番茄紅素對高脂血癥大鼠主動脈的保護作用

黃益德胡敏予

(中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所人事教育處，福建廈門361021)

摘要〔〕目的研究番茄紅素對高脂血癥大鼠主動脈的保護作用。方法64只SD成年雄性大鼠按體重和總膽固醇(TC)水平隨機分為對照組、模型組、氟伐他汀鈉 10 mg·kg-1·d-1、番茄紅素4.4、11、22、44、110 mg·kg-1·d-1共8個劑量組；對照組喂基礎(chǔ)飼料，其余飼高脂飼料；第2、3周，對照組和模型組行1%羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)灌胃，其余以1%CMC-Na為溶劑按確定劑量灌胃。實驗期間，采尾血檢測TC、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，并計算動脈硬化指數(shù)(AI)及血漿致動脈硬化指數(shù)(AIP)。光鏡下觀察主動脈弓病理變化，并以番茄紅素各劑量組血液各項指標(biāo)與模型組差值的絕對數(shù)進行曲線擬合分析。結(jié)果與模型組相比，各干預(yù)組血清TC、TG、LDL-C、MDA、AI、AIP降低，SOD活性增強；主動脈弓管壁泡沫細(xì)胞堆積減輕；番茄紅素44 mg·kg-1·d-1組大鼠血清LDL-C、MDA分別為(0.73±0.04)mmol/L、(3.14±0.06)nmol/ml，改善程度強于氟伐他汀鈉組。經(jīng)曲線擬合得到5個曲線方程。結(jié)論番茄紅素可降低高脂血癥大鼠血脂，提高機體抗氧化能力，減輕主動脈病變，劑量為44 mg·kg-1·d-1時其作用強于氟伐他汀鈉；采用擬合曲線方程可初步了解在4.4～110 mg·kg-1·d-1劑量范圍的番茄紅素對高脂血癥大鼠血液各指標(biāo)改變均有影響。

關(guān)鍵詞〔〕番茄紅素；高脂血癥；主動脈；擬合曲線

中圖分類號〔〕R589〔文獻標(biāo)識碼〕A〔

基金項目：湖南省科技計劃項目(2009FJ3179)

通訊作者：胡敏予(1958-)，女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事營養(yǎng)與慢性病的預(yù)防研究。

第一作者：黃益德(1984-)，男，公衛(wèi)醫(yī)師，碩士，主要從事營養(yǎng)與慢性病的預(yù)防研究。

高脂血癥是動脈粥樣硬化(AS)主要的獨立的危險因素〔1～3〕。番茄紅素是具有多種重要生物活性的類胡蘿卜素，能淬滅單線態(tài)氧、清除自由基、阻斷脂質(zhì)過氧化、抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞分化，增強免疫力、誘導(dǎo)細(xì)胞間隙通訊等〔4〕。本研究參照Deepa等〔5〕快速建模方法構(gòu)建高脂血癥大鼠模型，再給予不同劑量番茄紅素灌胃，了解番茄紅素對血脂變化的影響及其對主動脈的保護作用。

1材料與方法

1.2主要試劑及方法總膽固醇(TC)采用CHOD-PAP法，甘油三酯(TG)采用GPO-PAP法，高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)采用PTA-Mg2+法和Friedewald公式，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)采用聚乙烯硫酸(PVS)沉淀法，試劑盒由北京中生生物工程高技術(shù)公司生產(chǎn)。超氧化物歧化酶(SOD)采用黃嘌呤氧化酶法，丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸法，試劑盒由南京建成生物工程研究所生產(chǎn)。番茄紅素(純度為90%)，由華北制藥有限公司生產(chǎn)；氟伐他汀鈉，由諾華制藥有限公司生產(chǎn)。

1.3實驗方法純種健康SD雄性大鼠64只，體重(196.41±8.29)g。適應(yīng)性飼養(yǎng)1 w，禁食不禁水12 h后稱重，取尾血檢測TC，根據(jù)TC水平及體重隨機分為A～H共8組，每組8只：對照組(A)、模型組(B)、氟伐他汀鈉10 mg·kg-1·d-1劑量組(C)、番茄紅素4.4、11、22、44、110 mg·kg-1·d-15個劑量組(D～H)。實驗期間，對照組飼基礎(chǔ)飼料，其他各組飼高脂飼料；造模1 w后，A組和B組給予1%CMC-Na，其余各組以1% CMC-Na為溶劑配置相應(yīng)劑量溶液，灌胃量均為1 ml/d。每2只大鼠一籠飼養(yǎng)，自由飲水，溫度、濕度分別控制在(25±2)℃、60%～70%。實驗每周周末，大鼠禁食12 h取尾血檢測血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、SOD、MDA水平，并計算動脈硬化指數(shù)(AI)〔6，7〕=(TC-HDL-C)/HDL-C及血漿致動脈硬化指數(shù)(AIP)〔8，9〕= Log (TG/HDL-C)。實驗結(jié)束，取主動脈弓起始段石蠟包埋，HE染色，200倍光鏡下觀察病理切片。

1.4質(zhì)量控制實驗中所有玻璃器材經(jīng)硫酸重鉻酸鉀溶液浸泡24 h后，用去離子水沖洗干凈，再用雙蒸水潤洗3次，烤干備用。番茄紅素現(xiàn)用現(xiàn)配〔10〕。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS18.0軟件進行方差分析LSD-t檢驗，相關(guān)分析應(yīng)用Pearson Collection表示。以各項指標(biāo)與模型組差值的絕對數(shù)進行曲線擬合分析。

2結(jié)果

2.1大鼠血脂、SOD、MDA檢測結(jié)果與模型相比較，各干預(yù)組血清TC、TG、LDL-C、MDA降低，SOD活性增強(P<0.05)，見表1。

2.2各組大鼠AI、AIP比較與模型組大鼠的AI、AIP比較，各組大鼠的AI、AIP均有明顯改變，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

通過研究俄羅斯秋明Сг—6井下套管技術(shù)我們不難發(fā)現(xiàn)，要想取得超深井大尺寸套管一次性下套管成功，需要做到以下三點：第一，良好的井眼準(zhǔn)備是最重要的前提條件。第二，為了應(yīng)對大噸位的套管下入，應(yīng)采用足夠安全的鉆井設(shè)備和套管下入工具。第三，嚴(yán)格制定下套管操作規(guī)程，采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，?yán)防套管遇阻及其他事故的發(fā)生。

2.3主動脈病理形態(tài)學(xué)觀察A組血管壁光滑完整，內(nèi)、中、外膜結(jié)構(gòu)正常，層次清晰；B組管腔不規(guī)則，內(nèi)膜明顯增厚，管壁可見彌漫性隆起，內(nèi)膜和內(nèi)膜下有大量泡沫細(xì)胞堆積，部分已達到中膜層，中膜淺層結(jié)構(gòu)紊亂；C組內(nèi)膜較完整，泡沫細(xì)胞基本消失，未見纖維組織增生，較B組病理改變減輕；D組管腔不規(guī)則，內(nèi)膜明顯增厚，管壁可見彌漫性隆起，內(nèi)膜和內(nèi)膜下有大量泡沫細(xì)胞堆積，中膜淺層結(jié)構(gòu)紊亂，與B組類似；E組部分內(nèi)膜殘存大量泡沫細(xì)胞，較B組泡沫細(xì)胞減少，病理改變減輕，但比C組嚴(yán)重；F組內(nèi)膜殘存少量泡沫細(xì)胞，較B組泡沫細(xì)胞明顯減少，病理改變減輕，但比C組嚴(yán)重；G組內(nèi)膜較完整，殘存少量泡沫細(xì)胞，未見纖維組織增生，較B組泡沫細(xì)胞減少，病理改變減輕，與C組接近；H組大部分內(nèi)膜完整，部分內(nèi)膜殘存少量泡沫細(xì)胞，未見纖維組織增生，較B組泡沫細(xì)胞減少，病理改變減輕，與C組接近。見圖1。

表1　各時間點各組大鼠血脂、SOD、MDA檢測結(jié)果

與B組同時點比較：1)P<0.05;與C組同時點比較：2)P<0.05，下表同

表2　各組大鼠AI、AIP計算結(jié)果

2.4血液檢測指標(biāo)曲線擬合結(jié)果為探索不同劑量番茄紅素對高脂血癥大鼠血液各指標(biāo)變量的影響，以番茄紅素劑量為自變量，血液各指標(biāo)差(︱模型組均值-番茄紅素劑量組值︱)為應(yīng)變量進行曲線擬合，可得Ⅰ～Ⅴ系列曲線和預(yù)測方程。通過曲線擬合，所得曲線方程的決定系數(shù)R2均比較理想(P=0.000)。見圖2。

圖1實驗?zāi)└鹘M大鼠主動脈病理切片結(jié)果(HE，×200)

圖2番茄紅素對高脂血癥大鼠血脂各指標(biāo)變化的擬合曲線

3討論

高脂血癥可引起AS，最終導(dǎo)致冠心病、心肌梗死、心臟猝死等嚴(yán)重后果〔11〕。番茄紅素是天然類胡蘿卜素，具有較強的抗氧化能力，可以調(diào)節(jié)血脂〔12〕。有研究表明經(jīng)常使用富含番茄紅素的食物可以降低心血管疾病的發(fā)病率〔13〕。

本研究參考Deepa等〔5〕造模方法飼養(yǎng)1 w，大鼠血清TC，TG和LDL-C含量分別約為正常組的5、2和4倍，高脂血癥造模成功。實驗結(jié)束，高脂血癥大鼠血清TC、TG、LDL-C、MDA含量明顯高于其余各組，HDL-C含量、SOD活性明顯低于其余各組，AI和AIP明顯高于其余各組，其中TC、TG、LDL-C、MDA、HDL-C、SOD分別為正常組的14.82倍、5.43倍、6.70倍、3.08倍、33.97%、31.95%。主動脈管腔不規(guī)則，內(nèi)膜明顯增厚，在內(nèi)膜和內(nèi)膜下有大量泡沫細(xì)胞堆積。

本實驗結(jié)果顯示，番茄紅素和氟伐他汀鈉對大鼠血清HDL-C沒有影響；番茄紅素降低大鼠血清TC、TG、LDL-C、MDA水平，增強血清SOD活性，且隨時間增長作用增強，作用效果接近于氟伐他汀鈉，其中44 mg·kg-1·d-1劑量組對LDL-C和MDA的降低效果優(yōu)于氟伐他汀鈉組。考慮番茄紅素除了具有與氟伐他汀鈉類似的作用，還可能通過其他途徑有效降低LDL-C，番茄紅素劑量為44 mg·kg-1·d-1時降低血清MDA水平的能力可能強于氟伐他汀鈉，從而更有效地降低LDL-C水平?？赡苁欠鸭t素在體內(nèi)的抗氧化作用激活內(nèi)源性抗氧化酶體系的活性〔14，15〕，增強體內(nèi)SOD的活性，減少氧自由基，阻止血液TC、TG、LDL-C脂質(zhì)過氧化，減少脂質(zhì)過氧化物MDA的生成，進而發(fā)揮抗氧化作用降低LDL-C含量，最終保護血管。

自20世紀(jì)90年代， AI〔6，7〕廣泛應(yīng)用于評價機體動脈粥樣硬化危險程度分析。Dobiásová〔9〕研究發(fā)現(xiàn)AIP與LDL-C顆粒直徑具有很好的相關(guān)性(r=-0.776)，認(rèn)為可以作為LDL-C顆粒直徑的一個間接指標(biāo)，并推薦將該指標(biāo)用于預(yù)測AS等心血管疾病。也有流行病學(xué)研究〔16〕提示，AIP<0.11為低風(fēng)險，AIP為0.11～0.21為中等風(fēng)險，AIP>0.21為高風(fēng)險。參照這一標(biāo)準(zhǔn)，高脂血癥組、番茄紅素低劑量組4.4和11 mg·kg-1·d-1具有致AS的高風(fēng)險，而氟伐他汀鈉、番茄紅素22和44 mg·kg-1·d-1劑量均使致AS的風(fēng)險下降。番茄紅素可降低高脂血癥大鼠AS等心血管疾病的危險，減緩主動脈弓管壁增生和管腔增厚，避免泡沫細(xì)胞的生成，考慮番茄紅素除具有與氟伐他汀鈉類似的抑制細(xì)胞HMG-CoA還原酶作用〔17〕外，還可提高機體抗氧化能力，達到有效保護主動脈的作用。

曲線擬合常用于醫(yī)學(xué)或生物學(xué)研究中，利用得到的曲線回歸方程可用自變量X定量地預(yù)測相應(yīng)因變量Y。綜合本次實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用曲線擬合探求番茄紅素對高脂血癥模型大鼠血液各指標(biāo)水平的改善情況，所得擬合圖和預(yù)測方程可以初步了解在4.4～110 mg·kg-1·d-1劑量范圍，不同劑量番茄紅素對高脂血癥大鼠血液各指標(biāo)變量的影響水平，為下一步實驗研究提供科學(xué)依據(jù)。

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〔2013-06-14修回〕

(編輯趙慧玲/曹夢園)