鐘 靜,焦春偉,梁慧嘉,鄭嬌吉,劉健文,謝意珍**
(1.廣東粵微食用菌技術(shù)有限公司,廣東 廣州 510000;2.廣東粵微生物科技有限公司,廣東 肇慶 526000)
高脂血癥是一種血液中脂質(zhì)含量異常的慢性疾病,與脂肪肝、糖尿病及心血管疾病等的發(fā)生密切相關(guān),對(duì)人類健康造成了極大威脅[1]。目前,國(guó)內(nèi)外多采用他汀類、貝特類及煙酸類等藥物來(lái)緩解高脂血癥所帶來(lái)的危害[2],雖效果顯著,卻存在耐藥性、副作用及價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)[3]。近年來(lái),研究發(fā)現(xiàn)香菇(Lentinula edodes)、黑木耳 (Auricularia auricula)及灰樹(shù)花(Grifola frondosa)等食用菌具有良好的降血脂功效[4-6],這為健康、低副作用降血脂藥物的研發(fā)帶來(lái)了良好前景。
白背木耳 (Auricularia polytricha) 為木耳科(Auriculariales) 木耳屬(Auricularia) 大型真菌,主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū),其營(yíng)養(yǎng)成分豐富,具有降血脂、抗腫瘤及抗氧化等多種生物活性[7-9]?,F(xiàn)有研究多以白背木耳的栽培為主,相關(guān)生理活性研究缺乏,制約了白背木耳的高值化利用。以白背木耳水提物為研究對(duì)象,建立高脂飲食大鼠模型,通過(guò)測(cè)定其體重變化、血脂水平及肝臟組織形態(tài)等指標(biāo),研究該提取物的降血脂功效,明確其應(yīng)用價(jià)值,為開(kāi)發(fā)功能性食品奠定理論基礎(chǔ)。
白背木耳子實(shí)體由廣東粵微食用菌技術(shù)有限公司提供。
血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(lowdensity lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDLC)、谷草轉(zhuǎn)氨酶 (aspartate aminotransferase,AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase,HMGR)、脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase,LPL)測(cè)定試劑盒,購(gòu)自深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司。
UV-1750紫外分光光度計(jì),島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司;BS-480全自動(dòng)生化分析儀,深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司;BJ-300A中藥粉碎機(jī),德清拜杰電器有限公司;SI-0246渦旋混勻器,美國(guó)SI儀器公司;BS200S分析天平,北京賽多利斯天平有限公司;JJ1000型電子天平,江蘇常熟市雙杰測(cè)試儀器廠;RE-600A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;L535R臺(tái)式離心機(jī),湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司。
SPF級(jí)SD雄性大鼠,體重180 g~200 g,數(shù)量130只,購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)試驗(yàn)動(dòng)物中心 [許可證號(hào):SYXK(粵2012-0122)]。大鼠飼養(yǎng)于廣東省試驗(yàn)動(dòng)物監(jiān)測(cè)所SPF級(jí)動(dòng)物房,溫度22℃~23℃,相對(duì)濕度50%~60%。
普通飼料:SPF級(jí)鼠料,購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
高脂飼料配方:基礎(chǔ)飼料53%、蔗糖20.0%、豬油15%、膽固醇1.2%、膽酸鈉0.2%、酪蛋白10%、磷酸氫鈣0.6%、石粉0.4%,購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
1.5.1 白背木耳水提物的制備
用中藥粉碎機(jī)將白背木耳子實(shí)體粉碎成粉末,過(guò)40目篩。稱取適量白背木耳粉末,按料液比為1∶40加入蒸餾水,90℃浸提3 h,提取液經(jīng)紗布與超濾裝置過(guò)濾,除去雜質(zhì);再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將濾液濃縮為原體積的10%;最后經(jīng)噴霧干燥除去濃縮液中的水分,即得白背木耳提取物粉末。
1.5.2 動(dòng)物分組與給藥
根據(jù)體重將大鼠隨機(jī)分為5組,每組13只,具體分組、飼料飼喂及給藥方式見(jiàn)表1。
如表1所示,除CON組外,其他各組均以高脂飼料喂養(yǎng)。14天后檢測(cè)大鼠血脂水平,并將其與CON組的血脂水平相比較,若P<0.05,則造模成功,開(kāi)始給藥。各組均按照0.1 mL·10-1g-1體重?fù)Q算灌胃體積,每天定時(shí)灌胃,連續(xù)灌胃4周,期間每2周稱量大鼠體重1次。所有大鼠均自由飲食、飲水。
1.5.3 樣本采集與保存
大鼠末次給藥后,禁食不禁水12 h,麻醉后心臟取血。采血后迅速解剖大鼠,分離心臟和肝臟組織,稱量其重量并記錄,計(jì)算臟器指數(shù)。將采集的血液于室溫靜置30 min,在4℃、4 000 r·min-1條件下離心10 min,取上層血清于-80℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>
肝臟組織稱重后放于-80℃保存?zhèn)溆谩EK器指數(shù)(D,g·100-1g-1)的計(jì)算公式為:
式中:m為臟器重量(g);M為大鼠體重(g)。
1.5.4 血清血脂水平測(cè)定
運(yùn)用ELISA法測(cè)定大鼠TC、TG、LDL-C及HDLC水平,計(jì)算動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)(AI),計(jì)算公式為:
式中:T為血清總膽固醇TC水平(mmol·L-1);H為高密度脂蛋白膽固醇HDL-C水平(mmol·L-1)。
1.5.5 血清、肝臟酶活力測(cè)定
血清酶活測(cè)定:運(yùn)用試劑盒檢測(cè)血清中LPL的活性,相關(guān)操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。
肝臟酶活測(cè)定:取少量肝臟加入9倍體積的生理鹽水,于冰浴中充分勻漿,制成10%的肝臟勻漿液。用試劑盒測(cè)定勻漿液中HMGR水平。
1.5.6 蘇木精-伊紅染色
取大鼠肝臟組織,用10%中性福爾馬林固定,石蠟包埋,蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色,光學(xué)顯微鏡下觀察形態(tài)。
所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用Excel記錄,以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD) 表示。采用SPSS 26進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,組間比較采用One-way ANOVA法,P<0.05表示組間差異顯著,P<0.01表示組間差異極顯著。采用GraphPad Prism 7.00繪圖。
白背木耳水提物對(duì)大鼠體重的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。
由圖1可知,試驗(yàn)開(kāi)始時(shí),各組大鼠體重基本一致,組間無(wú)顯著性差異(P>0.05);隨試驗(yàn)進(jìn)行,各組大鼠體重均呈上升趨勢(shì);試驗(yàn)結(jié)束時(shí),MOD組大鼠體重增加 (188.00±21.00) g,比CON高16.85%,說(shuō)明高脂飲食會(huì)導(dǎo)致大鼠體重增加。補(bǔ)充白背木耳水提物后,除APEM組外,APEL組、APEH組大鼠體重較MOD組均下降;其中APEH組與MOD組存在極顯著差異(P<0.01)。由此說(shuō)明,白背木耳水提物對(duì)高脂飲食引起的體重增加具有一定緩解作用。
圖1 各組大鼠體重變化(A) 和總增重(B)Fig.1 The body weight change(A)and body weight gain(B)of rats in each group
動(dòng)物臟器指數(shù)常能反映受試動(dòng)物內(nèi)臟的病變情況和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),當(dāng)接觸某些外來(lái)物質(zhì)常會(huì)使動(dòng)物的臟器受到影響,使臟器指數(shù)發(fā)生變化。APE對(duì)大鼠臟器指數(shù)的影響結(jié)果見(jiàn)表2。
由表2可知,各組大鼠心臟指數(shù)相差不大,而肝臟指數(shù)差異明顯。與CON組相比,MOD組肝臟指數(shù)極顯著升高(P<0.01),說(shuō)明高脂飲食會(huì)導(dǎo)致大鼠肝臟異常。與MOD組相比,APEH組肝臟指數(shù)顯著下降(P<0.05),說(shuō)明高劑量的白背木耳水提物對(duì)大鼠高脂飲食引起的肝臟指數(shù)異常具有一定緩解作用。
表2 白背木耳水提物對(duì)大鼠臟器指數(shù)的影響Tab.2 Effect of Auricularia polytricha water extract on organ index of rats
對(duì)大鼠血清中TC、TG、LDL-C及HDL-C 4種指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)表3。
由表3可知,與CON組相比,MOD組血清中TC、TG及LDL-C水平極顯著升高,而HDL-C水平極顯著降低,即判定高脂血癥大鼠模型造模成功。在TG水平上,與MOD組相比,3個(gè)劑量組的TG水平均降低,其中APEL、APEM組與MOD組差異極顯著;在LDL-C水平上,各劑量組與MOD組差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中APEM組與MOD組差異顯著,APEL組、APEH組與MOD組差異極顯著;在HDL-C水平上,APEM組、APEH組大鼠較MOD組明顯升高,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;各劑量組血清中TC水平較MOD組無(wú)明顯差異。
表3 白背木耳水提物對(duì)大鼠血脂水平的影響Tab.3 Effects of Auricularia polytricha water extract on blood fat level of rats
白背木耳水提物對(duì)大鼠AI的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。
圖2 白背木耳水提物對(duì)大鼠AI的影響Fig.2 Effect of Auricularia polytricha water extract on arteriosclerosis index of rats
由圖2可知,與CON組相比,MOD組與各劑量APE組的AI極顯著升高,說(shuō)明血脂升高會(huì)增加動(dòng)脈粥樣硬化的可能性。與MOD組相比,APEL組、APEH組的AI分別降低34.98%、18.45%;其中APEL組的AI與MOD組差異顯著,表明APE能明顯降低血脂升高所致的動(dòng)脈粥樣硬化現(xiàn)象的發(fā)生。
各組大鼠血清LPL活力見(jiàn)表4。
表4 白背木耳水提物對(duì)大鼠血清LPL的影響Tab.4 Effects of Auricularia polytricha water extract on LPL level of rats
由表4可知,MOD組血清LPL水平顯著低于CON組。經(jīng)不同劑量APE干預(yù)后,大鼠血清LPL水平均提高,其中APEL組、APEH組極顯著增加。由此說(shuō)明,高脂飲食會(huì)導(dǎo)致大鼠LPL活力降低,而經(jīng)白背木耳水提物干預(yù)后,該不良癥狀得到緩解。
大鼠肝臟HMGR水平見(jiàn)圖3。
由圖3可知,與CON組相比,MOD組HMGR水平顯著增加,說(shuō)明高脂飲食會(huì)引起肝臟中HMGR水平升高。與MOD組相比,各劑量試驗(yàn)組HMGR水平均降低,其中APEM組、APEH組與MOD組差異顯著,說(shuō)明白背木耳水提物能夠一定程度改善高脂飲食引起的HMGR水平升高現(xiàn)象。
圖3 白背木耳水提物對(duì)大鼠肝臟HMGR水平的影響Fig.3 Effect of Auricularia polytricha water extract on HMGR of rats in liver
綜合上述分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),高劑量的白背木耳水提物具有較好的降血脂活性,因此運(yùn)用HE染色對(duì)其肝臟組織形態(tài)進(jìn)行觀察(200倍),見(jiàn)圖4。
圖4 白背木耳水提物對(duì)大鼠肝臟組織形態(tài)的影響Fig.4 Effect of Auricularia polytricha water extract on the histomorphology of the rat liver
如圖4所示,CON組肝小葉中央有血管,肝細(xì)胞以血管為中心向周圍呈放射狀排列,形成肝索,細(xì)胞排列緊密。MOD組肝組織結(jié)構(gòu)完好,可見(jiàn)肝小葉,肝索排列雜亂,肝細(xì)胞排列松散,細(xì)胞體積增大形成脂肪性空泡,胞漿疏松、淺染。APEH組肝小葉肝索排列呈放射狀,細(xì)胞較為緊密,未出現(xiàn)脂肪性空泡。
高脂血癥是一種因機(jī)體脂代謝或轉(zhuǎn)運(yùn)異常而導(dǎo)致血漿或血清中脂質(zhì)水平過(guò)度升高的慢性疾病,其疾病特點(diǎn)為TC、TG及LDL-C水平升高,而HDL-C水平降低[10-11]。試驗(yàn)結(jié)果表明,白背木耳多糖能夠明顯緩解高血脂大鼠上述癥狀,使模型大鼠體重降低,甚至能恢復(fù)至與正常組大鼠無(wú)顯著性差異。說(shuō)明白背木耳提取物具有調(diào)節(jié)機(jī)體血脂水平的作用,能一定程度防止高脂血癥。
高脂血癥患者體內(nèi)血脂水平紊亂可能會(huì)誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化,進(jìn)而引發(fā)腦卒中、冠心病及腎動(dòng)脈硬化等疾病[12],因此動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)是預(yù)測(cè)、衡量動(dòng)脈硬化的有效指標(biāo)之一[13]。于美匯等[14]試驗(yàn)證明,黑木耳(Auricularia auricula) 提取物對(duì)高血脂小鼠的血脂水平異常現(xiàn)象具有良好的調(diào)節(jié)作用,同時(shí)能有效緩解小鼠動(dòng)脈粥樣硬化,其中高劑量組動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)降低約48.8%。秦健峰等[15]向高血脂小鼠灌胃善清金花茶,使其動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)降低約46.07%。本文中大鼠經(jīng)白背木耳多糖干預(yù)后,動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)有所降低,其中低劑量組下降最為明顯(約34.98%),與上述研究結(jié)果相似。
肝臟是機(jī)體脂代謝的重要器官,在多種酶作用下完成脂質(zhì)的攝取、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝及排泄等生理過(guò)程[16]。高脂飲食會(huì)引起健康大鼠肝臟指數(shù)顯著升高,肝臟組織形態(tài)病變,而經(jīng)一些具有降血脂活性的天然產(chǎn)物干預(yù)后,以上不良現(xiàn)象能得到較明顯的緩解[17-18]。在本研究中,經(jīng)白背木耳水提取物干預(yù)后,大鼠肝臟指數(shù)約降低2.96%;同時(shí),高血脂大鼠肝臟組織形態(tài)有向正常組恢復(fù)的趨勢(shì),提示白背木耳水提取物的降血脂作用可能與減輕肝損傷有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),白背木耳水提取物對(duì)脂代謝相關(guān)的2種酶具有較好的調(diào)節(jié)作用。LPL是血漿蛋白代謝的關(guān)鍵酶,可提高LPL活性能明顯減少脂質(zhì)在肝臟中的積累,從而保護(hù)肝臟組織[19-20]。HMGR活性能反映出機(jī)體合成膽固醇和脂肪酸的能力。崔敬愛(ài)等[21]研究表明,樺褐孔菌(Inonotus obliquus) 多糖能有效抑制高血脂模型大鼠肝臟HMGR活力。一些對(duì)HGMR具有抑制作用的天然產(chǎn)物除能明顯降低肝臟細(xì)胞中膽固醇含量外,還能減少肝臟中脂滴的儲(chǔ)存[22]。本研究中結(jié)果顯示,白背木耳多糖能夠提高LPL水平而抑制HGMR活力,并明顯減少肝臟組織中的脂肪空泡,說(shuō)明白背木耳水提取物的護(hù)肝作用可能是由于其發(fā)揮了降血脂活性,但具體作用機(jī)制還需開(kāi)展進(jìn)一步深入研究。