢系数明显低于对照组,提示卵巢发育受到明显影响,与前期研究结果一致[3];大豆异黄酮各剂量组小鼠动情周期并未产生明显变化,提示大豆异黄酮的雌激素样活性很弱。钙元素对维持人体的生长发育与新陈代谢、细胞分裂、酶类激活、内分泌活动等具有重要作用,对卵巢生长发育具有促进作用。Arjmandi等[4]通过实验推测大豆异黄酮可能作为雌激素受体选择性调节剂(SERM)结合不同细胞的雌激素受体,通过调节维生素D影响钙的吸收。研究表明,补充茶多酚可明显提高力竭运动后心肌组织中超氧化岐化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、总抗氧化活力、钙离子ATP酶(Ca2+-ATP)和钠钾离子ATP酶活性,有效阻抑丙二醛和Ca含量的升高[5]。大豆异黄酮与茶多酚同属于黄酮类化合物,而且具有相同的-OH,故本研究中卵巢钙含量明显下降可能与大豆异黄酮抑制Ca2+-ATP酶等相关通道阻止钙元素进入卵巢组织有关,具体机制有待进一步研究。
研究表明黄酮类化合物是一种强Fe3+螯合剂[6, 7, 8]。铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼吸链的组成成分,参与体内氧的运输和组织呼吸过程,维持正常的氧供是卵巢正常生长发育所必须的。本研究结果显示,与对照组比较,低剂量大豆异黄酮组小鼠卵巢铁含量明显升高,可能与机体摄入的大豆异黄酮在卵巢中螯合Fe3+,使卵巢组织中铁含量升高有关。而过量的铁可促进组织的过氧化损伤[9]。锌参与促黄体激素、促卵泡激素、促性腺激素、胰岛素等内分泌激素的代谢,对胎儿生长发育、促进性器官和性机能发育均具有重要调节作用[10]。刘晶莹等[11]采用纯度为28.3%的大豆异黄酮,在保持一定的锌离子浓度条件下,当大豆异黄酮的量增加时,锌的螯合量逐渐升高。本研究结果表明,大豆异黄酮各剂量组小鼠卵巢锌含量明显降低,而血清中锌含量明显升高。可能与大豆异黄酮在血液中与锌发生螯合作用,从而使血锌水平升高,并影响锌向卵巢组织分布,其具体机制有待进一步研究。
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2015, Vol. 31

