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(jī)制的探討.pdf

1、三丁基錫 (Tributyltin, TBT)是一種影響范圍較廣的有機(jī)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(dòng)物等附著生長(zhǎng)于船體和海洋建筑及鉆井平臺(tái)等.TBT對(duì)海洋的污染及其對(duì)海洋生物的毒性研究已成為各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)問題.由于有機(jī)錫在海洋環(huán)境中的長(zhǎng)期殘留,即使在限制使用近十年后,海水和底泥中的有機(jī)錫含量仍無明顯下降.我國(guó)沿海和內(nèi)陸水域地區(qū)也廣泛存在著

2、TBT污染.TBT 對(duì)海洋生物的污染,會(huì)通過食物鏈的作用,不可避免地對(duì)人體健康構(gòu)成威脅.TBT 對(duì)生物的毒性作用是多方面的,機(jī)理比較復(fù)雜,主要包括免疫毒性、生殖毒性和神經(jīng)毒性等.國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì) TBT 的危害性、作用機(jī)理以及污染治理問題進(jìn)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(duì)人類健康的危害方面的研究還不多見. 茶多酚 (Green Tea Polyphenols,簡(jiǎn)稱GTPs) 是一種從綠茶中提取的天然復(fù)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(shí)的茶多酚的主要生物學(xué)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(dǎo)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(jī)硫化合物和大蒜的保健、抗病作用有關(guān),其主要作用機(jī)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(duì)抗脂質(zhì)過氧化物對(duì)膜結(jié)構(gòu)的

5、損傷,可以拮抗化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致的毒性.實(shí)驗(yàn)證明大蒜素不但能有效清除白由基、抑制過氧化物對(duì)細(xì)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(dǎo)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(yīng)和清除自由基作用,被認(rèn)為是天然的植物來源的抗氧化劑.本研究針對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)境化學(xué)污染物對(duì)人體危害預(yù)防措施方面的研究尚欠缺的情況,從主動(dòng)采取保護(hù)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(xué)污染物

6、對(duì)人體的危害.本研究體外實(shí)驗(yàn)與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,以TBT引起的氧化損傷、DNA損傷和細(xì)胞凋亡干擾三個(gè)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(duì)TBT所導(dǎo)致這三種損傷的拮抗效果,同時(shí)對(duì)拮抗作用的機(jī)理進(jìn)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(dǎo)產(chǎn)生的ROS.本研究從體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)茶多酚和大蒜素均可以有效抑制TBT誘導(dǎo)的細(xì)胞ROS水平升高,并呈明顯的劑量.效應(yīng)關(guān)系,證明茶多酚和大蒜素能有效清除TB

7、T誘導(dǎo)產(chǎn)生的ROS. 2、茶多酚和大蒜素對(duì)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(cè)結(jié)果證明茶多酚和大蒜素對(duì)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(duì)TBT引起的DNA損傷有明顯保護(hù)作用.從小鼠外周血彗星實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,無論是尾長(zhǎng)還是尾相,均提示茶多酚和大蒜素對(duì)TBT引起的DNA斷裂有明顯的保護(hù)作用. 4、茶多酚和大蒜素對(duì)

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

9、CG和大蒜素對(duì)TBT引起的小鼠肝細(xì)胞凋亡率升高有明顯拮抗作用.TUNEL實(shí)驗(yàn)可以看出,無論是高劑量保護(hù)組還是低劑量保護(hù)組,EGCG和大蒜素對(duì)TBT引起的小鼠肝細(xì)胞凋亡率升高都有明顯的拮抗作用. 7、EGCG和大蒜素對(duì)TBT誘導(dǎo)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(duì)TBT誘導(dǎo)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(duì)

10、TBT引起的FL細(xì)胞骨架改變有明顯的保護(hù)作用.正常FL細(xì)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(xì)胞骨架F-actin結(jié)構(gòu)紊亂,紋理不清晰.在EGCG保護(hù)組,細(xì)胞骨架F-actin的改變明顯好轉(zhuǎn),高劑量EGCG保護(hù)效果更加明顯. 主要結(jié)論: 1、茶多酚和大蒜素對(duì)TBT引起的氧化損傷具有明顯的保護(hù)作用.體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明茶多酚和大蒜素均可以有效地拮抗TBT導(dǎo)致的細(xì)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(cè)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(duì)TBT引起的DNA損傷和胸腺細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用.小鼠外周血彗星實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,無論是從尾長(zhǎng)還是尾相結(jié)果分析,茶多酚和大蒜素對(duì)TBT引起的小鼠外周血淋巴細(xì)胞的DNA斷裂有明顯的保護(hù)作用.電鏡觀察結(jié)果證明,茶多酚和大蒜素對(duì)TBT引起的胸腺細(xì)胞核和線粒體損傷都有明顯的保護(hù)作用,兒茶素(EGCG)的保護(hù)作用與茶多酚的保護(hù)作用相似;綜合茶多酚和

12、大蒜素對(duì)TBT引起的氧化損傷和DNA損傷的保護(hù)結(jié)果,可以推測(cè)茶多酚和大蒜素對(duì)胸腺細(xì)胞的保護(hù)作用的機(jī)制可能是阻止了氧化損傷,從而保護(hù)了胸腺細(xì)胞. 3、茶多酚及大蒜素能明顯抑制TBT誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡.TUNEL實(shí)驗(yàn)表明EGCG和大蒜素能抑制TBT引起的細(xì)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(dá)水平的改變還原到接近正常值,FL細(xì)胞骨架F-actin的改變也證明了EGCG對(duì)TBT引起的細(xì)胞凋亡

13、具明顯的拮抗作用. 4、茶多酚和大蒜素對(duì)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(yīng)是從氧化損傷開始,茶多酚和大蒜素對(duì)TBT引起的氧化損傷的保護(hù)作用可能是對(duì)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(cè),茶多酚和大蒜素對(duì)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(diǎn)、多層面、多階段的. 5、本研究提示,日常攝入