玉米爽對高脂血癥大鼠血管壁的保護作用*

譚文波,楊付明

(湖北民族學院醫學院,恩施 445000)

玉米爽是選用產于世界硒都—湖北恩施的富硒鮮嫩甜玉米為主要原料,以先進的生產工藝,配以硒礦泉水精制而成,含有多種人體所需的氨基酸、不飽和脂肪酸、維生素及有機硒等礦物質,是一種不添加任何防腐劑的純天然營養保健飲品。科學研究證實,硒是一種人體必須的微量元素,硒在人體中有保肝護肝、防癌抗癌、保護心腦血管、防治血栓、保護胰島、防治糖尿病及其并發癥等多種作用[1]。而玉米中的營養成份具有增強人體免疫力、抗衰老、降血壓、調節血糖、調理腸胃、減少膽固醇在血管中的沉積、預防冠心病和心肌梗塞等功效[2]。目前有關硒或玉米中主要成份對人體的單獨作用已有大量研究,但以硒和甜玉米為主要原料制成的玉米爽,作為一種普通飲料,人們更關心它的營養成份和口味,科技工作者對這方面的研究比較重視[3],而對其生物學活性研究少有報道。為此,我們觀察了本地區玉米爽對高脂血癥大鼠血管壁的保護作用,旨在為恩施富硒玉米的深度開發提供實驗數據。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

玉米爽:湖北希之源生物工程有限公司生產;大鼠血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三脂(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白 (high density lipoprotein,HDL-C)、低密度脂蛋白 (low density lipoprotein,LDL—C)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、丙 二 醛 (malondialdehyde,MDA)、一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)ELISA試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。756型紫外分光光度計,TL-16G型高速冷凍離心機,Multikan MK3酶標儀,CM1950冷凍切片機,Neusoft-770SS顯微鏡。

1.2 動物分組及喂養

健康清潔級Wistar大鼠30只(華中科技大學同濟醫學院動物中心提供),雌雄不限,2周齡,體重30～40 g,喂養 1周后,隨機分為 3組(n=10):對照組、模型組和實驗組。對照組喂以標準飼料(湖北省醫學科學院實驗動物中心提供),模型組和實驗組均喂以高脂飼料(1%膽固醇+14%豬油+5%蛋黃+0.5%膽酸鈉+79.5%標準飼料),其中實驗組按5 ml/kg灌服玉米爽,對照組和模型組灌服等量5%蔗糖脂肪酸酯水溶液,每日一次,實驗室溫度(20±2)℃,按上述要求持續喂養15周。

1.3 觀察指標

喂養15周后,禁食12 h,頸動脈取血,3 500 r/min離心15 min,取血清置于-4℃冰箱儲存備用。按試劑盒說明書檢測大鼠血清TC、TG、HDL-C、LDL—C 、SOD、GSH-Px、MDA、NO 和NOS 的含量 。 大鼠取血后脫頸椎處死,解剖取出主動脈弓,置10%中性福爾馬林溶液中固定24 h后,梯度酒精脫水,石蠟包埋,水平切面制備4 μ m厚的石蠟切片,HE染色,光鏡觀察。

1.4 統計學方法

所有結果用SPSS 16.0軟件進行統計學處理,計量資料用均數±標準差(±s)表示,組間比較采用t檢驗。

2 結果

2.1 玉米爽對高脂血癥大鼠血脂的影響

與對照組比,模型組動物血清中TC、TG和LDLC明顯升高(P＜0.01),HDL-C明顯降低(P＜0.01);與模型組比,實驗組動物血清中TC、TG 、LDLC明顯降低(P＜0.01),HDL-C明顯升高(P＜0.01,表1)。

2.2 玉米爽對高脂血癥大鼠血清SOD、GSH-Px及MDA的影響

與對照組比,模型組動物血清中SOD、GSH-Px明顯降低(P＜0.01),MDA含量顯著增加(P＜0.01);與模型組比,實驗組動物血清中SOD、GSH-Px顯著增加(P＜0.01),MDA含量顯著減少(P＜0.01,表 2)。

Tab.1 Effects of Corn Shuang on blood lipid of hyperlipidemic rats(mmol/L, ±s,n=10)

Tab.1 Effects of Corn Shuang on blood lipid of hyperlipidemic rats(mmol/L, ±s,n=10)

TC:Total cholesterol;TG:Triglyceride;HDL-C:High density lipoprotein;LDL-C:Low density lipoprotein**P＜0.01 vs control group;## P＜0.01 vs model group

Group TC TG HDL-C LDL-C Control 4.62±0.38 1.06±0.13 1.16±0.11 0.82±0.14 Model 8.51±0.56**6.52±0.37**0.65±0.12**1.79±0.23**Test 5.84±0.41##2.78±0.33##1.35±0.16##1.48±0.17##

Tab.2 Effects of CornShuang on SOD,GSH-Px and MDA of hyperlipidemic rats in serum(±s,n=10)

Tab.2 Effects of CornShuang on SOD,GSH-Px and MDA of hyperlipidemic rats in serum(±s,n=10)

SOD:Superoxide dismutase;GSH-Px:Glutathione peroxidase;MDA:Malondialdehyde**P＜0.01 vs control group;## P＜0.01 vs model group

Group SOD(U/ml)GSH-Px(μ mol/L)MDA((nmol/ml)Control 185.32±4.96 169.47±6.13 5.63±1.15 Model 138.84±3.75**134.76±6.04**10.28±1.76**Test 171.61±4.52##161.55±7.66##6.74±1.61##

2.3 玉米爽對高脂血癥大鼠血清NO和NOS的影響

與對照組比,模型組動物血清中NO和NOS明顯降低(P＜0.01);與模型組比,實驗組動物血清中NO和NOS顯著增加(P＜0.01,表3)。

Tab.3 Effects of Corn Shuang onNO andNOS of hyperlipidemic rats in serum(±s,n=10)

NO:Nitric oxide;NOS:Nitric oxide synthase**P＜0.01 vs control group;## P＜0.01 vs model group

Group NO(μ mol/ml) NOS(U/ml)Control 73.38±9.55 14.58±2.81 Model 47.20±8.73** 11.24±2.06**Test 70.16±12.68## 14.29±2.83##

2.4 玉米爽對高脂血癥大鼠主動脈壁組織形態的影響

光鏡下,對照組血管壁結構清晰,內膜完整光滑無脫落,中層平滑肌排列均勻、厚度正常,外層為疏松結締組織;模型組動脈管壁明顯增厚,內膜部分內皮細胞脫落消失,部分向腔內突起,內膜下有炎細胞浸潤,泡沫細胞增多,中膜可見平滑肌纖維增生;實驗組血管壁病變明顯輕于模型組,主動脈壁結構基本正常(圖1)。

3 討論

高脂血癥是指血中TC、TG和(或)LDL-C過高,HDL-C過低。血漿高濃度TC、TG、LDL-C和低水平的HDL-C均可導致血管壁損傷,尤其是LDL-C異常增高后在體內被氧化成氧化型低密度脂蛋白,可直接損傷內皮細胞,使內皮細胞變性、皺縮、通透性增加,甚至死亡;氧化型低密度脂蛋白還可誘導血管平滑肌細胞遷移、增生和凋亡,導致血管壁受損。而高密度脂蛋白是一種保護性脂蛋白,可拮抗低密度脂蛋白氧化,通過參與膽固醇的逆向轉運調節細胞內外膽固醇平衡,阻止動脈粥樣硬化的形成[4]。本實驗發現,與模型組比,實驗組動物血清中TC、TG、LDL-C明顯降低,HDL-C明顯升高,尤其是血清HDL-C不僅顯著高于模型組,還高于對照組,與李紅艷等報道的玉米黃質的作用一致[5],但其升高HDLC機制不明。由此可見玉米爽具有調血脂作用,可通過降低TC、TG、LDL-C和升高HDL-C發揮對血管壁的保護作用。

大量的研究表明,高脂血癥時體內許多自由基清除劑活性降低,使自由基清除能力大為下降,導致自由基在體內蓄積,蓄積的自由基會攻擊脂質大分子,引起脂質過氧化反應[6]。而MAD作為自由基作用于脂質發生過氧化反應的終產物,可引起蛋白質、核酸等生命大分子的交聯聚合,且具有細胞毒性,可造成嚴重血管壁損傷[7]。生化研究發現SOD和GSH-Px為有效的抗脂質過氧化物酶,能夠迅速分解脂質過氧化物,清除病理過程中所產生的活性氧,終止自由基連鎖反應,阻止一氧化氮的滅活,防御自由基損傷[8]。實驗結果表明,玉米爽能顯著提高SOD和GSH-Px活性,降低MDA含量,提示玉米爽能抑制血管壁脂質過氧化損傷。

研究證實高脂血癥會損害內皮細胞,使NO生成減少,被清除速度加快,導致內皮依賴性血管舒張功能受損是促進動脈粥樣硬化形成的機制之一[9]。而N0S廣泛分布于血管內皮細胞中,可催化精氨酸生成瓜氨酸和NO[10]。實驗結果提示,玉米爽既可以通過提升NOS的含量促進NO的生成,也可以通過提高SOD和GSH-Px活性減少一氧化氮的滅活,從而維護一氧化氮的濃度,保護內皮細胞的功能。

形態學觀察發現,模型組動脈管壁明顯增厚,內膜部分內皮細胞脫落消失,部分向腔內突起,內膜下有炎細胞浸潤,泡沫細胞增多,中膜可見平滑肌和纖維組織增生;實驗組血管壁病變明顯輕于模型組,主動脈壁結構基本正常。證實玉米爽對血管壁(尤其是內皮細胞)的形態具有明確保護作用。

綜上所述,無論是從物質代謝,還是從形態學觀察均證明玉米爽對高脂血癥大鼠血管壁有很好的保護作用,其作用機制可能為:(1)調血脂;(2)增強抗氧化能力;(3)維護NO代謝。因此,長期飲用玉米爽有利于心血管系統疾病的防治與保健。

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