羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用在制备缓解脑疲劳的保健食品和药物中的应用

文档序号:865906 发布日期:2021-03-19 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用在制备缓解脑疲劳的保健食品和药物中的应用 (Application of joint use of hydroxytyrosol acetate and beta-hydroxybutyric acid ethyl ester in preparation of health-care food and medicine for relieving brain fatigue ) 是由 龙建纲 胡亚冲 王永耀 王珍 张豫霞 成俊宏 袁小锋 刘健康 于 2019-09-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用在制备缓解脑疲劳的保健食品和药物中的应用,本发明通过大鼠水迷宫实验和旷场实验验证了羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用对于脑疲劳学习记忆的改善以及脑疲劳躁狂情绪的改善具有显著作用。(The invention discloses application of joint use of hydroxytyrosol acetate and beta-hydroxybutyric acid ethyl ester in preparation of health-care food and medicines for relieving brain fatigue.)

羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用在制备缓解脑疲 劳的保健食品和药物中的应用

技术领域

本发明属于生物学和医药学技术领域,涉及一种羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用在制备缓解脑疲劳的保健食品和药物中的应用。

背景技术

在生活方式日趋忙碌的现代社会中,越来越多的人经受长时间高强度连续作业,或在高应激环境下工作等导致脑疲劳。脑疲劳可损害记忆获得和巩固、导致注意力和警觉力下降,并引发躁狂、抑郁等精神症状。有研究表明,睡眠会调节大脑在存储记忆期间的神经元功能,而睡眠剥夺会对人和动物的机体各项功能,尤其是认知、记忆、情绪等方面产生显著的负面影响,采用睡眠剥夺方法建立脑疲劳模型是用于研究脑疲劳的经典动物模型。

经研究发现羟基酪醇(HT),分子式为C8H10O3,相对分子量为质量154.16,是一种非常有效的线粒体营养素,具有抗炎,抗氧化,延缓神经退行性疾病的作用。HT一方面含有丰富的羟基基团,具有一定的还原性,可以与细胞内的过量自由基反应,改善氧化应激带来的DNA损伤,从而达到改善线粒体的功能的效果;另一方面HT还可以激活线粒体的生物合成,通过增加健康线粒体数量来降低损伤线粒体的比例,保障细胞的生理功能。有研究表明,HT对运动疲劳导致的线粒体氧化损伤有保护作用。目前尚无该药物相关的脑疲劳研究报道。

β羟丁酸(β-HB)是酮体的一种,分子式为C4H8O3,相对分子量为104,是酮体的主要成分。当糖供应不足时,肝脏生成大量酮体向外周组织供能,而β-HB占酮体体内总含量的70%左右,因此β-HB通常被认为是肝脏向外周组织输出的主要供能物质。除供能外,β-HB还可作为内源性生物活性小分子,对神经、心血管等组织器官起到重要的保护作用。因此,β-HB可作为用于外源补充的重要供能物质。目前尚无该药物相关的脑疲劳研究报道。

羟基酪醇的酯化形式羟基酪醇醋酸酯(HTac),分子式为C10H12O4,分子量为196.2。β-羟丁酸的酯化形式β-羟丁酸乙酯(HBET),分子式为C6H12O3,分子量为132。目前尚无该药物相关的脑疲劳研究报道。申请人研究发现,这两种酯化形式的化合物在实际给动物的灌胃实验中效果更为显著。申请人进一步发现,二者联合使用具有协同效应,能够改善脑疲劳,具体体现在对学习记忆能力及躁狂症状的改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种羟基酪醇及其衍生的各种酯类化合物、β羟丁酸及其衍生的各种酯类化合物或羟基酪醇醋酸酯(HTac)和β羟丁酸乙酯(HBET)的联合使用在制备缓解脑疲劳、改善学习记忆能力、改善脑疲劳相关的躁狂与抑郁情绪的保健食品和药物中的应用。

为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:

一种羟基酪醇及其衍生的各种酯类化合物在制备缓解脑疲劳、改善学习记忆能力及躁狂症状的保健食品和药物中的应用。羟基酪醇及其衍生的各种酯类化合物对脑疲劳有显著的改善效应,能够有效提升学习记忆能力,缓解躁狂。

一种β羟丁酸及其衍生的各种酯类化合物在制备缓解脑疲劳、改善学习记忆能力及躁狂症状的保健食品和药物中的应用。β羟丁酸及其衍生的各种酯类化合物对脑疲劳有显著的改善效应,能够有效提升学习记忆能力,缓解躁狂。

羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯的联合使用在制备缓解脑疲劳、改善学习记忆能力及躁狂症状的保健食品和药物中的应用。β羟丁酸乙酯与羟基酪醇醋酸酯联合使用对脑疲劳有显著的改善效应,能够有效提升学习记忆能力,缓解躁狂。

一种缓解脑疲劳、改善学习记忆能力及躁狂症状的保健食品或药物组合物,所述保健食品或药物组合物包括羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯。

进一步地,成人有效摄入浓度为羟基酪醇醋酸酯5.6毫克每天每公斤体重,β羟丁酸乙酯3.8毫克每天每公斤体重。(大鼠与人用药量换算比为1:0.16)

本发明的有益效果在于:

(1)首次发现羟基酪醇及其衍生的各种酯类化合物、β羟丁酸及其衍生的各种酯类化合物或羟基酪醇醋酸酯(HTac)和β羟丁酸乙酯(HBET)的联合使用可以缓解脑疲劳、改善学习记忆能力、改善脑疲劳相关的躁狂与抑郁情绪;

(2)羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯联合使用在有效改善脑疲劳带来的学习记忆能力减退上具有协同效应,同时能够有效改善脑疲劳带来的躁狂情绪;

(3)羟基酪醇醋酸酯的主要代谢产物羟基酪醇同时也是多巴胺循环的代谢物,β羟丁酸乙酯的主要代谢产物β羟丁酸是酮体代谢的产物之一,两种物质均具备良好的生物适应性。

附图说明

图1是羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯分别使用和联合使用对学习记忆能力的改善作用图,其中横坐标为摄入药物的分组,纵坐标为大鼠的水迷宫检查试验平台所在象限游动路程比;

图2是羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯分别使用和联合使用对学习记忆能力的改善作用图,其中横坐标为摄入药物的分组,纵坐标为大鼠的水迷宫检查试验平台所在象限游动时间比;

图3是羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯分别使用和联合使用对躁狂情绪的改善作用图,其中横坐标为摄入药物的分组,纵坐标为大鼠的运动速度;

图4是羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯分别使用和联合使用对躁狂情绪的改善作用图,其中横坐标为摄入药物的分组,纵坐标为大鼠的运动次数。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案做进一步说明,但应该理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

1.实验材料

羟基酪醇醋酸酯从美国Santa公司购买,CAS号69039-02-7;β羟丁酸乙酯从美国阿拉丁公司购买,CAS号24915-95-5。

2.实验动物饲养及模型建立

本实验选用8周龄250g的成年雄性SD大鼠,从上海海军军医大学动物中心购买。大鼠饲养在可控温度(22℃到28℃)和湿度(60%)的动物房内,房间的灯光维持在12小时白天、12小时黑夜的循环中,在实验进行中大鼠能够自由进食和进水。本实验采用睡眠剥夺方法建立大鼠脑疲劳模型。实验大鼠一共分为五组,每组10只。五组分别为:(1)正常饲养组同时每天灌胃生理盐水(以下简称对照组);(2)用睡眠剥夺法建立的脑疲劳模型同时每天灌胃生理盐水(以下简称脑疲劳组)(3)脑疲劳同时每天灌胃35mg/kg的羟基酪醇醋酸酯(以下简称HTac组,如下表所示);(4)脑疲劳同时每天灌胃23.6mg/kg的β羟丁酸乙酯(以下简称HBET组,如下表所示);(5)脑疲劳同时每天灌胃35mg/kg的羟基酪醇醋酸酯和23.6mg/kg的β羟丁酸乙酯(以下简称联用组,如下表所示)。

动物在动物房预适应一周,预适应期间灌胃法给予药物干预一周,然后在水迷宫实验的获得性训练第二天,开始对除对照组外的大鼠进行小站台水环境法睡眠剥夺,造成脑疲劳应激模型。剥夺装置主要由剥夺箱和站台两个部分组成。箱内盛水,站台大小仅能供大鼠后腿站立,站台与箱底连接,周围注水,站台高出水面,动物放在站台上后,由于动物睡眠状态时肌张力降低,重心前移使其掉入水中而惊醒,为避免掉入水中,动物必须保持轻微抓住站台边沿的状态,从而通过剥夺睡眠造成大鼠脑疲劳的目的。

3.实验方法

1)水迷宫实验

水迷宫装置描述:水迷宫由一个直径120cm,高50cm的大型圆形黑色水池组成的,在计算机的监视屏上被分成四个大小相等的象限。加入自来水至30cm深度。将水迷宫放置在150lx均匀亮度、室温26℃±2℃的实验室中,并包含各种明显的视觉线索(A4纸大小的黑色几何图形即可)。将直径12cm的逃生平台置于第四象限中部水下,调节平台台面距离水面2cm。水中加入无毒无味黑色染料并混匀,确保水面游泳的大鼠看不到平台。每天换一次水。水温稳定26℃±2℃。

水迷宫实验的获得性训练:动物在动物房预适应一周后的第一天对大鼠进行水迷宫实验的获得性训练,第二天继续对大鼠进行水迷宫实验的获得性训练,然后进行睡眠剥夺,第三天对正在进行睡眠剥夺的大鼠进行水迷宫获得性训练,然后进行睡眠剥夺,第四天对正在进行睡眠剥夺的大鼠进行水迷宫获得性训练,然后进行睡眠剥夺,第五天对正在进行睡眠剥夺的大鼠进行水迷宫探索实验和旷场实验。训练期间持续给予药物干预。

获得性训练操作方法:训练试验中,每天每只大鼠均需要在一、二、三象限接受训练,训练顺序见下表。对每个象限试验开始时,将动物放入水中,使其面向池壁的一侧。一旦动物在水中,允许120s定位逃生平台;如果超过120s未找到,则实验者轻轻地将动物引导至平台。一旦动物登上平台,它允许休息10s(如果不足10s需要再次引导),观察平台上的空间线索。使用视频跟踪系统记录动物发现隐藏平台之前所经过的时间和行进距离。之后,将动物从水迷宫中移出,在大鼠第一个象限的训练完成之后,将动物换一个象限释放,期间保证每只大鼠有五分钟以上的休息时间恢复体温和体力。四天的训练过程中,应保证每天的入水象限得顺序是随机的。

大鼠定位航行试验放置象限顺序

水迷宫探索实验:三天的睡眠剥夺处理结束后,立即对大鼠进行水迷宫探索实验,拿走平台,从第四象限放入大鼠,录像观测大鼠120s游过第四象限的路程和时间。期间,由于大鼠避水求生的本能,大鼠会根据自己在获得性实验中的记忆寻找逃生平台,获得性训练中逃生平台放置于第四象限中间位置。

评价指标:大鼠在第四象限游动的时间和路程的比例。该比例越高,说明大鼠的学习和记忆能力越好。

2)旷场实验

实验装置:旷场实验是评价大鼠情绪经典行为学实验。它的原理基于啮齿类动物有畏惧空旷场地的天性,因此自发活动具有趋避性。其趋避行为的异常,可以指征大鼠情绪的异常。旷场实验装置主要是由黑色PVC材料旷场箱以及视频追踪装置两部分组成,旷场箱的长宽均为80cm,高50cm,距离箱底1.5m悬挂有视频追踪装置。大鼠在旷场箱内可以充分自由活动,视频追踪装置正对旷场箱,用于记录大鼠的活动情况。

评价指标:移动速度,移动次数。情绪躁狂是脑疲劳的一种表现形式,与对照大鼠相比,实验脑疲劳大鼠会表现出异常兴奋,在旷场中的移动速度会变快,移动次数降低(停止运动的倾向变低)。

3)统计分析

结果以Mean±S.E.M形式表示,其中空白组数据为15只大鼠的统计结果,其他5组数据为10只大鼠的统计学结果,统计过程中以百分之99.9的置信区间剔除了个别不合理行为学数据;数据分析使用One Way-ANOVA分析方法,显著统计学意义为*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p<0.0001。

实施例一

羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯联合使用对脑疲劳大鼠学习记忆的改善作用。

采用水迷宫实验的方法,检测联合用药对大鼠脑疲劳模型学习记忆能力的改善。水迷宫检查实验各项指标,从不同角度说明了睡眠剥夺引起的脑疲劳对大鼠学习记忆能力带来的影响和药物的改善效应。在水迷宫训练实验的过程中,平台被放置在了水迷宫的第四象限的水下,大鼠经过四天的学习后,拿走水下平台,将大鼠放入水池一段时间。大鼠在第四象限停留的时间和路程的比例越高,说明大鼠的学习和记忆能力越好。图1和图2分别显示了对照组、脑疲劳组、HTac组、HBET组和联用组的大鼠,在水迷宫检查试验中,在训练时平台所在象限(即第四象限)中,停留的时间比和游动的路程比。结果显示,在第四象限停留时间指标上,脑疲劳组相于对照组存在显著性差异;联用组与脑疲劳组存在显著性差异。在第四象限游动距离指标上,脑疲劳组相于对照组存在显著性差异;联用组与脑疲劳组存在显著性差异。脑疲劳模型组相对于对照组学习记忆能力有显著下降,羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯两种药物的单独使用对脑疲劳模型大鼠的学习记忆能力改善不显著,而联合用药后,脑疲劳模型大鼠的学习记忆能力有了显著改善。

实施例二

羟基酪醇醋酸酯和β羟丁酸乙酯联合使用对脑疲劳大鼠躁狂情绪的改善作用。

采用旷场实验的方法,检测联合用药对脑疲劳模型大鼠躁狂情绪的改善。躁狂情绪之后往往伴随不同程度的抑郁情绪,药物改善了脑疲劳带来的躁狂情绪,证明药物具有改善脑疲劳导致的抑郁情绪的潜力。旷场实验各项指标,从不同角度说明了脑疲劳对大鼠躁狂带来的影响和药物的改善效应。大鼠在一定面积的正方形旷场中自由活动一段时间,其中的一些行为学指标可以直观的反应大鼠的情绪。图3和图4显示了对照组、脑疲劳组、HTac组、HBET组和联用组的大鼠,在旷场实验中的平均运动速度和移动次数。情绪躁狂的大鼠一定时间内在旷场中的移动会越快,停止运动的倾向越小,故而总移动次数相应减少。结果显示,在平均运动速度指标上,脑疲劳组相对于对照组存在显著性差异;HTac组、HBET组和联用组与脑疲劳组相比均有显著性差异。在移动次数指标上,脑疲劳组相于对照组存在显著性差异;HTac组和联用组与脑疲劳组相比均有显著性差异。睡眠剥夺导致的脑疲劳会使大鼠的躁狂情绪显著强于对照组,两种药物单独使用和联合用药后,大鼠的躁狂情绪均有不同程度上的显著改善。

以上所述仅为本发明的具体实施方式,不是全部的实施方式,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。

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