摘要
为探究天麻酵素镇静催眠功效,本文分析了天麻酵素理化指标以及对失眠模型小鼠脑组织内神经递质及氧化应激水平的调节。将KM雄性小鼠随机分为空白组、模型组、枣仁安神液组(阳性对照组1)、天麻粉组(阳性组对照组2)、天麻酵素低(0.1g/kg)、中(0.3g/kg)、高(0.49g/kg)剂量组,以对氯苯丙氨酸建立失眠模型,连续灌胃给药7d后通过测定小鼠自主活动的变化、小鼠脑组织神经递质和氧化应激水平的变化,分析其对失眠小鼠镇静催眠功能的影响。结果显示,天麻酵素中γ-氨基丁酸含量为0.48mg/kg,是QB/T-标准中要求的16倍;天麻酵素高、中剂量组与模型组相比,小鼠活动时间和站立次数显著减少,分别减少13.00s、14.63s和10.62次、9.12次;小鼠脑组织中5-HT、GABA、IL-1β含量显著增加、SOD活性显著提高、MDA含量显著降低,其中5-HT增加50.62pg/mL、49.51pg/mL,GABA增加5.47ng/mL、5.15ng/mL。这表明天麻酵可通过调节小鼠脑组织内神经递质及氧化应激水平来达到镇静催眠作用。
天麻(GastrodiaelataBl.)为兰科多年生异养型植物,天麻常作为药膳原材料,是保健的优品。天麻的活性极其丰富,研究发现其具有镇静催眠、抗惊厥、保护神经细胞、调节肠道菌群等功效,并且对人体免疫系统、心血管系统及中枢神经系统等方面均能发挥较好的药理活性。
天麻酵素是新鲜天麻经益生菌发酵而成,相较于传统工艺制备的天麻粉,无需蒸制、烘干、整形回汗(3~4次)、粉碎等繁琐工序,可减少能耗,降低成本;其次,通过微生物发酵会产生一系列风味代谢产物,能有效改善天麻不愉悦风味,且更方便食用;此外,发酵后,不仅能将原本物质中较难利用的活性物质进行降解,还会生成丰富的小分子功能成分,更利于人体吸收与利用。但相较于工艺繁杂的天麻粉,目前天麻酵素镇静催眠功效尚不明确。
本文分析了天麻酵素的理化指标并研究以失眠小鼠为对象,通过探究天麻酵素对失眠模型小鼠脑组织内神经递质及氧化应激水平的影响,为其镇静催眠的作用效果提供理论依据,同时为进一步探究天麻酵素改善睡眠的作用机理提供参考。
天麻酵素理化指标分析
发酵60d天麻酵素基本理化指标包括pH和酒精度,特征理化指标包括γ-氨基丁酸、对羟基苯甲醇和对羟基苯甲醛。QB/T-标准中要求植物酵素pH在4.50以内,酒精度在0.50g/g以内,而天麻酵素的pH和酒精度分别为3.51、0.36g/g,符合标准中所要求的植物酵素基本指标范围。特征指标中,γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质,广泛分布于外周神经系统和中枢神经系统,对哺乳动物中枢神经系统具有普遍的抑制作用,对羟基苯甲醇是一种潜在的抗失眠药物,其衍生物可逆转对氯苯丙氨酸(PCPA)引起的失眠,在天麻酵素中,γ-氨基丁酸含量为0.48mg/kg,是QB/T-标准中要求(0.03mg/kg以上)的16倍,对羟基苯甲醇的含量为6.59g/g,对羟基苯甲醛的含量为0.13g/g。
表1发酵60d天麻酵素理化指标测定结果
天麻酵素对小鼠体重的影响
各组小鼠体重变化如图1所示,图中所示的3d为造模结束时间,10d为给药7d的时间,造模3d后与造模前(1d)相比,各组小鼠体重虽有下降,但均无统计学意义,是因造模结束后,模型组小鼠昼夜节律紊乱、皮毛蓬乱无泽、攻击性增强,白天不停走动,小鼠由于失眠体重减少;给药7d后与造模结束(3d)相比,各组小鼠体重均显著性增加(p0.01),是因给药后,小鼠状态逐渐好转,白天活动减少,睡眠时间延长,小鼠体重有所提升。
天麻酵素对小鼠自主活动的影响
睡眠是涉及多系统的复杂生理过程。可通过小鼠的自主活动情况来反映中枢神经系统的功能状态,活动次数减少代表中枢神经系统被抑制,活动次数增加代表中枢神经系统兴奋。
由表2可知,模型组小鼠的活动时间和站立次数与空白组相比差异显著(p0.05),表明小鼠失眠模型建立成功;而枣仁安神液组(阳性对照组1)、天麻粉组(阳性对照组2)、天麻酵素高、中、低剂量组与模型组相比,小鼠的活动时间和站立次数均有所减少,活动时间分别减少10.50s、11.00s、13.00s、14.63s、4.50s,站立次数分别减少10.87次、10.50次、10.62次、9.12次、9.35次,与模型组相比均差异显著(p0.05),说明天麻酵素与天麻粉、枣仁颗粒一样,具有一定的镇静效果和明显抑制小鼠自发活动的作用。
表2各组小鼠自主活动相关指标测定结果
注:与空白组比较,#p0.05,##p0.01;与模型组比较,*p0.05。
天麻酵素对失眠模型小鼠脑组织内神经递质的影响
失眠是一种由众多神经递质参与的神经调节过程。失眠患者中枢神经系统兴奋和抑制的平衡被破坏时会引起脑内神经递质含量的改变,其中相关的神经递质有5-羟色胺(5-HT)、γ-氨基丁酸(GABA)、细胞因子白细胞介素1β(IL-1β)等,而脑组织是5-HT、GABA、IL-1β等神经递质的共同主要来源,因此选择脑组织作为本研究的对象。
由表3可知,模型组与空白组相比,小鼠脑组织内5-HT、GABA、IL-1β含量存在显著性差异(p0.01),表明小鼠失眠模型建立成功。而枣仁安神液组(阳性对照组1)、天麻粉组(阳性对照组2)、天麻酵素高、中、低剂量组与模型组相比都能增加小鼠脑组织内5-HT、GABA、IL-1β含量,小鼠脑组织内5-HT含量分别增加53.06pg/mL、37.95pg/mL、50.62pg/mL、49.51pg/mL、46.77pg/mL,与模型组相比均差异显著(p0.05);小鼠脑组织内GABA含量分别增加4.78ng/mL、3.66ng/mL、5.47ng/mL、5.15ng/mL、3.63ng/mL,与模型组比均差异极显著(p0.01);小鼠脑组织内IL-1β含量分别增加19.44ng/L、17.90ng/L、17.82ng/L、26.64ng/L、8.45ng/L,其中,枣仁安神液组、天麻粉组、天麻酵素高剂量组与模型组相比差异显著(p0.05)、天麻酵素中剂量组与模型组相比差异极显著(p0.01)、低剂量组对比IL-1β含量虽有增加,但无统计学意义。且天麻酵素高剂量组小鼠脑组织内GABA含量比天麻粉组增加1.81ng/mL,与天麻粉组相比差异显著(p0.05)。
表3天麻酵素对失眠模型小鼠脑组织内神经递质含量的影响
注:与空白组比较,##p0.01;与模型组比较,*p0.05,**p0.01;与天麻粉组比较,^p0.05。
实验结果表明,天麻酵素能提高小鼠脑组织内神经递质的含量,和天麻粉、苏格木勒-3汤一样具有相同功效,而且给予天麻酵素治疗后,各剂量组小鼠昼夜节律有所好转,白天能较安静入睡,行为活动趋于正常。
天麻酵素对失眠模型小鼠脑组织内氧化应激水平的影响
氧化应激反应是指在体内氧化平衡失调的情况下自由基增加导致的各类蛋白酶水平增高、中性粒细胞炎性浸润等一系列负面反应,超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)能较为全面地反映氧化应激反应综合水平。脑部对氧化与抗氧化反应比较敏感,并且SOD和MDA也被发现在睡眠-觉醒节律过程中起到一定的作用,当鼠脑组织内SOD活性降低、MDA含量增加时,会出现失眠症状。
表4天麻酵素对失眠模型小鼠脑组织氧化应激水平的影响
注:与空白组比较,#p0.05;与模型组比较,*p0.05,**p0.01。
由表4可知,模型组与空白组相比,小鼠脑组织内SOD活性与MDA含量存在显著性差异(p0.05),表明小鼠失眠模型建立成功。实验结果表明,天麻酵素可通过调节小鼠脑组织氧化应激水平来调节机体抗氧化能力而达到改善睡眠的效果。
结论
通过分析天麻酵素理化指标并研究天麻酵素对失眠模型小鼠脑组织内神经递质和氧化应激水平的调节作用,发现天麻酵素中γ-氨基丁酸含量为0.48mg/kg,是QB/T-标准中要求的16倍,对羟基苯甲醇的含量为6.59g/g,对羟基苯甲醛的含量为0.13g/g;动物实验结果表明,天麻酵素能调节小鼠脑组织内神经递质含量以及氧化应激水平,天麻酵素高、中剂量组与模型组相比均能增加小鼠脑组织中5-HT、GABA、IL-1β含量、提高SOD活性、降低MDA含量,5-HT分别增加50.62pg/mL、49.51pg/mL,GABA分别增加5.47ng/mL、5.15ng/mL,IL-1β分别增加17.82ng/L、26.64ng/L,SOD活性分别提高13.46%、17.84%,MDA含量分别降低12.39%、18.17%,且与模型组相比均有显著性差异(p0.05);天麻酵素高剂量组与天麻粉组相比小鼠脑组织内GABA含量显著增加1.81ng/mL,差异显著(p0.05)。
因此,相较于工艺繁琐的天麻粉,天麻酵素同样具有镇静催眠功效,经益生菌发酵的天麻酵素,产生的次级代谢产物更利于消化吸收,且风味佳、食用方便、能耗低,可为天麻的开发利用提供新途径。
同时,该研究可为后期基于代谢组学及肠道菌群探讨天麻酵素镇静催眠作用机制提供有效的理论和有效数据支撑,并为治疗失眠提供新思路。
免责声明:本文来源—林灵等《天麻酵素对失眠小鼠镇静催眠功效评价》,此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系删除。
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