含铁牛血肽改善大鼠缺铁性贫血的效果评价.pdf
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1、研究论文含铁牛血肽改善大鼠缺铁性贫血的效果评价鲍正好1,王王阿琴,许月新3,刘菲菲,余钧?,何红鹏*1(1.天津科技大学生物工程学院,天津30 0 457;2.杭州佰倍优生物科技有限公司,浙江杭州310 0 2 0;3.北京市门头沟区医院,北京10 2 30 0)摘要:为开发牛血肽相关功能性产品提供理论依据,作者研究了含铁牛血肽对于大鼠缺铁性贫血的治疗效果。以低铁鼠粮饲喂初离乳雌性SD大鼠3周,建立缺铁性贫血模型。以含铁鼠粮为正常对照,以生血宁为阳性对照,用含铁牛血肽灌胃至血红蛋白质质量浓度达到10 0 g/L以上。结果表明:含铁牛血肽显著地改善了缺铁性贫血引起的大鼠体质量以及白细胞、红细胞、
2、血红蛋白和红细胞压积等血常规指标的下降,同时改善铁代谢指标血清铁和血清铁蛋白。低剂量牛血肽效果相当于生血宁,中高剂量牛血肽效果优于生血宁,证明饲喂含铁牛血肽可以改善大鼠缺铁性贫血。关键词:含铁牛血肽;血红素铁缺铁性贫血;大鼠中图分类号:R973.3文章编号:16 7 3-16 8 9(2 0 2 3)11-0 0 2 7-0 7DOl:10.12441/spyswjs.20220116002Effect Evaluation of Iron-Containing Bovine Blood Peptide on Iron-DeficiencyAnemia Improvemnet in RatsB
3、AO Zhenghao,WANG Aqin,XU Yuexin,LIU Fejer,YU Jun,HE Hongpeng(1.College of Biotechnology,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457;2.Hangzhou BaibeiyouBiotechnology Co.,Ltd.,Hangzhou 310020,China;3.Mentougou District Hospital,Beijing 102300,China)Abstract:This study aimed to explore the
4、 therapeutic effect of iron-containing bovine blood peptideon iron-deficiency anemia(IDA)in rats,and to provide a theoretical basis for the development offunctional products from bovine blood peptides.Early weaned female SD rats were fed with low-ironrat diet for 3 weeks to establish an iron-deficie
5、ncy anemia model.Iron-containing rat diet was used asthe normal control,and Shengxuening was used as the positive control.Rats were orally administeredwith the iron-containing bovine blood peptide until the level of haemoglobin exceeded 100 g/L.Changes in rat body weight and blood routine were monit
6、ored during the experiment.Iron-containingbovine blood peptide significantly improved the body weight and increased the hematologicalparameters such as leukocytes,red blood cells,hemoglobin,and hematocrit caused byiron-deficiency anemia in rats.At the meanwhile,it improved iron metabolism indicators
7、,includingserum iron and serum ferritin.The effects of low-dose bovine blood peptide were comparable to收稿日期:2 0 2 2-0 1-16基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 18 YFA0901702)。*通信作者:何红鹏(19 7 3一),女,博士,副教授,硕士研究生导师,主要从事分子生物学和表观遗传学研究。E-mail:修回日期:2 0 2 2-0 4-0 4食品5生物技术学报2 0 2 3年第42 卷第11期BAO Zhenghao,et al:Effect Evaluation
8、 of Iron-Containing Bovine BloodRESEARCHARTICLEPeptide on Iron-Deficiency Anemia Improvemnet inRatsShengxuening,while the medium-does and high-dose bovine blood peptide showed better effect thanShengxuening.Oral administration of iron-containing bovine blood peptide could effectively improveiron-def
9、iciencyanemia inrats.Keywords:iron-containing bovine blood peptide,hemoglobin iron,iron-deficiency anemia,rat牛血是肉制品行业中一类重要的副产品,含有丰富的营养和多种生物活性物质,具有较好的开发利用前景。牛血除了含有较高的蛋白质外,还含有铁、钠、钾、钙、镁等矿物质I-2。目前的畜产品加工现状是畜血总体利用率不到总产量的30%,其中牛血液由于血腥味较重、消化性和适口性差、色泽感观不佳且原料血液在常温下难以长期保存等因素,利用率更低3。据报道,我国年产牛血可达到57.2 5万t,因此,对牛血
10、的有效利用,可以减少牛制品加工过程中产生的浪费,充分发挥牛制品的经济价值。铁是人体所必需的微量元素之一,参与线粒体中呼吸链电子传递、血红蛋白和肌红蛋白合成等生命活动,对于人体功能特别是骨髓造血功能至关重要。持续的铁摄人量不足或慢性失血会导致机体缺铁,骨髓内的红细胞生成减少,血红蛋白合成障碍,进而出现 IDA(iron-deficiency anemia,IDA)的状态,表现为小细胞低色素性贫血5-6。IDA目前仍然是全球面临的主要公共卫生问题,2 0 10 年全球性调查显示,贫血影响了世界上三分之一的人口,而其中一半的病例是由于缺铁所导致的7。世界卫生组织综合19 5个国家的统计数据显示,2
11、0 16 年全球大约有12.4亿人口患有IDA8。由于儿童、青少年和妇女生理上对铁需求增加而铁摄入量减少或病理性吸收缺陷或慢性失血等因素,使得儿童与妇女的IDA发病率更高19-1。目前治疗IDA广泛推荐的方法是补铁,主要采用口服与注射方式进行。口服补铁剂常见的有硫酸亚铁片、生血宁片和蛋白琥珀酸铁口服溶液等,大多为非血红素铁。为避免对胃肠道产生副作用,上述补铁剂通常做成缓释剂型,但铁的缓慢释放容易导致铁的吸收率降低12 。另一种补铁方式是静脉注射,这种方式可有效避免一些患者对于口服补铁剂的不耐受以及口服补铁效果缓慢的缺点。常用的静脉补铁剂有右旋糖酐铁、羧基麦芽糖铁及异麦芽糖酐铁等13-14。静脉
12、补铁需要在医护人员的专业操作下进行,相比之下,口服补铁更加方便。28JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY Vol.42 IsSUe 11 2023本研究旨在通过建立IDA大鼠模型,评价口服含铁牛血肽对IDA的治疗功效和胃肠道副作用,探索一种安全有效的新型口服补铁剂。材料与方法1.1实验材料含铁牛血肽粉:多肽质量分数9 0.0 6%,铁质量分数2.5g/kg,由杭州佰倍优生物科技有限公司提供;生血宁片:武汉联合药业有限责任公司;低铁饲料(铁质量分数2.8 7 3mg/kg)、正常饲料(铁质量分数51.9 mg/kg):南通特洛菲饲料科技有限公司。1.
13、2实验动物与饲养3周龄断奶SPF级雌性SD大鼠,由中国食品药品检定研究院提供,实验动物生产许可证号SCXK(京)2 0 17-0 0 0 5,喂养于不锈钢鼠笼。在笼底放置不锈钢架子将大鼠架起以便将大鼠与粪便隔离。实验动物房温度(2 33),湿度(50 10)%及光照12 h/12h光/暗循环条件下饲养大鼠。实验单位使用许可证编号为SYXK(津)2 0 18-0 0 0 1。1.3主要仪器与试剂BC-5100血液分析仪:迈瑞生物医疗电子股份(深圳)有限公司;UVmini-1240可见光分光光度计:岛津企业管理(中国)有限公司;SpectraMax190全波长酶标仪:美谷分子仪器(上海)有限公司;
14、血清铁测定试剂盒:南京建成生物工程研究所;大鼠铁蛋白酶联免疫检测试剂盒:南京建成生物工程研究所。1.4实验方法1.4.1IDA大鼠模型的建立购买(50 10)gSPF级3周龄初断奶雌性SD大鼠,随机选取12 只大鼠作为对照饲料组,整个实验过程中饲喂正常饲料和去离子水,其余大鼠则以低铁饲料及去离子水喂养3周,至血红蛋白质质量浓度为6 0 g/L左右。1.4.2大鼠恢复实验造模成功后,按每组6 只随机分为对照组、血肽低剂量组(0.8 g/(kgd)、血肽中剂量组(2.4 g/(kgd)、血肽高剂量组(6.4 g/(kgd)研究论文鲍正好,等:含铁牛血肽改善大鼠缺铁性贫血的效果评价和生血宁组(0.1
15、1片/d)。对照饲料组继续以正常饲料和去离子水喂养,其他各组继续以低铁饲料及去离子水进行喂养。各治疗组每日上午9 时灌胃给药,共5周,对照饲料组与空白对照组则给予等量去离子水。大鼠末次灌胃后禁食12 h,根据体质量腹腔注射3g/dL的戊巴比妥钠,剂量为0.2 mL/hg,大鼠麻醉后取腹主动脉血,然后取胃组织,最后大鼠尸体作为特殊垃圾进行无害化处理。1.5检测指标1.5.1大鼠的一般情况给药前后每周测一次体质量。1.5.2大鼠血液各项指标的检测取大鼠腹主动脉血后,加抗凝剂的全血采用全自动血液分析仪检测白细胞(white blood cell,WBC)、血红蛋白(hemoglobin,HGB)、红
16、细胞(red blood cell,RBC)和组别对照饲料组空白对照组血肽低剂量组血肽中剂量组血肽高剂量组生血宁组注:与对照饲料组相比,表示P0.001;与空白对照组相比,表示P0.05,*表示P0.001。对照饲料组大鼠体质量平均增长9 9.57 g,而空白对照组大鼠体质量平均增长仅46.8 7 g,与对照饲料组差异显著(P0.05);各血肽组和生血宁组大鼠体质量平均增长分别为7 8.38、111.40、10 4.2 0、106.37g,都明显高于空白对照组(P0.05),说明血肽可以有效改善IDA对于大鼠体质量增加的影响。进一步比较低剂量和中高剂量组,可见随着血肽剂量的增加,大鼠体质量增长
17、幅度呈加大趋势,但是中高剂量组差别不大,说明中剂量组效果达到峰值,是最优剂量。2.2牛血肽对大鼠白细胞数量的影响文献报道,IDA会导致大鼠白细胞数量上升,这可能与贫血导致的缺氧有关15。当机体缺氧时,会引起炎性反应性变化,促进中性粒细胞的分化、成熟及存活。为了观察血肽的抗贫血作用,检测了大鼠外周血白细胞数量。红细胞压积(hematocrit,HCT)。腹主动脉血分离得到血清,采用试剂盒检测血清铁(serum iron,SI)及血清铁蛋白(serumferritin,SF)。1.6数据统计与处理使用GraphPadPrism8.0.2软件进行数据分析,各组数据以平均值标准差的形式表示,各组间比较
18、采用单因素方差分析,P0.05为具有显著性差异2结果与分析2.1牛血肽对大鼠体质量的影响消瘦是 IDA 的典型症状之一,与人 IDA 症状一致,实验中IDA大鼠的体质量明显低于对照饲料组大鼠,见表1。为了评价含铁牛血肽对贫血大鼠体质量的影响,每周对大鼠体质量进行测量,观察大鼠体质量变化。表1牛血肽对大鼠体质量的影响Table 1 Effect of bovine blood peptide on body weight of rats不同时间的体质量/Od35d192.1511.77291.7229.89167.5415.77215.9931.43165.9115.55244.2931.501
19、72.2012.18282.4027.80182.606.02286.9025.65152.5116.92262.7120.16血常规结果显示,IDA大鼠的外周血白细胞数量约为正常对照大鼠的2 倍,而血肽与生血宁均可显著性改IDA导致的白细胞增多(P0.05)。血肽高中低剂量组白细胞数量均接近或略低于正常对照组,见表2。表2 牛血肽对大鼠白细胞的影响Table 2Effects of bovine blood peptide on rat leukocytes组别对照饲料组空白对照组血肽低剂量组血肽中剂量组血肽高剂量组生血宁组注:与对照饲料组相比,耕表示P0.001;与空白对照组相比,*表示P
20、0.05,*表示P0.001。体质量增加量/g99.5718.7046.8718.27#78.3818.98*111.4018.57*104.2020.29*106.3719.47*WBC/(10%L)9.303.9522.167.429.983.23*8.335.31*7.403.39*9.481.82*食品5生物技术学报2 0 2 3年第42 卷第11期29BAO Zhenghao,et al:Effect Evaluation of Iron-Containing Bovine BloodRESEARCHARTICLEPeptide on Iron-Deficiency Anemia I
21、mprovemnet inRats2.3牛血肽对大鼠血红蛋白水平和红细胞数量的影响血红蛋白由珠蛋白与血红素组成,其中血红素是铁与卧啉形成的金属卧啉配合物,因此铁是合成血红蛋白的重要原料,而血红蛋白含量是评价IDA疗效的一项重要指标。缺铁导致的血红蛋白降低会引起红细胞生成减少,因此,反映红细胞数量的2 个参数,即红细胞计数与红细胞压积也是检验IDA疗效的主要指标7 。牛血肽由牛血细胞经蛋白酶水解制成,其中富含的铁元素主要以血红素铁的形式存在。为了评价含血红素铁牛血肽对IDA大鼠血红蛋白水平和红细胞数量的影响,检测了治疗后各组大鼠HGB、R BC 和HCT水平。由表3可知,经过血肽和生血宁治疗后,
22、HGBTable 3 Effects of bovine blood peptide on red blood cell in rats组别HCB质量浓度/g/L)对照饲料组176.8011.58空白对照组44.6012.54#血肽低剂量组106.7017.591*血肽中剂量组120.20 15.1 1*血肽高剂量组132.8033.45#*生血宁组115.0014.09*注:与对照饲料组相比,表示P0.001;与空白对照组相比,表示P0.05,*表示P0.05),且与空白对照组相比差异显著(P0.05)。因此,中、高剂量含铁牛血肽改善大鼠SI和SF的效果更好。30JOURNAL OF FOO
23、D SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY Vol.42 IsSue 11 2023水平上升,与空白对照组相比差异显著(P0.05)。随着血肽剂量增加,HGB水平呈上升趋势,说明血肽有效改善贫血并呈现剂量依赖效应。实验终止时各治疗组HCB水平仍低于对照饲料组,其原因可能是治疗时间短,贫血尚未完全纠正。IDA模型组大鼠RBC和HCT明显低于对照饲料组。经治疗,血肽组与生血宁组 RBC 及HCT水平上升,与空白对照组相比有显著差异(P0.05),说明血肽与生血宁均可有效改善IDA大鼠RBC以及HCT的下降。血肽中、高剂量组RBC数量接近,且明显高于生血宁组,提示中高剂量牛血肽促进RBC
24、生成效果强于生血宁。在改善HCT指标上,血肽中、高剂量组也比生血宁组的效果更好。以上结果表明含铁牛血肽促进红细胞生成,且中剂量牛血肽效果最好。表3牛血肽对大鼠红细胞的影响RBC数量/(10 12/L)4.460.300.970.182.421.08*4.810.43*4.050.82*2.340.49*表4牛血肽对大鼠血清铁代谢的影响Table 4 Effect of bovine blood peptide on serum ironmetabolism in rats组别SI浓度/(mol/L)对照饲料组114.7010.75空白对照组33.8211.17#血肽低剂量组64.5328.16
25、#血肽中剂量组86.7129.69*血肽高剂量组96.4421.44*生血宁组68.9225.63#注:与对照饲料组相比,栅表示P0.001;与空白对照组相比,*表示P0.05,*表示P0.001。2.5牛血肽对大鼠胃的影响贫血会导致皮肤黏膜苍白,而常见的口服铁剂对胃肠道黏膜有一定的刺激,容易引起消化不良等副作用2 。在评价药物对IDA治疗效果时,对于胃的观察必不可少。治疗结束后,取大鼠胃部,沿胃大HCT比例/%23.301.504.540.81#9.272.96#17.201.79#*17.704.37#*10.342.76#*SF质量浓度/g/L)110.1023.5874.4213.30
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