阿提亚·阿鲁吉(Attiya Arooj)| 塔里克·伊斯梅尔(Tariq Ismail)| 萨义德·阿克塔尔(Saeed Akhtar)| 穆罕默德·卡马尔(Muhammad Qamar)| 皮耶罗·塞斯蒂利(Piero Sestili)| 萨布丽娜·D·泽帕(Sabrina D. Zeppa)| 杜尔-埃-沙瓦尔·萨塔尔(Dur-e-shahwar Sattar)| 威莎·赛义德(Wisha Saeed)| 阿夫拉·萨马德(Afra Samad)| 玛丽亚·汗(Maria Khan)| 哈桑·拉扎(Hassan Raza)| 图巴·埃萨特贝伊奥卢(Tuba Esatbeyoglu)
巴基斯坦木尔坦巴豪丁扎卡里亚大学(Bahauddin Zakariya University)食品科学与技术系
**摘要**
芒果皮作为一种农业工业副产品,富含具有潜在治疗作用的酚类化合物,但其毒理学安全性和体内机制效应仍大部分未得到研究。本研究通过大鼠口服给药评估了芒果皮提取物的肝保护作用和抗氧化效果。通过检测血清生化指标、氧化应激标志物、血液学参数和组织病理学变化来确定剂量依赖性反应。不同品种、成熟阶段和浓度的芒果皮提取物处理显著降低了肝脏和肾脏酶的水平:碱性磷酸酶(ALP)降至52 U/L(对照组为110 U/L),尿素水平降至18 U/L(对照组为41 U/L),具有统计学显著性(p<0.05)。红细胞(RBC)、血红蛋白和抗氧化酶(包括超氧化物歧化酶SOD)显著增加。观察到轻度的血管周围炎症反应减弱,表明芒果皮提取物具有保护作用。从机制上看,这种肝保护作用可能是通过调节NF-κB信号通路实现的,提示这是一种适应性肝脏防御机制。总体而言,这些发现证实了芒果皮提取物作为天然肝保护剂的安全性和有效性,强调了其在可持续废物利用和功能性食品开发中的应用潜力。
**1. 引言**
芒果(Mangifera indica)是一种全球广泛消费的热带水果,因其独特的风味和营养价值而备受喜爱。芒果加工业产生了大量副产品,尤其是芒果皮,占整个水果的7-24%[1]。传统上被视为农业工业废弃物,但由于其丰富的生物活性成分,芒果皮近年受到了科学界的关注[2]。芒果皮是多酚(包括黄酮类、萜类和必需维生素)的重要来源,这些成分赋予了其显著的抗氧化、抗炎和代谢调节作用[3]。值得注意的是,这些生物活性成分的浓度和效果受品种特征以及果实成熟过程中的生化、生理和结构变化的影响[4]。未成熟的芒果皮富含多酚、单宁和叶绿素,pH值较低[5]。随着成熟,这些化合物发生变化,花青素、类胡萝卜素和番茄红素的含量增加,维生素C和E的水平升高,而酚类含量则下降[6]。这两个阶段的植物化学成分差异导致了不同的生物活性特征。值得注意的是,阿陶尔福(Ataulfo)品种的芒果皮含有最高的酚类化合物、维生素A前体类胡萝卜素和整体抗氧化能力。相比之下,海登(Haiden)品种富含类胡萝卜素和黄酮类,表现出更强的生物活性。克里奥洛(Criollo)品种的维生素C含量相对较高,体现了遗传变异对芒果果实植物化学成分及相关健康促进特性的影响[7]。
芒果皮提取物由于高含量的多酚而具有强效的自由基清除能力,可通过中和活性氧(ROS)和减少脂质过氧化来防止氧化损伤。它还通过激活Nrf2-ARE通路上调抗氧化酶(如SOD、过氧化氢酶CAT和谷胱甘肽过氧化物酶GPx),从而增强抗氧化防御机制并维持体内氧化还原平衡[8]。此外,芒果皮多酚通过调节氧化应激和炎症信号通路抑制促炎介质(如TNF-α、IL-6、COX-2和NF-κB)[9]。氧化应激和炎症是许多慢性疾病发生和进展的关键病理生理机制。近年来,富含植物化学物质的植物提取物作为有希望的治疗剂受到了广泛关注,因为它们可能减缓这些有害过程,从而有助于减轻全球慢性病的负担。然而,为了确保其在营养补充剂和功能性食品中的功能相关性和治疗应用性,需要进行全面的毒理学评估以确定安全剂量限制[10]。动物模型是一种可靠的方法,可用于评估系统效应、靶器官毒性和剂量依赖性反应。尽管许多研究在体外模型中报道了芒果皮提取物的生物学潜力,但其体内的安全性和有效性仍需进一步研究。因此,本研究的主要目的是通过评估21天口服给药后对炎症标志物、血液学、血清学和组织病理学参数的影响,来评估芒果皮提取物的体内毒理学特征。
**2. 材料与方法**
2.1. 样品采集
2023年6-7月收获季期间,从巴基斯坦旁遮普省南部的不同果园采集了两种品种(安瓦尔拉图尔(Anwar Ratool)和乔恩萨(Chaunsa)的完全成熟芒果。完全成熟的果实单独收集,其余果实储存在室温(约25°C)下自然成熟。
2.2. 样品制备
将两种品种的未成熟和成熟阶段的芒果样本用水彻底清洗并去皮。未成熟和成熟的芒果皮放入Pamico Technologies(费萨拉巴德,巴基斯坦)的干燥箱中,在60°C下干燥48小时。干燥后的样本磨成细粉并密封保存以备后续分析。
2.3. 提取物制备
将两种品种和成熟阶段的芒果皮(30克干粉)分别用300毫升100%甲醇以1:10(w/v)的固液比例提取。将混合物放在BSOT-604摇床(Biolab Scientific,马克姆,加拿大)上,在室温(约25°C)下振荡48小时。然后通过Whatman No. 1滤纸过滤,再用Hei-VAP旋转蒸发器(Heidolph,施瓦巴赫,德国)在35°C下减压浓缩溶剂。浓缩后的提取物转移到琥珀色小瓶中,并在-20°C下保存以待进一步分析[11]。
2.4. 植物化学分析
2.4.1. 总酚含量测定
采用Tabbasum的方法测定总酚酸含量[11]。取约0.5毫升样品与2毫升Folin-Ciocalteu试剂和4毫升7.5%碳酸钠溶液混合,置于37°C下30分钟后,使用UV-Vis分光光度计(Specord,德国)在734 nm处测量吸光度。用没食子酸建立标准曲线,结果以mg GAE/100g表示(每100克干重的没食子酸当量)。
2.4.2. 黄酮类测定
采用Aryal的方法测定总黄酮类含量[12]。将1毫升芒果皮提取物与0.2毫升10%氯化铝、0.2毫升1M醋酸钾和5.6毫升蒸馏水混合,在黑暗中孵育30分钟后,使用UV-Vis分光光度计在415 nm处测量吸光度。以槲皮素为标准曲线,结果以槲皮素当量(mgQE/g)表示(干重)。
2.4.3. DPPH测定
为了测量抗氧化活性,将0.1毫升样品提取物与2.9毫升0.1 mM DPPH溶液混合,在黑暗中孵育30分钟后,在517 nm处测量样品、对照液和标准液的吸光度。DPPH抑制百分比按以下公式计算:
DPPH抑制百分比 = [(对照吸光度 – 样品吸光度) / 对照吸光度] × 100
2.4.4. FRAP测定
采用FRAP(铁还原抗氧化能力)方法评估抗氧化能力,该方法测量还原铁离子(Fe3+)为亚铁离子(Fe2+)的能力,遵循Neupane和Lamichhane的协议[14]。制备FRAP试剂,将0.01 M TPTZ、2.5毫升氯化铁和25毫升醋酸缓冲液混合。然后向2.85毫升FRAP试剂中加入0.15毫升样品提取物,在黑暗中孵育30分钟后,使用UV-Vis分光光度计在593 nm处测量吸光度。用定义浓度的硫酸亚铁溶液建立参考标准曲线(mg/g干重)。
2.5. 动物采集
本研究获得巴豪丁扎卡里亚大学食品科学与营养学院研究伦理委员会的批准,并严格遵循OECD指南进行。从巴基斯坦拉合尔大学的动物部门购买了27只体重140–220克的雌性白化大鼠。动物被饲养在食品科学技术系的不锈钢笼子中,处于受控环境(温度:25 ± 2°C;12小时光照/黑暗循环)。根据平均体重将大鼠分为九组。
2.6. 实验设计
实验前,大鼠适应环境一周并喂食基础饮食。之后,它们接受标准对照饮食21天。实验组通过口服给予稀释在1毫升蒸馏水中的芒果皮提取物,剂量分别为400 mg/kg和800 mg/kg(取决于品种和成熟阶段)。实验动物按表1所示分为不同的处理组。
**表1. 实验设计:根据芒果品种、成熟阶段和提取物浓度将动物分组**
**组别 | 品种 | 成熟阶段 | 提取物补充量(mg/kg)**
| 控制组 |------------------------| AR-U-400 | 安瓦尔拉图尔(AR)未成熟(U)400 | AR-U-800 | 安瓦尔拉图尔(AR)未成熟(U)800 |
| AR-R-400 | 安瓦尔拉图尔(AR)成熟(R)400 | AR-R-800 | 安瓦尔拉图尔(AR)成熟(R)800 |
| Ch-U-400 | 乔恩萨(Ch)未成熟(U)400 | Ch-U-800 | 乔恩萨(Ch)未成熟(U)800 |
| Ch-R-400 | 乔恩萨(Ch)成熟(R)400 | Ch-R-800 | 乔恩萨(Ch)成熟(R)800 |
**本研究中,不同成熟阶段的两种品种的甲醇提取物通过口服给药,以评估亚急性毒性和对炎症标志物、血液和血清生化参数的剂量依赖性影响。**
2.7. 物理参数
在整个研究过程中定期记录食物和水分摄入量,并每隔一周监测所有动物的体重。
2.8. 样品采集
在麻醉状态下通过心脏穿刺从动物体内采集血液样本,分别放入EDTA和血清分离管(SST)中用于生化分析。采集血液后,处死动物、解剖并称重器官。将肝脏放入10%福尔马林溶液中进行组织病理学评估。SST管在4°C下以4000 rpm离心10分钟分离血清,然后将血清收集到Eppendorf管中。EDTA血液和血清样本均储存在-80°C下以待进一步分析[15]。
2.9. 血液学参数
使用Urit 3000 Vet Plus(Urit Medical Electronics,桂林,中国)血液分析仪测量红细胞(RBC)和白细胞(WBC)计数、血红蛋白(Hb)、淋巴细胞、中性粒细胞、血小板和红细胞沉降率(ESR)[15]。
2.10. 血清生化参数
使用标准ELISA试剂盒通过比色法测定脂质谱(包括胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和极低密度脂蛋白(VLDL)以及肝功能酶(丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)和总胆红素)和肾功能标志物(尿素和肌酐)。使用乳胶凝集试验按照制造商说明测定C反应蛋白(CRP)水平[15]。
2.11. 抗氧化测定
血清样本用磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤后,冷藏过夜。离心得到上清液,然后用标准ELISA试剂盒测定SOD和malondialdehyde(MDA)水平[16]。
2.12. 组织病理学评估
检查肝脏的形态,以研究炎症和氧化应激引起的结构损伤。将肝脏组织在25°C下用10%福尔马林溶液固定24小时,脱水后浸入石蜡中。将组织切成4 μm厚的切片,置于玻璃载玻片上,采用Akacha规定的方法用苏木精和伊红(H&E)染色[17]。
2.13. 统计分析
使用Statistic 8.1软件进行三因素方差分析(ANOVA),随后进行最小显著差异(LSD)比较测试。图表使用GraphPad Prism(8.02版本)软件生成。数据以平均值±标准误差(SEM)表示,p<0.05的差异被认为具有统计学意义。
**3. 结果**提取率
从未成熟和成熟阶段提取的两种品种的甲醇芒果皮提取物的提取率(% w/w)如表2所示。Chaunsa品种的提取率在两个成熟阶段都显著高于Anwar Ratool品种(p<0.05)。在所有样品中,Ch-R的提取率最高(17.4%),其次是An-R(16.8%)。
表2. Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)品种未成熟和成熟阶段甲醇芒果皮提取物的百分比提取率(% w/w)
组别 收率(%)
AR-UR 14.4±0.2c
AR-R 16.8±0.5b
Ch-UR 14.5±0.1c
Ch-R 17.4±0.3a
数值表示为平均值±标准差(n = 3)。不同的上标字母表示组间存在统计学上的显著差异(p<0.05)。
3.2. 植物化学分析
不同品种和成熟阶段的芒果皮甲醇提取物中总酚类和黄酮类化合物的含量分析总结在表3中。总酚类含量(TPC)在AR-U样品中显著升高(68.95 μg/mL),其次是Ch-U(60.94 μg/mL)、AR-R(48.22 μg/mL)和Ch-R(31.95 μg/mL),表明多酚积累存在品种和成熟度的依赖性变化。同样,总黄酮类含量(TFC)在AR-U中最高,达到544.67 mg/100 g,进一步突显了其优越的植物化学特性。通过DPPH自由基清除和铁还原抗氧化能力(FRAP)测试评估的抗氧化能力显示,AR-R表现出最显著的DPPH抑制作用(89.74%),其次是Ch-U(87.81%),这表明抗氧化效果可能不仅仅与酚类或黄酮类的丰富程度直接相关,还可能反映生物活性成分之间的协同作用。植物化学分析在动物模型实验之前进行。
表3. Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)品种未成熟(U)和成熟(R)阶段的植物化学分析
组别 TPC(mg/100g) TFC(mg/g) DPPH(%) FRAP(mg/g)
AR-U 690.0±0.02a 5.44±0.02a 86.5±0.03d 1.11±0.03c
AR-R 480.2±0.02c 3.14±0.02d 89.7±0.03b 1.11±0.03b
Ch-U 600.9±0.12b 5.42.3±0.03b 87.8±0.02c 1.13±0.02a
Ch-R 320.0±0.01d 4.81±0.02c 90.8±0.02a 1.09±0.03d
数值表示为平均值±标准差(n = 3)。TPC:总酚类含量;TFC:总黄酮类含量;DPPH:2,2-二苯基-1-吡啶基肼自由基清除活性;FRAP:铁还原抗氧化能力。不同的上标字母表示组间存在统计学上的显著差异(p<0.05)。
3.3. 动物模型
3.3.1. 芒果皮提取物对大鼠生理参数的影响评估
3.3.1.1. 体重
图1显示了不同浓度(400和800 mg/kg)的Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)芒果皮提取物对大鼠三周内体重增加的影响。对照组从第1周(208±0.2 g)到第3周(224±0.5 g)体重稳步增加。相比之下,所有处理组的体重增长都相对较低。在处理组中,AR-U-400和AR-U-800组的体重略高于Ch组,而Ch-U-400和Ch-U-800组在整个实验期间保持最低的平均体重。总体而言,与对照组相比,果皮提取物补充剂调节了体重增长。
下载:下载高分辨率图像(221KB)
下载:下载完整尺寸图像
图A. 不同成熟阶段(未成熟(U)和成熟(R)的Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)芒果皮提取物(剂量为400 mg/kg和800 mg/kg)对雌性大鼠21天治疗期间体重的影响。数值表示为平均值±标准差(每组3只大鼠)。
3.3.1.2. 水分和饲料摄入
不同品种和成熟阶段的甲醇芒果皮提取物经口服给药后对雌性大鼠水分和饲料摄入的影响见图2和图3。在整个21天的实验期间,对照组和处理组都表现出逐渐增加的饮食摄入量,反映了正常的生长和对实验条件的适应。统计分析显示,在任何剂量水平下,对照组和处理组之间没有显著差异(p>0.05)。尽管在某些处理组中观察到了轻微的剂量依赖性趋势,但变化与对照组相当,表明提取物对进食行为或水分消耗没有可测量的影响。
下载:下载高分辨率图像(304KB)
下载:下载完整尺寸图像
图B. 左侧显示水分摄入情况。
下载:下载高分辨率图像(266KB)
下载:下载完整尺寸图像
图C. 右侧显示饲料摄入情况。
3.3.1.3. 器官重量
器官重量被认为是药物毒性的一种敏感指标,通常在形态变化之前出现。在21天的亚急性毒性研究后,尸检时肝脏、肾脏、脾脏或肺脏未观察到异常的大体发现。图4显示了口服给药剂量为400 mg/kg和800 mg/kg的芒果皮提取物的对照组和处理组的肝脏、心脏、肺脏、脾脏和肾脏的平均绝对重量。与对照组(5.6 ± 0.17 g)相比,AR-R 400 mg/kg(4.0 ± 0.17 g)、AR-R 800 mg/kg(3.85 ± 0.2 g)和Ch-U 800 mg/kg(3.65 ± 0.23 g)的肝脏重量显著降低(p<0.05)。同样,高剂量组的脾脏、肺脏和肾脏重量也显著下降,而心脏重量与对照组相当,未观察到显著差异(p>0.05)。
下载:下载高分辨率图像(986KB)
下载:下载完整尺寸图像
图D. 不同成熟阶段(未成熟(U)和成熟(R)的Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)芒果皮提取物(剂量为400 mg/kg和800 mg/kg)口服给药后21天处理期间对雌性大鼠器官重量的影响。数值表示为平均值±标准差(每组3只大鼠)。
3.4. 芒果皮提取物对大鼠血液学参数的影响
动物血液样本的血液学筛查结果见表4、表5和表6。与对照组相比,处理组大鼠的红细胞(RBC)计数和血红蛋白水平表现出剂量依赖性反应。这两个参数均显著增加(p<0.05)。然而,这些值仍在正常范围内。其他红细胞指标,包括HCT、MCV、MCH、MCHC和RDW也保持在正常范围内,尽管处理组之间观察到统计学上显著的差异(p<0.05)。表2显示了白细胞(WBC)计数和白细胞谱,包括淋巴细胞、中性粒细胞和MXD(代表单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的总体百分比的复合指标)。WBC计数通常以剂量依赖性方式减少;然而,在Ch-R处理组的400 mg/kg和800 mg/kg剂量下观察到统计学上显著(p<0.05)的增加。此外,较高剂量的芒果提取物还影响了其他WBC参数。中性粒细胞计数(51.03 ± 0.3)显著增加,在Ch-U处理组的800 mg/kg剂量下也显著增加(p<0.05)。血小板计数及其指标见表3。与对照组相比,血小板计数(MPV)、平均血小板体积(MPV)、血小板大细胞比率(P-LCR)和血小板crit(PCT)显著增加(p<0.05)。相反,血小板分布宽度(PDW)与对照组相比显著减少(p<0.05),尽管数值仍在正常范围内。
表4. 不同成熟阶段(未成熟(U)和成熟(R)的Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)芒果皮提取物对大鼠红细胞指标的影响
组别 剂量 mg/kg RBCs(10^6/μL) 血红蛋白(g/dL) HCT(%) MCV(fL) MCH(pg) MCHC(g/dL) RDW(fL)
对照组 ----- 5.66±0.3c 11.6±0.4d 32.9±0.5f 58.1±0.3b 20.5±0.3a 33.5±0.3a
AR-U 400 7.59±0.03ab 12.7±0.2c 41.0±0.1abc 54±0.4cd 16.7±0.2d 31.0±0.2de 29.1±0.3c
AR-U 800 7.19±0.01ab 11.3±0.2d 37.9±0.1d 52.7±0.1d 10.6±0.2f 20.0±0.2g 28.0±0.1e
AR-R 400 6.71±0.02abc 11.5±0.2d 36.2±0.2e 53.9±0.1cd 17.1±0.2cd 27.9±0.2ef
AR-R 800 6.64±0.01abc 11.6±0.1d 36.2±0.2e 54.5±0.2cd 17.5±0.2c 32.0±0.2cd
Ch-U 400 7.58±0.01ab 11.7±0.01d 40.5±0.2bc 53.4±0.2d 15.4±0.2e 28.9±0.1f
Ch-U 800 7.81±0.02a 13.7±0.1a 41.2±0.2b 52.8±0.1d 17.5±0.1c 33.3±0.2b
Ch-R 400 6.31±0.01bc 13.2±0.1b 40.3±0.2c 60.5±0.2a 17.1±0.2cd 30.3±0.3e 28.5±0.2d
Ch-R 800 7.46±0.01ab 13.5±0.2ab 41.3±0.2a 55.4±0.2c 18.1±0.1b 32.7±0.2c
表5. 不同成熟阶段(未成熟(U)和成熟(R)的Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)芒果皮提取物对大鼠白细胞指标的影响
组别 剂量 mg/kg WBC(10^3 /μL) 淋巴细胞(%) MXD(%) 中性粒细胞(%) 淋巴细胞(10^3 /μL) MXD(10^3 /μL)
对照组 ----- 6±0.3c 68.8±0.3d 18.8±0.4a 12.4±0.2i 4.13±0.03b 1.13±0.06a 0.74±0.03g
AR-U 400 4.55±0.02e 70.9±0.4c 3.3±0.3h 25.8±0.3f 3.23±0.03c 0.15±0.04e 1.17±0.02f
AR-U 800 3.9±0.05f 40±0.2g 16.7±0.1b 43.3±0.2c 1.56±0.02e 0.65±0.02b 1.69±0.02d
AR-R 400 4.6±0.02e 60±0.2e 10.5±0.1e 29.5±0.1e 2.76±0.02cd 0.48±0.02c 1.36±0.02e
AR-R 800 4.2±0.01f 44±0.2f 16.0±0.1c 40±0.2d 1.85±0.02e 0.67±0.01b
Ch-U 400 11.0±0.2b 78±0.1a 39.5±0.3g 9.5±0.1g 51.03±0.3b 4.66±0.01b 11.2±0.01a 6.02±0.02a
Ch-U 800 11.8±0.2a 39.5±0.3g 9.5±0.1g 51.03±0.3b 4.66±0.01b 11.2±0.01a 6.02±0.02a
Ch-R 400 3.27±0.02g 75±0.2b 10.0±0.1f 15±0.3h 2.45±0.01d 0.39±0.01d 0.49±0.02h
Ch-R 800 5.06±0.03d 36±0.2h 12.4±0.2d 51.6±0.2a 1.82±0.01e 0.63±0.02c
表6. 不同成熟阶段(未成熟(U)和成熟(R)的Anwar Ratool(AR)和Chaunsa(Ch)芒果皮提取物对大鼠血小板指标的影响
组别 剂量 mg/kg 血小板(10^3 /μL) PDW(fL) MPV(fL) P-LCR(%)
对照组 664±0.2g 8.1±0.3e 6.5±0.2cd 7.2±0.3f 0.22±0.04d
AR-U 998±0.3b 7.1±0.2f 6.5±0.3cd 8.3±0.3e 0.32±0.03b
AR-R 554±0.3i 8.5±0.1d 6.8±0.2c 9.7±0.2d 0.19±0.01d
AR-R 832±0.9e 6.8±0.1fg 6.3±0.1de 7.3±0.1f 0.26±0.01c
AR-R 964±0.8c 6.5±0.1g 6.6±0.05cd 10.5±0.1c 0.19±0.02d
Ch-U 566±0.7h 13.0±0.2a 7.2±0.1b 18.73±0.1g 8.58±0.02a 0讨论
当前的研究强调了来自Anwar Ratool和Chaunsa品种的芒果皮提取物在雌性白化大鼠中表现出显著的生物活性。这些发现描述了芒果皮中的植物化学物质在调节氧化应激和炎症中的作用机制。从这两种品种中提取的物质的产量在成熟阶段最高,这可能归因于其中含有糖类和可溶性果胶,这些成分也可能影响提取物的粘度。早期的一项研究报告了总多酚(TPC)与抗氧化活性之间的显著相关性。值得注意的是,Anwar Ratool品种的芒果皮含有最高的TPC和总黄酮类化合物(TFC)含量,而Chaunsa品种的甲醇提取物展示了最大的抗氧化潜力。抗氧化剂作为天然的自由基清除剂,通过向酚类化合物的羟基提供氢原子来中和ROS(活性氧),从而形成稳定的自由基。支持这一机制的研究表明,pequi果提取物能够有效地中和ROS,这一点通过DPPH测定法中的颜色变化得到了证实。此外,本研究还根据OECD指南,调查了Anwar Ratool和Chaunsa品种芒果皮甲醇提取物在雌性白化大鼠中的剂量依赖性效应和亚急性口服毒性。选择雌性白化大鼠是因为它们性格温顺、攻击性较低、易于处理,并且能够适应群体生活,这有助于减少压力引起的生理变异。然而,雌性大鼠的发情周期可能会引入激素波动,包括雌激素和孕酮活性的变化,这些激素也调节肝脏和脂质代谢以及免疫反应。据报道,芒果皮中的多酚和黄酮类化合物通过代谢途径(如SIRT、AMPK和PPAR-α的激活)以及SREBP-1的下调来调节脂质稳态。某些黄酮类化合物(如芒果苷)与雌激素受体相互作用,这可能解释了研究中观察到的雌性大鼠的脂质变化。考虑到研究的探索性质、减少动物使用的伦理原则以及动物生理行为的实际考虑,样本量较小(n=3)。尽管如此,实验条件仍然被仔细监控和标准化,以尽量减少变异。研究结果被视为初步评估,用于评估剂量依赖性反应。提取物的剂量选择基于现有文献中提到的植物提取物在动物模型中的常用范围(100-1000 mg/kg)。基于这一文献依据,选择了400 mg/kg和800 mg/kg的较高剂量,以确定潜在的剂量依赖性生物效应并评估生理反应。口服400 mg/kg和800 mg/kg剂量的提取物并未导致体重、饮水量或饲料摄入量的显著变化。然而,各处理组之间的器官重量存在显著差异,这些差异可能与剂量浓度、品种或成熟阶段有关。此外,数据表明总黄酮类化合物浓度与某些指标可能存在负相关关系。血液学分析显示,接受芒果皮提取物处理的大鼠红细胞(RBC)和血红蛋白(Hb)水平升高。这种增强作用可能与酚类化合物的存在有关,这些化合物被认为可以增强身体的抗氧化防御机制,可能是通过激活Nrf2-ARE信号通路实现的。Anandhan之前描述了细胞质中Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)的激活导致核因子红系2相关因子2(Nrf2)释放的分子机制。Nrf2释放后转移到细胞核并结合抗氧化反应元件(AREs),从而调节诸如血红素加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽S转移酶(GSTs)、SOD和过氧化物歧化酶(Catalase)等细胞保护基因的表达。Cazares Camacho的研究表明,这些酶在保护红细胞膜免受氧化损伤方面起着关键作用。Prasetyo的研究指出,芒果皮的水提取物显著增加了红细胞和血红蛋白水平,血红蛋白水平的升高归因于HO-1的激活,HO-1催化自由血红素的降解为胆绿素、一氧化碳(CO)和铁,从而有助于清除ROS。相关研究还显示,5%的柑橘提取物可以改善贫血大鼠的血红蛋白水平。类似地,青少年女孩补充植物提取物后血红蛋白浓度显著升高。相反,另一项研究发现芒果皮粉对大鼠模型中的红细胞和血红蛋白水平没有显著影响。我们的发现表明,在高剂量(800 mg/kg)下白细胞(WBC),尤其是中性粒细胞的增加,是由于身体自然免疫系统的激活,而不是由于毒性作用。最近的研究指出,轻微的肝部和胃肠道压力可能会破坏肠道屏障,允许有害物质(如脂多糖LPS)进入血液。多项研究阐明了LPS通过渗漏的肠道进入全身循环的机制,并通过TLR4激活肝Kupffer细胞,引发TNFα、IL-6、IL-1β等促炎细胞因子的释放。这种炎症级联反应会减少淋巴细胞、单核细胞和嗜酸性粒细胞等免疫细胞的水平,同时促进中性粒细胞进入血液。Prasetyo的研究表明,芒果皮提取物显著增加了大鼠血液中的中性粒细胞数量。另一方面,IL-6可以刺激骨髓,促进血小板生成并有助于组织修复。我们的研究还表明,处理组中的总胆固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白(HDL)水平升高,这可能表明存在剂量依赖性的生理反应。最近的研究表明,芒果皮中的芒果苷这种强效多酚化合物通过激活AMPK和PPARα信号通路,增强了ABCG1和ABCA1的表达。AMPK在调节肝脏能量和脂质代谢中起核心作用。已有研究表明,PPARα的激活与CD36和CPT1一起促进游离脂肪酸(FFA)的氧化,防止脂肪在肝脏中的积累。此外,ABCA1有助于将游离胆固醇结合到载脂蛋白A1(Apo A1)上,形成HDL。同时,ABCG1通过与ABCA1协同作用,将游离胆固醇从外周组织运输到肝脏,通过逆向胆固醇转运(RCT)途径最终转化为胆汁。我们的结果表明,芒果皮提取物治疗可能有助于提高HDL水平,降低极低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)浓度,从而减少组织和血液中的胆固醇积累。碱性磷酸酶(ALP)是评估肝细胞胆小管活性的关键生物标志物。Mistry的研究表明,富含芒果苷和槲皮素等生物活性化合物的芒果皮提取物显著降低了ALP水平,从而有助于减轻肝脏氧化应激。这种肝保护作用也可能与增强肾脏过滤过程有关,表现为尿素和肌酐水平的降低,这可能是由于自由基和炎症损伤的减轻。我们的结果进一步支持了芒果皮提取物在肝脏保护方面的潜力。此外,其肝保护作用可能是通过抑制肝细胞和Kupffer细胞中的应激信号通路来实现的,从而帮助恢复血液中胆汁排泄的平衡。Kabashi的研究发现,较高剂量的芒果皮提取物可以改善肾脏功能,这一发现得到了抗氧化酶SOD活性增强的支持。Ruiz-Canizales的研究表明,较高的SOD活性表明其具有强大的抗氧化和抗炎作用,这是由于抑制了促炎NF-kB信号通路和激活了NLRP3炎性体。我们的研究中发现,特别是在高剂量下,处理组中的丙二醛(MDA)水平升高,这可能与脂肪酸的动员、脂质代谢的增加和HDL水平的升高有关。MDA水平在400 mg/kg剂量下的显著降低可能与多酚和黄酮类化合物的抗氧化活性有关。相反,在800 mg/kg剂量下MDA的轻微增加可能表明存在剂量依赖性的氧化还原反应。在高浓度下,多酚可能表现出促氧化作用,加剧氧化应激和脂质过氧化。这种效应可能是通过减少过渡金属离子来实现的,从而促进Fenton型反应,产生羟基自由基并扰乱细胞氧化还原平衡。肝样本的组织病理学分析显示,特别是在接受较高剂量Chaunsa提取物处理的样本中,窦状血管内出现脂肪变化和轻度血管周围炎症,表现为炎症细胞在中央静脉周围的积聚。这种炎症可能是由内源性防御机制的激活所引起的。Tedesco认为这种反应可能是由于多酚的 hormetic效应,即高浓度的多酚短暂地表现出促氧化作用,激活了身体的自然防御系统,但没有造成组织损伤。结论
本研究强调了来自不同品种和成熟阶段的芒果皮提取物的肝保护潜力,通过大鼠模型中的血液、血清和肝组织进行全面生化分析得到了证实。提取物表现出调节氧化应激和炎症反应的能力,主要是通过激活ARE通路和抑制NF-κB信号通路实现的。肝脏酶水平的显著降低进一步支持了这些机制见解,为其在保护肝脏功能和健康方面的作用提供了有力证据。此外,这项研究强调了通过将芒果皮这一农业副产品转化为高价值功能性成分的可持续废物利用潜力。未来的研究将通过细胞因子分析、溶剂毒性评估和临床验证来扩展这些发现,从而推动其在肝病管理和营养保健品开发中的应用。
**作者贡献声明**
Maria Khan:可视化、数据分析。
Tuba Esatbeyoglu:写作、审稿与编辑、资金申请。
Attiya Arooj:写作、初步草稿编写、可视化、数据分析。
Hassan Raza:可视化、数据分析。
Saeed Akhtar:写作、审稿与编辑、可视化、验证。
Tariq Ismail:写作、审稿与编辑、项目监督、概念构思。
Piero Sestili:写作、审稿与编辑。
Muhammad Qamar:写作、审稿与编辑、可视化、软件应用。
Dur-e-shahwar Sattar:写作、审稿与编辑、验证。
Sabrina D. Zeppa:写作、审稿与编辑。
Afra Samad:可视化、数据分析。
Wisha Saeed:可视化、数据分析。
**数据可用性**
本研究的所有支持数据和发现均包含在手稿中。
**资助**
本文的出版得到了德国汉诺威莱布尼茨大学开放获取基金的资助。