天然植物有效成份茶多酚和大蒜素拮抗三丁基錫毒性作用效果的研究及機制的探討.pdf

1、三丁基錫 (Tributyltin, TBT)是一種影響范圍較廣的有機錫污染物.TBT最初是作為聚氯乙烯(PVC)的穩(wěn)定劑開發(fā)使用的,后來作為殺蟲劑主要用作船舶油漆中的防污劑,用來防止微生物、植物、動物等附著生長于船體和海洋建筑及鉆井平臺等.TBT對海洋的污染及其對海洋生物的毒性研究已成為各國關(guān)注的熱點問題.由于有機錫在海洋環(huán)境中的長期殘留,即使在限制使用近十年后,海水和底泥中的有機錫含量仍無明顯下降.我國沿海和內(nèi)陸水域地區(qū)也廣泛存在著

2、TBT污染.TBT 對海洋生物的污染,會通過食物鏈的作用,不可避免地對人體健康構(gòu)成威脅.TBT 對生物的毒性作用是多方面的,機理比較復雜,主要包括免疫毒性、生殖毒性和神經(jīng)毒性等.國內(nèi)外學者對 TBT 的危害性、作用機理以及污染治理問題進行了廣泛深入的研究,但是如何采用有效、可行的方法來減少TBT 對人類健康的危害方面的研究還不多見. 茶多酚 (Green Tea Polyphenols,簡稱GTPs) 是一種從綠茶中提取的天然復合

3、物,其組成除酚酸外,主要是類黃酮化合物,其中羥基取代基作為質(zhì)子的供體,使其具有特殊的生理功能,這些功能與茶多酚清除自由基的抗氧化效果密切相關(guān).茶多酚中最重要的成分是黃烷醇類的多種兒茶素 (catechins),兒茶素類主要由epicatechin(EC) epicatechin gallate(ECG)、epigallocatechin gallate (EGCG)等幾種單體組成.在GTPs中,EGCG是研究得最多的抗氧化劑.已經(jīng)研究證

4、實的茶多酚的主要生物學活性有:(1)作用于與自由基生成與清除相關(guān)的酶.(2)直接作用于自由基. (3)與誘導氧化的過渡金屬離子絡(luò)合.大蒜(Animasatik)為百合科植物,世界上將其鱗莖用于防病治病已有悠久的歷史.大蒜素(Allicin)為大蒜鱗莖中提取的多硫化合物,研究發(fā)現(xiàn)大蒜素中含有的多種有機硫化合物和大蒜的保健、抗病作用有關(guān),其主要作用機理是抗氧化和清除自由基.已有研究表明,大蒜素的抗氧化活性可有效地對抗脂質(zhì)過氧化物對膜結(jié)構(gòu)的

5、損傷,可以拮抗化學物質(zhì)導致的毒性.實驗證明大蒜素不但能有效清除白由基、抑制過氧化物對細胞的傷害、避免.DNA受損,而且具有抑制解毒系統(tǒng)Ⅰ相酶和誘導解毒系統(tǒng)Ⅱ相酶的作用. 茶多酚和大蒜素都具有抗氧化、抑制脂質(zhì)過氧化反應和清除自由基作用,被認為是天然的植物來源的抗氧化劑.本研究針對國內(nèi)外對環(huán)境化學污染物對人體危害預防措施方面的研究尚欠缺的情況,從主動采取保護性措施的角度入手,著重研究是否可用人們?nèi)粘＝佑|到的食用植物來抵抗環(huán)境化學污染物

6、對人體的危害.本研究體外實驗與體內(nèi)實驗相結(jié)合,以TBT引起的氧化損傷、DNA損傷和細胞凋亡干擾三個方面為主要內(nèi)容,研究天然植物有效成份茶多酚和大蒜素對TBT所導致這三種損傷的拮抗效果,同時對拮抗作用的機理進行初步探討. 主要結(jié)果: 1、茶多酚和大蒜素能有效清除TBT誘導產(chǎn)生的ROS.本研究從體內(nèi)和體外實驗證實茶多酚和大蒜素均可以有效抑制TBT誘導的細胞ROS水平升高,并呈明顯的劑量.效應關(guān)系,證明茶多酚和大蒜素能有效清除TB

7、T誘導產(chǎn)生的ROS. 2、茶多酚和大蒜素對TBT引起的小鼠肝臟:MDA含量升高有明顯的拮抗作用.小鼠肝臟MDA檢測結(jié)果證明茶多酚和大蒜素對TBT引起的MDA含量升高有明顯的抑制作用,證明茶多酚和大蒜素能有效防止脂質(zhì)過氧化的發(fā)生. 3、茶多酚和大蒜素對TBT引起的DNA損傷有明顯保護作用.從小鼠外周血彗星實驗結(jié)果分析,無論是尾長還是尾相,均提示茶多酚和大蒜素對TBT引起的DNA斷裂有明顯的保護作用. 4、茶多酚和大蒜素對

8、TBT引起的胸腺細胞損傷有明顯保護作用.小鼠胸腺電鏡觀察結(jié)果證明茶多酚和大蒜素對TBT引起的細胞結(jié)構(gòu)損傷有明顯的保護作用,兒茶素(EGCG)對TBT引起的小鼠胸腺細胞損傷的保護作用與茶多酚的保護作用相似. 5、茶多酚和大蒜素對TBT引起的FL細胞活性下降有明顯拮抗作用.隨著TBT濃度升高FL細胞活性明顯下降,而FL細胞預先與一定濃度的茶多酚或大蒜素作用后再進行TBT染毒,其細胞活性與單純TBT染毒細胞相比明顯改善. 6、EG

9、CG和大蒜素對TBT引起的小鼠肝細胞凋亡率升高有明顯拮抗作用.TUNEL實驗可以看出,無論是高劑量保護組還是低劑量保護組,EGCG和大蒜素對TBT引起的小鼠肝細胞凋亡率升高都有明顯的拮抗作用. 7、EGCG和大蒜素對TBT誘導的凋亡相關(guān)蛋白Bax和Bcl-2水平改變有明顯影響.本研究中各組Bcl-2和Bax水平的變化提示EGCG和大蒜素對TBT誘導的促凋亡蛋白(Bax)的升高、抑凋亡蛋白的降低有明顯拮抗作用. 8、EGCG對

10、TBT引起的FL細胞骨架改變有明顯的保護作用.正常FL細胞骨架F-actin結(jié)構(gòu)清晰可見,紋理規(guī)則.而在TBT染毒后細胞骨架F-actin結(jié)構(gòu)紊亂,紋理不清晰.在EGCG保護組,細胞骨架F-actin的改變明顯好轉(zhuǎn),高劑量EGCG保護效果更加明顯. 主要結(jié)論: 1、茶多酚和大蒜素對TBT引起的氧化損傷具有明顯的保護作用.體內(nèi)和體外實驗結(jié)果都表明茶多酚和大蒜素均可以有效地拮抗TBT導致的細胞ROS升高,證明茶多酚和大蒜素能有效

11、清除ROS;小鼠肝臟MDA檢測結(jié)果證明茶多酚和大蒜素能阻止脂質(zhì)過氧化的發(fā)生. 2、茶多酚和大蒜素對TBT引起的DNA損傷和胸腺細胞損傷具有保護作用.小鼠外周血彗星實驗結(jié)果提示,無論是從尾長還是尾相結(jié)果分析,茶多酚和大蒜素對TBT引起的小鼠外周血淋巴細胞的DNA斷裂有明顯的保護作用.電鏡觀察結(jié)果證明,茶多酚和大蒜素對TBT引起的胸腺細胞核和線粒體損傷都有明顯的保護作用,兒茶素(EGCG)的保護作用與茶多酚的保護作用相似;綜合茶多酚和

12、大蒜素對TBT引起的氧化損傷和DNA損傷的保護結(jié)果,可以推測茶多酚和大蒜素對胸腺細胞的保護作用的機制可能是阻止了氧化損傷,從而保護了胸腺細胞. 3、茶多酚及大蒜素能明顯抑制TBT誘導的細胞凋亡.TUNEL實驗表明EGCG和大蒜素能抑制TBT引起的細胞凋亡,Bcl-2和Bax的變化證明EGCG和大蒜素能使TBT引起的凋亡調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白表達水平的改變還原到接近正常值,FL細胞骨架F-actin的改變也證明了EGCG對TBT引起的細胞凋亡

13、具明顯的拮抗作用. 4、茶多酚和大蒜素對TBT引起的氧化損傷、DNA損傷及凋亡的拮抗作用有密切的內(nèi)在關(guān)系.TBT引起的毒性效應是從氧化損傷開始,茶多酚和大蒜素對TBT引起的氧化損傷的保護作用可能是對TBT毒性拮抗作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié).由于TBT弓f起的氧化損傷、DNA損傷及凋亡有密切的內(nèi)在關(guān)系,所以可以推測,茶多酚和大蒜素對TBT引起的氧化損傷、DNA損傷及凋亡的拮抗作用也可能是多位點、多層面、多階段的. 5、本研究提示,日常攝入