許藝飛,洪 銘,周 娜,尹西拳,操紅纓?
(1. 深圳市中醫(yī)院,廣州中醫(yī)藥大學(xué) 第四臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 深圳 518033;2. 廣州中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院,廣東 廣州 510006;3. 麥和(廣州)實(shí)業(yè)有限公司,廣東 廣州 510555)
功能性油脂如中鏈甘油三酯(MCT)、共軛亞油酸(CLA)、ω-3系列不飽和脂肪酸等已經(jīng)廣泛用于肥胖、心腦血管疾病治療中。其中,中鏈甘油三酯具有消化吸收快、快速供能等代謝特點(diǎn)[1-2],除用于術(shù)后快速補(bǔ)給、為脂肪代謝障礙的患者和早產(chǎn)嬰兒提供能量等臨床應(yīng)用外[3],近幾年其在健康食品以及養(yǎng)殖業(yè)[4]領(lǐng)域也具有廣泛應(yīng)用。共軛亞油酸是一種具有多生理功能的不飽和脂肪酸,可以通過(guò)影響細(xì)胞周期、促進(jìn)脂肪細(xì)胞凋亡等來(lái)減少脂肪細(xì)胞數(shù)量,亦可通過(guò)降低PPARγ基因在脂肪細(xì)胞中的表達(dá)進(jìn)而減少脂質(zhì)的積累[5]。ω-3系列不飽和脂肪酸如α-亞麻酸[6-7]、二十二碳六烯酸(DHA)[8-10]等在心腦血管健康、代謝健康等方面也具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。
功能油脂對(duì)于肥胖的益處非常明顯,相關(guān)研究報(bào)道亦很多,但對(duì)于健康個(gè)體的研究報(bào)道較少。實(shí)際上,無(wú)論是在食品業(yè)還是養(yǎng)殖業(yè),中鏈甘油三酯、不飽和脂肪酸等功能油脂用于健康個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)以及疾病預(yù)防則更為普遍。2020年Tyler Maher等[11]以MCT和CLA為受試物、以體重正常人群和肥胖人群為研究對(duì)象,評(píng)估MCT/CLA干預(yù)后兩種人群飽腹感及食欲的差異,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MCT介導(dǎo)的胃排空延遲、β-羥丁酸(β-HB)濃度的升高和胃饑餓素(ghrelin)濃度的抑制在健康體重和肥胖個(gè)體中作用趨勢(shì)類似,并且MCT對(duì)于健康體重個(gè)體胃排空延遲以及β-HB濃度的升高優(yōu)于其對(duì)肥胖個(gè)體的作用,該結(jié)果提示健康體重個(gè)體對(duì)于MCT可能更加敏感。
基于此,本試驗(yàn)以健康體重大鼠為研究對(duì)象,在基礎(chǔ)飼喂條件下灌胃功能油脂,綜合考察功能油脂對(duì)健康體重大鼠脂肪囤積以及認(rèn)知功能的影響,并評(píng)估其對(duì)大鼠脂肪代謝以及部分器官功能的影響。本試驗(yàn)選取中鏈甘油三酯、共軛亞油酸、富含α-亞麻酸的紫蘇籽油、富含DHA的藻油為試驗(yàn)樣品,其中復(fù)合物MCT含量在47%~73%之間波動(dòng),以重點(diǎn)觀察MCT含量變化對(duì)于健康體重個(gè)體的影響。
70%中鏈甘油三酯粉末、60%共軛亞油酸酯粉末、50%紫蘇籽油粉末、10% DHA藻油粉、純豬油:麥和(廣州)實(shí)業(yè)有限公司;腫瘤壞死因子(TNF)-α ELISA試劑盒:北京四正柏生物科技有限公司;無(wú)水乙醇、二甲苯:國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;HE染液、AB-PAS染色液:永津生物;中性樹(shù)膠:國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司實(shí)驗(yàn)所用水均為蒸餾水。
1.1.2 試驗(yàn)動(dòng)物
60只SD雄性大鼠,110~130 g,動(dòng)物合格證號(hào)44822700002441,許可證SCXK(粵)2020-0051:珠海百試通生物科技有限公司。
Morris水迷宮視頻分析系統(tǒng):上海移數(shù)科技有限公司;脫水機(jī)JJ-12J、包埋機(jī)JB-P5:武漢俊杰電子有限公司;病理切片機(jī)RM2016:上海徠卡儀器有限公司;組織攤片機(jī)KD-P:浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限公司;烤箱GFL-230:天津市萊玻瑞儀器設(shè)備有限公司;全自動(dòng)生化分析儀7080:日立;全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀:賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司。
1.3.1 試驗(yàn)材料
中鏈甘油三酯粉末(純度70%)、共軛亞油酸酯粉末(60%)、紫蘇籽油粉末(50%)、DHA藻油粉(10%)、純豬油,為提高功能油脂的穩(wěn)定性、生物利用度以及更有利于動(dòng)物給藥,本試驗(yàn)以酪蛋白酸鈉、抗性糊精為主要輔料,將中鏈甘油三酯、共軛亞油酸、紫蘇籽油、DHA藻油進(jìn)行微囊化包裹處理,根據(jù)每種油脂特性及包裹率的差異分別制成不同含量的粉末,制備而成的粉末微囊粉具有水溶性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、生物利用度高等優(yōu)點(diǎn)。
1.3.2 試驗(yàn)劑量
在食品行業(yè)為防止油脂攝入過(guò)多帶來(lái)的脂肪囤積風(fēng)險(xiǎn),相關(guān)法規(guī)規(guī)定了部分油脂的使用量,共軛亞油酸及其酯化物每日最大攝入量不超過(guò)6 g(國(guó)家衛(wèi)健委2021年第7號(hào)公告),DHA每日最大攝入量≤300 mg(原衛(wèi)生部2010年第3號(hào)公告),中鏈甘油三酯和紫蘇籽油無(wú)攝入量限制。本研究所用DHA藻油粉含10%DHA,也就是相當(dāng)于DHA藻油粉每日最大攝入量≤3 g,所以在本試驗(yàn)“健康油脂組”中DHA藻油粉最大添加比例為30%。
粉末共軛亞油酸甘油酯含60%CLA,相當(dāng)于粉末共軛亞油酸甘油酯每日最大攝入量不超過(guò)10 g。共軛亞油酸每日限量為6 g,而研究[12]表明日攝入低于1 g即可起到抑制脂肪囤積的作用,食品行業(yè)出于安全、經(jīng)濟(jì)考量通??刂泼咳諗z入量為1~3 g甚至更低,本試驗(yàn)粉末共軛亞油酸最大添加量為“復(fù)合物高劑量組”3 g,即共軛亞油酸1.8 g。本試驗(yàn)按照梯度濃度設(shè)計(jì)組別,選取日攝入量10 g進(jìn)行動(dòng)物給藥折算。
60只SD雄性大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組、豬油組、健康油脂組、復(fù)配油脂低、中、高劑量組,共6組,每組10只,灌胃28 d。
對(duì)照組:按照動(dòng)物體重1 mL/100 g灌胃蒸餾水。
豬油對(duì)照組:按照動(dòng)物體重0.9 g/kg灌胃[13]。
健康油脂組(ω-3脂肪酸組):取50%粉末紫蘇籽油、10% DHA藻油粉按照質(zhì)量比7∶3進(jìn)行混合,按照動(dòng)物體重0.9 g/kg給藥。
復(fù)合油脂低劑量(MCT:47%)組:取70%粉末中鏈甘油三酯、60%粉末共軛亞油酸酯、50%粉末紫蘇籽油、10%DHA藻油粉按照質(zhì)量3.5∶1.5∶3.5∶1.5進(jìn)行混合,按照動(dòng)物體重0.9 g/kg給藥。
復(fù)合油脂中劑量(MCT:60%)組:取70%粉末中鏈甘油三酯、60%粉末共軛亞油酸酯、50%粉末紫蘇籽油、10%DHA藻油粉按照質(zhì)量5∶2∶2∶1進(jìn)行混合,按照動(dòng)物體重0.9 g/kg給藥。
復(fù)合油脂高劑量(MCT:73%)組:取70%粉末中鏈甘油三酯、60%粉末共軛亞油酸酯按照質(zhì)量比7∶3進(jìn)行混合,按照動(dòng)物體重0.9 g/kg給藥。
每3天記錄大鼠體重和攝食量,每天記錄飲水量,灌胃油脂每日現(xiàn)稱現(xiàn)用。最后一日,麻醉大鼠測(cè)量大鼠體長(zhǎng)及體重,計(jì)算Lee’s指數(shù)。
最后4天對(duì)各組大鼠進(jìn)行水迷宮測(cè)試。定向巡航試驗(yàn):連續(xù)進(jìn)行3天,試驗(yàn)按照第I、III、IV象限的順序?qū)⒋笫竺嫦虺乇诜謩e從3個(gè)入水點(diǎn)放入水中,系統(tǒng)記錄其在2 min內(nèi)尋找到平臺(tái)的時(shí)間(逃避潛伏期,Escape Latency,EL)。如大鼠在2 min內(nèi)未能找到平臺(tái),則由試驗(yàn)人員使用木棒將其引導(dǎo)至平臺(tái)水囊,讓大鼠停留10 s,在放回籠中。全部大鼠完成1個(gè)象限的測(cè)試后再進(jìn)行下一個(gè)象限的測(cè)試,直至完成所有測(cè)試。
空間探索試驗(yàn):于試驗(yàn)的第4天,將平臺(tái)撤去,將大鼠放入水池中,記錄并分析2 min內(nèi)大鼠的游泳軌跡,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括:逃避潛伏期、平臺(tái)穿越次數(shù)、小鼠在中央?yún)^(qū)域游泳的路程和時(shí)間以及首次路過(guò)平臺(tái)前的路程。
末次水迷宮試驗(yàn)后,大鼠麻醉后腹主動(dòng)脈取血,隨后分離并稱重腎周脂肪、腹部脂肪、附睪脂肪和心外膜脂肪。
末次水迷宮試驗(yàn)后,大鼠麻醉后腹主動(dòng)脈取血。采用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血液生化指標(biāo),包括瘦素(leptin)、總膽固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)、血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。ELISA法測(cè)腫瘤壞死因子(TNF)-α水平。
大鼠腹主動(dòng)脈取血后,統(tǒng)一取出肝小葉及小腸,用生理鹽水沖洗,除去淤血及內(nèi)容物,濾紙吸干后及時(shí)置于4%多聚甲醛液中固定,HE染色后在顯微鏡下觀察。
大鼠按分組灌胃4周后,各組大鼠體重及Lee’s指數(shù)無(wú)差異。與對(duì)照組相比,豬油組空腹血糖值無(wú)顯著差異。與豬油組相比,健康油脂組和復(fù)配不同劑量組空腹血糖值顯著降低。說(shuō)明4周油脂灌胃不會(huì)對(duì)大鼠的生長(zhǎng)造成明顯的影響,但復(fù)配油脂和健康油脂顯然在控制血糖上有一定的優(yōu)勢(shì)。見(jiàn)圖1。
圖1 各組大鼠體重、體長(zhǎng)、Lee’s指數(shù)及空腹血糖值Fig.1 Bodyweight, body length, Lee’s index and fasting glucose values of rats in each group
大鼠按分組灌胃4周后,各組大鼠腹部脂肪無(wú)顯著差異;與對(duì)照組相比,豬油組腎周脂肪、附睪脂肪和心外膜脂肪重量顯著升高;與豬油組相比,健康油脂組、復(fù)配低和高劑量組腎周脂肪、附睪脂肪和心外膜脂肪重量顯著降低。長(zhǎng)期食用動(dòng)物油脂造成了大鼠多個(gè)部位脂肪的積累,是一種不健康的現(xiàn)象。健康油脂及復(fù)配油脂在控制體脂上優(yōu)勢(shì)明顯。見(jiàn)圖2。
圖2 各組大鼠脂肪囤積情況Fig.2 Fat accumulation in each group of rats
Morris水迷宮測(cè)試提示各組大鼠間的逃避潛伏期、穿臺(tái)次數(shù)、上臺(tái)前路程、上臺(tái)前路程與時(shí)間比值,這五個(gè)指標(biāo)均無(wú)顯著性差異。有研究表明,肥胖會(huì)造成記憶力障礙[14],因此本試驗(yàn)探究了油脂對(duì)記憶力的影響,盡管豬油組大鼠出現(xiàn)了明顯的肥胖,但在記憶力上未見(jiàn)明顯的變化,說(shuō)明短期的油脂高攝入對(duì)記憶力影響不大,但長(zhǎng)期攝入仍需注意。見(jiàn)表1和2。
表1 各組大鼠定位航行逃避潛伏期Table 1 Latency of localized navigation evasion for each group of rats
與對(duì)照組相比,豬油組血清中TNF-α和谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平顯著升高;與豬油組相比,健康油脂組和復(fù)配中劑量組谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平顯著降低,復(fù)配高劑量組血清TNF-α和谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平顯著降低。上述結(jié)果證實(shí)4周豬油攝入會(huì)使得肝臟受到較大負(fù)荷,引起肝功損傷,而復(fù)配油脂對(duì)肝功影響不大亦不會(huì)引起炎癥因子水平上升。見(jiàn)圖3和4。
圖3 各組大鼠血清中相關(guān)指標(biāo)Fig.3 Relevant indexes in the serum of each group of rats
圖4 各組大鼠血清中相關(guān)指標(biāo)Fig.4 Relevant indexes in the serum of each group of rats
如圖所示,28 d的油脂灌胃后,各組大鼠的肝臟組織結(jié)構(gòu)排列緊密,結(jié)構(gòu)清晰,無(wú)明顯組織結(jié)構(gòu)變化。各組大鼠小腸組織完整,杯狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,無(wú)明顯組織水腫或上皮脫落,無(wú)明顯組織結(jié)構(gòu)變化,說(shuō)明攝入這幾種油脂28 d尚不會(huì)引起器質(zhì)性臟器損傷。見(jiàn)圖5和6。
圖5 肝臟組織HE染色Fig.5 Hematoxylin-eosin staining of liver tissue
表2 各組大鼠空間探索情況Table 2 Spatial exploration of rats in each group
圖6 小腸組織HE染色Fig.6 Hematoxylin-eosin staining of small intestine tissue
合理的膳食結(jié)構(gòu)對(duì)維持健康極為重要,與植物油相比,豬油等動(dòng)物油所含的大多是飽和脂肪酸,這種物質(zhì)能夠促進(jìn)膽固醇合成,為機(jī)體合成膽酸、構(gòu)成細(xì)胞膜、合成激素等活動(dòng)提供能量。然而過(guò)量的動(dòng)物油攝入會(huì)給機(jī)體帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān),豬油灌胃大鼠4周盡管對(duì)體重、Lee’s指數(shù)等無(wú)明顯影響,但外周脂肪比例顯著性增加,外周血清炎癥指標(biāo)上升。過(guò)量動(dòng)物油脂的攝入雖然在短期內(nèi)對(duì)肝臟和小腸的病理結(jié)構(gòu)沒(méi)有造成顯著性破壞,但肝功已經(jīng)出現(xiàn)了異常,可預(yù)見(jiàn)性的長(zhǎng)期攝入會(huì)給機(jī)體造成極大負(fù)擔(dān)進(jìn)而引發(fā)損傷。
已有文獻(xiàn)報(bào)道,肥胖會(huì)導(dǎo)致記憶力的降低[15-16]。而在本研究中,短時(shí)間的試驗(yàn)并未使動(dòng)物體重出現(xiàn)明顯變化,脂肪的過(guò)度積累亦未造成記憶力衰退,證實(shí)肥胖引起的記憶力變化是一個(gè)慢性的、長(zhǎng)期的過(guò)程。脂肪堆積是體內(nèi)脂肪,尤其是甘油三酯積聚過(guò)多而導(dǎo)致的一種狀態(tài),合理的復(fù)配油脂在降低甘油三酯方面有著明顯的優(yōu)勢(shì),但無(wú)明顯的劑量依賴性則說(shuō)明配方油脂的合理性對(duì)控制油脂攝入導(dǎo)致的甘油三酯水平偏高有著重要意義。