郭长江 韦京豫 杨继军 徐静 李云峰 庞伟 蒋与刚
(卫生学环境医学研究所营养研究室,天津,300050)
摘要:目的比较不同抗氧化活性水果汁对老年人抗氧化功能的干预作用。方法将26名老年志愿者随机分为苹果汁组、石榴汁组,每天饮用指定水果汁250ml,共四周。试验前后测定空腹外周血抗氧化活性(FRAP法)、丙二醛(MDA,硫代巴比妥酸法)水平、羰基化合物含量(DNPH比色法)、SOD(黄嘌呤氧化酶法)、GSHPx(DTNB法)、CAT活性(紫外比色法)、VC、VE、GSH、氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)含量(美国TPI公司试剂盒)、红细胞溶血敏感性(H2O2诱导法)以及淋巴细胞DNA损伤程度(彗星试验法),并收取晨尿,测定8OHdG(ELISA法,日本衰老控制研究所试剂盒)与肌酐含量。试验期间进行膳食调查一次。结果试验期间两组膳食营养素摄入基本一致,石榴汁对老年志愿者抗氧化功能具有一定的改善作用,主要表现为外周血抗氧化活性的提高、血浆羰基含量的降低,其他一些指标也显示了提高或改善的趋势;相对而言,苹果汁干预效果不甚明显。结论抗氧化活性较强的水果汁具有改善衰老机体的抗氧化功能的作用。
关键词:衰老;抗氧化功能;石榴;苹果
根据我国第五次人口普查结果显示,我国居民老龄化进程加快,2000年我国60岁以上的人口已占人口总数的10%,到2010年,60岁以上的人口将达121%,有人形象地称之为“银发浪潮”。老年人是社会宝贵的人力财富,但是,衰老往往伴随老年性疾病发病率的升高,给社会与家庭带来一定的医疗负担。因此,研究老年人群的健康问题及其干预措施将具有十分重要的理论和实践意义。
衰老是机体不可避免的生理过程,衰老时体内发生一系列生理生化变化,其发生机制至今尚不十分清楚,许多学者为此提出了一系列学说,其中,Harman于1956年提出的“衰老自由基学说”到目前为止已经得到大量研究结果的支持[1]。自由基是具有未配对电子的原子或分子的总称,来源于体内与体外,体内产生于代谢过程,体外产生于紫外线照射、吸烟、环境污染等。自由基的反应能力很强,可使细胞膜多不饱和脂肪酸发生过氧化,形成过氧化脂质,造成生物膜损伤;自由基攻击还可使蛋白质、核酸等生物大分子发生断裂、修饰或交联,产生蛋白质羰基化合物以及碱基修饰物,如 8羟基鸟苷(8OHdG)等,从而影响生物大分子的正常生理功能。正常机体内存在酶和非酶抗氧化防御体系,酶系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)、过氧化氢酶(CAT)等,非酶系统主要指一些小分子的抗氧化剂,如维生素C、维生素E、谷胱甘肽(GSH)等。随着年龄的增加,体内一些抗氧化物质含量减少,一些抗氧化酶活性下降,造成抗氧化防御体系功能的下降,导致自由基损伤随着年龄的增长而加剧,从而引起衰老,并伴随一些慢性疾病的发生、发展。有研究结果表明,生物衰老与体内SOD活性以及一些抗氧化物质的含量呈负相关,与活性氧的生成量呈正相关;采用细胞、果蝇、线虫、小鼠、大鼠等所进行的实验证实一些抗氧化物质确实能够延长细胞和动物的寿命[2]。因此,寻找有效的抗氧化物质干预衰老一直是营养学家和老年医学工作者孜孜不倦追求的目标之一。
近年来的一些研究结果表明,一些水果具有较强的抗氧化活性,富含许多天然抗氧化物质[3,4,5]。我们前期的工作也揭示石榴等水果在体外具有很强的抗氧化活性[6],动物实验结果表明石榴汁具有显著的改善老龄大鼠抗氧化功能的作用[7]。本研究以老年志愿者为干预对象,选择抗氧化活性较低的苹果汁为对照,进一步观察了石榴汁对衰老机体抗氧化功能的干预作用。
一、材料与方法
1干预对象与过程
选择天津市某居民区退休干部、职工26名,年龄在60~70岁左右,不吸烟,无严重高血压、心、肝、肾、肺疾病,在知情情况下志愿参加本试验工作,试验期间不服用任何抗氧化剂,不食用试验指定以外的水果或水果汁。试验开始时,将志愿者随机分入苹果汁或石榴汁组,两组人员的基本情况见表1。试验期间,每人每天食用指定水果原汁一次,剂量为250ml,实验周期四周。试验所用的苹果原汁购自于天津大湖新鲜食品果汁有限公司,石榴原汁购自于山东大红石榴发展有限公司。
2观察指标
试验前后测定空腹外周血抗氧化活性(FRAP法)、丙二醛(MDA,硫代巴比妥酸法)水平、蛋白质羰基化合物含量(DNPH比色法)、SOD(黄嘌呤氧化酶法)、GSH Px(DTNB法)、CAT活性(紫外比色法)、VC、VE、GSH、氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)含量(美国TPI公司试剂盒)、红细胞溶血敏感性(H2O2诱导法)以及淋巴细胞DNA损伤程度(彗星试验法);收取晨尿,测定8OHdG与肌酐含量(ELISA法,日本衰老控制研究所试剂盒)。干预第二、三周期间,采用24小时回顾法进行为期七天的膳食调查,其中包括一个星期六和星期天。
3统计分析
采用t检验(正态分布数据)或秩和检验(非正态分布数据)分析两组之间和试验前后差异的显著性。
二、结果
1石榴汁、苹果汁有关抗氧化物质含量
由表2可见,除了VC含量外,石榴汁主要抗氧化物质含量均明显高于苹果汁。另外,石榴汁含微量的β-胡萝卜素,苹果汁未测出。
2两组老年志愿者膳食营养素摄入情况
除了维生素A两组摄入量有一定差异外,两组其余营养素摄入量均较为接近。两组脂肪、铁的摄入量均偏高,分别达RNI的184%~190%、145%~154%;两组维生素E、钙摄入量均偏低,仅分别为RNI的41%~42%、63%~72%(表略)。
3血浆抗氧化物质浓度
饮用苹果汁、石榴汁对老年志愿者血浆VC、VE、GSH水平均无显著影响,两组血浆VC水平试验结束时较试验开始均有所下降,原因不明(表3)。
4血浆抗氧化活性和抗氧化酶活性
石榴汁干预后,老年志愿者血浆抗氧化活性(FRAP)显著升高,苹果汁无此作用;试验开始或结束时两组老年志愿者血浆SOD、GSHPx、CAT活性差异无统计学显著意义,两组血浆GSHPx、CAT活性试验结束时较试验开始均有所升高,原因不明(表4)。
5血浆氧化产物
由表5可知,两组老年志愿者血浆血浆MDA、oxLDL含量试验开始或结束时差异无统计学显著意义,但是,MDA水平两组试验结束时均显著低于试验开始;另外,石榴汁对血浆羰基含量具有显著降低作用,而苹果汁无显著作用。
6红细胞溶血敏感性
苹果汁、石榴汁干预后老年志愿者红细胞溶血敏感性有所下降,但是,没有统计显著性意义(表略)。
7尿8OHdG排出量与外周血淋巴细胞
DNA损伤石榴汁组尿8OHdG排出量尽管低于苹果汁组,但是,秩和检验结果提示无显著性差异;外周血淋巴细胞DNA损伤两组之间差异也无显著的统计学意义(表6)。
三、讨论
成分分析结果显示,本研究中老年志愿者饮用的石榴汁主要抗氧化物质含量均高于苹果汁,我们曾测定了38种水果中主要类黄酮物质(包括槲皮素、杨梅黄酮、坎二菲醇、芹菜配基、玉米黄酮)的含量,结果发现石榴中类黄酮物质含量最为丰富(另文发表)。类黄酮物质为多酚类物质家族中重要成员之一,有关类黄酮物质的抗氧化作用已有大量报道,一些类黄酮物质如槲皮素体外的抗氧化作用显著强于VC或VE[8]。有些学者进行了类黄酮物质抗衰老作用的研究,并取得了令人鼓舞的结果,如Rai等的实验证明给予一定量的富含类黄酮物质的提取物有助于提高老龄机体抗氧化保护功能,并能显著改善认知能力[9];Oyama的研究小组发现类黄酮物质杨梅黄酮和槲皮素能够有效减轻衰老机体脑神经元的氧化损伤,从而减缓阿而茨海默氏病的进程[10];Smith等在一次老年人群实验中发现补充富含类黄酮物质的蔬菜水果提取物胶囊80天后,老年人外周血淋巴细胞DNA损伤显著减轻[11],Salah等的研究也得到了类似的结果[12]。
我们前期的动物试验也取得了令人鼓舞的结果,与抗氧化活性较弱的苹果汁相比,石榴汁具有显著提高老龄大鼠血清抗氧化活性,而且对蛋白质、淋巴细胞DNA以及LDL等生物大分子均有较好的保护作用[7]。本研究结果表明,老年人连续饮用石榴汁四周后,机体抗氧化功能得到了一定程度的改善,主要表现为外周血抗氧化活性的提高、血浆羰基含量的降低,其他一些指标也显示了提高或改善的趋势,如果延长干预时间,效果可能更为明显。相对而言,苹果汁改善老年机体抗氧化功能的效果不是十分明显。
由于石榴汁富含多酚类物质,而且石榴汁干预后老年志愿者血浆VC、VE、GSH水平均无显著变化,因此,石榴汁中多酚类物质可能是其中主要的功能性抗氧化活性物质。我们认为有目的地增加抗氧化活性较强水果的摄入,特别是富含多酚类的水果,有可能通过改善机体抗氧化功能,达到延缓衰老和预防慢性疾病发生、发展的目的。
参考文献
[1] Harman D Aging: overview Ann N Y Acad Sci 2001,928:1.
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[8] Cao G, Sofic E, Prior RL Antioxidant and prooxidant behavior of flavonoids: structureactivity relationship Free Radic Biol Med, 1997,22:749.
[9] Rai SS, Shovlin C, Wesnesk A. A doubleblind placebo controlled study of Ginkgo Biloba extract in elderly outpatients with mild to moderate memory impairment. Curr Med Res Opin, 1991,12:350.
[10] Oyama Y, Fuchs PA, Katayama N et al. Myricetin and quercetin, the flavonoid constituents of Ginkgo Biloba extract, greatly reduce oxidative metabolism in both resting and Ca2+loaded brain neurons. Brain Res, 1994,635:125.
[11] Smith MJ, Inserra PF, Watson RR, et al. Supplementation with fruit and vegetable extracts may decrease DNA damage in the peripheral lymphocytes of an elderly population. Nutr Res, 1999,19:1507.
[12] Salah N, Miller NJ, Paganga G, et al. Polyphenolic flavanols as scavengers of aqueous phase radicals and as chainbreaking antioxidants. Arch Biochem Biophys, 1995,322:339.