郭怡，李毅騰，吳海清,2，王步江,2，肖萍,2, 通信作者，劉金福,2, 通信作者

苦瓜皂苷與南瓜多糖或苦蕎黃酮聯(lián)合作用對高脂血癥大鼠糖脂代謝的影響

郭怡1，李毅騰1，吳海清1,2，王步江1,2，肖萍1,2, 通信作者，劉金福1,2, 通信作者

（1. 天津農(nóng)學(xué)院 食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300392；2. 天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300392）

采用單維統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合主成分分析法，研究苦瓜皂苷與南瓜多糖或苦蕎黃酮聯(lián)合作用對高脂血癥大鼠糖脂代謝的改善作用。結(jié)果表明：苦瓜皂苷和南瓜多糖聯(lián)合作用對膽固醇（TC）、游離脂肪酸（FFA）、肌酐（CRE）和瘦素（LP）改善作用優(yōu)于單一提取物（＜0.05）；在膽固醇（TC）、肌酐（CRE）和游離脂肪酸（FFA）改善效果方面，苦瓜皂苷和苦蕎黃酮聯(lián)合作用同樣顯著優(yōu)于各單一提取物（＜0.05）。PCA分析也證實(shí)了聯(lián)合作用對高脂血癥有著更加顯著的改善作用，且多種活性成分聯(lián)合使用還可能是通過作用不同的靶點(diǎn)通路起到增效或協(xié)同的作用。

苦瓜皂苷；南瓜多糖；苦蕎黃酮；高脂血癥；糖脂代謝；聯(lián)合作用

長期高脂飲食會引起動脈粥樣硬化、冠心病等心腦血管疾病，以及高血脂癥、胰島素抵抗、2型糖尿病等代謝綜合征[1]，臨床表現(xiàn)為血脂水平如膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）普遍較高，而高密度脂蛋白（HDL）又明顯低于正常水平[2-3]。近年來對高脂飲食引發(fā)高脂血癥的報(bào)道已屢見不鮮。有學(xué)者研究了植物提取物中的生物活性成分對改善高脂血癥小鼠模型糖脂代謝的機(jī)理，表明苦瓜皂苷、南瓜多糖、苦蕎黃酮等可使高脂小鼠生化指標(biāo)得到一定程度的改善，并且在降脂、降糖的作用機(jī)制方面表現(xiàn)出多靶點(diǎn)、多通路的特點(diǎn)[4-7]。然而國內(nèi)外學(xué)者對于苦瓜皂苷與南瓜多糖或苦蕎黃酮聯(lián)合作用對高脂癥大鼠糖脂代謝的改善效果和機(jī)理報(bào)道較少。

由于不同種類植物活性成分作用途徑多樣，且參與糖脂代謝的生理指標(biāo)或靶點(diǎn)較多，在單維統(tǒng)計(jì)方法基礎(chǔ)上加入一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，即主成分分析法（Principal Component Analysis，PCA）來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。主成分分析法可以通過少數(shù)主成分來表現(xiàn)多數(shù)變量間的結(jié)構(gòu)[8]，目的是使數(shù)據(jù)變得簡單，方便去理解和展示，且信息之間相互獨(dú)立[9-11]。本研究通過單維分析結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)的方法，探究和比較苦瓜皂苷、南瓜多糖和苦蕎黃酮單一提取物或兩兩聯(lián)合使用對高脂血癥大鼠糖脂代謝的改善，同時(shí)也為多種活性成分聯(lián)合作用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

苦瓜皂苷（實(shí)驗(yàn)室自備）、南瓜多糖（實(shí)驗(yàn)室自備），苦蕎黃酮（開魯縣昶輝生物技術(shù)有限責(zé)任公司）。SPF級SD大鼠（北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心）；高脂飼料、基礎(chǔ)飼料（北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心）。

1.1.2 試劑

膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、肌酐（CRE）、尿素氮（BUN）測定試劑盒，購于英科新創(chuàng)（廈門）科技有限公司；胰島素（INS）、瘦素（LP）、游離脂肪酸（FFA）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、脂聯(lián)素（ADPN）測定試劑盒，購于北京索萊寶科技有限公司。

1.1.3 儀器

魅力全自動生化儀，美國MD儀器公司；752型可見分光光度計(jì)，上海菁華科技儀器有限公司；血糖儀，北京怡成生物電子技術(shù)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 高脂小鼠模型建立

飼養(yǎng)體重約110～130 g的健康SPF級SD雄性大鼠48只，1周后隨機(jī)分為8組，即：對照組、高脂組、陽性藥物組（唐一泰降糖膠囊，400 mg/kg）、苦瓜皂苷組（400 mg/kg）、南瓜多糖組（500 mg/kg）、苦蕎黃酮組（400 mg/kg）、苦瓜皂苷與南瓜多糖聯(lián)合組（400 mg/kg皂苷＋500 mg/kg多糖）、苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合組（400 mg/kg皂苷＋400 mg/kg黃酮）。對照組飼喂基礎(chǔ)飼料，其余各組飼喂高脂飼料4周建立高脂大鼠模型。

對照組和高脂組給予蒸餾水灌胃4周，其余各組每日分別灌胃各提取物。每3天記錄一次大鼠體重、進(jìn)食量及飲水量。最后一次給藥后禁食12 h后稱重，測定葡萄糖耐量，斷頸處死。

1.2.2 血清指標(biāo)測定

血清指標(biāo)測定：末次給藥禁食12 h，乙醚麻醉后，摘眼球取血，所取血液4 ℃靜置20 min， 4 000 r/min離心20 min，吸出上清液即為血清。用全自動生化儀測定TC、TG、HDL、LDL、AST、ALT、CRE、BUN的含量；用試劑盒測定INS、FFA、TNF-α、ADPN、LP的含量。

葡萄糖耐量（OGTT）試驗(yàn)：參照李毅騰等[12]方法進(jìn)行試驗(yàn)并計(jì)算血糖下面積。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用軟件SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，組間均數(shù)比較用檢驗(yàn)，＜0.05表示差異具有顯著性并采用標(biāo)記字母法對方差分析結(jié)果進(jìn)行標(biāo)注；主成分PCA分析采用SIMCA 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取物對高脂血癥大鼠體重、飲水量、攝食量的影響

前4周，各組大鼠體重和攝食量均呈穩(wěn)定上升狀態(tài)，與對照組比較，高脂組大鼠的體重增長較快，但飲水量和攝食量無明顯差異。經(jīng)過4周各提取物灌胃后，體重增長趨于緩慢，與對照組相比差異不大，但明顯低于高脂組大鼠體重；同時(shí)，陽性藥物組、苦瓜皂苷組、南瓜多糖組、苦蕎黃酮組以及苦瓜皂苷與南瓜多糖或苦蕎黃酮聯(lián)合組之間的組間差異不大，飲水量和攝食量組間無明顯差異。

2.2 葡萄糖耐量和血糖下面積

由圖1所示，高脂模型組大鼠葡萄糖耐量明顯高于空白對照組，而經(jīng)提取物灌胃后的各組大鼠糖耐量均有不同程度的下調(diào)作用。結(jié)合圖2所示，對血糖下面積（）進(jìn)一步分析可知，除苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合組外，其余各組的顯著高于正常組（＜0.05）；但各提取物組均小于高脂模型組，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）；苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合作用效果顯著優(yōu)于其單一成分組（＜0.05）。

注：同一肩注不同字母表示比較組間有顯著差異＜0.05

2.3 苦瓜皂苷和南瓜多糖或苦蕎黃酮單一和聯(lián)合作用對各組大鼠血清理化指標(biāo)單維統(tǒng)計(jì)分析

由表1分析可知，高脂模型組的各項(xiàng)指標(biāo)與對照組對比，除HDL外，其余指標(biāo)有顯著性差異（＜0.05），表明造模后的高脂大鼠不僅脂代謝相關(guān)指標(biāo)紊亂，臟器功能、生理生化和糖代謝相關(guān)指標(biāo)也發(fā)生了明顯紊亂現(xiàn)象。經(jīng)各活性成分灌胃后，其各項(xiàng)指標(biāo)中除HDL、AST、BUN、TNF-α和ADPN外，其余血清理化指標(biāo)與高脂模型組相比有顯著性差異（＜0.05），其中部分指標(biāo)與空白組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）。證實(shí)了苦瓜皂苷、南瓜多糖和苦蕎黃酮提取物對于高脂模型大鼠糖脂代謝具有明顯的改善調(diào)節(jié)作用?？喙显碥张c南瓜多糖聯(lián)合作用對TC、FFA、CRE和LP的改善作用優(yōu)于各單一提取物成分組（＜0.05），ALT水平顯著低于南瓜多糖組（＜0.05）；苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合作用在TC、CRE和FFA改善效果方面也顯著優(yōu)于單一成分組（＜0.05），ADPN水平顯著高于苦蕎黃酮組（＜0.05），LP水平顯著高于苦瓜皂苷組（＜0.05）。研究表明，脂聯(lián)素水平降低會導(dǎo)致糖耐量受損、肥胖、高脂血癥等疾病的產(chǎn)生[13-15]。

綜上，苦瓜皂苷與南瓜多糖或苦蕎黃酮聯(lián)合作用均可顯著降低FFA含量，F(xiàn)FA水平降低可以抑制胰島β細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS），從而防止長期嚴(yán)重內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS），防止β細(xì)胞壞死和凋亡信號通路，使β細(xì)胞的數(shù)量增加，防止胰島分泌功能受到損傷[16]，改善了因血清中高FFA含量刺激所導(dǎo)致的高活性反應(yīng)分子性氧簇（ROS）的生成[17]。另外苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合作用增強(qiáng)了對ADPN的改善作用，使得血清中ADPN含量顯著增加。ADPN的增加使得ADPN受體水平和受體后的胰島素敏感性增強(qiáng)，從而達(dá)到改善機(jī)體胰島素抵抗的目的。另外，ADPN還與抑制肝臟糖異生、抑制脂肪組織TNF-α信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和增加脂質(zhì)氧化有關(guān)[18]，可有效預(yù)防和改善肥胖和2型糖尿病的發(fā)生。同時(shí)，指標(biāo)中的ALT和CRE達(dá)到了正常水平，說明了肝臟和腎臟功能得到一定程度的恢復(fù)。

表1 各組大鼠血清理化指標(biāo)單維統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果（±SDn＝6）

注：同一行肩注不同字母表示比較組之間有顯著差異＜0.05

2.4 苦瓜皂苷和南瓜多糖或苦蕎黃酮單獨(dú)和聯(lián)合作用對高脂大鼠血清理化指標(biāo)PCA分析

高脂模型組、苦瓜皂苷組、南瓜多糖組（或苦蕎黃酮組）和苦瓜皂苷與南瓜多糖組（或苦瓜皂苷與苦蕎黃酮組）4個(gè)樣本分別聚為4類，說明各組別組內(nèi)間的糖脂代謝相關(guān)指標(biāo)差別不大，而不同組中糖脂代謝指標(biāo)存在差異性。通過灌胃不同提取物，苦瓜皂苷組、南瓜多糖組及苦蕎黃酮組明顯遠(yuǎn)離高脂組，進(jìn)一步說明了各活性成分可以改善糖脂代謝紊亂的現(xiàn)象，并且苦瓜皂苷與南瓜多糖及苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合組較高脂模型組間差異更加顯著，說明兩種成分聯(lián)合作用對高脂血癥的改善效果更加突出（圖3、圖4）。

注：圖中高脂模型組、苦瓜皂苷組、南瓜多糖組和苦瓜皂苷+南瓜多糖組分別用GZ，ZG，DT，ZG+DT來表示

注：圖中高脂模型組、苦瓜皂苷組、南瓜多糖組和苦瓜皂苷+苦蕎黃酮組分別用GZ，ZG，HT，ZG+HT來表示

苦瓜皂苷組、南瓜多糖組、苦蕎黃酮組及苦瓜皂苷＋南瓜多糖組、苦瓜皂苷＋苦蕎黃酮組對代謝指標(biāo)的主成分所占權(quán)數(shù)分析如表2所示。提取物皂苷改善高脂血癥代謝指標(biāo)中LDL、ALT、TC和FBG所占權(quán)重較大即為貢獻(xiàn)較大指標(biāo)；多糖和黃酮單一成分組權(quán)重指標(biāo)貢獻(xiàn)較大指標(biāo)分別為IR、ALT、TC和LDL及LP、IR、ALT和CRE。但在苦瓜皂苷和南瓜多糖或苦蕎黃酮聯(lián)合作用時(shí)，各代謝指標(biāo)所占權(quán)數(shù)較單一組分有所差異，如苦瓜皂苷與南瓜多糖聯(lián)合作用加強(qiáng)了對INS和LP改善效果，生化指標(biāo)FBG和TC則對苦瓜皂 苷＋南瓜多糖聯(lián)合組的貢獻(xiàn)值較小，但二者均可作為苦瓜皂苷或南瓜多糖單一作用改善糖尿病糖脂代謝的主要指標(biāo)進(jìn)行?？喙显碥眨瞎隙嗵强娠@著降低血清中LP含量，可能是通過促進(jìn)JAK2與STAT3信號通路活性，使得瘦素的敏感性增強(qiáng)，進(jìn)而對脂肪組織的分解起到了一定促進(jìn)作用，減少脂肪的累積[19-20]。在分析苦瓜皂苷和苦蕎黃酮聯(lián)合組主成分所占權(quán)數(shù)分析中得到了相似結(jié)果，苦瓜皂苷與苦蕎黃酮聯(lián)合作用對高脂血癥的改善可能與加強(qiáng)對INS、TC有關(guān)。

表2 各組分代謝指標(biāo)的主成分特征向量表

3 結(jié)論

本研究首先通過測定葡萄糖糖耐量、血糖下面積（）等直觀指標(biāo)證明苦瓜皂苷、南瓜多糖、苦蕎黃酮提取物對高脂血型大鼠糖脂代謝具有改善效果，且聯(lián)合組優(yōu)于單一組分；在此基礎(chǔ)上，針對糖脂代謝中主要的生理指標(biāo)采用單維統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合主成分分析的方法進(jìn)一步說明活性成分的聯(lián)合作用對高脂血癥的改善作用更加顯著。同時(shí)對聯(lián)合作用的增效機(jī)制進(jìn)行初步分析表明，其對高脂血癥有更加明顯的改善作用不僅與多成分聯(lián)合使用增效作用有關(guān)，還可能是通過作用不同的靶點(diǎn)通路起到增效或協(xié)同的作用。

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Effect of bitter melon saponins with pumpkin polysaccharides or buckwheat flavones on glucose and lipid metabolism in hyperlipidemia rats

Guo Yi1, Li Yiteng1, Wu Haiqing1,2, Wang Bujiang1,2, Xiao Ping1,2,Corresponding Author, Liu Jinfu1,2,Corresponding Author

（1. College of Food Science and Bioengineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China; 2.Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing, Tianjin 300392, China）

The effects of bitter melon () saponins, pumpkin () polysaccharides and buckwheat () flavones on glucose and lipid metabolism in hyperlipidemic rats were studied by single- dimensional statistical analysis combined with principal component analysis. The results showed that combined bitter melon saponins and pumpkin polysaccharide significantly improved levels of TC, FFA, CRE and LP compared with that of individual extracts (<0.05). Bitter melon saponin and buckwheat flavones improved effect of TC, CRE and FFA significantly better than that of single component (<0.05). PCA analysis also confirmed that the combined effect of active ingredients produced more improvement of glucose and lipid metabolism in hyperlipidemic rats by acting on different target pathways.

bitter melon () saponins; pumpkin () polysaccharides; buckwheat () flavones; hyperlipidemia; glucose and lipid metabolism; combined effect

TS255.1

A

1008-5394（2021）02-0051-05

10.19640/j.cnki.jtau.2021.02.011

2020-07-07

天津市教委科研計(jì)劃項(xiàng)目（2019KJ036）；天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（13ZCZDNC01800）

郭怡（1996—），女，碩士在讀，研究方向：食品加工與安全。E-mail：1076348079@qq.com。

肖萍（1986—），女，講師，博士，研究方向：食品營養(yǎng)。E-mail：xiaoping19860724@126.com。

劉金福（1961—），男，教授，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物與功能食品。E-mail：nxyljf@163.com。

責(zé)任編輯：宗淑萍