富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠对小鼠器官组织硒分布及机体抗氧化、免疫功能和衰老指征的影响

作者: 苏媛媛 王朦朦 龚雅诗 宗帅

富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠对小鼠器官组织硒分布及机体抗氧化、免疫功能和衰老指征的影响0

摘 要:本文分析了饲喂富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠小鼠的组织硒积累量、有机硒利用率及其对生物学作用的影响。结果表明,富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠都是良好的补硒食品,但摄入相同有机硒的水平下,富硒平菇的组织硒积累量更高,这归因于其更高的有机硒利用率(97.46%)。抗氧化酶(SOD、CAT、GPx和POD)、免疫功能因子(IgA、TNF-α和IL-6)及机体衰老特征因子(LPO、MDA和PCOs)的测定结果表明,两种硒源都有不错的生物学功效,但富硒平菇因其更高的有机硒利用率而表现出更强的抗氧化、免疫调节和抗衰老功能。

关键词:有机硒;抗氧化;免疫调节

The Effects of Different Selenium Sources on Selenium Distribution, Antioxidant and Immune Function in Mouse Tissues

SU Yuanyuan1, WANG Mengmeng2, GONG Yashi2, ZONG Shuai2

(1.Suqian Product Quality Supervision and Inspection Institute, Suqian 223800, China;

2.College of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China)

Abstract: This article analyzes the tissue selenium accumulation, organic selenium utilization rate, and their impact on biological effects in mice fed with selenium rich shiitake mushrooms and selenium rich bottle crushed rice purse. The experimental results showed that both selenium rich shiitake mushrooms and selenium rich pot bottle crushed rice purse were good selenium supplement foods, but under the same level of organic selenium intake, the tissue selenium accumulation of selenium rich shiitake mushrooms was higher, which is attributed to their higher organic selenium utilization rate (97.46%). The measurement results of antioxidant enzymes (SOD, CAT, GPx, and POD), immune function factors (IgA, TNF-α, and IL-6), and body aging characteristic factors (LPO, MDA, and PCOs) indicate that both selenium sources have good biological effects, but selenium rich shiitake mushrooms exhibit stronger antioxidant, immune regulatory, and anti-aging functions due to their higher organic selenium utilization rate.

Keywords: organic selenium; antioxidant; immune regulation

硒是维持机体生命活动的必需微量元素之一,具有多种生物学功能,对机体免疫应答、疾病预防、抗氧化和抗癌等功能至关重要[1]。硒不能在体内合成,必须通过食物摄取。中国营养学会已经将硒列为

15种需每天补充的膳食营养素之一,推荐成人日摄入量为20~250 μg,并且疾病患者的硒摄入量应适度提高[2]。据统计,我国有2/3的地区缺硒,约7亿人口的硒摄入量远低于中国营养学会的推荐摄入量[3]。因此,通过饮食的方式补硒不仅对个体的健康具有重要意义,还对改善社会健康水平、提高人们生活质量、缓解医疗压力具有重要的社会价值。经过几十年的发展,有机硒因其毒性低、安全性高、生物利用度高和补硒效率高等优势,已经取代无机硒成为饮食补硒的首选。但是,通过饮食摄入有机硒的吸收效果、组织分布、功能活性如何仍少见。因此,本研究选取市场占有率高、日常易获取的两类含有机硒食品(富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠)为研究对象,通过实验末期小鼠粪便硒含量测定小鼠对样品中有机硒的吸收效果;通过测定小鼠心脏、肝脏、肾脏等器官组织中硒含量评价小鼠摄入有机硒后,硒元素在体内的分布情况;通过测定抗氧化酶、免疫因子及衰老因子等代表性标志物评价有机硒对小鼠机体生物功能的影响。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器设备

富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠购于阿里巴巴购物平台。乙醇、正丁醇,国药集团化学试剂有限公司;三氯甲烷,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;NaOH,美国西格玛奥德里奇公司;浓盐酸,南京化学试剂股份有限公司;超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)检测试剂盒、过氧化氢酶(Catalase,CAT)检测试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GPx)检测试剂盒、过氧化物酶(Peroxidase,POD)检测试剂盒,美国Sigma-Aldrich公司;免疫球蛋白A(Immunoglobulin A,IgA)检测试剂盒、肿瘤坏死因子α(Tumor Necrosis Factor α,TNF-α)检测试剂盒、白细胞介素6(Interleukin 6,IL-6)检测试剂盒,上海酶联生物科技有限公司;过氧化脂质(Lipid Peroxidation,LPO)检测试剂盒、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)检测试剂盒、蛋白质羰基(Protein Carbonyls,PCOs)检测试剂盒,南京建成生物工程研究所。pH计,梅特勒托利多国际贸易有限公司;紫外可见分光光度计,美国PerkinElmer公司;恒温水浴锅,江苏金坛市中大仪器厂;酶标仪,赛默飞世尔科技公司。

1.2 动物实验

本实验由扬州大学比较医学中心提供24周龄ICR雄性小鼠(30只)。小鼠饲养于SPF级动物房,动物房温度为23~25 ℃,相对湿度为50%~60%,12 h光照-黑暗循环,并保证环境清洁,食物及饮用水充足,可自由取食。小鼠适应环境一周后,将小鼠随机分为3组(每组10只),即正常对照组、富硒平菇处理组和富硒壶瓶碎米荠处理组。富硒平菇处理组小鼠每日灌胃富硒平菇粉0.5 g(含有机硒约120 μg);富硒壶瓶碎米荠处理组小鼠每日灌胃富硒壶瓶碎米荠0.08 g(含有机硒约120 μg);正常对照组小鼠灌胃相同体积的生理盐水。在样品处理61 d时,将小鼠用舒泰麻醉后,收集小鼠粪便、外周血和心脏、肝脏、肾脏、肌肉等组织器官备用。所有动物实验按照中华人民共和国法律和道德准则进行,并通过扬州大学实验动物护理伦理委员会批准(许可证标号SYKX2022-0044)。

1.3 硒含量测定

组织中硒含量参照《食品安全国家标准 食品中硒的测定》(GB 5009.93—2017)进行测定。有机硒利用率=[120-粪便平均硒含量(μg·g-1)×粪便质量(g)]/120(μg)×100%。

1.4 生理生化指标测定

SOD通过基于黄嘌呤氧化酶显色的方法进行测定;CAT、POD、LPO和MDA通过比色法进行测定;GPx通过检测NADPH吸光度的方法进行测定;IgA、TNF-α和IL-6通过双抗体夹心法酶联免疫吸附检测技术进行测定;PCOs通过分光光度法进行测定。所有实验过程均严格按照试剂盒说明书进行。

1.5 数据分析

采用SPSS 22.0软件进行数据处理和统计分析,并表示为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 组织硒含量及有机硒利用率

由表1可知,相较于正常对照组小鼠,富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠处理都能明显提高小鼠各组织器官的硒含量,尤其是肝脏和肾脏组织。相较于正常对照组小鼠,富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠处理对于肝脏中硒含量分别能提高208.93%和139.29%,对于肾脏中硒含量分别能提高106.82%和77.27%,这说明两种硒源都是良好的膳食硒营养补充剂。此外,相较于富硒壶瓶碎米荠,富硒平菇处理后组织器官中的硒含量更高,说明富硒平菇的补硒效果更好、效率更高,这可能是由于食用菌相较于植物通常含有更多的蛋白质,而蛋白质是硒元素主要的有机化形式之一。另外,富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠的有机硒利用率分别为97.46%和67.71%,这也证明了富硒平菇中的有机硒更容易被机体利用。这与之前文献报道的富硒壶瓶碎米荠体外消化过程中总硒释放量[4]及大鼠对富硒平菇的生物利用率接近[5]。

2.2 富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠对小鼠机体抗氧化、免疫功能和衰老指征的影响

SOD、CAT、GPx和POD是动物体内主要的抗氧化酶,其活性的高低能直接反映机体的抗氧化能力[6]。肝脏是最容易受到氧化损伤及氧化产物积累的器官。由表2可知,富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠处理都能提高肝脏的抗氧化酶活性,尤其是富硒平菇处理后,相较于正常对照组,SOD、CAT、GPx和POD的活性分别增加了179.68%、133.11%、108.39%和19.10%。这些结果与肝组织中硒含量的增加相关,也印证了硒能影响机体内抗氧化酶功能的共识。TNF-α和IL-6分别是Th1细胞和Th2细胞分泌的细胞因子,两类细胞分别介导细胞免疫和体液免疫应答。IgA是由浆细胞分泌的一种具有抗病毒、抗菌、免疫调节作用的免疫球蛋白。实验证明两种硒源都能提高机体细胞免疫和免疫球蛋白水平,但从细胞因子提升幅度看,富硒平菇具有更强的免疫调节能力。机体内LPO会分解为醇类和醛类等物质,其中MDA是一种生物毒性物质,会导致细胞死亡并促进人体衰老。PCOs的产生是蛋白质分子被自由基氧化修饰的一个重要标记,会随年龄的增长而上升。两种硒源都能不同程度地降低机体衰老指标水平,富硒平菇可能因其更高的有机硒利用率而有更强的功效。

3 结论

本研究结果表明富硒平菇和富硒壶瓶碎米荠都是良好的膳食硒源,均能起到补硒作用并调节机体功能。但是,摄入相同有机硒水平时,富硒平菇具有更高的有机硒利用率和组织硒积累水平,因而在机体抗氧化系统、免疫功能和对抗机体衰老方面具有更强的效果。

参考文献

[1]彭耀湘,陈正法.硒的生理功能及富硒水果的开发利用[J].农业现代化研究,2007(3):381-384.

[2]王磊,杜菲,孙卉,等.人体硒代谢与硒营养研究进展[J].生物技术进展,2015,5(4):285-290.

[3]何冠男,武炜,李成会.硒元素的研究进展[J].唐山师范学院学报,2017,39(2):46-48.

[4]HU T,HUI G,LI H,et al.Selenium biofortification in Hericium erinaceus (Lion’s Mane mushroom) and its in vitro bioaccessibility[J].Food Chemistry,2020,331:127287.

[5]孙群,祝寿嵩,蔡梅雪.大鼠对富硒平菇硒的生物利用率[J].营养学报,1993(4):426-431.

[6]李欢欢,陈春丽,海力茜·陶尔大洪.芜菁中性多糖对D-半乳糖致衰老小鼠的抗氧化作用[J].食品科技,2021,46(5):168-173.

基金项目:扬州大学高层次引进人才科研基金(137012023);江苏省产学研合作项目(BY20221437);扬州大学大学生学术科技创新基金资助项目(XCX20231064)。

作者简介:苏媛媛(1981—),女,江苏宿迁人,本科,高级工程师。研究方向:食品加工及质量检测。

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