紫心甘薯對(duì)高脂血癥大鼠脂質(zhì)代謝及氧化應(yīng)激的影響

陳偉平，毛童俊，樊 林，周宇瀚，俞 兢，金 赟，侯鵬超

(1.浙江大學(xué)城市學(xué)院醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州310015;2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生系，浙江杭州310058)

紫心甘薯(purple sweet potato)屬旋花科一年生草本植物［1］，是新近開發(fā)出的一類優(yōu)良特異的甘薯品種，其肉質(zhì)紫紅，外觀誘人，具有營(yíng)養(yǎng)、著色和保健等多重作用，引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。紫甘薯富含花青素［2］及膳食纖維，多年來研究表明，花色素苷具有抗氧化、清除自由基、防癌、提高視力等生物活性［3］;膳食纖維可在腸道內(nèi)吸水后形成膠體，阻止脂類物質(zhì)向小腸壁的擴(kuò)散［4］，從而減少機(jī)體對(duì)脂類物質(zhì)的吸收，起到了降脂的作用。高脂血癥是各種原因?qū)е碌难懝檀肌⒏视腿ァ⒌兔芏戎鞍咨吆?或)高密度脂蛋白降低的一種脂代謝異常疾病［5］，它與代謝綜合征等疾病密切相關(guān)，包括2型糖尿病，胰島素抵抗，高血壓等［6］。目前最安全有效的治療高脂血癥的方法在于飲食干預(yù)，因此，從天然食物中找尋具降脂功效的食材已成為研究熱點(diǎn)［7-8］。已有研究表明，紫甘薯具有預(yù)防高血壓，改善肝功能，減少基因突變，抑制誘癌物質(zhì)的產(chǎn)生，改善視力等保健作用［9］。但關(guān)于紫甘薯對(duì)脂質(zhì)代謝影響的研究較少，本實(shí)驗(yàn)通過觀察紫甘薯對(duì)大鼠脂質(zhì)代謝及氧化應(yīng)激的影響，為其進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物 雄性SD大鼠40只，體重180～200 g，購于浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院。合格證號(hào)SCXK(浙)2008-0033。

1.2 材料及試劑 紫心甘薯購于臨安市太陽鎮(zhèn)紫心甘薯示范基地。總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)、還原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)及總蛋白定量測(cè)試盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.3 方法

1.3.1 紫心甘薯粉末的制備 將紫心甘薯洗凈，晾干，切成薄片后放在0.1 mol/L、pH值為5的檸檬酸溶液里浸泡0.5 min(防止紫心甘薯內(nèi)的花青素被氧化)，置于60℃烘箱內(nèi)12 h，而后將烘干的紫心甘薯片用中藥粉碎機(jī)打碎成細(xì)粉狀用于制備飼料。

1.3.2 動(dòng)物分組及處理 SD大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，禁食12 h，次日晨取尾血測(cè)血清 TC、TG。按血脂水平及體重分為4組，每組10只:正常對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼料，高脂對(duì)照組飼喂高脂飼料(高脂飼料配方:10%蛋白粉、0.5%膽鹽、5%豬油及84.5%基礎(chǔ)飼料)，紫甘薯高劑量組飼喂85%高脂飼料+15%紫甘薯粉，紫甘薯低劑量組飼喂90%高脂飼料+10%紫甘薯粉。動(dòng)物房溫度為22～25℃，相對(duì)濕度為45%～60%。動(dòng)物置不銹鋼籠內(nèi)喂養(yǎng)，5只一籠，自由飲水進(jìn)食，并且記錄當(dāng)天飲食量，每周稱體重一次。實(shí)驗(yàn)期為6周，分別于第0周、第3周、第6周末取尾血測(cè)定血脂指標(biāo)。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定 3周末，取尾血測(cè)定血清TC、TG、HDL-C指標(biāo)。6周末，取尾血測(cè)定血清TC、TG、HDL-C、SOD 及 MDA 的指標(biāo)。然后處死大鼠，解剖分離得到肝臟，在冰冷生理鹽水中漂洗，除污，拭干，稱重;用0.86%預(yù)冷生理鹽水制成10%組織勻漿，以2 000 r·min-1離心10 min;取上清液測(cè)定肝臟SOD、GSH、MDA的活性。蛋白定量采用考馬斯亮藍(lán)法。血脂水平及氧化應(yīng)激指標(biāo)均按試劑盒說明操作。LDL-C用Friedewald公式計(jì)算:LDL-C(mmol/L)=TC(mmol/L)-HDL-C(mmol/L)-TG(mmol/L)×0.456。AI=(TC-HDL-C)/HDL-C［10］。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 以SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)分析軟件先進(jìn)行單因素方差分析，若具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，則采用LSD法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所有數(shù)據(jù)均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

2.1 平均進(jìn)食量與體重變化 由表1可知整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，各組大鼠的平均進(jìn)食量、初始體重以及體重增長(zhǎng)均無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2 紫心甘薯對(duì)各組大鼠血清TC、TG的影響

由表2可知各組大鼠基礎(chǔ)TC、TG水平無顯著性差異(P＞0.05)。從第3周開始，高脂對(duì)照組血清TC、TG水平顯著高于正常組(P＜0.01)。而紫心甘薯高劑量組大鼠血清TC和TG水平較高脂對(duì)照組明顯降低;紫心甘薯低劑量組大鼠血清TG在第3周末顯著低于高脂對(duì)照組，而TC較高脂對(duì)照組無顯著性差異。這些變化一直持續(xù)到第6周末。

2.3 紫心甘薯對(duì)各組大鼠血清HDL-C、LDL-C和AI值的影響 由表3可知，第3周末紫心甘薯高、低劑量組血清HDL-C值均顯著高于高脂對(duì)照組，而LDL-C和AI則顯著低于高脂對(duì)照組。這些變化一直持續(xù)到第6周末。

2.4 紫心甘薯對(duì)各組大鼠血清SOD活性、MDA水平的影響 由表4可知，各組大鼠基礎(chǔ)SOD活性、MDA水平無顯著差異(P＞0.05)。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，在第6周末，除正常組外，其余3組SOD水平均有所下降。其中高脂對(duì)照組下降最明顯，與正常組比有顯著性差異，而MDA水平較正常組有顯著上升(P＜0.01)。紫心甘薯高、低劑量組血清SOD活性均較高脂對(duì)照組明顯增高，而MDA水平明顯降低。

表1 各組平均進(jìn)食量及體重變化Table 1 Average food intake and weight gain in different groups

表2 紫心甘薯對(duì)各實(shí)驗(yàn)組血清TC和TG的影響Table 2 Effect of purple sweet potato on serum TC，TG levels in different groups

表3 紫心甘薯對(duì)各實(shí)驗(yàn)組血清HDL-C和LDL-C及AI的影響Table 3 Effect of purple sweet potato on serum HDL-C，LDL-C and AI in different groups

2.5 肝臟SOD活性和MDA及GSH水平 由表5可知高脂對(duì)照組肝臟SOD活性、GSH水平較正常組明顯減低，MDA則明顯升高(P＜0.01)。紫心甘薯高、低劑量組大鼠肝臟SOD活性、GSH水平則顯著高于高脂對(duì)照組，而MDA水平顯著低于高脂對(duì)照組。

表4 紫心甘薯對(duì)各實(shí)驗(yàn)組血清SOD和MDA的影響Table 4 Effect of purple sweet potato on serum SOD and MDA in different groups

表5 肝臟SOD活性和MDA及GSH水平Table 5 Hepatic SOD activities and MDA，GSH levels

3 討論

目前對(duì)高脂血癥的研究常通過制備實(shí)驗(yàn)性高脂血癥動(dòng)物模型進(jìn)行，而以化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)的動(dòng)物模型在國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛，尤其是高脂飼料喂養(yǎng)形成的動(dòng)物模型［11］。本實(shí)驗(yàn)亦通過給大鼠喂飼高脂飼料使得在實(shí)驗(yàn)第3周末，血清TC、TG水平明顯高于正常對(duì)照組，說明高脂血癥模型建立成功，并且這種狀態(tài)一直持續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，紫心甘薯高、低劑量分別能不同程度的降低血清TC、TG、LDL-C水平和AI值，與高脂對(duì)照組比較有顯著差異，并且這種變化呈現(xiàn)劑量依賴性關(guān)系，而HDL-C則顯著升高。HDL-C水平的升高有利于外周膽固醇的清除，防止膽固醇在動(dòng)脈壁沉積從而阻礙動(dòng)脈粥樣硬化的形成。由此表明紫心甘薯有降脂的功效。

余華等［12］對(duì)不同肉色甘薯的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，與桔紅色、黃色甘薯相比，紫心甘薯中除了花青素外，碳水化合物、蛋白質(zhì)、銅、鋅、鐵、錳、鎂等的含量都顯著提高，維生素C、β-胡蘿卜素等顯著降低，而粗纖維、脂肪、硒等差別不顯著。

高脂血癥的發(fā)病與氧化應(yīng)激/脂質(zhì)過氧化也有一定的關(guān)系。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物，其含量間接反映了細(xì)胞受自由基攻擊后脂質(zhì)過氧化程度。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示高脂對(duì)照組MDA含量明顯高于正常對(duì)照組，而紫心甘薯高、低劑量組MDA含量有明顯降低，與高脂對(duì)照組相比有顯著性差異。SOD是體內(nèi)十分重要的抗氧化酶，其功能是去除細(xì)胞中的超氧陰離子，活性的高低可反映機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱。SOD屬于金屬酶，按照結(jié)合金屬離子種類不同，可分為三種:含銅與鋅超氧化物歧化酶(Cu-ZnSOD)、含錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)和含鐵超氧化物歧化酶(Fe-SOD)。紫心甘薯中銅、鋅、鐵、錳含量顯著提高，這為機(jī)體內(nèi)合成更多的SOD提供了可能;GSH是一種內(nèi)原性的抗氧化物質(zhì)，在體內(nèi)的抗氧化體系中起著關(guān)鍵的作用，食物中GSH的濃度與蛋白質(zhì)含量有關(guān)。本研究顯示，紫心甘薯高、低劑量組的GSH水平明顯較高脂對(duì)照組增加，這也可能與紫心甘薯中蛋白質(zhì)的含量較高有關(guān)。以上各種指標(biāo)都表明，紫心甘薯具有清除過多氧自由基，阻斷由氧自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化作用對(duì)細(xì)胞造成的損害，減少脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的形成，提高機(jī)體的抗氧化能力等作用。這些作用與紫心甘薯中的營(yíng)養(yǎng)成分組成有關(guān)，也可能與紫心甘薯的降血脂功能有關(guān)。

紫心甘薯除具有普通甘薯的營(yíng)養(yǎng)成分外，還富含花青素和多糖，具有較好的降脂和改善氧化應(yīng)激的功效，更重要的是它是一種天然無害的產(chǎn)品，因此可以作為人體抗衰老保健品加以開發(fā)，具有良好的市場(chǎng)開發(fā)前景。

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