铁是人体必需的微量营养素,其缺乏会导致贫血、口角炎、慢性萎缩性胃炎以及免疫系统紊乱等严重后果。妇女怀孕期间对铁的需求增加,因此孕妇被认为是容易受到缺铁性贫血(iron deficiency anemia, IDA)影响的群体[1]。据世界卫生组织估计,孕妇贫血的患病率约为38%。IDA是孕妇常见的微量营养素缺乏症,其严重后果包括晕厥、早产、胎儿生长受限甚至胎儿死亡等[2]。

口服补铁是妊娠期IDA的有效治疗方法,但铁剂服用中常存在胃肠道不耐受等不良反应,影响治疗效果和患者依从性,因此寻找一种天然的膳食补铁剂十分必要[3]。阿胶是一种药食同源的食材,它是由驴皮经过加工制成的一种中药,有补血、养颜、调经、安胎等功效[4]。我国2018年发布的《缺铁性贫血中医药防治康复一体化专家共识》中将阿胶列为“有利于血液化生的中药或具有现代补铁效果的血肉有情之品”[5]。因此,以阿胶为原料,采用生物酶解技术制成的阿胶低聚肽可同时具有生物活性肽的结构优势和阿胶的营养特性,有较高的蛋白质利用率和低抗原性[6]。本研究旨在通过动物实验建立妊娠期IDA大鼠模型,观察阿胶低聚肽干预对其贫血的改善作用并探讨其机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物与受试物

无特定病原体(specific pathogen free, SPF)级SD大鼠,4周龄健康断乳雌鼠(体重50～60 g)和15周龄雄鼠(体重300～400 g)均购于北京维通利华实验动物技术有限公司[SYXK(京)2016-0011、SCXK(京)2020-0004]。动物饲养于北京大学人民医院动物实验室[SYXK(京)2016-0009],昼夜明暗交替时间12 h/12 h,温度(22±2)℃,相对湿度50%±5%。饲料购自南通特洛菲饲料科技有限公司[苏饲证(2019)06092]。动物喂养及实验严格按照《北京市实验动物管理条例》执行,并经过北京大学人民医院伦理审查委员会审核通过,伦理批准号:2021PHE056。阿胶低聚肽(低聚肽76.92%、多肽21.26%、蛋白质0.15%、氨基酸1.67%)由中科稀珍(北京)健康科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

TEK-II mini全自动三分类血细胞分析仪,江西特康科技有限公司;XH-6080型γ放射免疫计数器,西安核仪器厂;AU5800全自动生化仪,美国贝克曼库尔特公司;MK3全自动酶标分析仪,美国Thermo Fisher公司;Rayto RT-6100酶标分析仪,深圳雷杜生命科学股份有限公司。

1.3 材料与试剂

铁调素、可溶性转铁蛋白受体(soluble transferring receptor, sTfR)、IL-6、IL-22、C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)、酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定试剂盒,南京建成生物工程研究所。

1.4 妊娠期IDA大鼠模型的建立

雌性大鼠经适应性喂养1周后,饲喂低铁饲料,饮用去离子水,自由饮水和摄食,笼具和水瓶等均为塑料或不锈钢材质,实验过程中避免铁接触。4周后,测定大鼠尾血血红蛋白含量,选取血红蛋白<100 g/L 的雌鼠于18∶00与健康成年雄性大鼠以2∶1比例合笼,次日8∶00检查阴栓,查见阴栓之日定为孕0天。

1.5 动物分组与干预

取造模成功的孕鼠36只,按血红蛋白水平和体重随机分为6组:1个模型对照组、1个常规铁剂对照组、3个阿胶低聚肽干预组(低、中、高剂量)、1个联合干预组(常规铁剂+低剂量阿胶低聚肽)。自孕8 d起,以灌胃方式给予干预物,每日1次。模型对照组给予蒸馏水,常规铁剂对照组给予5.43 mg/kg FeSO4(折合元素铁2.00 mg/kg),3个阿胶低聚肽干预组分别给予300、600、1 200 mg/kg阿胶低聚肽,联合干预组给予5.43 mg/kg FeSO4+300 mg/kg阿胶低聚肽。各组孕鼠继续饲喂低铁饲料,饮用去离子水,直至分娩。

1.6 指标检测

1.6.1 一般情况观察

每日观察各组大鼠的一般情况,包括被毛、精神状态、行为表现、活动能力、摄食、牙齿着色及排便情况等。每周检测大鼠体重和摄食量。

1.6.2 血液指标检测

于干预前及干预开始后第10天(即孕18天),采集尾血1 mL,进行以下指标测定:1)血常规指标:使用全自动血球计数仪测定血红蛋白、红细胞计数、平均红细胞体积(mean corpuscular volume, MCV)、平均红细胞血红蛋白含量(mean corpuscular hemoglobin, MCH)和平均红细胞血红蛋白浓度(mean corpuscular hemoglobin concentration, MCHC)等。2)血清铁代谢相关指标:血清铁蛋白采用放免法测定,铁、总铁结合力(total iron blinding capacity, TIBC)采用Ferene法测定,铁调素、sTfR采用ELISA法测定。3)肝功能指标:使用全自动生化仪检测血清丙氨酸氨基转移酶(alanine amino transferase, ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase, AST)。4)肾功能指标:采用全自动生化分析仪检测血清尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、肌酐(serum creatinine, Scr)含量。5)炎症及氧化应激指标:采用ELISA法测定血清中IL-6、IL-22、CRP水平。采用试剂盒检测血清ROS水平。

1.6.3 妊娠结局指标

分娩后,记录大鼠产仔数量、活胎数、死胎数、新生仔鼠体重,并观察仔鼠体型、皮肤颜色、毛发、色泽、行动力等情况,以及母鼠难产情况等。

1.5 统计方法

正态分布数据以“平均值±标准差”表示,非正态分布数据以中位数(四分位间距)[M(Q3-Q1)]表示。采用IBM SPSS 21.0软件进行单因素方差分析或非参数检验,差异显著者进行方差齐性检验,方差齐者以最小显著差异法对各实验组与对照组平均值之间的差异进行分析,对方差不齐者进行适当的变量转换,满足正态性或者方差齐性要求后进行统计。以P<0.05为差异显著性标准。

2 结果与分析

2.1 一般情况

本研究中成功造模并受孕的大鼠共36只。观察期间IDA大鼠较造模前毛色发黄、光泽不好,精神状态稍差,行为活动稍迟钝倦怠,牙齿着色变黄,粪便颜色偏白,其余无明显异常。造模前各组大鼠体重无统计学差异,体重均值为135.2 g,整个观察期间体重变化情况见图1,各时期组间均无统计学差异。实验过程各组间大鼠进食量无显著差异。

2.2 血液指标

2.2.1 血常规指标

血红蛋白是评价贫血改善最直观的指标[7]。造模前各组大鼠血红蛋白水平均在120 g/L以上,各组间无显著差异。在大鼠孕18 d时,各组血红蛋白有明显的统计学差异(图2)。铁剂对照组、联合组以及各剂量阿胶低聚肽干预组大鼠血红蛋白较模型对照组均显著升高,而各干预组之间血红蛋白水平无显著差异。此项结果提示阿胶低聚肽具有一定改善IDA的作用。尽管阿胶低聚肽各组血红蛋白水平在数值上略低于铁剂组和联合组,但统计上无显著差异,提示阿胶低聚肽的干预可以明显改善妊娠期IDA。

大鼠孕18 d时其他血常规指标见表1,可见IDA大鼠MCHC、MCH、MCV水平均偏低。由数据发现,无论是铁剂对照组还是阿胶低聚肽高剂量组,MCH和MCV水平均较模型对照组显著升高。而二者联合组的提升效果高于单纯铁剂干预,这说明阿胶低聚肽也可以与铁剂协同发挥更好的作用效果。

2.2.2 血清铁代谢指标

铁蛋白是反应体内铁储存的指标,低浓度血清铁蛋白对铁缺乏具有高度诊断意义[8]。如表2所示,阿胶低聚肽中剂量组大鼠铁蛋白水平显著高于模型对照组。结果提示阿胶低聚肽的干预可以增加大鼠体内铁储存。不过,铁蛋白还受到感染、炎症等因素的影响。如果存在炎症,即使是正常的铁蛋白浓度也可能隐藏着缺铁状态,因此还需要结合其他指标综合判断[9]。

血清铁指血液游离铁的含量,反映了机体铁的可利用度。TIBC是指血清中转铁蛋白能与铁结合的总量,主要反映转铁蛋白的水平。血清铁和TIBC都是临床上了解铁代谢的常用指标[10]。近年来研究发现,UIBC值在诊断无炎症孕妇的铁储备方面比较准确,有重要的检测意义[11]。本研究发现铁剂组、阿胶低聚肽高剂量组和联合组在上述铁代谢指标中均有不同程度的明显改善,体现阿胶低聚肽单独使用和联合使用均有一定效果,具体见表3。

铁调素是体内铁代谢的中央调节因子,调节铁在体内的储备和分配,其表达受多种刺激的严格调控,如体内铁水平的变化、氧化应激、炎症、缺氧、红细胞生成、性激素等[12]。铁调素在铁代谢中呈负性调节,在缺铁状态下维持较低水平[13]。但发生炎症时,铁调素上升、铁转运蛋白合成减少,从而限制铁进入血浆导致功能性铁缺乏。本研究中未观察到铁调素在各组间有显著差异,可能是由于多种因素相互作用导致了IDA大鼠体内铁调素的紊乱,需要进一步研究。sTfR受感染和炎症的影响较小,是非常灵敏的铁代谢指标,既往研究发现其可以在缺铁早期就表现出特异性升高,提示缺铁症状[14]。各组大鼠血清铁代谢调控指标如表4所示。本研究发现阿胶低聚肽中剂量组、铁剂组及联合组均较模型组有显著降低,提示缺铁得到有效的纠正。

2.2.3 肝功能指标情况

如表5所示,各组大鼠孕18 d时ALT、AST水平均无统计学差异。提示阿胶低聚肽的干预不会造成肝功能异常,对孕鼠是安全的。

2.2.4 肾功能指标情况

如表6所示,各组大鼠在孕18 d时CR、BUN水平无统计学差异。提示阿胶低聚肽的干预不会造成肾功能异常,对孕鼠是安全的。

2.2.5 炎症及氧化应激指标

如表7及表8所示,各组大鼠在孕18 d时炎症相关指标IL-6、IL-22及CRP水平无统计学差异。但仍可见铁剂及阿胶低聚肽干预组大鼠炎症水平有下降趋势。在ROS水平上,铁剂对照组大鼠显著高于模型对照组、阿胶低聚肽中剂量组和联合组。补充铁剂可快速回升血红蛋白含量、铁储备等,但易导致机体铁过载,引起氧化应激损伤,导致ROS显著升高。另一方面,阿胶低聚肽中剂量组和联合组大鼠ROS水平较铁剂对照组显著降低,其数值还低于模型对照组。本研究结果说明阿胶低聚肽的补充可以减轻单纯补充铁剂可能出现的氧化应激损伤。

以前的研究表明,缺铁或铁过载均会增强炎症反应,而炎症反应也会影响铁代谢过程[15]。炎症因子IL-6和IL-22可以通过Stat3与其受体结合以增加铁调素表达[16]。本研究结果由于未观察到IL-6、IL-22水平在各组间的显著差异,所以其对铁调素的影响应相对较小,需要进一步的研究来探索。另有最近研究表明,免疫信号转导分子IL-22被证明可以抑制红细胞的产生从而使小鼠患上贫血症[17]。此结论与本研究结果较为一致,并提示阿胶低聚肽改善贫血的机制可能也与IL-22介导的免疫反应有关。

2.3 妊娠结局情况

各组IDA大鼠孕期增重情况无统计学差异,分娩时未观察到难产情况。铁剂对照组和联合组未发生仔鼠死亡情况,所有仔鼠均存活,皮肤颜色、行动力较好。产仔数、活仔数、死仔数以及仔鼠平均体重如表9所示,联合干预组在平均产仔数(14.5±0.7)个和平均活仔数(14.5±0.7)个上表现最佳,优于模型对照组(7.7±4.7)个和(5.7±6.7)个,但未达到统计学差异。铁剂对照组和阿胶低聚肽低、中剂量组的产仔数与活仔数也显示出优于模型对照组的趋势。

3 结论与讨论

IDA是孕期常见的问题,会增加不良母婴结局的风险,且与后代自闭症、精神分裂症和大脑结构异常有关[18]。传统铁补充剂存在吸收利用率偏低、胃肠道刺激强等问题,因此,开发高效、安全的食源性补铁配料或营养补充剂已成为食品营养与健康领域的研究热点。阿胶是具有广泛药理作用的一种名贵中药材,尤以补血止血著称。从一项人群干预性试验中发现,以阿胶为主要成分的复方胶囊可提升血红蛋白含量、血清铁蛋白含量,有效改善贫血,且对健康无明显危害[19]。

阿胶低聚肽是利用生物酶解技术从阿胶中分离得到的低聚肽混合物,多由3～10个氨基酸组成,相对分子质量<1 000的组分占90%以上。低聚肽具有吸收效率高的优势,并且具有多种活性功能,符合当前食品产业对功能性配料的需求[20]。而阿胶低聚肽对妊娠期IDA的改善作用及其机制尚无研究。本研究通过建立稳定的妊娠期IDA大鼠模型,系统评价了阿胶低聚肽的干预效果。结果发现,阿胶低聚肽与铁剂联用表现出显著的协同增效作用,最佳配比组合为5.43 mg/kg FeSO4+ 300 mg/kg 阿胶低聚肽。该方案不仅能更有效地恢复血红蛋白水平,还提示了一种新的营养干预策略:以低剂量铁结合食源性活性肽,实现多途径改善贫血,有助于降低单一铁剂带来的不良口感与胃肠道反应,提升食品依从性。

实验数据显示,阿胶低聚肽能有效提升血红蛋白,不同程度提升MCH及MCV。在铁代谢方面,大鼠的铁储备(血清铁、铁蛋白)有一定程度的提升,而铁需求指标sTfR则下降。在妊娠结束部分发现联合干预组的产仔数、活仔鼠较其他组高,与GAMBLING等[21]报道的水平相当。这些结果说明阿胶低聚肽可能通过多靶点调节,显著改善了机体的铁储存与利用效率。

首先,促进肠道铁吸收与原位利用。阿胶低聚肽作为小分子肽,可能在肠道内与铁形成更易被肠上皮细胞吸收的肽-铁复合物,通过特定的肽转运途径(如PepT1)直接促进铁的吸收。更重要的是,吸收后的铁可能在小分子肽的“护送”下,更高效地直接进入血液循环并被优先利用,这一“绕行”过程减少了对肝源性铁调素反馈信号的依赖。

其次,优化组织铁储存与动员。血清铁与铁蛋白的同步升高,提示阿胶低聚肽不仅提升了循环铁水平,还可能促进了铁向储存库(如肝脏)的有效沉积。一个功能正常的铁储存库是维持铁代谢长期稳定的基础。同时,阿胶低聚肽或许能通过其他尚未明确的信号通路,温和地促进储存铁的再利用,从而在不剧烈改变全身铁调素水平的情况下,满足红系造血对铁的急切需求。

最后,改善造血微环境。sTfR的显著下降,是骨髓等造血组织铁供应已趋饱和的有力证据。阿胶低聚肽可能通过其抗炎与抗氧化活性,减轻了炎症对红细胞生成的抑制,降低了促红细胞生成素的抗性,从而显著提升了骨髓对现有铁的利用效率,使有限的铁资源能够最大化地用于血红蛋白合成。

综上所述,阿胶低聚肽改善妊娠期IDA的核心机制,可能并非通过调控铁调素来实现,而是通过多靶点的策略:即在肠道层面促进铁的高效吸收,在组织层面优化铁的储存与周转,并在骨髓层面提升铁的利用效率。这一铁调素非依赖的协同作用机制的提出,为理解食源性低聚肽的营养功能开辟了新的视角,也为其作为一种能够精准、高效且稳定地改善铁营养状况的功能性食品配料提供了坚实的理论依据。未来研究可进一步探究其作用机制,并结合食品加工工艺,探索其在固体饮料、营养补充剂或特膳食品等载体中的应用稳定性与功效保持率,推动其在实际食品体系中的转化与应用。

参考文献

[1] 中华医学会血液学分会红细胞疾病(贫血)学组.铁缺乏症和缺铁性贫血诊治和预防的多学科专家共识(2022年版)[J].中华医学杂志, 2022, 102(41):3246-3256.Chinese Society of Hematology, Erythrocytic Diseases (Anemia) Group.Multidisciplinary expert consensus on diagnosis, treatment and prevention of iron deficiency and iron deficiency anemia (2022 edition) [J].National Medical Journal of China, 2022, 102(41):3246-3256.

[2] KAMLUNGKUEA T, KAEWCHUNG C, SUBLON N, et al.Pregnancy outcomes among women with treated iron deficiency Anemia:A retrospective cohort study[J].Nutrients, 2025, 17(19):3168.

[3] IGBINOSA I, BERUBE C, LYELL D J.Iron deficiency anemia in pregnancy[J].Current Opinion in Obstetrics &Gynecology, 2022, 34(2):69-76.

[4] SHI W B, WANG Z X, LIU H B, et al.Study on the mechanism of Fufang E’jiao Jiang on precancerous lesions of gastric cancer based on network pharmacology and metabolomics[J].Journal of Ethnopharmacology, 2023, 304:116030.

[5] 郎海燕, 陈信义, 杨文华.缺铁性贫血中医药防治康复一体化专家共识[J].中华中医药杂志, 2018, 33(8):3487-3492.LANG H Y, CHEN X Y, YANG W H.Expert consensus on the integration of TCM prevention and treatment for iron deficiency Anemia[J].China Journal of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy, 2018, 33(8):3487-3492.

[6] 王莹雪, 樊雨梅, 廖峰, 等.阿胶活性肽的结构鉴定及活性筛选[J].食品科学, 2022, 43(10):207-213.WANG Y X, FAN Y M, LIAO F, et al.Structure identification and activity screening of active peptides in Colla corii asini(Ejiao)[J].Food Science, 2022, 43(10):207-213.

[7] ITO T, NOCHIOKA K, NODA T, et al.New-onset anemia and its association with ventricular arrhythmias and sudden cardiac death in patients with heart failure with preserved ejection fraction[J].International Journal of Cardiology.Heart &Vasculature, 2025, 61:101812.

[8] GEORGIEFF M K.Iron deficiency in pregnancy[J].American Journal of Obstetrics and Gynecology, 2020, 223(4):516-524.

[9] GARCIA-CASAL M N, PASRICHA S R, MARTINEZ R X, et al.Serum or plasma ferritin concentration as an index of iron deficiency and overload[J].The Cochrane Database of Systematic Reviews, 2021, 5(5):CD011817.

[10] CHEN Y, WAN J, XIA H D, et al.Total iron binding capacity (TIBC) is a potential biomarker of left ventricular remodelling for patients with iron deficiency anaemia[J].BMC Cardiovascular Disorders, 2020, 20(1):4.

[11] ÅSBERG A, THORSTENSEN K, HOV G G, et al.Diagnosing empty iron stores in women:Unbound iron binding capacity (UIBC) versus soluble transferrin receptor (sTFR)[J].Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 2021, 81(2):137-141.

[12] FROST J N, WIDEMAN S K, PRESTON A E, et al.Plasma iron controls neutrophil production and function[J].Science Advances, 2022, 8(40):eabq5384.

[13] PAGANI A, NAI A, CORNA G, et al.Low hepcidin accounts for the proinflammatory status associated with iron deficiency[J].Blood, 2011, 118(3):736-746.

[14] KANG M, KWON S, LEE W, et al.Soluble transferrin receptor can predict all-cause mortality regardless of anaemia and iron storage status[J].Scientific Reports, 2022, 12:11911.

[15] SATO K, INOUE S, IGARASHI A, et al.Effect of iron deficiency on a murine model of smoke-induced emphysema[J].American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 2020, 62(5):588-597.

[16] WANG J X, SUN Q H, WANG G W, et al.The effects of blunt snout bream (Megalobrama amblycephala) IL-6 trans-signaling on immunity and iron metabolism via JAK/STAT3 pathway[J].Developmental and Comparative Immunology, 2022, 131:104372.

[17] RAUNDHAL M, GHOSH S, MYERS S A, et al.Blockade of IL-22 signaling reverses erythroid dysfunction in stress-induced anemias[J].Nature Immunology, 2021, 22(4):520-529.

[18] RU Y, PRESSMAN E K, COOPER E M, et al.Iron deficiency and anemia are prevalent in women with multiple gestations[J].The American Journal of Clinical Nutrition, 2016, 104(4):1052-1060.

[19] 尹晓晨, 龙晓蕾, 李理, 等.某复方软胶囊对缺铁性贫血改善效果[J].中国公共卫生, 2019, 35(11):1520-1523.YIN X C, LONG X L, LI L, et al.Improvement effect of a compound soft capsule on iron deficiency anemia in community patients[J].Chinese Journal of Public Health, 2019, 35(11):1520-1523.

[20] 李勇. 肽临床营养学 [M].北京:北京大学医学出版社, 2012.LI Y.Peptide Clinical Nutrition [M].Beijing:Peking University Medical Press, 2012.

[21] GAMBLING L, CHARANIA Z, HANNAH L, et al.Effect of iron deficiency on placental cytokine expression and fetal growth in the pregnant rat[J].Biology of Reproduction, 2002, 66(2):516-523.

Ameliorative effect of donkey-hide gelatin oligopeptides on iron deficiency anemia in pregnant rats and its mechanism

LIU Xinran1,LIU Peng1,GUO Qianying1,FAN Rui2,LI Yong2,LI Di1*

1(Department of Clinical Nutrition, Peking University People’s Hospital, Beijing 100044, China)

2(School of Public Health, Peking University, Beijing 100191,China)

ABSTRACT Iron deficiency anemia (IDA) is a prevalent complication during pregnancy, posing significant risks to maternal and fetal health.This study established a rat model of gestational IDA and investigated the therapeutic effects and underlying mechanisms of donkey-hide gelatin oligopeptides (DGOP).A low-iron diet successfully induced gestational IDA in rats.The animals were divided into six groups:model control, conventional iron supplement control, three DGOP intervention groups (low, medium, and high doses), and one combination group (conventional iron plus low-dose DGOP).Comprehensive measurements included blood routine parameters, serum iron metabolism markers, trace element levels, liver and kidney function, inflammatory and oxidative stress indicators, and pregnancy outcomes.Results demonstrated that DGOP interventions, particularly at medium and high doses, and the combination treatment significantly increased hemoglobin levels and improved anemia.These treatments also regulated key iron metabolism indicators and reduced pro-inflammatory cytokine levels.The study observed no significant effects on liver or kidney function or oxidative stress markers.DGOP exhibits significant efficacy in ameliorating gestational IDA, with its mechanism related to improved iron metabolism and reduced inflammation.These findings identify 300 mg/kg donkey-hide gelatin oligopeptides combined with 5.43 mg/kg ferrous sulfate as the optimal dosage for treating gestational iron deficiency anemia.The study supports donkey-hide gelatin oligopeptides’ potential as a dietary intervention for managing IDA during pregnancy.

Key words donkey-hide gelatin oligopeptides;iron deficiency anemia in pregnancy;hepcidin

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.044847

引用格式：刘欣然,柳鹏,郭倩颖,等.阿胶低聚肽对大鼠妊娠期缺铁性贫血的改善作用[J].食品与发酵工业,2026,52(9):38-43.LIU Xinran,LIU Peng,GUO Qianying, et al.Ameliorative effect of donkey-hide gelatin oligopeptides on iron deficiency anemia in pregnant rats and its mechanism[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(9):38-43.

第一作者：博士,主管技师(李迪主管技师为通信作者,E-mail:lidiyy@126.com)

基金项目：北大医学交叉研究种子基金项目(BMU2021MX010);北京大学人民医院研究与发展基金项目(RDY2021-07)

收稿日期：2025-10-16,改回日期：2025-12-10