魚腥草揮發油對多柔比星致大鼠心肌損傷的保護機制

吳文英,尹術華,李 露,宋也好,李文娟

(南昌大學食品學院,江西南昌 330000)

魚腥草(heartleaf houttuynia herb)屬三白草科蕺菜的干燥地上部分,是一種藥食同源的傳統食材[1],在食品、藥品等方面有很大的開發前景。魚腥草化學成分較為繁多,主要由生物堿、有機酸、揮發油、多糖等多種成分組成。在這些活性成分中,魚腥草揮發油(heartleaf houttuynia herb essential oil,HHO)被認為是其主要活性成分,主要包括甲基正壬酮、乙酸龍腦酯、棕櫚酸、正癸酸等;具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、增加免疫力等多種生物活性功能[2]。目前,房蕓等[3]研究發現魚腥草揮發油對糖尿病小鼠心肌損傷有一定的保護作用;臨床上,含魚腥草揮發油的注射液用于治療病毒性心肌炎,可減輕病毒對心肌細胞損害,調節免疫功能,提高心臟功能,針對病毒性心肌炎及心源性休克患者[4-5]。此外,已有研究發現魚腥草揮發油對大鼠心肌缺血再灌注損傷具有較好的保護作用[6],證實魚腥草揮發油可能對心臟具有較好的保護作用。邁入21世紀,疾病模式已發生轉變,腫瘤已經成為危害全球健康的重要殺手[7]。多柔比星(doxorubicin,DOX)是一種廣譜高效抗腫瘤藥物,臨床療效顯著,但其嚴重的心臟毒性使得其應用受到了很大的限制[8]。食源性組分魚腥草揮發油前期研究顯示具有心肌保護作用,然而對DOX所致的心肌損傷的影響仍需進一步研究。

因此,本實驗提取了魚腥草揮發油,通過氣相色譜質譜法(GS-MS)自帶NIST庫并結合保留指數鑒定其化學成分,應用SD大鼠建立DOX心肌損傷模型,研究魚腥草揮發油對抗腫瘤藥物DOX所致的心肌損傷的影響及相關作用機理。

1 材料與方法

1.1 材料與方法

魚腥草干葉 市售;DOX 深圳萬樂藥業有限公司;乙醇 分析純,西隴化工股份有限公司;維生素E(VE)、DPPH、BHT 美國Sigma公司;BCA蛋白濃度測定試劑盒 上海碧云天公司;LDH試劑盒、CAT試劑盒、MDA試劑盒 南京建成生物工程研究所有限公司;SD大鼠 (180±20) g 60只,雄性,湖南斯萊克景達實驗動物有限公司,使用許可證:SCXK(湘)2016-0002。

安捷倫7890-5975氣相色譜-質譜聯用儀 美國Agilent公司;3K15-冷凍離心機 美國Sigma公司;SHP-150生化培養箱 上海森信實驗儀器有限公司;AL-104電子天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司;Thermo 3001 Varioskan Flash全波長多功能酶標儀 美國Thermo公司;Milli-Q超純水儀 美國Millipore公司;SKM型數顯恒溫電熱套 山東鄄城華魯電熱儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 魚腥草揮發油的提取 參照2010年版中國藥典一部附錄X D揮發油測定法(甲法)提取揮發油[9]，并結合文獻[10]確定水蒸氣蒸餾法提取魚腥草揮發油的最佳工藝條件:魚腥草經粉碎機粉碎成粗粉,室溫下浸泡蒸餾水中10 h,料液比為1∶10,加熱回流10 h。將干燥魚腥草粉碎后,稱取100 g燥魚腥草粉末,裝入2000 mL圓底燒瓶中,加蒸餾水1000 mL,混勻并浸泡10 h后,連接揮發油測定器與回流冷凝管。將整套裝置放置于SKM型數顯恒溫電熱套中,溫度設置220 ℃,達到微沸狀態,并保持微沸10 h,加熱回流10 h后停止加熱,收集揮發油。

1.2.2 魚腥草揮發油的成分分析 采用GC-MS進行魚腥草揮發油的成分分析[11]。精密量取1.2.1中提取得到的魚腥草揮發油7.5 μL,加1.5 mL正己烷,并用無水硫酸鈉除水,4 ℃、5000 r/min離心10 min,得到體積分數0.5%的魚腥草揮發油待測液,通過0.22 μm有機濾膜過濾后直接進樣分析。正構烷烴(C7-C30)用正己烷稀釋過膜后直接進樣。

GC條件:HP-5MS毛細管色譜柱(0.25 μm×250 μm×30 m),載氣為高純氦氣,柱流量1.0 mL/min,進樣量1 μL,分流進樣,分流比20∶1,進樣口溫度280 ℃,升溫程序:0～2 min,初溫70 ℃保持2 min;2～5 min,10 ℃/min 升至100 ℃;5～16.5 min,2 ℃/min升至123 ℃;16.5～19.5 min,123 ℃保持3 min,19.5～26.9,5 ℃/min升至160 ℃;26.9～32.9 min,10 ℃/min升至220 ℃;32.9～37.9 min,2 ℃/min升至230 ℃;37.0～42.9 min,230 ℃保持5 min。

MS條件:接口溫度280 ℃,電離方式為EI電離,電離能量70 eV,離子源溫度230 ℃,MS四級桿溫度150 ℃,溶劑延遲3 min,掃描質量范圍:質荷比20～500 amu。

魚腥草揮發油成分保留指數的測定:保留指數計算公式為[12-13]:

式中:RI為待測組分的保留指數;TRx為待測組分魚腥草揮發油的保留時間;TRn和TRn+1為正構烷烴的保留時間;n和n+1分別表示正構烷烴的碳原子數;TRn

1.2.3 魚腥草揮發油抗氧化活性的測定

1.2.3.1 對DPPH自由基的清除作用 實驗參照文獻略作改動[14],精密稱量4.0 mg DPPH用95%乙醇溶解并定容于50 mL棕色容量瓶中,配成濃度為 2×10-4mol/L的DPPH溶液,現配現用。魚腥草揮發油/BHT用無水乙醇稀釋為0.5、1.0、5.0、10.0、15.0和20.0 mg/mL魚腥草揮發油/BHT待測液,實驗分為樣品組、對照組、空白組。樣品組:取0.2 mL DPPH溶液,加入0.05 mL魚腥草揮發油/BHT待測液(0.5、1.0、5.0、10.0、15.0和20.0 mg/mL)及0.05 mL乙醇加入具塞試管中,搖勻。在避光條件下反應30 min后在517 nm下測定吸光度值A2;對照組:取0.2 mL乙醇,加入0.05 mL魚腥草揮發油/BHT待測液(0.5、1.0、5.0、10.0、15.0和20.0 mg/mL)及0.05 mL乙醇加入具塞試管中,搖勻。在避光條件下反應30 min 后在517 nm下測定吸光度值A1;空白組:測定 0.2 mL DPPH溶液與0.1 mL無水乙醇混合液的吸光度A0,根據下列公式計算DPPH自由基清除率。

其中:I 表示清除率;A2為 0.2 mL DPPH溶液+0.05 mL魚腥草揮發油/BHT+0.05 mL乙醇的吸光度值;A1為0.2 mL乙醇+0.05 mL魚腥草揮發油/BHT+0.05 mL乙醇的吸光度值;A0為 0.2 mL DPPH溶液+0.1 mL乙醇的吸光度值。

1.2.3.2 還原力的測定 實驗參照文獻略作改動[15-16],測定前將魚腥草揮發油/BHT用無水乙醇稀釋成1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 mg/mL濃度的魚腥草揮發油/BHT待測液。準確移取1.0 mL 上述已配好的不同濃度的魚腥草揮發油/BHT待測液于潔凈干燥的試管中,加入0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液1.25 mL(pH=6.6)和1%的鐵氰化鉀溶液1.25 mL,充分混勻后于50 ℃ 恒溫水浴箱中20 min,取出用流水使其快速冷卻,加入1.0 mL 10%的三氯乙酸,3000 r/min 的轉速離心10 min,取部分上清液0.5 mL,加入0.1%的三氯化鐵溶液0.25 mL,再移取1.75 mL的蒸餾水,充分混勻后反應10 min,在吸光度為700 nm處測定其吸光度A。各組均按上述方法重復測量三次,記錄吸光度值為A。

1.2.3.3 金屬離子螯合能力 實驗參照文獻略作改動[17],實驗分為樣品組、對照組、空白組。魚腥草揮發油/乙二胺四乙酸二鈉用無水乙醇/雙蒸水稀釋成0.5、1.0、2.0、3.0和4.0 mg/mL濃度的魚腥草揮發油/乙二胺四乙酸二鈉待測液。操作步驟:樣品組:取0.2 mL不同濃度的魚腥草揮發油/乙二胺四乙酸二鈉待測液于10 mL EP管中,分別加入50 μmol/L的FeSO4溶液0.2 mL和0.15 mol/L的NaCl溶液1.4 mL,再加入300 μmol/L的菲啰嗪0.2 mL后,渦旋混勻5 s,室溫放置10 min,在562 nm處測定的吸光值為A2?？瞻捉M:用上述NaCl溶液代替菲咯嗪,測定吸光度A1。對照組:用蒸餾水代替魚腥草揮發油/乙二胺四乙酸二鈉待測液,測定對照管吸光度為A0。根據公式計算樣品對金屬鐵離子的螯合活性。

其中:I金屬鐵離子的螯合活性;A2為樣品組的吸光度值;A1為空白組的吸光度值;A0為對照組的吸光度值。

1.2.4 魚腥草揮發油對DOX致大鼠心肌損傷的影響

1.2.4.1 魚腥草揮發油對DOX誘導的心肌損傷模型的建立 實驗分組(每組10只):生理鹽水組(Control)、DOX組(DOX)、揮發油25 mg/kg+DOX組(HHO-25)、揮發油50 mg/kg+DOX組(HHO-50),揮發油100 mg/kg+DOX組(HHO-100)、VE 500 mg/kg+DOX組(VE);魚腥草揮發油的劑量參照文獻[18-19]。揮發油及VE處理:精密量取揮發油,以吐溫-80作乳化劑,將其溶于生理鹽水中,配成含0.5%吐溫-80的揮發油儲備液,臨用前將母液稀釋至適宜的濃度。揮發油低中高劑量分別為25、50和25 mg/kg。模型建立[20]:實驗大鼠適應一周后,開始建立DOX心肌損傷模型,第1 d,生理鹽水組和DOX組灌胃生理鹽水,其他組灌胃相對應的魚腥草揮發油或VE;第2 d,DOX組,揮發油低劑量+DOX組,揮發油中劑量+DOX組,揮發油高劑量+DOX組,VE+DOX組腹腔注射DOX 20 mg/kg,生理鹽水組注射同劑量的生理鹽水;第3和4 d灌胃方式與第1 d相同。第5 d眼球取血,處死大鼠,取腸內容物和心臟組織。

1.2.4.2 大鼠體質量的測定 動物房內溫度維持在(22±2) ℃,濕度維持在55%±5%。模型建立開始前SD大鼠適應飼養1周,期間取食飲水自由,同時采用調節燈光的照明時間來達到12 h晝、12 h夜交替的條件。實驗大鼠適應一周后,模型建立第一天開始每天稱重,記錄大鼠體質量變化。

1.2.4.3 大鼠全血血常規的測定 參照文獻[21],實驗結束后對大鼠進行摘眼球取血,將全血滴在含EDTA抗凝采血管中,充分混勻后,使用全自動血細胞分析儀(system-800i)進行血常規檢查,并記錄血液中白細胞和血小板。

1.2.4.4 心臟組織HE染色 實驗結束收集心臟,生理鹽水洗凈,濾紙吸取表面殘液,縱切取一半心臟組織用10%中性福爾馬林緩沖液固定。制作心臟組織HE染色,切片脫蠟、切片復水、蘇木素染色、伊紅染色、脫水封片,再用倒置顯微鏡進行拍照。

1.2.4.5 血清中LDH活力的測定 對大鼠進行摘眼球取血,室溫靜置2 h,室溫3000 r/min離心10 min,收集血清。然后使用BCA蛋白濃度測定試劑盒測定蛋白含量;使用LDH試劑盒測定LDH活力(U/L)。

1.2.4.6 心臟組織CAT和MDA的測定 分離大鼠心臟,制備10%心肌組織勻漿,嚴格按照CAT和MDA試劑盒說明書檢測CAT活力和MDA含量,并使用BCA蛋白定量測定法檢測蛋白質質量濃度。

1.2.4.7 大鼠盲腸內容物短鏈脂肪酸(SCFAs)的測定 繪制標準曲線:參照Hu等[22]已建立的色譜分析條件和方法,稱取適量乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、正戊酸、異戊酸等標準品于容量瓶中,定容混勻,配置成梯度混合溶液,根據對應質量濃度的色譜圖,計算數據并繪制短鏈脂肪酸標準曲線。SCFAs的測定:準確稱取100 mg盲腸內容物,冰浴操作,加入超純水(1∶9 w/v),渦旋致充分混勻,置于超聲儀超聲10 min后,再冰浴靜置15 min,離心(4800 g,4 ℃)20 min后吸取上清液,過0.22 μm水系濾膜,用于Agilent 7890B氣相色譜儀測定,導出樣品對應SCFAs峰面積,根據短鏈脂肪酸峰面積與濃度的標準曲線計算各樣品中脂肪酸的濃度。

1.3 數據處理

實驗組數據用平均值±標準偏差(M±SD)的形式表示,采用SPSS 23.0軟件進行統計學分析。P<0.05時,表示與比較組存在顯著差異,P<0.01表示與比較組差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 魚腥草揮發油GC-MS化學成分鑒定

正構烷烴與魚腥草揮發油的總離子流色譜圖見圖1，確定魚腥草揮發油中28種化學成分,魚腥草揮發油的成分種類非常復雜,分析結果見表1。萜類化合物為揮發油的主要成分,具有消炎、抗菌、鎮痛、及抗腫瘤等生物活性[23]。本文將28種揮發性組分進行分類,其中單萜有:(-)-4-萜品醇、α-松油醇、橙花醇、乙酸龍腦酯;倍半萜:石竹烯和氧化石竹烯;非萜類化合物:正壬醇、癸醛、壬酸、甲基正壬酮、十一醇、癸酸甲酯、正癸酸、十二酮、十一烷酸、十三酮、正十二烷酸、Espatulenol、十四酸、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、3,5,11,15-四甲基-3-十六烯醇、棕櫚酸、棕櫚酸正壬酯、十八醇、(Z,Z)-9,12-十八烷二烯酸甲酯、(E)-3,7,11,15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇、亞麻酸、硬脂酸。用面積歸一法計算各化學成分在揮發油中的相對百分含量,鑒定的主要成分有癸酸(35.63%)、棕櫚酸(22.64%)、甲基正壬酮(10.42%)和乙酸龍腦酯(9.95%)等。根據文獻報道[24],用水蒸氣蒸餾法鑒定出的魚腥草揮發油的主要成分有:甲基正壬酮、癸酸和乙酸龍腦酯等,和本實驗鑒定出的主要成分相似,但主要成分含量有一定的差異,可能與產地、采收季節和存儲時間有關。

表1 魚腥草中揮發油化學成分及百分含量 Table 1 Chemical constituents and content of Heartleaf houttuynia herb essential oil

圖1 正構烷烴、魚腥草揮發油的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion flow chromatography of the n-alkane and Heartleaf houttuynia herb essential oil注:A：正構烷烴的總離子流色譜圖；B：魚腥草揮發油的總離子流色譜圖。

2.2 魚腥草揮發油抗氧化實驗

2.2.1 對DPPH自由基的清除作用 考察了魚腥草揮發油在質量濃度為0.5、1.0、5.0、10.0、15.0和20.0 mg/mL的DPPH自由基清除能力,并與陽性對照BHT作對比。結果表明,魚腥草揮發油具有良好的清除DPPH自由基能力,且呈現出一定的劑量效應關系如圖2所示,其清除DPPH自由基能力隨著濃度的升高而增大。

圖2 DPPH自由基清除作用Fig.2 DPPH free radical scavenging effect

2.2.2 還原力的測定 測得吸光度的值大小決定化合物還原力的強弱,如圖3所示,當濃度為1～5 mg/mL時,魚腥草揮發油對Fe3+的還原力隨著濃度的增加而明顯升高,說明該樣品的還原力具有較強的濃度依賴性,可知魚腥草揮發油具有較強的還原力。

圖3 還原力的測定Fig.3 Reduction force determination

2.2.3 金屬離子螯合能力 如圖4所示,當濃度為0.5～4 mg/mL時,魚腥草揮發油對亞鐵離子螯合能力隨著濃度的增加而明顯升高,當濃度為4 mg/mL時,達到最大值,可知魚腥草揮發油具有很好的螯合亞鐵離子能力。

圖4 金屬離子螯合能力Fig.4 Chelating ability of metal ions

2.3 魚腥草揮發油對DOX致大鼠心肌損傷的影響

2.3.1 揮發油對DOX致心肌損傷大鼠體質量的影響 在心肌損傷過程中,大鼠體重變化情況是反映其健康狀況的重要指標之一。體質量變化如圖5所示,圖5A是模型建立第1 d和第5 d的大鼠體質量,可以看出給予DOX的各組(DOX組、VE組、魚腥草揮發油-25、-50、和-100組)大鼠體重均降低,圖5B可以看出,模型組與正常組相比,大鼠體質量有極顯著差異(P<0.01)。實驗進程中,正常組大鼠體質量增加,而模型組體質量降低。統計學分析發現最后DOX組、VE組、魚腥草揮發油-25、-50、和-100組的組間體重變化無顯著性差異。這些結果表明DOX可引起體質量的下降,給予魚腥草揮發油后對DOX引起的體重變化無顯著影響。

圖5 大鼠體質量的變化Fig.5 Changes of body mass in rats注:圖A為第1 d和第5 d體質量；圖B為第1 d和第5 d體質量差。與對照組比較,##表示P<0.01。

2.3.2 揮發油對DOX致心肌損傷大鼠血常規的影響 數據顯示,與正常組相比,大鼠給予DOX后,表現為血小板及白細胞極顯著減少(圖6)。與模型組相比,大鼠給予魚腥草揮發油后,各組白細胞和血小板有所上升,但無顯著性差異,VE組血小板含量顯著升高(P<0.05)。這些結果提示,魚腥草揮發油對DOX引起的血生化紊亂無顯著保護作用。

圖6 大鼠血常規指標Fig.6 The routine index of rat blood注:圖A為白細胞的含量；圖B為血小板的含量。與對照組比較,##表示P<0.01;與模型組相比,*表示P<0.05。

2.3.3 揮發油對DOX致心肌損傷大鼠心臟微觀結構的影響 心臟組織的組織病理學檢查是為了進一步說明DOX誘導的心臟毒性。

本實驗利用HE染色的方式,利用倒置顯微鏡觀察心臟組織切片病理結構,觀察視野如圖7所示,正常組顯示了正常心肌束的結構,心臟結構整齊,心肌纖維排列整齊,結構清晰且正常。模型組心肌纖維明顯斷裂,心肌細胞有腫脹反應,結構破壞較明顯;而與模型組相比,揮發油低中高劑量組和陽性對照VE組心肌纖維排列明顯整齊,纖維斷裂減少,心臟結構趨于完整。綜上所述,魚腥草揮發油能有效促進DOX誘導的心肌損傷模型大鼠中心臟組織形態趨于正?；?具有心肌保護作用。

圖7 大鼠心臟組織切片病理學觀察(HE,×40)Fig.7 Pathological observation of rat heart biopsy(HE,×40)

2.3.4 魚腥草揮發油對DOX損傷的心肌細胞的影響 乳酸脫氫酶(LDH)是一種常見的心肌酶,它能催化乳酸和丙酮酸之間的相互轉化[47],其作為心肌診斷的標記物廣泛應用于心肌損傷研究中。從表2可以看出,經DOX處理過的大鼠,其血清中LDH活力顯著高于正常對照組(P<0.05),說明DOX對大鼠心肌組織損傷嚴重;而與模型組相比,VE陽性對照LDH活力降低(P<0.05),同時,給予魚腥草揮發油各組LDH的活力降低,隨揮發油劑量的增加而下降,魚腥草揮發油高劑量組(P<0.05)效果最好。

表2 大鼠體內CAT、MDA和LDH的含量Table 2 Contents of CAT，MDA and LDH in rats

2.3.5 心臟組織CAT和MDA的測定 CAT能將H2O2分解成H2O和O2,使得H2O2不至于與O2在鐵螯合物作用下反應生成非常有害的-OH,MDA是脂質過氧化的重要產物。如表2所示,與正常對照組相比,模型組大鼠心臟組織中CAT活性降低(P>0.05),而MDA含量升高(P<0.05);與模型組相比,中和高劑量組大鼠心臟組織中CAT活性上升(P<0.05),同時伴隨著MDA含量下降但無統計學意義。另外,VE組MDA含量顯著降低且CAT活性顯著增加(P<0.05)。這些結果提示魚腥草揮發油的心肌保護作用與其提高大鼠抗氧化防御能力有關。

2.3.6 魚腥草揮發油對大鼠腸道中SCFAs的影響 SCFAs是指碳原子數目不大于6的脂肪酸,在腸道中以乙酸、丙酸和異丁酸含量居高。在生物體內SCFAs能夠提供能量、調節免疫功能且對腸道細胞代謝起調控作用。本實驗中各組大鼠盲腸內容物中SCFAs的含量如圖8所示。與正常組相比,DOX組中乙酸、丙酸和正戊酸的濃度極顯著下降(P<0.01)。與模型組相比,VE組異丁酸和異戊酸含量極顯著增加(P<0.01)。然而,統計學分析顯示,與模型組相比,魚腥草揮發油各組中SCFAs的含量無顯著差異,顯示該揮發油對SCFAs無顯著調控作用。

圖8 魚腥草揮發油對DOX誘導性心肌損傷大鼠盲腸內容物SCFAs的影響Fig.8 Effect of HHO on SCFAs of caecum contents in dox-induced myocardial injury in rats注:A為乙酸的濃度,B為丙酸的濃度,C為異丁酸的濃度,D為異戊酸的濃度,E為正戊酸的濃度;與正常組相比:#表示P<0.05,##表示P<0.01;與模型組相比:**表示P<0.01。

3 討論

本實驗通過水蒸氣蒸餾法提取魚腥草揮發油,GC-MS化學成分鑒定顯示含有28種物質,含有萜類化合物、酯類化合物、烯烴、醇類化合物等。據報道,魚腥草揮發油的成分主要有甲基正壬酮、月桂烯、月桂醛、葵醛和癸酸[24],而本試驗所提取的魚腥草揮發油未見月桂烯和月桂醛成分,這可能與產地、氣候、土壤、采收季節、加工方法、儲存時間、曬干粉碎程度等因素有關。呂都等[48]報道了魚腥草揮發油的抗氧化活性;通過魚腥草揮發油對清除DPPH自由基、還原力的測定和鐵離子螯合能力的測定,本實驗結果驗證了魚腥草揮發油具有較好的抗氧化活性。查麗[49]發現新魚腥草素鈉注射液則能清熱解毒、活血化瘀,為抗病毒、消炎、解熱之有效藥物,且能促進腎上腺皮質功能,抗氧自由基損傷,抗血小板聚集,保護心肌細胞。然而,魚腥草揮發油對DOX導致的心肌損傷是否有保護作用尚未見報道。因此,本實驗通過腹腔注射DOX建立大鼠心肌損傷模型,研究魚腥草揮發油對DOX誘導的大鼠心肌損傷的影響。

LDH作為心肌損傷的標志酶,在心肌損傷的進程中,表現為血清中LDH水平顯著升高。本研究結果顯示,與正常組相比,DOX組的大鼠血清中LDH的活性顯著增加,表明大鼠的心肌受損。HE形態學觀察顯示大鼠腹腔注射DOX后,心肌正常結構遭到破壞。然而,DOX建立心肌損傷實驗模型的過程中,同時給予魚腥草揮發油處理后,與DOX組相比,大鼠血清中LDH活性顯著下降,并且HE形態學觀察顯示魚腥草揮發油能抑制DOX引起的心肌形態改變,使心肌的形態趨于正?；?。這些表明魚腥草揮發油對DOX導致的大鼠心肌損傷具有一定的保護作用,能減輕DOX介導的心臟毒性。

DOX引起心臟毒性的作用機制較為復雜,涉及到多種途徑的共同作用與相互影響。在當前的研究中,以自由基反應為基礎的氧化應激學說被認為是DOX致心臟毒性的重要機制[50]。于靜等[51]表明具有抗氧化等作用的中藥都可能對防治DOX心臟毒性有一定效果。本研究中MDA的數據顯示,與正常組相比,DOX組中MAD含量顯著增加,其抗氧化物酶CAT活性顯著下降。進一步數據顯示,魚腥草揮發油處理大鼠后,可增加大鼠心肌組織的抗氧化防御能力,減少MDA的含量,抑制DOX介導的氧化應激的形成。同時,VE具有很強的抗氧化性,本實驗數據顯示大鼠給予VE后,可減輕DOX導致心肌組織的氧化應激,具有心肌保護作用。結合前期體外抗氧化實驗顯示,魚腥草揮發油具有較好的抗氧化能力,這些數據表明魚腥草揮發油的心肌保護作用的作用機理與自身的抗氧化能力密不可分。最后,根據前人研究[48,52]和本實驗中的GC-MS化學成分分析,提示魚腥草揮發油的抗氧化能力與該揮發油中主要成分有萜類化合物、脂類化合物、烯烴及醇類化合物有關。此外,已有研究發現除了抗氧化活性,魚腥草揮發油被證實具有抗炎以及調節血脂等廣泛的生物學效應[49]。眾所周知,心血管疾病的病因隱匿,病程復雜,因此魚腥草揮發油的心肌保護作用的關鍵機理及其靶標仍需進一步研究。最近,腸道微生物相關的研究掀起了新熱潮,科學家在做抗腫瘤毒副作用研究的同時,已證實DOX對腸道內環境的危害[53]。因此,本實驗進一步開展了腸道的微生物關鍵代謝產物SCFAs的含量研究,與正常組相比,模型組乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸的濃度顯著降低,表明DOX可引起大鼠腸道功能的下降。與模型組相比,魚腥草揮發油各組中SCFAs含量略有增加,但無統計學意義。探究其原因:a.可能沒有腸道保護作用;b.魚腥草揮發油不屬于膳食纖維,且分子量不大,在腸道中停留的時間很短;另一方面魚腥草揮發油在體內產生的生物效能,在各個臟器中的時間周期性具有差異;本實驗周期為4 d,有可能在短時間內不能高效調控SCFAs的生成。

總而言之,魚腥草揮發油對DOX所致的大鼠心肌損傷有一定的保護作用,究其原因與魚腥草揮發油能有效降低心肌組織氧化應激,提高抗氧化防御功能有關。本實驗結果對魚腥草揮發油開發成為新一代的防治疾病尤其是針對心血管和腫瘤的功能食品將有重要的應用價值,而且也對詮釋魚腥草的心肌保護作用有著非常積極的意義。