达能营养中心第九届学术研讨会论文集

王文祥 廖惠珍 李锋平 王章敬
(福建医科大学公共卫生学院营养与保健医学系,福州,350004)

摘要:目的探讨茶多酚促排镉作用及其对肝肾损伤的影响。方法 60只清洁级SD系雄性大鼠,按体重大小随机分为6组:(Ⅰ)正常对照组,(Ⅱ)茶多酚组,(Ⅲ)单染镉组,(Ⅳ)低剂量茶多酚干预组,(Ⅴ)中剂量茶多酚干预组,(Ⅵ)高剂量茶多酚干预组。Ⅲ~Ⅵ组以CdCl2腹部皮下注射染毒5周,染毒的同时分别予低、中、高剂量茶多酚灌胃,Ⅱ组给予中剂量茶多酚灌胃,Ⅰ、Ⅲ灌以等量的蒸馏水。干预结束后,收集24h尿液、粪便、并处死大鼠取肝、肾、睾丸等样品进行相关指标的测定。结果(1)中高剂量干预组肝镉和睾丸镉含量低于单染镉组下降(P<005),尿镉和粪镉排出量高于单染镉组(P<005)且具有量效关系。而肾镉、骨镉含量各干预组与单染镉组之间未见显著性差异(p>005);茶多酚组肝镉含量尚低于正常对照组(P<005)。(2)肝肾损伤检查:血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、血清尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)干预组与单染镉组之间未见显著性差异(p>005)。结论中高剂量茶多酚可促进染镉大鼠体内镉排出及正常大鼠体内镉排出趋势,具有较强驱Cd作用。且驱Cd同时不加重肝肾损伤。其机理可能与茶多酚螯合金属离子的作用有关。
关键词: 镉;茶多酚;干预作用

Effects of Tea Polyphenols on Promoting Excretion of Cadmium Wang Wenxiang, Liao Huizhen, Li Fengping, et al.
(Department of Nutrition and Health Care ,School of Public Health ,Fujian Medical University, Fuzhou 350004 )

Abstract: Objective To study the effects of tea polyphenols(TP) on promoting excretion of cadmium and its influence on the liver and kidney. Methods60 male SpragueDawley rats were randomly divided into six groups: control, TP, Cd, lowdose TP intervenient, middledose TP intervenient, highdose TP intervenient groups. The rats in control and TP groups were injected (sc) with saline, while others with Cd at a dose of 0.4mg/kg,.. Mean while, the rats inlowdose TP intervenient, middledose TP intervenient ,  highdose TP intervenient and TP groups were given TP( 50 mg/kg, 100 mg/kg, 200 mg/kg ,100mg/kg respectively) orally once a day , while others were given distilled water instead. After five weeks , the rats were killed and the samples of serum, 24h urine, feces, liver, kidney and testis were taken for test. Results(1) The Cd concentration of liver and testis in middledose and highdose TP intervenient groups were lower than that of Cd group(P<005). Mean while ,The Cd concentration of urine and feces in these two groups were higher than that of Cd group(P<005),but there were no statistical difference among all group as for kidney Cd concenration.(2) the serum level of ALT、AST、BUN、CRE were no diffence among all groups.ConclusionTP could promote accumulative cadmium to excretion without increasing the hurt of liver and kidney. The mechanism maybe related to its chelating effect.
Keywords: Cadmium; Tea polyphenols; Interference effects

镉是一种重要的环境污染物和重金属毒物,可引起机体多器官多系统的广泛损伤,且其蓄积性很强,半衰期达19-30年,故在镉中毒防治中促排干预尤为重要。目前多用络合剂等药物促排,二价金属元素Zn及VC等营养素的促排也有不少研究[1-3],但未见茶多酚的促排报导。本实验以茶多酚作为干预物,探讨其在促排镉及其对肝肾损伤方面的影响作用,旨在为镉毒性特别是亚慢性、慢性镉毒性的防治提供科学依据。
1 材料与方法
11 材料
SD系清洁级雄性大鼠,体重(200g±7.2)g,由上海中科院实验动物中心提供。常规基础饲料,由本院实验动物中心提供。茶多酚(纯度95%),由福州市食品研究所提供。AR级CdCl225H2O,由中国亭新化工厂出品。其他试剂,国产分析纯。
12 方法
121 动物分组及处理
动物适应一周后按体重随机区组分为6组:(Ⅰ)正常对照组,(Ⅱ)茶多酚组,(Ⅲ)单染镉组,(Ⅳ)低剂量茶多酚干预组,(Ⅴ)中剂量茶多酚干预组,(Ⅵ)高剂量茶多酚干预组。Ⅲ~Ⅵ组以CdCl2(以Cd计0.4mg/kgbw)腹部皮下注射染毒,每周5次,连续5周,Ⅰ、Ⅲ组注射等量生理盐水。染毒的同时给予干预,Ⅲ~Ⅵ组给低、中、高剂量茶多酚(50mg/kgbw、100mg/kgbw、200mg/kgbw)灌胃,Ⅱ组给予100mg/kgbw茶多酚灌胃,Ⅰ、Ⅲ组灌以等量的蒸馏水,每天1次,连续5周(茶多酚剂量的选定根据人群调查资料和前期预实验结果,选定100mg/kg体重作为干预中剂量,而以此剂量的1/2和2倍即50mg/kg体重和200mg/kg体重作为干预的低剂量和高剂量)。干预后用代谢笼按区组收集尿液和粪便,测尿镉、粪镉。实验结束时动物摘眼球采血测肝功、肾功,并剖杀动物取肝、肾、睾丸、骨骼测镉含量。
122 检测指标与方法
肝镉、肾镉、尿镉、粪镉、骨镉(原子荧光分光光度法)。尿肌酐(碱性苦味酸法)。血清ALT、AST、BUN、CRE(自动生化分析仪)
123 统计处理
用SPSS11.0软件包进行方差分析(F检验)和两两Q检验。
2 结果
21 大鼠一般情况
实验期间各组动物无死亡。除对照组外,各组大鼠皮肤染镉的地方出现结节,甚至溃烂不愈,而且均出现程度不同的精神萎靡症状,且以单染镉组症状最为明显。
22 茶多酚对大鼠体内镉蓄积的影响见表1、
表2表1、表2显示,大鼠染镉后,镉可在肝脏、肾脏、骨骼及睾丸组织中蓄积(P<005),并有少部分镉从尿和粪便排出,致使尿镉和粪镉含量高于正常对照组(P<005)。相对于单染镉组,给予茶多酚干预后,中高剂量干预组肝镉和睾丸镉含量下降(P<005),尿镉和粪镉排出量增加(P<005),且具有明显的剂量效应关系。而肾镉、骨镉未见显著性差异(P>005);茶多酚尚可降低正常大鼠肝脏镉含量(P<005)。
23 茶多酚促排镉对肝肾功能的影响
表3显示,在此实验剂量下染镉对大鼠肝功能和肾功能未见明显影响(P>005),给予茶多酚灌胃后,各干预组大鼠肝功能和肾功能未见明显改变(P>005)。


3 讨论
动物试验研究表明[4]镉能在多种脏器中蓄积,在肝、肾、睾丸、附睾中蓄积,本实验结果显示茶多酚具有良好的促排镉作用。
镉进入体内自然排泄非常缓慢,在人体内镉的生物学半衰期长达19-30年。近年来的研究表明镉从机体排泄主要有两条途径:(1)从尿排出镉进入机体后通过血液循环致肝脏蓄积,肝脏中的镉诱导金属硫蛋白(MT)的合成,然后镉与金属硫蛋白结合形成CdMT复合物,CdMT从肝脏排出通过血液循环进入肾脏,经肾脏从尿排出[5]。(2)从粪便排出转基因动物研究表明在MTnull动物中,较多的镉从胆汁分泌并从粪便排出提示镉可直接经胆道系统排入肠道随粪便排出[6],另外镉诱导肠道上皮细胞合成金属硫蛋白(MT)形成CdMT复合物可从肠上皮分泌入肠道随粪便排出。本研究结果表明,亚慢性低剂量染镉后镉可在肝脏(2872 μg/g湿重)、肾脏(5726 μg/g湿重)、睾丸蓄积(63011 ng/g湿重),且肾脏的蓄积量大于肝脏,提示慢性镉中毒镉主要蓄积于肾脏,与相关文献报道一致[7]给予茶多酚干预后,可见染镉大鼠的肝脏、睾丸镉含量下降,尿镉和粪镉排出量增加,提示茶多酚可促进体内蓄积镉排出,我们尚对正常对照组和茶多酚组脏器和尿粪镉含量进行比较,发现与正常对照组相比,茶多酚组的肝镉含量降低,肾镉含量有下降的趋势,粪镉和尿镉含量有增高的趋势,提示茶多酚不仅能够促进染镉大鼠镉排出,还能促进正常大鼠体内镉排出,具有较强的驱镉作用。

从本研究结果可以看出,茶多酚可促进镉从尿和粪便两条途径排出,且不加重肝肾损伤,茶多酚驱镉的可能机理有两方面:(1)茶多酚直接络合作用由于茶多酚具有多酚结构,具有较强的络合金属离子性能。体外实验证实茶多酚可以络合Ca2+、Cu2+、Fe3+及Fe2+等10种金属离子[8-9],但Lavid等[10]研究表明在体外多酚类单体物质结合Cd2+的能力很弱,但富含多酚类的植物却有很强的富集镉能力,提示在植物中聚合化的多酚类物质才有螯合镉能力。(2)茶多酚诱导金属硫蛋白的形成Kuo SM等研究表明[11]儿茶素、烁精(Quercetin)(多酚类物质)对镉诱导的肠上皮细胞金属硫蛋白的表达没有影响,我们的前期实验也发现,茶多酚对染镉大鼠肝脏金属硫蛋白含量没有影响[12],提示茶多酚通过促进MT与Cd2+结合形成CdMT从尿排出或从肠黏膜细胞排入肠道的可能性比较小。综合上述两方面的研究,其较可能的机理是茶多酚经消化吸收后形成的代谢物与肝脏或血液循环中的Cd2+形成复合物经肾脏从尿排出,也可从胆道随胆汁分泌从粪便排出,具体机制尚有待进一步研究。
参考文献
[1] 曹玉广,Erdinger L, Sonnatag H D .螯合剂DTPA和BAL对亚慢性镉染毒大鼠促排效果及组织分布的研究.同济医科大学学报.1997;26(1):41-44.
[2] 何瑞. 包克光.硒与二乙烯三胺五乙酸钙三钠对大鼠体内镉排泄的影响.中华预防医学杂志.1994;28(2):97-99.
[3] Shiraishi N et al . Effect of Lascorbic acid pretreatment on cadmium toxicity in the male Fischer(F344/NCr) rat .Toxicology 1993;85(2-3):85-100.
[4] Nolan C.V ,Shaikh Z.A The vascular endothelium as a target tissue in acute cadmium toxicity (minireview) .Life Sciences 1986, 39 (16):1403-1409.
[5] 吴训伟,叶葶葶, 金泰癔. 镉肾脏毒作用的研究近况. 国外医学卫生学分册,1997,24(3):139-142.
[6] Liu J,Liu YP, Klaassen CD, et al. Distribution and retention of cadmium in metallothionein null mice .Toxicol Appl Pharmacol, 1996,136:260-268.
[7] KadrabovaJ,Madaric A, Ginter E. The effect of ascorbic acid and cadmium accumulation in guinea pig tissues. Experientia 48(1992):989-991.
[8] 郭炳莹,程启坤.茶汤组分与金属离子的络合性能,茶叶科学,1991;11(2):139-144.
[9] Kuo SM, Leavitt PS, Lin CP. Dietary flavonoids interact with trace metals and affect metallothionein level in human intestinal cells. Biol Trace Elem Res 1998 Jun;62(3):135-53.
[10] Lavid N,Schwartz A,Yarden O et al. The involvement of polyphenols and peroxidase activities in heavymetal accumulation by epidermal glands of the waterlily (Nymphaeaceae).Planta(2001)212:323-331.
[11] Kuo SM, Huang CT, Blum P et al. Quercetin cumulatively enhances copper induction of metallothionein in intestinal cells. Biol Trace Elem Res 2001 Winter;84(1-3):1-10.
[12] 王文祥, 廖惠珍,曹建平等茶多酚拮抗镉致雄性生殖毒性的初步研究,待发表.