引用本文
郭雪君, 尹伶, 唐晓荞, 樊柏林, 付少华. 茶皂素对大鼠亚慢性毒性作用的研究[J]. 环境卫生学杂志, 2014, 4(6): 523-526.
Guo Xuejun, Yin Ling, Tang Xiaoqiao, Fan Bolin, Fu Shaohua. Subchronic Toxicity of Tea Saponin on Rats[J]. Journal of Environmental Hygiene, 2014, 4(6): 523-526.
茶皂素对大鼠亚慢性毒性作用的研究
郭雪君1, 尹伶1, 唐晓荞2, 樊柏林2, 付少华2     
1. 武汉科技大学医学院公共卫生学院;
2. 湖北省疾病预防控制中心
作者简介: 郭雪君, 硕士研究生在读, 从事流行病学方向研究
通讯作者: 尹伶, 教授; Email: yinling65@yhoo.com.cn
联系方式: 湖北省武汉市武汉科技大学医学院公共卫生学院; 邮编: 430065; Email: 244137380@qq.com
摘要: 目的 研究茶皂素对大鼠的亚慢性毒性作用。方法 选88只SPF级Wistar大鼠随机分为茶皂素高(500 mg/(kg·bw))、中(100 mg/(kg·bw))、低(20 mg/(kg·bw))剂量组和对照组(无菌蒸馏水), 每组22只, 雌雄各半。每天经口灌胃染毒1次, 连续90 d。实验期间, 及时记录大鼠一般状况、动物体重及食物消耗量, 实验末期进行血常规、血生化和尿液指标检查, 解剖动物进行病理观察, 计算脏器系数。结果 实验期间, 各组动物均无死亡情况。低剂量组动物, 未见明显异常情况。雄鼠中剂量组的肺脏器系数明显增高(P＜0.05), 雄鼠高剂量组的体重与对照组相比明显降低(P＜0.05), 而血常规(白细胞)、脏器系数(脑、脾、肺)与对照组相比明显增高(P＜0.05);雌鼠高剂量组的生化指标(谷丙转氨酶、碱性磷酸酶、血清胆碱酯酶)与对照组相比明显增高(P＜0.05), 而白蛋白与对照组相比降低(P＜0.05)。结论 本实验显示茶皂素(30%原药)对动物体重有一定影响, Wistar大鼠亚慢性经口毒性实验的最大无作用剂量为20 mg/(kg·bw), 观察到有害作用的最小剂量为100 mg/(kg·bw)。
关键词: 茶皂素     杀虫剂     亚慢性毒性    
Subchronic Toxicity of Tea Saponin on Rats
Guo Xuejun1, Yin Ling1, Tang Xiaoqiao2, Fan Bolin2, Fu Shaohua2     
Abstract: Objectives To explore the subchronic toxicity of tea saponin on rats. Methods Eighty eight Wistar rats (half male and half female) were divided into 4 groups:a control group and 3 saponin groups (high, medium and low-dose group). Animals were treated once daily by gavage for 90 days. Clinical signs, body weight, food consumption, organ weight, serum biochemistry, urinalysis, and histopathology were observed and recorded. Results No death was observed in all rats. No abnormalities was found in the low-dose group.In comparison with the control group, the lung index of males in the medium-dose group was higher (P < 0.05);the body weight of males in the high-dose group was significantly lower (P < 0.05);the count of white blood cells, index of brain, spleen and lung in the males of high-dose group was significantly higher (P < 0.05), the ALB concentration of females in the high-dose group was lower, the activities of ALT, ALP and CHE of females in the high-dose group were significantly higher (P < 0.05). Conclusions The Results suggested that tea saponin might have potential impacts on the body weight of rats. In the subchronic toxicity test of tea saponin induced by oral exposure, the no observable adverse effect levels (NOAEL) was 20 mg/(kg·bw) and the lowest observed adverse effect level (LOAEL) was 100 mg/(kg·bw).
Key words: tea saponin     pesticide     subchronic toxicity    

茶皂素(tea saponin, TS)是从山茶科山茶属植物中提取的一种五环三萜类化合物，是一种性能优良的天然非离子表面活性剂[1]。我国茶资源丰富，茶籽饼产量高，利用起来每年至少可有30万t的茶皂素[2]。日本学者青山次郎[3]首次提取出了茶皂素，并发现其对多数昆虫具有毒杀、拒食、激素调节等作用。目前，茶皂素在农药、医药、日用化工和金属材料加工等方面都取得了一定成果，特别是在农药领域具有广阔的应用前景[1]，1989年胡绍海等[4]以茶皂素类植物性杀虫剂申请了专利，现在也有多种商品化的含茶皂素的制剂，关于茶皂素毒理学的研究有过文献报道[5]，但对某一特定制剂研究的毒理学数据非常有限。茶皂素被认为是一种有开发价值的植物源性杀虫剂[6]，本研究对国内生产的茶皂素(30%原药)进行了90 d亚慢性毒性实验，旨在研究茶皂素的亚慢性毒性及毒性作用机制，为茶皂素类农药的广泛使用和开发利用提供安全性评价依据。

1 材料与方法 1.1 实验材料

1.1.1 受试物

30%茶皂素原药，为棕黄色液体，由茶籽饼用乙醇等溶剂提取方法而制备，分子式：C57H90O26，由湖北某生物有限公司提供。

1.1.2 实验动物

SPF级Wistar大鼠88只，雌雄各半，体重60~70 g，由湖北省疾病预防控制中心动物部提供，许可证号：SCXK(鄂)2008-0005。实验期间实验动物自由摄食、饮水。

1.2 饲养条件

实验动物房环境温度20℃~26℃，湿度40%~60%，照明为明暗各12 h，换气次数为10~18次/h。

1.3 实验方法

参考《农药登记毒理学试验方法》(GB 15670-1995)[7]进行实验。将动物按体重随机分为4组，每组22只，雌雄各半，每笼2只同性别大鼠。本研究设3个剂量组和1个对照组，参考本实验室急毒实验结果(雌雄LD50＞5 000 mg/kg)，设置30%茶皂素原药的低、中、高剂量组分别为20、100和500 mg/(kg·bw)。根据设计剂量，将受试物用无菌蒸馏水分别配制成4、20、100 mg/mL的浓度，每次配制灌胃的样品浓度，都根据设置标准称取相应受试物量加入各剂量组的容量瓶中，再用适量无菌蒸馏水混匀，作为雌雄大鼠的低、中、高剂量组，对照组给予无菌蒸馏水，每次样品配制都是在农药配样室完成，各组大鼠均按5 mL/(kg ·bw)灌胃。动物每天同一时间经口灌胃染毒1次，每周同一时间称剩食及体重，连续90 d，并根据动物体重变化调整每周灌胃量。实验期间观察动物的一般状况，及时记录相关数据及动物临床表现。实验末期测定尿常规、血常规和血生化指标；实验结束后，采用股动脉放血处死所有动物，进行解剖观察，并分离出心、脑、肺等脏器，称湿重，利用当日体重计算脏器系数。实验标本固定于10%甲醛溶液，常规石蜡切片、染色，进行组织病理学观察。

1.4 统计方法

数据以x±s表示，采用SPSS 16.0软件进行方差分析(One way ANOVA)，选择多个实验组和一个对照组间均数的两两比较方法统计；若方差不齐，则选用非参数分析。P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果 2.1 一般状况及体重变化

实验期间，高剂量组初期表面观察部分动物无精神、被毛松散、无光泽，其他剂量组动物的外观体征、行为活动、呼吸、粪便排泄等情况良好，各组动物均无死亡。雄性大鼠高剂量组周平均体重从第9周开始至实验结束，与对照组相比明显下降(P＜0.05)，其他各剂量组周平均体重与对照组相比，差异无统计学意义(P＞0.05；表 1)。

表 1 茶皂素90 d染毒对大鼠体重的影响(n=11，x±s，g)
性别 组别 动物数(只) 始重 第5周 第9周 第13周 总增重
雌 对照组 11 91.8±5.4 194.7±22.7 241.3±27.3 261.5±29.9 169.7±24.5
低剂量组 11 90.5±4.1 202.4±20.2 257.2±27.1 273.8±28.4 183.3±24.4
中剂量组 11 92.9±4.4 202.6±23.7 258.6±29.7 276.3±32.2 183.4±27.8
高剂量组 11 89.9±5.1 190.8±19.5 237.1±27.9 255.7±31.7 165.8±26.6
雄 对照组 11 92.3±7.2 246.7±21.0 348.1±32.5 413.2±43.2 320.9±36.0
低剂量组 11 90.0±6.5 246.4±34.5 337.7±41.8 396.4±52.0 306.4±45.5
中剂量组 11 90.6±8.2 251.7±36.5 342.9±42.2 397.6±49.2 307.0±47.5
高剂量组 11 87.0±7.7 234.4±26.6 315.2±35.4a 363.4±38.6ab 276.4±39.1a
注：a与对照组比较，P＜0.05；b与对照组比较，P＜0.01
表选项

2.2 血清生化检查

雌性大鼠高剂量组血清中白蛋白(ALB)低于对照组(P＜0.05), 碱性磷酸酶(ALP)含量高于对照组(P＜0.05), 高、中剂量组血清中谷丙转氨酶(ALT)、胆碱酯酶(CHE)明显高于对照组(P＜0.05)；雄性大鼠各项生化指标与对照组相比，无统计学意义(P＞0.05；表 2)。

表 2 实验结束时各组大鼠血清生化学指标检查结果(n=11，x±s)
性别 组别 ALT(U/L) AST(U/L) TP(g/L) ALB(g/L) T-BIL(umol/L) ALP(IU/L) GLU(mmol/L) BUN(mmol/L) CHO(mmol/L) CHE(U/L)
雌 对照组 22.1±5.6 92.4±11.8 68.8±4.7 35.1±2.8 31.6±7.2 30.7±7.0 6.26±1.36 5.90±0.50 1.46±0.45 389.3±253.7
低剂量组 27.1±10.2 102.5±30.1 68.1±3.1 34.9±1.5 33.0±8.6 34.5±6.4 6.71±1.01 6.04±0.56 1.63±0.36 615.6±297.1
中剂量组 29.8±8.9a 107.9±27.1 68.8±3.8 34.0±2.6 32.5±9.5 35.9±11.2 7.23±1.16 5.52±1.09 1.44±0.34 728.9±197.2ab
高剂量组 28.9±6.2-a 98.7±17.3 65.6±3.2 32.5±2.1a 36.5±7.2 41.9±9.3ab 6.35±1.27 6.07±0.64 1.50±0.10 726.5±174.3ab
雄 对照组 29.6±9.4 116.8±15.1 66.1±3.2 31.4±1.7 26.3±10.2 62.0±14.6 6.01±1.16 5.72±0.29 1.52±0.19 133.3±52.3
低剂量组 29.5±5.5 112.4±26.9 65.4±2.0 31.6±1.5 32.0±8.1 66.1±14.5 6.18 ±1.34 6.10±0.58 1.49±0.28 129.0±29.0
中剂量组 30.5±6.8 123.3±30.4 64.8±2.2 31.5±1.0 27.2±7.1 70.1±19.6 6.12 ±1.58 5.43±0.53 1.48±0.33 142.6±47.2
高剂量组 31.2±8.2 126.5±49.2 65.7±2.6 30.7±1.3 29.9±9.9 65.5±16.8 6.24 ±1.21 5.76±0.60 1.54±0.28 127.2±34.3
注：a与对照组比较，P＜0.05；b与对照组比较，P＜0.01
表选项

2.3 血常规检查

雌性大鼠中剂量组的淋巴细胞低于对照组(P＜0.05)；雄性大鼠高剂量组的白细胞(WBC)高于对照组(P＜0.05)。其他各组的血常规检查结果与对照组相比，差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.4 尿常规检查

各组实验动物尿液指标与对照组相比差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.5 脏器系数检查

雄性大鼠中、高剂量组肺脏器系数明显高于对照组(P＜0.05)，且低、中、高剂量组呈现递增趋势；雄性大鼠高剂量组脑、脾脏器系数高于对照组(P＜0.05)，其他各剂量组脏器系数与对照组相比，无统计学意义(P＞0.05；表 3)。

表 3 实验结束时各组大鼠脏器系数的检查结果(n=11，x±s，%)
性别 组别 脑 心 肺 肝 脾 肾 睾丸(卵巢)
雌 对照组 0.71±0.10 0.39±0.06 0.53±0.08 2.82±0.31 0.22±0.05 0.62±0.07 0.34±0.14
低剂量组 0.66±0.11 0.39±0.23 0.49±0.07 2.79±0.69 0.19±0.02 0.59±0.08 0.30±0.14
中剂量组 0.68±0.16 0.36±0.05 0.66±0.29 2.89±0.25 0.22±0.04 0.67±0.05 0.28±0.08
高剂量组 0.65±0.20 0.33±0.10 0.55±0.18 2.66±0.99 0.20±0.07 0.56±0.17 0.24±0.09
雄 对照组 0.48±0.05 0.36±0.05 0.44±0.05 2.82±0.29 0.18±0.02 0.63±0.05 0.91±0.13
低剂量组 0.52±0.10 0.35±0.06 0.47±0.04 2.72±0.26 0.20±0.02 0.65±0.10 1.03±0.13
中剂量组 0.51±0.05 0.34±0.04 0.57±0.19a 2.61±0.21 0.19±0.03 0.62±0.04 1.01±0.19
高剂量组 0.55±0.06a 0.35±0.03 0.59±0.18a 2.75±0.15 0.21±0.02a 0.67±0.09 1.02±0.15
注：a与对照组比较，P＜0.05
表选项

2.6 病理组织学检查

实验结束后大体解剖，肉眼观察各剂量组大鼠的脏器均未见明显异常。组织学观察高剂量组动物的肺部存在炎症，可见肺间质增生及炎性细胞浸润；雌性高剂量组仅见1例肝脏轻度脂肪变性；其他各组病例组织检查未见明显异常。

3 讨论

生物农药是天然存在的活体生物或化合物，对人畜及非靶标生物安全，在环境中能自然代谢，不易因残留而发生生物富集现象，也不易产生抗性，具有保护生物多样性等优点[8]，茶皂素就是其中代表之一，茶皂素不仅是一种性能优良的天然非离子表面活性剂，还可作为天然的植物生长激素促进植物的生长[9]，有研究表明茶皂素无明显毒性作用，对皮肤刺激性小，对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等有明显的抑制作用[10]。而目前茶皂素在农药工业中应用范围主要有4类，第一类是作为湿润剂用于固体型农药中，第二类是作为增效剂用于乳油型农药，第三类是作为助溶剂用于除草剂类农药，最后是直接作为生物农药等[11]，由于茶皂素自身的生物特性，使其在农药领域逐渐受重视，故对茶皂素的毒理学研究也非常有必要。

本实验显示，雄性大鼠高剂量组体重从第9周开始至实验结束，与对照组相比明显减低，且差异有统计学意义(P＜0.05)，雌性大鼠体重与对照组相比，无统计学意义。动物性别间的差异，可能与雄性动物生长速度快对受试物吸收快有关。染毒结束时，与对照组相比，雌性大鼠中剂量组谷丙转氨酶(ALT)、胆碱酯酶(CHE)含量升高(P＜0.05)；高剂量组谷丙转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)、胆碱酯酶(CHE)升高(P＜0.05)，ALB(白蛋白)含量降低(P＜0.05)。ALT与CHE是反应肝功能的一个指标，但病理切片只发现1例雌性大鼠肝脏受损，这可能跟茶皂素在体内分解快不易蓄积有关[6]；血常规检查，雌性中剂量组淋巴细胞含量降低(P＜0.05)，与对照组相比有差异，但低、中、高剂量不呈现剂量-反应关系，茶皂素对淋巴细胞可能有一过性影响；雄性高剂量组白细胞数明显增加(P＜0.05)，而其他指标无明显变化，可能是由于炎症导致白细胞升高，有报道称茶皂素对部分鱼类有溶血作用，主要是破坏鱼鳃组织，进而导致红细胞外渗发生溶血，茶皂素发生溶血作用必须与血液接触，人畜口服时一般无毒[12]。脏器系数是显示受试物靶器官的重要指标，脏器系数异常虽不能准确反映脏器病变性质但可为病例组织学诊断提供一定的旁证，本实验脏器系数性别间有所差异，但病理组织学检查显示雌雄大鼠肺脏均有病理改变，无性别差异，部分大鼠气管粘膜下层存在炎性细胞浸润，提示茶皂素对肺可能具有一定的毒性。雄性大鼠高剂量组中的脑和脾脏器系数虽增大，病理组织学未发现有毒理学意义的改变。

研究结果表明：在本实验条件下，茶皂素为低毒性，最大无作用剂量为20 mg/(kg·bw)，观察到有害作用的最小剂量为100 mg/(kg·bw)。由于茶皂素的提取工艺不同，产品制剂的成分不同，有效茶皂素的含量就不同，应对每种产品进行毒理学研究从而准确把握茶皂素类产品的毒理特征，为茶皂素的毒理学特征提供有效的基础数据。为今后茶皂素更广泛的开发利用，同时需要进一步研究茶皂素对肺脏的潜在毒性，以期为这类生物杀虫剂的安全使用提供更加准确的毒理知识。

参考文献
[1] 郝卫宁, 曾勇, 胡美英, 等. 茶皂素在农药领域的应用研究进展[J]. 农药, 2010, 49(2): 90–93.
[2] 梁雨祥. 试谈我国油茶和优质山茶油的产业化开发[J]. 宏观经济研究, 2006(1): 25–27.
[3] 青山新次郎. 茶皂素的提取工艺及性质[J]. 日本药学杂志, 1931, 5(51): 367–375.
[4] 胡绍海, 万冰清.茶皂素类植物性杀虫剂[P].中国专利CN1045509.1990-09-26.
[5] 何晓玲, 高进勇, 邵敬伟. 茶皂素对蚯蚓、小菜蛾及枯萎病原真菌的急性毒性研究[J]. 福州大学学报(自然科学版), 2007, 35(5): 66–69.
[6] Rizwan H, Gong L, Hu M. Apolipophorin Ⅲ and transmission electron microscopy as toxicity indicators for harmaline and tea saponin in Spodoptera exigua[J]. Chemosphere, 2011, 8(5): 1402–1419.
[7] 国家技术监督局. GB 15670-1995农药登记毒理学试验方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995.
[8] 马广鹏. 生物农药的发展与机遇[J]. 上海农业学报, 2013, 29(3): 92–97.
[9] Marianne A, Nina C. Plant growth is stimulated by tea-seed extract a new natural growth regulator[J]. HortScience, 2010, 12(45): 1848–1853.
[10] 文莉, 芦苇, 蒋倩, 等. 茶皂素毒性刺激性试验及抑菌作用研究[J]. 中国油脂, 2011, 36(6): 58–60.
[11] 夏春华, 杨钟鸣, 朱柏荣, 等. 茶皂素在农药工业中应用研究进展[J]. 茶叶科学, 2000, 20(2): 82–88.
[12] 罗毅志, 叶雪平, 施伟达. 茶皂素对部分常见淡水水生物的毒性试验[J]. 淡水渔业, 2004, 34(1): 10–12.

中国疾病预防控制中心主办。
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郭雪君, 尹伶, 唐晓荞, 樊柏林, 付少华
Guo Xuejun, Yin Ling, Tang Xiaoqiao, Fan Bolin, Fu Shaohua
茶皂素对大鼠亚慢性毒性作用的研究
Subchronic Toxicity of Tea Saponin on Rats
环境卫生学杂志, 2014, 4(6): 523-526
Journal of Environmental Hygiene, 2014, 4(6): 523-526

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