结肠炎是一种由细菌、真菌感染或遗传、免疫及环境等多种因素引发的炎症性肠病,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病。其中,UC主要表现为腹痛、腹泻、便血等症状,伴随强烈的氧化应激和细胞炎症因子的聚集,且病程长、易反复,长期的慢性炎症状态易引发结肠癌及其他相关疾病,多数研究认为其发病机制与各因素共同作用引起的中性粒细胞增生、肠黏膜屏障损伤、促炎因子过度表达及肠道菌群异常免疫反应有关。目前主要通过生物制剂、免疫调节剂等药物治疗,但药物治疗往往表现出长期依赖、暂时愈合及不可预测的副作用,因此利用天然产物的营养疗法逐渐受到人们的关注和青睐。
石榴(Punica granatum L.)具有抗氧化、抗炎、抗菌、预防心血管、糖尿病及神经性系统疾病等多种功能。然而,目前关于石榴汁缓解结肠炎的作用机理以及防御功能的研究较少。陕西师范大学食品工程与营养科学学院的吴淑娟、张有林*等通过研究石榴汁对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠结肠炎的防御作用,旨在为利用石榴汁营养疗法治疗炎症性肠病提供理论依据。
根据炎症因子的表达能准确判断机体的炎症状态,由表2可以看出,模型组小鼠自由饮用DSS溶液9 d后,均出现溏便、血便症状,DAI极显著升高(P<0.01),各促炎因子的表达水平均约是对照组的2 倍,表明饮用DSS成功诱导了小鼠结肠炎,造模成功。
小鼠分为5 组:对照组(Normal组)、模型组(DSS组)、美沙拉嗪阳性对照组(5-ASA组)、石榴汁低剂量组(LPJ组)、石榴汁高剂量组(HPJ组)。由 图1可以看出,对照组小鼠在实验期间体质量呈现平稳上升趋势,其余各组在饮用DSS溶液9 d内体质量持续下降,给予美沙拉嗪和石榴汁后小鼠体质量减轻症状有所缓解,但LPJ、HPJ组小鼠体质量与DSS组相比无明显差异。与DSS组相比,各干预组小鼠的DAI极显著下降(P<0.01),表明石榴汁在一定程度上缓解了DSS引起的小鼠结肠炎症状。
小鼠结肠长度的变化可以作为评判结肠炎症的一项重要指标。由图2可以看出,DSS组小鼠结肠长度较其他各组极显著缩短(P<0.01),5-ASA、LPJ、HPJ组小鼠结肠长度接近对照组,其中HPJ组结肠更长,且肠内容物呈现健康的黑色状态,表明饮用石榴汁可以缓解由DSS引起的小鼠结肠长度缩短。
由图3可以看出,与对照组相比,DSS组的ALT、AST活力和CR、BUN浓度均极显著升高(P<0.01),表明DSS会引起肝肾损伤并发症;与DSS组相比,5-ASA、LPJ、HPJ组上述指标水平均得到较好的改善,LPJ、HPJ组与对照组总体无显著差异(P>0.05),说明饮用石榴汁对肝肾功能有一定的保护作用。
由图4可以看出,与对照组相比,经DSS处理后小鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN-γ质量浓度均极显著升高(P<0.01),抗炎因子IL-10质量浓度极显著下降(P<0.01);给予阳性药物(5-ASA组)和石榴汁(LPJ、HPJ组)干预后,炎症因子的表达水平得到改善,LPJ和HPJ组与5-ASA组表现出相同的变化趋势,表明石榴汁可以通过降低促炎因子的表达及提高抗炎因子的水平,缓解由DSS引起的结肠炎症。
由图5可以看出,与对照组相比,DSS组小鼠结肠组织的GSH-Px和SOD活力极显著降低(P<0.01),MDA的释放量极显著增加(P<0.01),表明DSS处理的小鼠结肠组织细胞出现破坏和凋亡,机体稳态失调。5-ASA组和石榴汁组小鼠机体的GSH-Px和SOD活力均极显著升高(P<0.01),MDA的释放量均极显著降低(P<0.01),LPJ和HPJ组表现出较好的调节作用,表明饮用石榴汁能缓解由DSS引起的结肠氧化应激。
由图6可以看出,与对照组相比,DSS组的结 肠髓过氧化物酶(MPO) 活力和NO浓度均极显著升高(P<0.01),表明DSS能引起结肠组织损伤及炎症性细胞浸润;与DSS组相比,5-ASA组和LPJ、HPJ组结肠MPO活力和NO浓度均显著降低(P<0.05,P<0.01),LPJ、HPJ组与对照组无显著差异,表明饮用石榴汁能缓解DSS引起的结肠组织损伤和炎症性细胞浸润。
由图7可以看出,对照组结肠上皮细胞及黏膜隐窝结构完整、排列整齐,无炎性细胞浸润。DSS组结肠组织出现腺体萎缩,黏膜损伤,多处表现出上皮细胞脱落及炎性细胞浸润,且存在大量淋巴细胞聚集,肠绒毛变短。与DSS组相比,5-ASA组和LPJ、HPJ组隐窝结构趋于正常,上皮结构趋于完整,腺体数量明显增多,绒毛变长。由图8可以看出,相比对照组,DSS组杯状细胞明显减少,且体积不一,表明DSS处理损坏了小鼠的肠黏膜层结构。经石榴汁干预后,LPJ、HPJ组杯状细胞数量明显增多,排列紧密有序,表明石榴汁能有效缓解结肠炎引起的杯状细胞减少,减轻肠黏膜损伤。
由图9可以看出,与对照组比较,DSS组小鼠的粪便中除 乙酸外的其余5 种短链脂肪酸(SCFAs) 及总SCFAs含 量均极显著降低(P<0.01),表明DSS成功诱导造成了小鼠肠道环境紊乱;LPJ组小鼠粪便SCFAs与DSS组相比均显著增加(P<0.05,P<0.01),除乙酸和异丁酸外,其余4 种SCFAs含量均高于对照组,表明石榴汁干预不仅可以缓解DSS诱导结肠炎引发的SCFAs含量下降,还能使其含量高于正常对照组,通过维持肠道内稳态平衡缓解由DSS诱导的结肠炎。
本研究结果显示,经美沙拉嗪或石榴汁干预后,小鼠结肠的GSH-Px、SOD活力均显著提高,MDA、NO释放量均显著降低,这在一定程度上减轻了自由基和NO对肠黏膜的破坏作用,缓解了DSS诱导的结肠组织损伤。经DSS诱导后小鼠的促炎因子分泌显著增加,抗炎因子分泌显著减少,使用美沙拉嗪或石榴汁干预的小鼠与DSS组相比促炎因子分泌显著降低,抗炎因子分泌显著增加,TH1/TH2免疫应答趋于平衡,石榴汁组表现出良好的治疗效果,但LPJ组和HPJ组无明显差异,同时结肠组织病理切片也观察到相同的趋势,即饮用石榴汁可以通过平衡机体内TH1/TH2免疫应答,缓解炎症因子介导的结肠组织损伤,修复结肠黏膜屏障,但并不遵循剂量-效应关系。
除乙酸外,石榴汁干预组小鼠的其他SCFAs含量均显著增加,其中低剂量的石榴汁比高剂量表现出更好的效果。高剂量石榴汁干预的小鼠在日常活动及血清生化指标等方面并没有显示出毒性迹象,且对小鼠各项生化指标及SCFAs组成及含量显示出有益效果。饮用石榴汁可以通过调节SCFAs的组成及含量维持肠道内稳态,缓解DSS诱导的结肠炎症状。石榴汁中的多酚、多糖及其他营养物质对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎均具有一定贡献,其作用机制与降低生物机体内氧化应激、平衡免疫应答、改善肠道环境有关。
本研究以DSS诱导的结肠炎小鼠为模型,探究石榴汁及其饮用量对结肠炎的改善作用。造模后小鼠的DAI、炎症因子表达量均显著升高,表明小鼠结肠炎模型建造成功;对造模小鼠给予石榴汁干预,小鼠结肠炎症状减轻太阳成集团tyc45668cn,炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ的表达量降低,氧化应激水平降低,经切片观察,结肠组织上皮及隐窝结构完整、杯状细胞数量增多,SCFAs含量增加。综上,小鼠饮用石榴汁对由DSS诱导的小鼠结肠炎有显著的缓解和改善作用。
本文《石榴汁对葡聚糖硫酸钠诱导小鼠溃疡性结肠炎的作用》来源于《食品科学》2023年44卷13期88-96页. 作者:吴淑娟,王新军,张武胜,孟卫红,夏禹承,张润光,张有林. DOI:10.7506/spkx0712-120. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
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