唐茹萌,焦文雅,桑亞新,李曉萌,龐曉宇,劉衛(wèi)華*,王向紅*
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,河北 保定 071001)
高脂血癥是一種脂質(zhì)代謝障礙,是冠心病、心肌梗塞、心源性猝死和其他疾病的主要危險(xiǎn)因素[1]。它通過對(duì)身體造成隱匿性、進(jìn)行性、全身性和器質(zhì)性損傷而加速全身性動(dòng)脈粥樣硬化[2]。每年全球約有1 200萬 人死于由高脂血癥引起的心血管疾病,心血管疾病已成為我國致死疾病首位[3-4]。因此,尋找預(yù)防和控制高脂血癥的藥物極為重要。目前,大多數(shù)治療高血脂癥的西藥為他汀類藥物,長(zhǎng)期服用會(huì)使人體產(chǎn)生很多副作用。因此,開發(fā)天然食物中的降血脂功能性成分已成為研究熱點(diǎn)。相關(guān)研究表明,一些多糖或富含多糖的物質(zhì)具有降血脂作用[5]。
裙帶菜(Undaria pinnatifida)又稱裙帶、海芥菜,是海洋中的天然食材,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[6]。裙帶菜中含有大量的活性成分,被稱為天然海洋蔬菜之首,長(zhǎng)期食用可以有效預(yù)防冠心病、高血脂等疾病[7]。這些活性成分的存在為裙帶菜的深加工和高效利用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和基本條件。而多糖是裙帶菜的主要活性成分之一,它具有免疫調(diào)節(jié)、降血糖、抗氧化及降血脂等多種功效[8]。本實(shí)驗(yàn)以裙帶菜多糖(Undaria pinnatifidapolysaccharide,PUP)為研究對(duì)象,通過體外模擬胃腸環(huán)境對(duì)其結(jié)合?;悄懰猁}能力及抑制胰脂肪酶作用進(jìn)行評(píng)價(jià),以此評(píng)估其降血脂活性,通過高脂飲食誘導(dǎo)雄性C57BL/6J小鼠建立高脂血癥模型,以血清血脂、抗氧化及肝臟損傷等為檢測(cè)指標(biāo),探究PUP干預(yù)對(duì)其降血脂作用,以期為PUP的功能產(chǎn)品的開發(fā)提供理論依據(jù)。
50 只雄性C57BL/6J小鼠,SPF級(jí),6~8 周齡,體質(zhì)量(20±2)g,由斯諾福生物科技有限公司提供。生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2019-0010,使用許可證號(hào):SYXK(冀)2020-013。
裙帶菜 秦皇島市海東青食品有限公司;氯仿、正丁醇 天津福晨化學(xué)試劑有限公司;無水乙醇 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;?;悄懰猁}、胰脂肪酶 源葉(上海)有限公司;甘油三酯(triglycerides,TG)測(cè)定試劑盒、總膽固醇(total cholesterol,TC)測(cè)定試劑盒、丙二醛(malondialdehyde,MDA)測(cè)定試劑盒 南京建成生物工程研究所;以上試劑均為分析純。
高脂飼料(普通飼料73.8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),后同)、豬油10%、膽固醇10%、蔗糖5%、蛋黃粉1%、膽酸鹽0.2%) 北京華阜康生物科技股份有限公司。
CP114電子天平 奧豪斯儀器(常州)有限公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海力辰邦西儀器科技有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;ECLPSE Ts2倒置顯微鏡 日本Nikon儀器公司;冷凍真空干燥機(jī) 美國SIM儀器有限公司;1500-28酶標(biāo)儀 美國賽默飛科技公司。
1.3.1 裙帶菜多糖的提取
干燥裙帶菜葉片粉碎、除雜,裙帶菜樣品中加入蒸餾水,料液比為1∶30(m/V),90 ℃水浴5 h浸提,水浴后過濾、抽濾,重復(fù)一次上述操作;將兩次得到的濾液80 ℃旋蒸濃縮至原體積一半后加入等體積的Sevag試劑去除蛋白質(zhì),劇烈振蕩20 min,4 000 r/min離心5 min,取上層水相,重復(fù)上述操作直至無變性蛋白產(chǎn)生;在合并后的上層水相中加入3 倍體積的無水乙醇,使體系中的乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到75%,靜置24 h,離心(4 000 r/min、20 min)取沉淀。將沉淀用適量水溶解,4 ℃冰箱蒸餾水靜置48 h透析(截留分子質(zhì)量8 000~14 000 Da),濃縮,真空冷凍干燥即得PUP。經(jīng)過多次提取,PUP的得率為3.2%。對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析,其中,總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.9%,蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.18%,糖醛酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.96%,硫酸根質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.76%。
1.3.2 裙帶菜多糖結(jié)合?;悄懰猁}能力測(cè)定
參照文獻(xiàn)[9]配制模擬胃液和腸液,參照文獻(xiàn)[10]配制?;悄懰猁}溶液,PUP與?;悄懰猁}結(jié)合能力測(cè)定及溶液配制參照張玲等[10]的方法。取1 mL不同質(zhì)量濃度的PUP水溶液于玻璃具塞試管中,加入1 mL模擬胃液,渦旋混勻,37 ℃水浴消化1 h,取出,調(diào)pH值至6.3,再加入4 mL模擬腸液,37 ℃水浴消化1 h。每支試管分別加入4 mL?;悄懰猁}溶液,37 ℃水浴反應(yīng)1 h后,4 000 r/min離心10 min,取2.5 mL上清液,加入3 倍體積的硫酸溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%),混勻后70 ℃水浴20 min,取出立即冰浴5 min,反應(yīng)體系中以水代替?;悄懰猁}溶液作為空白,測(cè)定387 nm波長(zhǎng)處吸光度,按式(1)計(jì)算牛磺膽酸鹽結(jié)合率。
式中:Ai為樣品組的吸光度;A0為空白組的吸光度。
1.3.3 裙帶菜多糖胰脂肪酶活力抑制率測(cè)定
胰脂肪酶活力抑制測(cè)定參考周菲等[11]的方法。將胰脂肪酶用Tri-HCl緩沖液(0.01 mol/L、pH 8.0)配制為0.5 mg/mL酶液。取10 μL 2,4-二硝基苯酚丁酸酯(2,4-dinitrophenyl butanoate,PNPB)并用乙腈定容至5 mL。胰脂肪酶溶液離心(2 000 r/min、5min)取上清液進(jìn)行后續(xù)操作。取300 μL不同質(zhì)量濃度PUP溶液與胰脂肪酶上清液等體積混合,37 ℃孵育30 min后,加入20 μL PNPB溶液,37 ℃反應(yīng)10 min,反應(yīng)體系中以不加入酶溶液作為空白,以不加入PUP溶液作為正常組。反應(yīng)結(jié)束后測(cè)定405 nm波長(zhǎng)處吸光度,按式(2)計(jì)算抑制率。
式中:A為正常組吸光度;A0為空白組吸光度;Ai為樣品組吸光度。
1.3.4 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)飼養(yǎng)和分組
50 只C57BL/6J小鼠入動(dòng)物飼養(yǎng)室,適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,飼養(yǎng)條件:室溫(23±2)℃、相對(duì)濕度40%~50%的清潔級(jí)動(dòng)物飼養(yǎng)室,基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng),墊料定期更換。期間觀察小鼠行為狀態(tài),包括外表、毛發(fā)狀態(tài)、行為、攝食情況等。適應(yīng)性飼養(yǎng)結(jié)束后對(duì)動(dòng)物進(jìn)行分組。
將小鼠隨機(jī)分為5 組,即正常對(duì)照組(NC)、高脂模型組(HF)、陽性對(duì)照組(PC)及低劑量PUP(L-PUP)、高劑量PUP(H-PUP)組,每組10 只進(jìn)行后續(xù)4 周灌胃干預(yù)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組設(shè)計(jì)見表1。
表1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design and animal grouping
1.3.5 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)指標(biāo)檢測(cè)
灌胃4 周后稱量各組小鼠的體質(zhì)量,禁食不禁水12 h后,摘眼球取血,頸椎脫臼處死,解剖,取出心、肝、脾、腎等臟器,測(cè)定質(zhì)量后于-80 ℃冷凍保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.5.1 小鼠體質(zhì)量的測(cè)定
開始干預(yù)后每天記錄小鼠的飲食情況和排泄?fàn)顩r,每3 d記錄小鼠的體質(zhì)量。
1.3.5.2 小鼠血清的收集
干預(yù)4 周后,小鼠禁食12 h,摘除眼球取血,收集血液于1.5 mL離心管中,4 ℃靜置30 min后4 000 r/min離心15 min,吸取上層血清,置于-80 ℃冰箱中保存。
1.3.5.3 肝臟組織勻漿液的制備
準(zhǔn)確稱取0.2 g小鼠肝臟組織,加入0.8 mL勻漿介質(zhì),低溫下用組織勻漿機(jī)研磨,充分研磨后,收集研磨液,于-80 ℃冰箱保存。
1.3.5.4 血清及肝臟血脂的測(cè)定
血清中的TC、TG、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平以及肝臟組織勻漿液中TG濃度根據(jù)相應(yīng)試劑盒測(cè)定。
1.3.5.5 小鼠抗氧化能力相關(guān)物質(zhì)的測(cè)定
小鼠血清中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、還原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、總抗氧化活性(total antioxidant capacity,T-AOC)及MDA水平根據(jù)相應(yīng)測(cè)定試劑盒測(cè)定。
1.3.5.6 血清中肝酶活力的測(cè)定
血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶(asparate aminotransferase,AST)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力根據(jù)相應(yīng)測(cè)定試劑盒測(cè)定。
1.3.5.7 肝臟染色觀察
小鼠取血后,頸椎脫臼處死解剖,取出肝臟后去除表面脂肪,測(cè)量質(zhì)量后投入6~10 倍體積分?jǐn)?shù)4%甲醛溶液中固定。固定7 d后進(jìn)行切片,采用蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色觀察。
應(yīng)用Excel 2019軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,采用SPSS 24軟件進(jìn)行方差分析,數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,通過t檢驗(yàn)比較組間差異,P<0.05表示組間差異顯著,P<0.01表示組間差異極顯著。
膽酸鹽主要存在于人和動(dòng)物的膽汁中,它是由膽固醇衍生而來的具有甾核結(jié)構(gòu)的一類兩性大分子,對(duì)脂肪和膽固醇的代謝和脂溶性維生素的消化吸收起重要作用,膽固醇以膽汁酸形式排出體外,膽汁酸可與?;撬峤Y(jié)合形成?;悄懰猁}[12]。減少腸道內(nèi)的膽酸鹽,對(duì)降膽固醇、降血脂有著重要作用。
PUP結(jié)合?;悄懰猁}的能力結(jié)果見圖1,PUP有一定的?;悄懰猁}結(jié)合能力,隨著PUP質(zhì)量濃度的增加?;悄懰猁}的結(jié)合率逐漸增加,且與PUP的質(zhì)量濃度之間有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系,在PUP質(zhì)量濃度為10 mg/mL時(shí),對(duì)牛磺膽酸鹽的結(jié)合率可達(dá)到52.3%。相關(guān)研究表明,相同質(zhì)量濃度黑木耳多糖體外對(duì)?;悄懰猁}的結(jié)合率為38.91%[13],說明PUP對(duì)牛磺膽酸鹽的結(jié)合能力較強(qiáng)。
圖1 不同質(zhì)量濃度PUP結(jié)合牛磺膽酸鹽能力Fig.1 Tauriine cholate-binding capacity of PUP
胰脂肪酶可將膳食脂肪逐步水解為甘油和脂肪酸進(jìn)而被機(jī)體吸收,若能抑制其生理活性,則能在一定程度上減少膳食中脂肪的水解吸收,減少體內(nèi)TG的蓄積,在一定程度上可以起到調(diào)節(jié)血脂的作用[4]。研究表明,多糖可與胰脂肪酶及底物結(jié)合,形成三元復(fù)合物,但三元復(fù)合物不能進(jìn)一步分解,以此減少其對(duì)脂肪的水解作用[14]。
如圖2所示,PUP對(duì)胰脂肪酶有一定的抑制能力,隨著PUP濃度的增加胰脂肪酶的抑制率逐漸增加,且與PUP的濃度之間有明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系,在PUP質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL時(shí),對(duì)胰脂肪酶的抑制率可達(dá)31.9%。高于同質(zhì)量濃度的石菜花多糖[15],說明PUP的體外降血脂能力較強(qiáng)。
圖2 不同質(zhì)量濃度PUP胰脂肪酶活力抑制率Fig.2 Inhibitory effect of PUP on lipase activity
實(shí)驗(yàn)期間,各劑量組動(dòng)物狀態(tài)良好。PC組及L-PUP、H-PUP組小鼠給藥過程及其后均未見明顯相關(guān)的異常表現(xiàn)。
肥胖是高脂血癥發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素已被廣泛接受和證實(shí)[16],干預(yù)4 周后分別測(cè)定各組小鼠體質(zhì)量,結(jié)果如圖3所示,HM組小鼠體質(zhì)量顯著高于NC組,說明小鼠食用高脂飼料能顯著增加體質(zhì)量;同時(shí),各劑量組小鼠體質(zhì)量顯著低于HM組(P<0.05),由此可知,PUP能有效抑制高脂飲食小鼠的體質(zhì)量增長(zhǎng)。
圖3 PUP對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響Fig.3 Effect of PUP on body mass in mice
臟體比又稱臟器系數(shù),是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物某臟器的質(zhì)量與其體質(zhì)量的比值[17]。正常情況下各臟器與體質(zhì)量的比值比較恒定。小鼠高脂飲食后,肝臟等臟器的質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變,故臟器系數(shù)也隨之而改變。
PUP對(duì)小鼠肝體比的影響如圖4所示,HM組的肝體比極顯著高于NC組,說明高脂飲食使小鼠肝臟質(zhì)量占比增加,表明高脂飲食已經(jīng)引起小鼠肝臟脂肪堆積。與HM組相比,PUP干預(yù)組小鼠的肝體比顯著降低,表明PUP的攝入可顯著降低高脂飲食小鼠肝臟內(nèi)部的脂肪蓄積,PUP可加速小鼠對(duì)體內(nèi)脂質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)、排泄,其中高劑量效果更為顯著。
圖4 PUP對(duì)小鼠肝體比的影響Fig.4 Effect of PUP on liver/body mass ratio in mice
血清血脂檢測(cè)包括血清TG、TC、LDL-C、HDL-C濃度的測(cè)定,對(duì)該4 項(xiàng)的檢測(cè)結(jié)果可判斷高脂血癥模型是否建立成功,并可根據(jù)結(jié)果估計(jì)患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[18]。
PUP干預(yù)對(duì)高脂飲食小鼠血清TG水平的影響如圖5A所示,HM組小鼠血清TG濃度極顯著高于NC組(P<0.01)。與HM組相比,L-PUP、H-PUP組小鼠血清TG水平顯著下降,下降率分別為17.2%、23.9%,說明一定劑量的PUP能較好調(diào)節(jié)小鼠血清TG水平。PUP干預(yù)對(duì)高脂飲食小鼠血清TC水平的影響如圖5B所示,HM組小鼠血清TC水平極顯著高于NC組(P<0.01)。與HM組相比,L-PUP、H-PUP組小鼠血清TC濃度顯著下降,下降率分別為9.6%、16.2%,說明一定劑量的PUP能抑制小鼠血清TC水平的增高。PUP干預(yù)對(duì)高脂飲食小鼠血清LDL-C水平的影響如圖5C所示,HM組小鼠血清LDL-C水平極顯著高于NC組(P<0.01)。與HM組相比,L-PUP、H-PUP組小鼠血清LDL-C水平顯著下降,下降率分別為14.3%、18.3%,說明一定劑量的PUP能有效降低小鼠血清LDL-C水平,其中,高劑量PUP的效果更為顯著。PUP干預(yù)對(duì)高脂飲食小鼠血清HDL-C的影響如圖5D所示,HM組小鼠血清HDL-C水平極顯著低于NC組(P<0.01)。與HM組相比,L-PUP、H-PUP組小鼠血清HDL-C水平顯著升高,上升率分別為11.8%、16.7%,說明PUP能有效增加小鼠血清HDL-C水平。
圖5 PUP對(duì)小鼠血清TG(A)、TC(B)、LDL-C(C)、HDL-C(D)濃度的影響Fig.5 Effect of PUP on the concentrations of serum TG (A), TC (B),LDL-C (C) and HDL-C (D) in mice
肝細(xì)胞內(nèi)的脂肪堆積會(huì)導(dǎo)致脂肪肝,甚至?xí)鸸谛牟『蛣?dòng)脈硬化疾病的發(fā)作,治療拖延時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)引起肝硬化和肝癌[19]。為了評(píng)估小鼠肝臟中的脂肪蓄積情況,測(cè)定了小鼠肝勻漿TG濃度。
如圖6所示,與NC組相比,HM組肝臟TG濃度上升,且差異極顯著(P<0.01),表明小鼠經(jīng)高脂飲食后,肝臟產(chǎn)生大量脂肪蓄積,大量脂肪在肝臟中蓄積可破壞肝臟細(xì)胞的完整性,使肝臟中的炎癥反應(yīng)增加,脂質(zhì)氧化應(yīng)激反應(yīng)增加。而在PUP低、中劑量干預(yù)組肝臟中的TG濃度較HM組極顯著下降(P<0.01),下降率分別為29.7%、40.9%。表明PUP可降低脂質(zhì)在小鼠肝臟中的蓄積,提高小鼠體內(nèi)的脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)、排泄,從而在一定程度上保護(hù)肝臟,減少體內(nèi)的脂肪蓄積。
圖6 PUP對(duì)小鼠肝臟TG濃度的影響Fig.6 Effect of PUP on liver TG content in mice
血清中AKP活力可用來判斷高脂飲食動(dòng)物的肝臟損傷;AST主要分布在肝臟、肌肉等組織中;LDH活力可用來判斷肝炎、脂肪肝、酒精性肝病及心臟疾病等的發(fā)病情況,正常狀態(tài)下血清中含量極少,這些都是臨床上肝功能檢查的重要指標(biāo)[20]。
如圖7所示,HM組血清肝功能的3 個(gè)指標(biāo)均極顯著高于NC組(P<0.01),提示高脂飲食可能會(huì)導(dǎo)致一定程度的肝損傷,與HM組相比,PUP干預(yù)組的血清三項(xiàng)指標(biāo)均顯著降低,其中H-PUP組LDH、AKP、AST的活力降低率依次為31.6%、18.6%、11.7%。說明PUP在具有一定降血脂作用的基礎(chǔ)上能較好地修復(fù)肝損傷,H-PUP組降低AKP和AST的效果優(yōu)于PC組,說明PUP對(duì)肝臟的保護(hù)作用可能優(yōu)于辛伐他汀。
圖7 PUP對(duì)小鼠血清LDH、AKP、AST活力的影響Fig.7 Effect of PUP on the activity of serum LDH, AKP and AST in mice
高脂血癥會(huì)使生物機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)及脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增加,從而導(dǎo)致機(jī)體抗氧化體系紊亂,對(duì)抗氧化酶的消耗增加,同時(shí)產(chǎn)生過氧化產(chǎn)物MDA,而MDA在機(jī)體內(nèi)的堆積會(huì)加速生物膜的損傷[2]。有研究表明抗氧化系統(tǒng)的紊亂會(huì)導(dǎo)致高脂血癥進(jìn)一步發(fā)展,形成脂肪肝,并導(dǎo)致肝臟的進(jìn)一步脂肪病變[21]。測(cè)定小鼠血清和肝臟的SOD和GSH水平以及非酶體系T-AOC水平來評(píng)估小鼠體內(nèi)的抗氧化體系。
由圖8A~C可知,與NC組相比,HM組血清GSH質(zhì)量濃度極顯著降低(P<0.01),血清SOD活力極顯著減弱(P<0.01),血清T-AOC極顯著降低(P<0.01)。說明高脂飲食在形成高脂血癥的同時(shí),由于脂質(zhì)在體內(nèi)的過度蓄積,會(huì)導(dǎo)致小鼠的抗氧化體系失調(diào)。PUP不同劑量組血清SOD活力顯著高于HM組,血清GSH質(zhì)量濃度、血清T-AOC水平顯著升高,其中,H-PUP組的SOD活力、GSH質(zhì)量濃度和T-AOC水平較HM組分別提高了78.1%、69.4%和18.6%。說明PUP可通過增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化物質(zhì)的活性保護(hù)小鼠抗氧化體系,使小鼠抗氧化能力加強(qiáng)。
圖8 PUP對(duì)小鼠血清GSH(A)、SOD(B)、T-AOC(C)、MDA(D)水平的影響Fig.8 Effect of PUP on the levels of serum GSH (A), SOD (B),T-AOC (C) and MDA (D) in mice
圖8D顯示了各組小鼠血清MDA濃度的變化,HM組MDA相較于NC組升高25.7%(P<0.01),說明高脂飲食導(dǎo)致體內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增加,降低了生物機(jī)體的抗氧化能力。與HM組相比,L-PUP、H-PUP組MDA濃度顯著降低,下降率為12.1%和23.8%。由于MDA是機(jī)體脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的主要產(chǎn)物,表明PUP能抑制機(jī)體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng),從而降低體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化損傷。綜合來看,PUP能有效抑制生物機(jī)體內(nèi)高脂飲食引起的過氧化作用,提高機(jī)體抗氧化能力,減少機(jī)體內(nèi)過氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生和積累。
小鼠的肝組織HE染色結(jié)果如圖9所示。NC組肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝細(xì)胞索排列整齊,細(xì)胞質(zhì)染色均勻,細(xì)胞核清晰,未見明顯病理學(xué)變化。HM組小鼠肝臟呈現(xiàn)彌散性脂肪變性,肝細(xì)胞索排列紊亂,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)大小不等的脂滴,個(gè)別細(xì)胞細(xì)胞核被擠在邊緣,肝小葉結(jié)構(gòu)較為模糊,伴隨有肝臟組織的氣球樣變性,細(xì)胞排列不緊密,細(xì)胞邊界模糊,間隙變大[22]。這種現(xiàn)象在多糖或藥物干預(yù)后顯著改善,PC組小鼠肝臟結(jié)構(gòu)完整、清晰,肝組織較為緊密,肝細(xì)胞脂肪變性程度明顯減輕,未見細(xì)胞氣球樣變性。PUP干預(yù)組小鼠肝臟結(jié)構(gòu)完整、清晰,L-PUP組與H-PUP組相比,細(xì)胞間隙較大,H-PUP組肝臟與NC組相差不大。
圖9 小鼠肝組織病理學(xué)變化(×400)Fig.9 Pathological changes of liver tissues in mice (× 400)
高脂血癥是指由于體內(nèi)脂肪代謝或轉(zhuǎn)運(yùn)途徑異常導(dǎo)致機(jī)體血清TC、TG、LDL-C水平升高,亦或伴有HDL-C的降低[23]。而高血脂癥又是冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化等心腦血管疾病的根本原因,可對(duì)人體造成系統(tǒng)傷害,嚴(yán)重時(shí)這種傷害是不可逆的。據(jù)調(diào)查,目前中國患心血管疾病人數(shù)約2.9億,致死率高居首位[24]。機(jī)體內(nèi)是通過血液將脂類物質(zhì)運(yùn)輸至各個(gè)器官與組織之間,通過檢測(cè)血液中的脂質(zhì)含量可以直接反映生物體的脂肪代謝情況。高脂飲食會(huì)導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)含量增加,血清TC、TG及LDL-C水平增高,HDL-C水平降低[25]。本研究結(jié)果表明,PUP干預(yù)可減少高脂飲食小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)蓄積,降低因高脂飲食導(dǎo)致的體質(zhì)量增加,并降低血清中TC、TG和LDL-C的水平,增加HDL-C的水平。具有調(diào)節(jié)機(jī)體血脂水平的作用,對(duì)高脂血癥的防治有重要作用。
大量研究表明了活性氧(reactive oxygen species,ROS)引發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)在血脂異常相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展中具有重要作用。ROS可改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),攻擊DNA并引起脂質(zhì)過氧化,加劇高脂血癥發(fā)展[26]。而機(jī)體內(nèi)血脂水平升高會(huì)導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生并釋放自由基,動(dòng)脈血管的抗氧化體系被再次破壞,機(jī)體的高血脂會(huì)導(dǎo)致自由基增加,自由基則又加速高血脂的發(fā)生,如此循環(huán)往復(fù),機(jī)體內(nèi)生物膜的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)遭到破壞[27]。同時(shí),ROS氧化并修飾LDL-C和MDA形成MDA-LDL-C,導(dǎo)致內(nèi)膜中膽固醇的積累和泡沫細(xì)胞的形成[28]。脂質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物MDA促進(jìn)機(jī)體TC的積累[29]。MDA含量是反映脂質(zhì)過氧化水平的重要指標(biāo),一般將其作為高脂血癥患者氧化應(yīng)激的生物標(biāo)志物。GSH可以降低自由基的活性,抑制機(jī)體內(nèi)過氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生[30]。SOD主要負(fù)責(zé)清除氧自由基,是機(jī)體內(nèi)抗氧化體系的重要組成部分。T-AOC主要是對(duì)機(jī)體中非酶抗氧化劑防御系統(tǒng)的能力起作用[22]。自由基可以通過體內(nèi)的抗氧化體系更好地轉(zhuǎn)化為H2O和CO2,從而抑制體內(nèi)過氧化產(chǎn)物的生成[21]。在本研究中,HM組SOD、T-AOC和GSH的水平顯著低于NC組,而MDA水平則顯著升高。這表明高脂飲食使小鼠體內(nèi)的抗氧化體系失衡。PUP干預(yù)組小鼠的SOD、T-AOC和GSH水平升高,而MDA水平降低,表明PUP可增強(qiáng)機(jī)體內(nèi)抗氧化酶體系和非酶體系,增加機(jī)體的抗氧化活性,降低脂質(zhì)過氧化物的含量,從而起到減少氧化應(yīng)激、防止氧化損傷,進(jìn)而達(dá)到降血脂作用。
脂質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的蓄積還會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞膜的通透性增加,損害肝細(xì)胞的線粒體,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡,對(duì)機(jī)體產(chǎn)生極大的傷害。AKP活力一般作為肝病(主要為膽汁淤積)的敏感指標(biāo),可用來判斷高脂飲食動(dòng)物的肝臟損傷[31]。LDH活力是肝功檢查中的一項(xiàng)指標(biāo),其檢測(cè)結(jié)果可用來判斷脂肪肝、肝炎、酒精性肝病等的發(fā)病情況[32]。AST是主要分布在肝臟細(xì)胞的轉(zhuǎn)氨酶,正常狀態(tài)下血清中含量極少,是臨床上肝功能檢查的指標(biāo)之一[1]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PUP干預(yù)可顯著降低小鼠血清的AKP、LDH、AST的活力,說明PUP可以很大程度上減輕由高脂飲食造成的肝臟損傷。
大量研究表明,多糖及富含多糖的化合物具有較好的降血脂作用,其影響機(jī)體脂質(zhì)代謝的機(jī)制主要包括抑制胰腺脂肪酶活力、結(jié)合膽汁酸,減少機(jī)體對(duì)脂質(zhì)類化合物的過量吸收[33];促進(jìn)機(jī)體血液中過量的膽固醇進(jìn)入肝臟,由肝臟代謝后排出體外,由此加速血液中的脂質(zhì)代謝;增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化水平,降低脂質(zhì)過氧化損傷[34]。本研究結(jié)果顯示,PUP有較強(qiáng)的?;悄懰猁}結(jié)合能力和胰脂肪酶抑制作用,PUP可減少高脂飲食小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)蓄積,其中,H-PUP組對(duì)小鼠各項(xiàng)指標(biāo)的改善效果均更為顯著。PUP降血脂機(jī)制可能與抑制胰脂肪酶活力,減少脂質(zhì)攝入;減少膽固醇在肝臟中的積累有關(guān)。此外,減少機(jī)體內(nèi)的過氧化損傷、抑制脂質(zhì)過氧化物的形成也能降低高脂飲食對(duì)機(jī)體損傷。但具體的作用機(jī)制還需要進(jìn)一步的探討。
本研究以PUP為對(duì)象,從體外模擬實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)兩方面檢測(cè)PUP的降血脂作用,并對(duì)其降血脂機(jī)制進(jìn)行探討。結(jié)果表明,PUP有一定的體內(nèi)外降血脂活性,能明顯提高高脂飲食小鼠的抗氧化水平,且能明顯改善因脂質(zhì)攝入而受損的肝臟。