生大豆及過量蛋白日糧致小鼠消化器官氧化應激的研究.pdf

1、氧自由基和人類大部分疾病有關，如糖尿病、肥胖、腸炎、心血管疾病等。在慢性應激狀態(tài)下，其對消化系統的氧化損傷不易察覺，危害性最大。消化系統是機體內營養(yǎng)素的消化、吸收和代謝的主要場所，因此過量的氧自由基極易誘發(fā)消化系統疾病。本課題選用KM和C57BL/6J小鼠為試驗對象，研究日糧蛋白水平及種類和大豆胰蛋白酶抑制因子對動物消化系統氧化還原狀態(tài)及對胰腺功能的影響。 1.生大豆致小鼠消化器官氧化應激及胰腺損傷研究選用108只體重12-14

2、g的雄性l(M種小鼠，隨機分為9組：組1，基礎日糧；組2，基礎日糧+30mg/kg半胱胺；組3，基礎日糧+60mg/kg半胱胺；組4，低水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧；組5，低水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧+30mg/kg半胱胺；組6，低水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧+60mg/kg半胱胺；組7，高水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧；組8，高水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧+30mg/kg半胱胺；組9，高水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧+60mg/kg半胱

3、胺。飼養(yǎng)14天后屠宰，分別測定：血漿、十二指腸、肝臟和胰腺中氧化和抗氧化指標，組織器官重及臟器指數，以及血漿、十二指腸和胰腺中消化酶活性，以研究大豆胰蛋白酶抑制因子對胰腺損傷機理是否與自由基有關。結果表明：與對照組比較，低水平和高水平大豆胰蛋白酶抑制因子日糧能顯著增加小鼠血漿、十二指腸、肝臟和胰腺中氧化指標含量(超氧陰離子和MDA)，顯著降低抗氧化指標水平(P<0.05)；同時還能引起胰腺肥大，使血漿、十二指腸和胰腺中胰蛋白酶、淀粉酶和

4、脂肪酶活性顯著下降，而且這些影響與日糧中大豆胰蛋白酶抑制因子含量呈劑量依賴關系。添加半胱胺后，氧化和抗氧化不平衡被改善，而且對胰腺的影響也被減輕。上述結果表明，大豆胰蛋白酶抑制因子對胰腺損傷與自由基產生有關。 2.過量蛋白日糧對小鼠消化器官氧化還原狀態(tài)的影響試驗選用72只體重12-13gC57BL/6J雄性小鼠，隨機分為6組，組1，對照日糧組(酪蛋白)；組2，過量蛋白日糧組(酪蛋白)；組3，過量蛋白日糧組(酪蛋白)+60mg/k

5、g半胱胺；組4，對照日糧組(大豆蛋白)；組5，過量蛋白日糧組(大豆蛋白)；組6，過量蛋白日糧組(大豆蛋白)+60mg/kg半胱胺。對照日糧為基礎日糧。試驗期14天。再取108只小鼠，隨機分為9組。第一組為采食前即0h，其余八組為采食后(酪蛋白和大豆蛋白)0.5h、1h、1.5h和2h。通過測定小鼠十二指腸、肝臟和胰腺中氧化和抗氧化水平，器官重及臟器指數，血、空腸、十二指腸、肝臟和胰腺ROS水平，以及大豆蛋白和酪蛋白水解物體外清除DPPH

6、和·OH自由基作用，研究日糧蛋白水平和種類對小鼠消化器官氧化還原狀態(tài)的影響及過量蛋白同糧對ROS動態(tài)變化的影響。結果表明，過量蛋白日糧顯著地增加了小鼠十二指腸、肝臟和胰腺中超氧陰離子和MDA含量，且使體內SOD、GSH—Px和CAT和Na+K+—ATP酶活性以及GSH含量顯著地降低(P<0.05)。體內試驗表明與酪蛋白組相比，高水平大豆蛋白組的氧化水平要低以及抗氧化要高。體外模擬消化道水解過程，發(fā)現大豆蛋白酶解產物清除DPPH和羥自由基

7、的作用高于酪蛋白水解產物，高水平大豆蛋白對機體的氧化應激小于酪蛋白。過量蛋白日糧添加半胱胺后，體內氧化應激被減輕，但其氧化水平仍高于對照組。采食過量蛋白日糧后，隨時間延長體內ROS水平呈動態(tài)變化，且兩種蛋白質的整體ROS水平在1.0h時最高。綜上所述，過量蛋白能夠破壞機體氧化和抗氧化平衡，誘導氧化應激的產生。 3.過量蛋白日糧對小鼠胰腺功能與氧化損傷研究試驗選取36只體重12-13g的C57BL/6J雄性小鼠，隨機分成3個處理組

8、，分別飼喂對照日糧、過量蛋白日糧和過量蛋白日糧+60mg/kg半胱胺。試驗期14天。通過測定小鼠器官重及臟器指數，胰腺中蛋白質、DNA和RNA濃度，血漿和胰腺中氧化和抗氧化水平、消化酶活性以及生長抑素和胰島素水平，研究過量蛋白同糧對胰腺自由基內外分泌功能的影響。結果表明：過量蛋白導致血漿和胰腺中超氧陰離子(225％和481.82％)和MDA(91％和185.19％)顯著升高，SOD、GSH—Px活性和T—AOC顯著下降(P<0.05)，

9、臟器中胰腺重影響較大，表現為顯著增加，蛋白質、DNA和RNA濃度顯著提高，消化酶活性被顯著降低，腺泡分泌能力下降，而胰島細胞分泌功能被提高，表現為生長抑素和胰島素水平顯著提高(P<0.05)。自由基清除劑半胱胺可以改善上述癥狀。這些結果證明過量蛋白引發(fā)胰腺自由基水平增加，引發(fā)氧化損傷，影響胰腺內外分泌功能。 4.過量蛋白日糧對小鼠腸基因表達的影響試驗選取24只體重12-13g的C57BL/6J雄性小鼠，隨機分成2個處理組，分別飼

10、喂對照日糧和過量蛋白日糧。試驗期14天。利用基因芯片研究過量蛋白f=1糧對小鼠腸基因表達的影響。結果表明，過量蛋白日糧使小鼠腸大量基因表達發(fā)生了改變，其中引起上調的基因數為714，下調的基因數為458，而且從生物過程、分子功能和細胞成分三個方面廣泛影響基因表達，它們主要與氧化還原、代謝、運輸、免疫應答、防御反應和信號傳導有關。利用MAPFinder。分析GenMAPPs數據庫中與過量蛋白響應基因顯著相關的MAPP，結果發(fā)現Permute

11、P值小于0.05的MAPP有63個，其中AdjustedP小于0.05的MAPP有3個：B細胞受體信號通路、蛋白質組氨酸激酶活性、線粒體肉毒堿棕櫚酸酰轉移酶。過量蛋白日糧引起ApoE、Gpx2、Cyba、Noxol、Cat和Scd1等氧和活性氧族代謝相關基因表達上調，其中Cat的FC=2.143547，上調抑制性調節(jié)激素—生長抑素SS(FC=1.5157)。引起谷胱甘肽代謝以及谷胱甘肽轉移酶相關基因表達，包括Gpx2、Gstal/Gst

12、a2、Gstm1、Gstm2等。此外，過量蛋白日糧對氨基酸、蛋白質、脂質和糖代謝相關基因的表達產生廣泛影響。 5.過量蛋白日糧對小鼠肝臟基因表達的影響試驗選取24只體重12-13g的C57BL/6J雄性小鼠，隨機分成2個處理組，分別飼喂對照日糧和過量蛋白日糧。試驗期14天。利用基因芯片研究過量蛋白日糧對小鼠肝臟基因表達的影響。結果表明，過量蛋白日糧使小鼠肝臟大量基因表達發(fā)生了改變，其中引起上調的基因數為381，下調的基因數為30

13、0，而且從生物過程、分子功能和細胞成分三個方面廣泛影響基因表達，它們主要與氧化還原、代謝、運輸、免疫應答、防御反應和信號傳導有關。利用MAPFinder分析GenMAPPs數據庫中與過量蛋白響應基因顯著相關的MAPP，結果發(fā)現PermuteP值小于0.05的MAPP有73個，其中AdjustedP小于0.05的MAPP有7個：膽固醇生物合成、固醇生物合成、生物堿生物合成。過量蛋白日糧引起大部分氧和活性氧族代謝相關基因表達上調，而下調的基