槲皮素对人红细胞的双重作用

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槲皮素对人红细胞的双重作用
高智慧;王剑波;邢艳菲;曾成鸣
【摘要】目的以人红细胞为实验模型,探索槲皮素的生物抗氧化及促氧化活性.方法分离红细胞,加入Aβ25-35和槲皮素,测定细胞的溶血率;采用叔丁基过氧化氢(tBHP)诱导细胞氧化,通过测定膜脂质过氧化水平、细胞内高铁血红蛋白以及还原谷胱甘肽含量等指标,对槲皮素的抗氧化和促氧化作用进行评估.结果槲皮素在上述实验体系中表现出具有双重作用;在低浓度范围内,对Aβ25-35诱导的红细胞溶血具有抑制作用,较高浓度可诱导溶血.在tBHP存在的条件下,槲皮素表现出抗氧化作用;在无tBHP存在时,具有降低细胞内还原谷胱甘肽水平和促进高铁血红蛋白生成的作用,表现为促氧化.结论槲皮素对人红细胞具有双重作用.在有外加胁迫的条件下,槲皮素表现出抗氧化活性;而在无外加胁迫时,则可促进细胞物质的氧化.
【期刊名称】《西北药学杂志》
【年(卷),期】2011(026)003
【总页数】3页(P197-199)
【关键词】槲皮素;抗氧化作用;促氧化作用;红细胞
【作者】高智慧;王剑波;邢艳菲;曾成鸣
【作者单位】陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西,西安,710062;陕西师范大学生命科学学院,陕西,西安,710062;陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西,西
安,710062;陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西,西安,710062;陕西师范大学生命科学学院,陕西,西安,710062
【正文语种】中文
【中图分类】R992
天然多酚化合物是植物代谢过程中的次生代谢产物,是很多中草药和营养品的主要生物活性成分。

这些具有多酚结构的物质由于其抗氧化活性,被证实对人体健康具有多方面的有益作用[1-2]。

另外,由于多酚化合物在分解代谢的过程中可能涉及
自由基中间体,能够诱发活性氧生成,可以直接或者间接产生促氧化作用,对生物分子和组织造成损害,即所谓的双重作用[3]。

研究证实,富含多酚化合物的银杏
叶提取物既能对细胞产生抗氧化作用,在一定条件下也能产生促氧化作用[4]。


皮素是银杏叶提取物的主要活性成分之一。

笔者采用人红细胞作为实验模型,对槲皮素的抗氧化和促氧化作用进行研究,并对相关的分子机制进行了探讨。

1.1 仪器 1240 型紫外可见分光光度计(日本岛津公司);3K-30型冷冻离心机(美国Sigma)。

1.2 试药槲皮素、Aβ25-35、叔丁基过氧化氢(tBHP)和5,5-二硫代双-(2-硝基苯甲酸)(DTNB)均购自Sigma-Aldrich公司,其他试剂均为分析纯试剂。

1.3 细胞血取自健康志愿者,枸橼酸抗凝;4 ℃离心10 min,吸去上层血浆和白
细胞,并用等渗PBS(150 mmol·L-1氯化钠,2.7 mmol·L-1氯化钾,10 mmol·L-1磷酸二氢钠,2 mmol·L-1 磷酸氢二钠,pH 7.4)洗涤3次,制成体积
分数20%红细胞悬液,4 ℃保存,当天使用。

2.1 红细胞溶血率测定在体积分数3%的红细胞悬液中加入Aβ25-35(10 μmol·L-1)和槲皮素,37 ℃孵育30 min,离心取上层液,以等渗溶液为空白对照,540 nm处测定吸光度值,红细胞完全溶血的吸光度值为100%,计算红细胞的溶血率。

2.2 脂质过氧化产物(MDA)含量测定在红细胞悬液(体积分数3%)中分别加入tBHP(1 mmol·L-1)和槲皮素,37 ℃孵育30 min,然后加入三氯乙酸(质量浓度
100 g·L-1),离心,上清液加入硫代巴比妥酸(质量浓度10 g·L-1),沸水浴15 min,用正丁醇萃取,上层萃取液在532 nm处进行吸光度值测定,计算脂质过氧化产物MDA的含量。

2.3 红细胞还原谷胱甘肽(GSH)测定在红细胞悬液(体积分数3%)中分别加入
tBHP(质量浓度1 mmol·L-1)和槲皮素,37 ℃孵育30 min,然后加入三氯乙酸(质量浓度100 g·L-1),离心,上清液加入DNTB(0.47 mmol·L-1),412 nm处测定吸光度。

2.4 红细胞高铁血红蛋白(MetHb)含量测定在红细胞悬液(体积分数3%)中分别加
入tBHP(1 mmol·L-1)和槲皮素,37 ℃孵育30 min,依文献[5]的方法测定高铁血红蛋白含量。

2.5 统计学处理所有数据均表示为±s,用SPSS10.0统计软件进行处理。

Aβ25-35是β-淀粉样蛋白中最具细胞毒性的多肽片段,与Alzheimer's疾病有关,能够从多方面诱导细胞损害[6-7]。

实验中,10 μmol·L-1 Aβ25-35的溶血率为17.5%。

较低浓度的槲皮素(lt; 50 μmol·L-1)可抑制Aβ25-35诱导的溶血,抑制
作用与槲皮素的浓度呈正相关(图1)。

当槲皮素浓度高于50 μmol·L-1时,抑制作用减弱,其原因是,较高浓度的槲皮素本身能够诱导溶血,并且溶血作用也与槲皮素的浓度呈正相关,见图1。

因此,槲皮素对Aβ25-35诱导溶血的抑制作用呈“U”型效应曲线。

tBHP和槲皮素对红细胞几种氧化还原指标的影响见表1。

分离的红细胞在1 mmol·L-1 tBHP的作用下,细胞的脂质过氧化水平(MDA)和高铁血红蛋白(MetHb)含量升高,而体现细胞抗氧化能力的指标还原谷胱甘肽(GSH)的水平则明显降低。

槲皮素能够显著降低tBHP诱导的MDA和MetHb水平,并使细胞的GSH含量有所回升,表现出抗氧化作用。

但是,在没有tBHP存在的情况下,槲
皮素可以导致细胞的GSH含量下降和MetHb水平升高,即具有促氧化作用。


本实验中,槲皮素对细胞的MDA水平无影响。

研究结果表明,在有外加胁迫的情况下(过氧化物和Aβ25-35存在),槲皮素表现
出对红细胞具有保护作用;当无外加胁迫时,对红细胞具有损害作用,特别是较高剂量。

损害作用主要表现在诱导红细胞溶血、消耗细胞内谷胱甘肽、增加高铁血红蛋白水平等方面,其作用大小与浓度呈正相关。

已有的研究发现,Aβ25-35可诱
导细胞内氧自由基积累,从而产生细胞毒性。

槲皮素抑制Aβ25-35诱导的红细胞溶血提示可能与其抗氧化作用有关。

近几年的一些报道显示,天然多酚化合物在生物体内的代谢涉及自由基中间体[8],这些具有较高活性的中间体可与DNA[9]和蛋白质[10]分子结合,改变这些物质的生物功能,从而产生生物毒性。

这些研究结果对滥用天然多酚化合物及其他植物提取物具有一定的警示意义。

【相关文献】
[1]Fraga CG,Galleano M,Verstraeten SV,et al.Basic biochemical mechanisms behind
the health benefits of polyphenols [J].Mol Asp Med,2010,31(6):435-445.
[2]邵芳芳,尹卫平,梁菊.重要的植物多酚及其抗氧化性能的研究概况 [J].西北药学杂志,2010,
25(1):66-68.
[3]Halliwell B.Are polyphenols antioxidants or pro-oxidants?What do we learn from cell culture and in vivo studies?[J].Arch Biochem Biophys,2008,476(2):107-112.
[4]He J,Lin J,Li J,et al.Dual effects of Ginkgo biloba leaf extract on human red blood cells [J].Basic Clin Pharm Toxicol,2009,104(2):138-144.
[5]Ogasawara Y,Funakoshi M,Ishii K.Glucose metabolism is accelerated by exposure to
t-butylhydroperoxide during NADH consumption in human erythrocytes [J].Blood Cells
Mol Dis,2008,41(3):237-243.
[6]Shen MY,Hsiao G,Fong TH,et al.Amyloid beta peptide-activated signal pathways in human platelets [J].Eur J Pharm,2008,588(2/3):259-266.
[7]李红杰,胡林森,常明,等.Aβ25-35诱导PC12细胞损伤的蛋白质组学研究 [J].中风与神经疾
病杂志,2009,26(5):527-531.
[8]Lambert JD,Elias RJ.The antioxidant and pro-oxidant activities of green tea
polyphenols [J].Arch Biochem Biophys,2010,501(1):65-72.
[9]Hadi SM,Bhat SH,Azmi AS.Oxidative breakage of cellular DNA by plant polyphenols:A putative mechanism for anticancer properties [J].Semin Cancer Biol,2007,17(5):370-376.
[10]Ishii T,Mori T,Tanaka T,et al.Covalent modification of proteins by green tea polyphenol(-)-epigallocatechin-3-gallate through autoxidation [J].Free Radic Biol Med,2008,45(7):1384-1394.。

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