陳其燕,石 云,張言周,洪 鍵
(1.鹽城師范學(xué)院海洋與生物工程學(xué)院,江蘇 鹽城 224007;2.江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院藥學(xué)院,江蘇 鹽城 224002)
世界各國(guó)肥胖的發(fā)病率越來越高,并且呈越來越年輕化的趨勢(shì),由此引發(fā)的糖尿病、高血脂癥、心臟病等代謝紊亂性疾病,嚴(yán)重威脅人類的健康[1]。目前,傳統(tǒng)治療肥胖的手段包括運(yùn)動(dòng)減肥、藥物和外科手術(shù)療法,雖然藥物和手術(shù)療法效果明顯,但是產(chǎn)生的副作用較大,長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)能達(dá)到一定的減肥效果,但易反彈[2]。因此,尋找天然存在的高效低毒的減肥活性物質(zhì)成為了醫(yī)學(xué)上的研究熱點(diǎn)。
濱海白首烏為蘿藦科植物耳葉牛皮消(Cynanchum auriculatumRoyle ex Wight,CRW)的塊根[3],在鹽城市濱??h廣泛種植和食用,已獲得國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品稱號(hào),屬于藥食同源的兼用植物。現(xiàn)代研究表明,白首烏中含有C21 甾苷、多糖、黃酮等活性成分,并含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸及鋅、錳、鐵、鈣、鉀等必需微量元素[4-6]。因此,濱海白首烏具有抗腫瘤[7-9]、抗氧化[10]、增強(qiáng)免疫及保護(hù)肝臟等藥理功效[11,12]。
白首烏多糖具有降低血清膽固醇的作用,并且其降脂效果與給藥劑量呈正相關(guān)[13]。白首烏總苷具有促動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增生、抗高脂的作用,對(duì)預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成有一定的意義[14]。但白首烏對(duì)食源性肥胖是否具有作用功效尚不清楚,因此,本研究采用高脂誘導(dǎo)的肥胖小鼠為動(dòng)物模型,對(duì)濱海白首烏降脂減肥的功效進(jìn)行了初步探索。
濱海白首烏精粉由江蘇鹽城金昉首烏科技有限公司饋贈(zèng);4%多聚甲醛、20%戊二醛、戊巴比妥鈉和肝素鈉,南京生興生物技術(shù)公司;葡萄糖(G7021),美國(guó)Sigma 公司;血糖儀及血糖試紙,美國(guó)Roche 公司;葡萄糖(995-18311)、甘油三酯(995-33093)、膽固醇(999-33493)測(cè)定試劑盒,日本和光純藥公司。SPF 級(jí) 4 周齡雄性 C57BL∕6J 小鼠,體重 10~12 g,購(gòu)于揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,合格證號(hào)SCXK(蘇)2017-0007。
7020 型全自動(dòng)生化分析儀,日本HITACHI 公司;5417R 型冷凍高速離心機(jī),德國(guó)Eppendorf 公司;EL204 型電子天平,瑞士METTLER TOLEDO 公司。
1.2.1 動(dòng)物試驗(yàn) 將30 只C57BL∕6J 小鼠飼養(yǎng)于江蘇省醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,適應(yīng)性培養(yǎng)1 周后,隨機(jī)分為3 組,對(duì)照組(Con,n=10)飼喂正常脂肪含量的飼料(脂肪供能10%),高脂組(High-fat diet,HF,n=10)飼喂高脂飼料(脂肪供能45%),試驗(yàn)組(High-fat diet+10% CRW,HBS,n=10)飼喂含 10%白首烏精粉的高脂飼料。已有研究表明,添加200 mg∕kg 體質(zhì)量的白首烏多糖能夠顯著降低血液中脂質(zhì)含量[13],因此本研究中添加10%的白首烏精粉,12 h 光照,12 h 黑暗,恒溫恒濕,自由采食和飲水,記錄每周體重增長(zhǎng)情況。
1.2.2 葡糖糖耐量試驗(yàn) 小鼠在禁食10 h 后,葡萄糖腹腔注射,分別檢測(cè)注射葡萄糖前(0 min)及注射后15、30、60、90、120 min 各時(shí)間點(diǎn)血糖含量。
1.2.3 樣品采集 小鼠空腹24 h 后,通過下腔靜脈注射戊巴比妥鈉麻醉,腹腔采血,分別采集腓腸肌、附睪脂肪和肝臟組織,液氮速凍,之后轉(zhuǎn)入-70 ℃冰箱儲(chǔ)存。采集的血液3 000 r∕min 離心5 min 分離血清,血清置于-70 ℃冰箱中凍存?zhèn)溆谩H坎蓸釉?5 min 內(nèi)完成。
1.2.4 生長(zhǎng)指標(biāo)檢測(cè) 試驗(yàn)樣品采集時(shí),稱量小鼠體重、肝臟重、腓腸肌重和附睪脂重,并計(jì)算各個(gè)器官重與體重的比值。
1.2.5 形態(tài)學(xué)指標(biāo)檢測(cè) 小鼠的肝臟、骨骼肌以及脂肪切片,4%多聚甲醛溶液固定,用油紅O 脂肪染色法染色肝臟細(xì)胞,HE 染色法染色骨骼肌以及脂肪細(xì)胞,檢測(cè)小鼠的形態(tài)學(xué)指標(biāo)。
1.2.6 血液生化指標(biāo)檢測(cè) 用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血清中葡萄糖、甘油三酯。
所有數(shù)據(jù)都用Means±SEM 表示,統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 20.0 軟件,單一方差分析(One-way ANOVA with a Bonferroni post hoc test),P<0.05 為差異顯著。
飼喂9 周后,HF 組小鼠體型和重量顯著高于Con 和 HBS 組(P<0.05),但在高脂中加入白首烏后其體型和體重顯著緩解(P<0.05)(圖1A、圖1B)。
與對(duì)照組相比,高脂組小鼠無論是空腹血糖(0 min)還是在腹腔注射葡萄糖體重后15、30、60、90 和120 min 血糖含量均顯著升高(P<0.05),說明高脂日糧飼喂9 周后小鼠發(fā)生了葡萄糖不耐受(圖1C、圖1D)。與HF 組小鼠相比,HBS 組無論是空腹血糖(0 min),還是在腹腔注射葡萄糖 15、30、60、90 和 120 min 后血糖含量均有顯著降低,并且HBS 組曲線下面積(Area under curve,AUC)相對(duì) HF 組也顯著降低,表明濱海白首烏能夠緩解高脂誘導(dǎo)的小鼠肥胖和葡萄糖不耐受。
油紅O 脂肪染色結(jié)果(圖2)表明,與HF 組相比,HBS 組的肝臟中脂質(zhì)含量明顯減少;HE 染色結(jié)果表明,HBS 組脂肪細(xì)胞的大小相對(duì)于HF 組顯著減小,但骨骼肌細(xì)胞大小無明顯變化。表明濱海首烏顯著降低了肥胖小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)含量,促進(jìn)了小鼠脂質(zhì)代謝。
生長(zhǎng)指標(biāo)結(jié)果(表1)表明,HBS 組小鼠與HF 組相比,體重、棕色脂肪重、附睪脂肪重及附睪脂肪指數(shù)、棕色脂肪指數(shù)均顯著降低(P<0.05),表明濱海白首烏能夠緩解高脂誘導(dǎo)的小鼠肥胖。
血液生化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(表2)表明,與HF 組相比,HBS 組小鼠的血糖含量、甘油三酯含量顯著降低(P<0.05)。表明濱海白首烏能夠顯著降低肥胖小鼠的血脂含量。
圖1 C57BL/6J 小鼠高脂日糧飼喂9 周后體重變化及GTT 檢測(cè)結(jié)果
圖2 白首烏對(duì)肥胖小鼠肝臟、骨骼肌和脂肪組織表型的影響
表1 體重、棕色脂肪和附睪脂肪重
表2 血清中的生化指標(biāo)
濱海白首烏作為藥食同源性的植物,因含有多種活性成分而具有抗腫瘤,降血脂等藥理功效。本研究采用3 周齡雄性小鼠,用含10%白首烏的高脂飼料飼喂9 周,檢測(cè)白首烏對(duì)食源性小鼠肥胖的作用功效。結(jié)果表明,在高脂飼料中添加濱海白首烏能夠顯著緩解高脂導(dǎo)致的葡萄糖不耐受,并顯著降低了肥胖小鼠的體重、棕色脂肪重量、附睪脂肪重量及棕色脂肪指數(shù)、附睪脂肪指數(shù),同時(shí)觀察到飼喂白首烏后小鼠肝臟中的脂質(zhì)含量明顯降低,脂肪細(xì)胞的大小顯著減小,并且白首烏顯著緩解了肥胖小鼠血清中的葡萄糖和甘油三酯含量,表明白首烏具有顯著地緩解高脂誘導(dǎo)的小鼠肥胖的功效。已有研究表明白首烏多糖具有降血脂的作用[13-15],因此,推測(cè)本研究中濱海白首烏降血糖血脂的功效是由其中所含的多糖所產(chǎn)生的主要作用效果,并且可能是通過調(diào)控小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)代謝以達(dá)到分解脂肪緩解小鼠肥胖的效果。
綜上所述,濱海白首烏能夠緩解高脂誘導(dǎo)的小鼠肥胖和葡萄糖不耐受,但其在體內(nèi)發(fā)揮生物學(xué)功能的具體分子機(jī)制還不清楚,需要在細(xì)胞和分子水平進(jìn)一步地深入研究,為白首烏在臨床和生產(chǎn)上的應(yīng)用提供參考。