衰老是指机体内众多组织器官的功能随着时间的推移而衰退,是很多疾病的潜在危险因素。随着当前社会经济的飞速发展以及人口结构的改变,我国将步入并会较长时间处于老龄化社会,如何延缓机体衰老是近年来越来越多的学者正在研究的问题,并且对于抗衰老的相关产品的需求也在日益增长。虽然机体衰老是一个不可逆的过程,但已有发现可通过多种不同途径延缓衰老的发展速度。
已有研究报道说明蜂王浆(RJ)具有抗衰老的作用,但是对于具有延缓衰老作用的具体成分少有报道。因此,进一步了解蜂王浆的功能活性因子的保健功效以及开发对应的新型天然产物产品尤为重要。D-半乳糖对小鼠造成的衰老模型是最接近自然衰老的实验模型,由于其模型操作简单、效果显著等特点,常用于食物、药物的抗衰老功能的研究。
蜂王浆作为一种药食两用的食品,是由青年工蜂下咽头腺和大颚腺分泌,主要作为蜂王和幼虫的食物。其通常呈乳白色、淡黄色或浅橙色弱酸性半透明黏稠浆状物体,有特殊香味,味酸、涩、辛,富含蛋白质、糖类、脂肪酸、维生素、游离氨基酸及微量元素等多种生理活性物质。研究显示蜂王浆具有改善睡眠、修复细胞损伤、增强免疫力、抗菌、抗氧化、延缓衰老、调节心血管系统及抗肿瘤等多种生理活性,具有极高的药用和保健价值,深受国内外消费者喜欢和追捧。
蜂王浆的抗衰老效果显著,能够修复机体的细胞损伤和降低机体的氧化活性。10-羟基-2-癸烯酸(10-HDA)是蜂王浆中具有功能活性的不饱和脂肪酸,其含量是衡量蜂王浆质量的重要指标之一,除了10-HDA之外,蜂王浆中还含有两种主要的不饱和脂肪酸(10-HDAA和SEA)。蜂王浆蛋白是由水溶性蛋白和非水溶性蛋白构成的,而水溶性蛋白为主要成分,也称蜂王浆主蛋白(MRJPs)。
MRJPs包含MRJP1~MRJP9九个家族成员,其中蜂王浆主蛋白MRJP1是质量分数最高的蛋白质,约为48%,其相对分子质量为49000~60000,以55000和57000为主。蜂王浆中的蛋白质及脂肪酸是其多种功能活性的主要来源。研究报道,MRJP1可以降低大鼠血清胆固醇水平,MRJP2具有很好的抗菌和抗氧化活性。
为了探索蜂王浆及其主要的蛋白质类、脂类功能活性因子对D-半乳糖(D-gal)致衰老小鼠的保护作用。实验通过透析、超滤、有机相萃取的方法分别提取分离了蜂王浆中粗蛋白、蛋白质类功能因子及脂类功能因子。通过连续7周每日腹腔注射100mg/kg(以干质量计)的D-gal建立衰老小鼠模型,并分别给予蜂王浆及不同剂量的粗蛋白组分、蛋白质类或脂类功能因子干预后,发现蜂王浆可以显著提高小鼠在T-迷宫中的准确率,并且降低肝脏器官指数,证实蜂王浆可能提高衰老小鼠的认知记忆水平,改善小鼠的衰老症状;脂类功能因子及高剂量的蛋白质类功能因子能够显著提高T-迷宫准确率、缓解肝脏肿大。因此推测,蜂王浆中的蛋白质类功能因子和脂类功能因子都具有良好的抗衰老作用,其机制可能与提高大脑的记忆能力有关。
讨论
衰老是生物随着时间的推移,自发的一种复杂的自然现象,是机体的一个必然过程。其常常伴随着机体代谢减缓,器官功能的减退以及认知水平的减弱。当前,社会物质的极大丰富导致人口老龄化进程加速,如何防治脑老化和延缓衰老成为人们备受关注的问题。作者采用D-gal造成的小鼠亚急性衰老模型(该动物衰老模型是最接近于自然衰老的过程),参照已有研究报道,稍有修改,通过腹腔注射D-gal溶液连续7周的方法建立衰老模型,同时进行给药5周。
记忆水平的显著下降就是脑老化的一种临床表现。记忆可以广义定义为对先前获取的信息的持久性,其中工作记忆的能力和持续时间都是有限的,与特定任务的执行密切相关,空间工作记忆最成熟的测试之一是自发交替的T-迷宫实验。T形迷宫是一个T形装置,允许在两个相反的手臂之间进行选择。小鼠从T的底部开始行动,并允许选择其中一端的目标臂。
如果快速连续进行两次实验,在第二次实验中,小鼠倾向于选择以前没有访问过的手臂,这反映了对第一选择的记忆,这被称为“自发交替”。这种倾向可以通过使动物饥饿并在交替时奖励其首选食物来加强。自发和奖励对海马体功能障碍非常敏感,可以很好地反映小鼠的空间工作记忆能力。
通过T-迷宫实验结果显示D-gal能够显著降低小鼠在T形迷宫中寻找食物的准确率,说明模型组小鼠的认知水平发生了明显下降,衰老模型造模成功。经过蜂王浆、蛋白质类功能因子提取物中、高剂量及脂类功能因子提取物的单独干预,小鼠的准确率显著高出模型组18.8%~21.7%(P<0.05),粗蛋白提取物组分虽然能够提高准确率,但数据没有显著性差异。
说明蛋白质提取物中相对分子质量为50000~60000组分、脂类功能因子组分对衰老相关空间工作记忆功能下降的改善作用与蜂王浆原浆效果一致,并且低于等量蜂王浆原浆的脂类功能因子也能够显著增强衰老小鼠的记忆能力。
氧化应激也是生物体衰老的一项重要指标,机体内产生的氧自由基会攻击生物膜中的不饱和脂肪酸,引起脂质过氧化生成过氧化脂质(LPO),并且其最终的氧化产物是MDA,从而造成核酸和蛋白质等大分子聚合,影响线粒体酶活性和加剧膜损伤,产生细胞毒性,进一步导致机体受损以及人体衰老。肝脏是参与机体抗氧化和代谢调控的重要器官,已有研究报道,衰老相关的记忆减退与肝脏功能异常密切相关。
在本研究中D-半乳糖造模后的小鼠肝脏器官指数明显上调,MDA质量摩尔浓度也高于空白对照组,推测D-半乳糖对衰老小鼠肝脏器官造成一定程度的功能损伤,同时,D-半乳糖也轻微降低了小鼠体质量,增加了脑、脾脏及肾脏器官指数,但无显著性,说明衰老症状建立的同时未对小鼠生命健康造成严重损害。
通过干预发现,蜂王浆原浆能够部分降低肝脏器官指数及肝脏MDA水平,说明蜂王浆可能减缓小鼠衰老过程中的肝脏功能衰退。其中,与蜂王浆原浆等量的粗蛋白提取物(中剂量)及蛋白质类功能因子提取物(中剂量)能够降低肝脏器官指数的平均水平,但无显著性。然而高剂量粗蛋白提取物及高剂量蛋白质类功能因子提取物对肝脏器官指数异常有明显的调节作用,低、中、高剂量的脂类功能因子均能够显著缓解肝脏肿大现象。
另外,除粗蛋白提取物的低、中剂量组外,其他组分对肝脏组织氧化应激水平的调节作用趋近于蜂王浆原浆。上述结果说明,脂类功能因子抑制肝脏损伤的效果相对较好,粗蛋白及蛋白质类功能因子在高于等量蜂王浆原浆的剂量下能够发挥缓解作用。
结语
作者对蜂王浆及其蛋白质、脂类组分的抗衰老作用和改善学习记忆能力进行了初步探究。结果表明,蜂王浆发挥延缓衰老作用的主要功效成分可能为脂类物质,因其在等同成人摄入蜂王浆推荐剂量及其一半或两倍的剂量下均有效果,且以两倍效果最佳。
同时,粗蛋白组分仅对衰老相关的肝脏肿大有缓解作用,相对分子质量为50000~60000的蛋白质组分在高剂量的条件下能够提高记忆水平并缓解肝脏器官指数异常,因此推测蜂王浆中主要蛋白质类功能因子(相对分子质量为50000~60000)在抗衰老的过程中能够发挥一定的协同作用。
该研究结果能够为进一步科学解释蜂王浆功能活性的机理打下基础,为蜂王浆及其功能活性因子在改善衰老及相关记忆减退方面的应用提供了理论基础。
(来源:食品与生物技术学报. 2022,41(07)北大核心,蜂王浆中活性因子对衰老小鼠的保护作用)
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