魚油對敗血症小鼠發炎反應及 粒線體酵素活性與形態之影響
李正中 葉松鈴 胡雅梅 邱琬淳 臺北醫學大學保健營養學系
摘要:
本研究探討飲食中添加不同劑量之魚油對敗血症小鼠粒線體 功能及發炎反應之影響。實驗將雄性ICR小鼠分成三組，分 別給予含10 %大豆油的控制組(C)、2.5 %魚油混合7.5 %大豆 油組(LF)及7.5 %魚油混合2.5 %大豆油組(HF)，餵養三週後進 行盲腸結紮穿刺手術(cecal ligation and puncture, CLP)引致敗 血症，並於第0、6、及24小時犧牲動物，取其腹腔沖洗液及 肝臟進行分析。結果顯示於CLP後6小時及24小時HF組其腹腔 沖洗液中tumor nercrosis factor (TNF)-α及prostaglandin (PG) E2皆顯著低於C及LF組。CLP後6小時，HF組肝臟粒線體酵素 NADH cytochrome c reductase (NCCR)、succinate cytochrome c reductase (SCCR)及cytochrome c oxidase (CCO)活性皆顯著高 於C組，並且於CLP後6小時，各組肝臟粒線體形態均有腫大 的現象，且以LF組最為明顯，故推論飲食中含較高比例之魚 油可於敗血症後降低發炎反應並維持肝臟粒線體酵素活性。
材料與方法:
一.實驗設計:
選用五週大之雄性ICR 小鼠為實驗動物，飼養一週適應環境後
，餵予不同飼料進行實驗。實驗分成：10 %大豆油的控制組 (C)、2.5 %魚油混合7.5 %大豆油組(LF)及7.5 %魚油混合2.5 %大 豆油組(HF)，餵養三週後再進行CLP引致敗血，分別於第0、
6、24 小時（n＝10）犧牲，收集腹腔沖洗液及肝臟進行分析。
二.分析項目:
測量腹腔沖洗液中TNF-α及 PGE2的表現量；分離出肝臟粒 線體後，測量粒線體電子傳遞鏈酵素NCCR、SCCR及CCO 活性，並取肝臟切片染色後以穿透式電子顯微鏡觀察粒線體 的形態。
三.統計方法:
使用SAS9.1軟體進行統計分析，以雙因子變異數分析 (two- way ANOVA) 比較組間差異，利用Duncan’s multiple range test進行事後檢定，數據皆以mean ± SEM表示，當P<0.05表 示統計上有顯著的差異。
結果:
圖一、腹腔沖洗液中TNF-α之濃度 數據以Mean± SEM表示(n=10)
*表示在同一時間點比較顯著低於C 組(P<0.05)
†表示在同一組不同時間點顯著較其 他時間點高 (P<0.001)
結論:
給予小鼠高魚油飲食於CLP後6小時及24小時HF組其腹腔沖洗 液中TNF-α及PGE2皆顯著低於C和LF組。CLP後6小時，HF組 肝臟粒線體酵素NCCR、SCCR及CCO活性皆顯著高於C組，故 推論飲食中含較高比例之魚油可於敗血症後降低發炎反應並維 持肝臟粒線體酵素活性。
*同組間與CLP後0小時比較有統計上的差異(P<0.05)
†同時間點與C組比較有統計上的差異(P<0.05)
圖二、腹腔沖洗液中PGE2之濃度 數據以Mean± SEM表示(n=10)
*表示在同一時間點比較顯著低於 C組(P<0.05)
Time after CLP (h)
0 6 24
Y Data
0 20 40 60 80
C LF HF
PGE2(pg/mL) **
*
表一、肝臟中粒線體之酵素活性
圖三、(a)為CLP後C組肝臟粒線體的形態 (b)為CLP第6小時後肝臟粒線體的 形態，箭頭所指為外膜破損、crista較不明顯。
Time after CLP (h)
0 6 24
TNF- (pg/ml)
0 20 40 60 80 100 120 140
C LF HF
TNF-α(pg/mL)
†
*
LF HF
討論:
過去有關n-3 PUFA介入敗血症之研究中，多著重於營養素代謝 及免疫反應調節之影響，並且各研究中所給予之魚油的劑量也 不同，故本研究以不同劑量魚油介入對於敗血症小鼠發炎反應 及粒線體功能之影響。LF組n-3 PUFA約可提供4.3%的熱量來 源，而HF組n-3 PUFA約可提供11.6%的熱量來源，結果顯示HF 組小鼠其第24小時腹腔沖洗液中TNF-α、PGE2皆顯著低於C 組。在人體實驗中也發現給予n-3 PUFA可降低PBMC中TNF- α、IL-1, IL-6, 及 IL-2之濃度(1)，在動物實驗中也發現魚油可 以減少糖尿病合併敗血症小鼠腹腔沖洗液PGE2和TNF-α 含量
(2)。而HF組小鼠其第6小時肝臟粒線體酵素NCCR、SCCR、
CCO皆顯著高於C組，有研究指出在敗血症晚期酵素活性喪 失，可能是因粒線體中活性氧屬(reactive oxygen species, ROS) 、一氧化氮(nitric oxide, NO)過高而抑制其酵素活性(3)， 在動物實驗中也發現小鼠進行CLP後24小時，其橫隔膜粒線體 呼吸鏈中酵素活性均顯著低於控制組，且iNOS活性顯著增加
(4)，而有研究發現長期攝取魚油的小鼠其老化過程中可降低 cyclooxygenase (COX)-2與iNOS的表現(5)，然而魚油可維持敗血 症小鼠肝臟粒線體之酵素活性其詳細機制仍待進一步探討。
參考文獻:
1.Calder PC (1997) n-3 polyunsaturated fatty acids and cytokine production in health and disease. Ann Nutr Metab 41, 203-234.
2. Chiu WC, Hou YC, Yeh CL, Hu YM & Yeh SL (2007) Effect of dietary fish oil supplementation on cellular adhesion molecule expression and tissue myeloperoxidase activity in diabetic mice with sepsis. Br J Nutr 97, 685-691.
3. Levy RJ, Vijayasarathy C, Raj NR, Avadhani NG, Deutschman CS (2004) Competitive and noncompetitive inhibition of myocardial cytochrome C oxidase in sepsis. Shock 21, 110-4.
4.Lopez LC, Escames G, Tapias V, Utrilla P, Leon J, Acuna Castroviejo D (2006) Identification of an inducible nitric oxide synthase in diaphragm mitochondria from septic mice: its relation with mitochondrial dysfunction and prevention by melatonin. Int J Biochem Cell Biol 38, 267-78.
5. Kim YJ, Kim HJ, No JK, Chung HY, Fernandes G (2006) Anti-inflammatory action of dietary fish oil and calorie restriction. Life Sci 78:2523-32.
(a) (b)
