小麥麩皮多酚對肥胖大鼠的減肥降脂作用

嚴 歡，楊 中，韓 加

（1.新疆醫科大學公共衛生學院，新疆 烏魯木齊 830017；2.新疆分析測試研究院 新疆特色功能食品營養與安全檢測重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830011）

高脂飲食引起的肥胖嚴重威脅人們的健康[1]，大量國內外研究表明麥麩在預防便秘、減肥、抑菌、神經保護、抗氧化應激損傷、抗癌及防止肌肉萎縮等方面具有有益功效[2-5]。全麥具有減肥降脂的作用，但確切作用機制尚不清楚。一般認為其與全麥富含的膳食纖維、植物化學物等有關。酚類物質是與膳食纖維緊密結合的化學物，具有抗氧化功能，近年來膳食多酚逐漸成為功能食品、保健食品開發及應用領域的研究熱點[6-9]，其中小麥麩皮因富含多酚而備受關注。

目前常利用動物實驗研究小麥麩皮的生理活性，一般采用在動物飼料中添加小麥麩皮進行干預實驗，但不足之處是攝入量難以估算，效果也不易準確評價[10]。研究表明利用小麥麩皮水提液（富含活性多糖和蛋白質）進行灌胃干預實驗顯示出較好的降糖效果[11]。小麥麩皮多酚（wheat bran polyphenol，WBP）中的阿魏酸作為主要功效成分，具有較強的抗氧化、抗炎作用，可預防心臟病和降低結腸癌的發病率，對促進胃腸道健康也具有潛在作用[12]。然而WBP主要活性物質及其功效有待進一步研究。本實驗以高脂飼料飼喂所致肥胖大鼠為研究對象，通過灌胃給予WBP，并觀察其減肥、降脂作用效果，以期為進一步開發小麥麩皮減肥降脂功能性食品提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

SPF級SD大鼠80 只，6～7 周齡，體質量80～90 g，雌雄各半，購于新疆醫科大學實驗動物中心。實驗動物使用許可證號：SYXK（新）2017-0002，實驗方案經新疆維吾爾自治區藥物研究所倫理委員會批準（批準文號：XJIMM-2021007）。

WBP提取物 新疆新奇康藥業股份有限公司；甜菜堿（trimethylglycine，TMG） 美國VITACOST公司；甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、丙氨酸氨基轉移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸氨基轉移酶（aspartate aminotransferase，AST）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、總蛋白（total protein，TP）、白蛋白（albumin，ALB）、總膽汁酸（total bile acid，TBA）、肌酐（creatinine，CREA）、尿酸（uric acid，UA）、尿素、葡萄糖（glucose，GLU）試劑盒 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司；丙二醛（malondialdehyde，MDA）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-PX）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）、脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase，LPL）及肝脂酶（hepaticlipase，HL）測試盒 南京建成生物工程研究所；白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、脂聯素（adiponectin，ADPN）、瘦素（leptin，LEP）試劑盒上海江萊生物科技有限公司；其余試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

BS-480型全自動生化分析儀 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司；SpectraMax M2型全波段酶標儀 美國Molecular Devices公司；UV-2501PC型紫外分光光度計日本島津公司；TZT-12M型智能脫水機 武漢天之瑞醫療科技有限公司；RM2016型切片機 德國徠卡公司；BMJ-A型包埋機 常州市中威電子儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 動物實驗

參照文獻[13-18]的方法并加以改進進行動物實驗。實驗大鼠適應性飼養一周后，隨機選取10 只作為空白對照組并飼以基礎飼料（玉米93.5%（相對含量，后同）、魚粉5%、谷粉1%、食鹽0.5%），剩余70 只作為模型組飼以高脂飼料（基礎飼料81.5%、豬油10%、膽固醇2%、蛋黃粉2%、花生4%、膽酸鹽0.5%），每周稱質量一次。造模14 周后，眼眶靜脈采血，測定血清中TC、TG、HDL-C、TP水平，計算LDL-C水平，大鼠體質量超過空白對照組體質量20%認為造模成功。

篩選成模大鼠5 0 只，隨機分為5 組；模型組（蒸餾水5.0mL/k gmb），陽性藥物組（TMG 0.10 g/kgmb），WBP提取物低（WBP-L）、中（WBP-M）、高（WBP-H）劑量組（1.50、3.00、6.00 g/kgmb），每組10 只，每日按5.0 mL/kgmb灌胃給予受試物；空白對照組每日蒸餾水灌胃（5.0 mL/kgmb）；連續干預9 周。

1.3.2 檢測指標

干預期間進行一般性觀察，并記錄每周體質量變化，測定進食量并計算食物效應比（攝入每克食物造成的體質量增加量），直至給藥結束。干預末期大鼠禁食不禁水12 h后乙醚麻醉，腹主動脈采集血樣，分離血清并按照試劑盒說明書測定血生化指標水平（血脂：測定TG、TC、HDL-C濃度，計算LDL-C濃度；血糖：測定GLU濃度）；肝功能：測定ALP、ALT、AST、LDH活力；膽功能：測定TP、ALB質量濃度和TBA濃度；腎功能：測定CREA、UA、尿素濃度。摘取肝臟和周圍脂肪組織，稱質量，計算肝臟系數（肝臟質量占體質量百分比）和肥胖指數（體脂占體質量的百分比）。取一定量肝組織制備肝勻漿，測定相關指標水平（抗炎活性：測定IL-6、IL-1β、TNF-α質量濃度；抗氧化活性：測定MDA、GSH-Px、CAT、SOD、T-AOC水平；肥胖程度：測定ADPN、LEP、LPL、HL水平）。取部分肝臟于體積分數10%甲醛溶液中固定，石蠟包埋，切片，蘇木精-伊紅（hematoxylin-eosin，HE）染色，進行組織病理學檢查，觀察肝組織脂肪變性的程度。按表1進行肝臟組織病理學變化分級及評分判定。

表1 顯微鏡下肝組織病理變化分級標準Table 1 Classification criteria for pathological changes of liver tissues observed by microscopy

1.4 數據統計與分析

2 結果與分析

2.1 造模結果

造模期間，各組大鼠體質量均有所增加。如表2所示，第14周明，模型組雄性大鼠體質量平均值比空白對照組雄性大鼠體質量平均值約高出30%。模型組與空白對照組比較，血清中TG、TC、HDL-C水平均顯著升高（P＜0.05，P＜0.01），TP水平差異不顯著。結合模型組體質量變化結果與血脂水平進行分析得出：單純性肥胖大鼠模型造模成功。

表2 肥胖大鼠造模第14周體質量及血清生化指標（x ±s）Table 2 Body mass and serum biochemical data of obese rats at the 14 week (x± s)

2.2 一般性觀察

2.2.1 體質量和食物效應比變化

空白對照組和模型組大鼠精神狀況良好，飲食飲水正常，體質量均有所增加。如圖1所示，給藥期間，空白對照組大鼠體質量有所增加，模型組大鼠體質量和食物效應比平均值高于空白對照組；各給藥組大鼠精神狀況良好，自給藥第5周開始直至給藥結束，WBP-H組體質量平均值低于模型組和TMG組。給藥結束明，模型組大鼠體質量和食物效應比平均值高于空白對照組和各給藥組，WBP給藥組體質量均低于陽性對照組TMG。綜上，各劑量WBP能夠降低體質量和食物效應比，且高劑量WBP處理的降低效果優于TMG。

圖1 WBP對肥胖大鼠給藥期間體質量、食物效應比的影響（x ±s，n＝10）Fig.1 Effect of WBP on changes in body mass and food effect of obese rats (x ± s,n =10)

2.2.2 體脂質量、肥胖指數和臟器系數分析

如表3所示，與空白對照組比較，模型組大鼠體脂質量、肥胖指數均極顯著升高，大鼠肝臟質量和肝臟系數極顯著增加（P＜0.01）。各給藥組大鼠體脂質量、肥胖指數、肝臟質量和肝臟系數均低于模型組，其中WBP給藥組大鼠體脂和肝臟質量均極顯著低于模型組（P＜0.01）；WBP-M組和WBP-H組大鼠肥胖指數和肝臟系數顯著低于模型組（P＜0.05，P＜0.01）。綜上，WBP-M和WBP-H可顯著降低肥胖大鼠體脂和肝臟質量，降低肥胖指數及肝臟系數，從而起到降脂的作用。

表3 WBP對肥胖大鼠體脂質量、肥胖指數、肝臟質量和肝臟系數的影響（x ±s，n＝10）Table 3 Effect of WBP on body fat mass,obesity index,liver mass and liver coefficient of obese rats (x ± s,n =10)

2.3 WBP對肥胖大鼠血脂和血糖水平的影響

如表4所示，與空白對照組比較，模型組大鼠血清TG和TC水平顯著升高（P＜0.01，P＜0.05）。與模型組比較，WBP各給藥組血清TG、TC、HDL-C和LDL-C水平均極顯著低于模型組（P＜0.01），TG、TC和HDL-C水平也低于TMG組；TMG組TC水平顯著低于模型組（P＜0.05），LDL-C水平極顯著低于模型組（P＜0.01）；WBP-L組大鼠GLU水平顯著低于模型組（P＜0.05）。綜上，TMG僅可降低肥胖大鼠血脂TC水平和LDL-C水平；WBP各給藥劑量均可明顯降低肥胖大鼠血脂TG、TC、HDL-C和LDL-C水平，其中WBP-M降脂效果最明顯，且優于TMG；WBP-L組還可顯著降低血糖水平。

2.4 WBP對肥胖大鼠肝膽腎功能的影響

2.4.1 WBP對肥胖大鼠肝功能的影響

如表5所示，與空白對照組比較，模型組大鼠血清ALP、ALT和AST水平顯著升高（P＜0.05）。與模型組比較，WBP給藥組ALP、ALT和AST水平均顯著降低（P＜0.05，P＜0.01）；TMG組大鼠血清ALT水平顯著低于模型組（P＜0.05），但降低程度不及WBP組。綜上，WBP可明顯降低肥胖大鼠血清中ALP、ALT、AST水平，起到保肝的作用，且作用效果優于TMG。

表5 WBP對肥胖大鼠肝功能的影響（x ±s，n＝10）Table 5 Effect of WBP on liver functions of obese rats (x ± s,n =10)

2.4.2 WBP對肥胖大鼠膽功能的影響

如表6所示，與空白對照組比較，模型組大鼠TP、ALB和TBA水平無顯著性差異。與模型組比較，WBP給藥組TP、ALB和TBA水平均低于模型組，其中WBP-M組大鼠血清TP水平顯著低于模型組（P＜0.05）；WBP-M組和WBP-H組大鼠血清ALB水平顯著低于模型組（P＜0.01，P＜0.05）；TMG組和WBP給藥組大鼠血清TBA水平均極顯著低于模型組（P＜0.01）。綜上，WBP-M可顯著降低肥胖大鼠血清中ALB和TP水平，抑制TBA分泌。

表6 WBP對肥胖大鼠膽功能的影響（x ±s，n＝10）Table 6 Effect of WBP on bile functions of obese rats (x ± s,n =10)

2.4.3 WBP對肥胖大鼠腎功能的影響

如表7所示，與空白對照組比較，模型組大鼠CREA、UA和URAE水平無顯著差異。與模型組比較，WBP給藥組大鼠血清CREA水平均極顯著降低（P＜0.01）；TMG組和給藥組大鼠CREA、UA、尿素水平均無顯著性變化。綜上，WBP可降低肥胖大鼠血清中CREA濃度。

表7 WBP對肥胖大鼠腎功能的影響（x ±s，n＝10）Table 7 Effect of WBP on renal functions of obese rats (x ± s,n =10)

2.5 WBP對肥胖大鼠肝勻漿相關活性的影響

2.5.1 抗炎活性相關指標

如表8所示，與空白對照組比較，模型組大鼠肝勻漿中IL-6和TNF-α水平有所升高，但無顯著性差異。與模型組比較，TMG組、WBP給藥組大鼠肝勻漿中IL-6水平均顯著降低（P＜0.05，P＜0.01）；各給藥組IL-1β水平均有所降低，其中WBP-L組大鼠肝勻漿中IL-1β水平極顯著降低（P＜0.01）；各給藥組TNF-α水平均有所降低，其中WBP給藥組大鼠肝勻漿中TNF-α水平極顯著降低（P＜0.01）。綜上，WBP可不同程度降低肥胖大鼠肝勻漿中IL-6、IL-1β、TNF-α水平，表明WBP具有較強的抗炎功效，其中WBP-L抗炎效果最佳。

表8 WBP對肥胖大鼠抗炎活性的影響（x ±s，n＝10）Table 8 Effect of WBP on anti-inflammatory activity of obese rats(x ± s,n =10)

2.5.2 抗氧化活性相關指標

如表9所示，與空白對照組比較，模型組大鼠肝勻漿中MDA、GSH-Px、CAT、SOD和T-AOC水平均無顯著性差異。與模型組比較，TMG組大鼠MDA水平極顯著降低（P＜0.01）；WBP給藥組大鼠GSH-Px活力顯著升高（P＜0.05，P＜0.01）；WBP-M給藥組大鼠CAT、SOD水平均顯著升高（P＜0.05）；各組大鼠T-AOC無顯著性差異。綜上，WBP可提高肥胖大鼠GSH-Px活力，其中WBP-M處理還可提高CAT、SOD水平，表明WBP-M抗氧化功效較強。

表9 WBP對肥胖大鼠抗氧化活性的影響（x ±s，n＝10）Table 9 Effect of WBP on antioxidant activity of obese rats (x ± s,n =10)

2.5.3 肥胖相關指標

如表10所示，與空白對照組比較，模型組大鼠肝勻漿中ADPN、LEP水平升高，LPL、HL水平降低，其中LEP、LPL、HL水平均發生顯著變化（P＜0.05，P＜0.01）。與模型組比較，WBP給藥組大鼠ADPN、LEP、LPL、HL水平均有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）；TMG組大鼠HL水平極顯著升高（P＜0.01）。綜上，TMG具有增強HL活性的能力，WBP-M可顯著降低肥胖大鼠肝勻漿中ADPN、LEP水平，升高LPL和HL水平，表明WBP具有很強的減肥和增強LPL、HL活性的能力。

表10 WBP對大鼠肥胖相關參數的影響（x ±s，n＝10）Table 10 Effect of WBP on obesity-related parameters in obese rats (x ± s,n =10)

2.6 病理組織學分析結果

如圖2所示，空白對照組肝細胞肝小葉結構清楚，肝細胞索排列整齊、形態正常，未見變性、壞死等改變。模型組可見少部分肝細胞脂肪變性（黃色圓圈標記），偶見炎性細胞浸潤灶（黃色箭頭指向）。如圖2和表11所示，與模型組比較，陽性藥物組（TMG組）和WBP-H組均有2 例樣本肝細胞形態恢復正常，脂肪變性程度減輕，降脂及抗炎效果相當；WBP-M組3 例有樣本肝細胞形態恢復正常，脂肪變性程度減輕最為明顯，降脂作用優于其余各給藥組。綜上，WBP-M有較強的降脂、減輕肥胖引起的慢性炎癥和抑制肝損傷作用。

圖2 給藥后肥胖大鼠肝組織HE染色病理切片（×400）Fig.2 Hematoxylin-eosin-stained pathological sections of liver tissues from obese rats after drug administration (× 400)

表11 WBP對肥胖大鼠降脂作用的影響Table 11 Lipid-lowering effect of WBP in obese rats

3 討論

有研究表明，每天食用40 g麥麩30 d可以改善空腹血糖水平和血脂水平，以及TC和極低密度脂蛋白水平[11-12]。本研究所用陽性對照TMG是小麥麩皮多酚的主要成分，具有保肝、解毒、補充人體半胱氨酸功能，可用于改善脂肪肝、高血脂癥。干預期間，各組大鼠精神狀況良好，飲食飲水正常，體質量有所增加。干預結束明，與空白對照組比較，模型組大鼠體脂質量、肥胖指數、肝臟質量、肝臟系數均極顯著升高。與模型組比較，各干預組大鼠體脂質量、肥胖指數、肝臟質量、肝臟系數均低于模型組。

血脂異常是肥胖患者常見的代謝標志之一[19]，血脂水平能夠反映全身性的脂質代謝狀態[20-23]。本實驗結果顯示，與模型組相比，WBP各給藥組均可極顯著降低肥胖大鼠血清TG、TC、HDL-C和LDL-C水平，TMG僅可顯著降低肥胖大鼠血清TC水平和LDL-C水平（P＜0.05，P＜0.01），WBP降脂效果明顯優于TMG。

隨著高熱量飲食習慣的流行，飲食中攝入的脂肪增加，體內的游離脂肪酸含量增多，積聚的TC也逐漸增多，一旦超過了肝臟存儲的極限，將會產生有毒的脂質代謝物，這些代謝物又會導致肝損傷或肝功能障礙[24]，而肝組織是調節人體脂質代謝的核心器官，主要控制著肝組織的合成代謝和分解代謝。當機體出現高脂血癥明，會導致機體出現氧化應激反應，氧化應激會進一步損傷肝組織，導致肝細胞損傷甚至凋亡，肝細胞受損后大量釋放AST、ALT進入血液中；同明，肝組織的損傷又會增加血液中的血脂水平，從而形成脂質代謝的惡性循環，肥胖與肝損傷風險提升密切相關[25]。肥胖使肝細胞易于發生脂質過氧化的同明，還會引發炎癥變性，從而增加肝纖維化、肝硬化甚至肝細胞癌的可能性[26]。本實驗結果顯示，與模型組相比，WBP可明顯降低肥胖大鼠血清中ALP、ALT、AST水平，起到保肝的作用，TMG僅可顯著降低肥胖大鼠血清中ALT水平；因此，WBP保肝效果明顯優于TMG。

ADPN是外周血中含量最高的脂肪因子，脂聯素與其受體結合后，通過激活腺苷酸活化蛋白激酶、p38絲裂原活化蛋白激酶和過氧物酶體增殖物激活受體等信號分子發揮抗炎、抗糖尿病、抗動脈粥樣硬化等多種生物學作用。LEP主要由脂肪組織產生，其主要功能是調節能量平衡，參與肝臟糖原及脂肪的代謝調節，經血液循環到達并作用于下丘腦特異性神經元，抑制食欲，增加能量消耗，從而產生控制體質量的作用。HL是一種脂肪分解酶，主要在肝實質細胞中合成，能水解各種脂蛋白中的TC和磷脂。LPL是血漿脂蛋白中TG代謝的關鍵酶，主要功能是水解血漿乳糜顆粒和極低密度脂蛋白顆粒核心處的TG。LPL含量及活性降低可引起富含TG的脂蛋白分解代謝異常，與肥胖、高血壓、糖尿病等代謝紊亂疾病聯系密切。增加激素敏感性脂肪酶活性、促進脂肪分解等可以降低LPL的含量及活性并影響機體代謝[27]。本實驗結果顯示，與模型組相比，WBP-M可顯著降低肥胖大鼠肝勻漿中ADPN、LEP水平，升高LPL和HL水平，TMG僅可極顯著增強HL活性，因此，WBP具有很強的減肥功效和增強LPL和HL活性的能力，且作用效果明顯優于TMG。

機體防御體系的抗氧化能力與健康程度存在著密切聯系，該防御體系包括酶促與非酶促兩個體系，酶促防御體系中SOD、GSH-Px和CAT是幾種重要的抗氧化酶[28]。而MDA含量是衡量氧化脅迫程度的常用指標之一，能反映動植物膜脂過氧化的程度，其產生還能加劇膜的損傷。本實驗結果顯示，與模型組相比，各劑量WBP均可極顯著提高肝勻漿中的GSH-Px活力，其中WBP-M處理還可提高CAT、SOD水平；TMG僅可極顯著降低MDA水平。綜上，WBP具有較強的抗氧化活性。

肥胖往往會引起慢性炎癥，可進一步造成全身性的炎癥狀態，引發代謝障礙，從而加快肥胖的進程[29]。“攻擊性”炎性相關指標（如TNF-α、IL-6等）的無序生成通常與代謝綜合征的發病機制密切相關，而NF-κB是機體內調控促炎相關指標（TNF-α、IL-6等）的轉錄與合成關鍵調控因子[30]。本實驗結果顯示，與模型組相比，WBP可不同程度降低肥胖大鼠肝勻漿中IL-6、IL-1β、TNF-α水平；TMG僅可極顯著降低IL-6水平。因此，WBP和TMG均具有較強的抗炎活性，且WBP抗炎效果明顯優于TMG，其中WBP-L抗炎效果最佳。

綜上，利用3.0 g/kgmbWBP提取物作用于肥胖大鼠14 周后，可明顯抑制肥胖大鼠體質量過度增長，降低血脂水平，減輕肝損傷程度，降低高脂飼喂引起的肝脂病變程度，減輕肥胖引起的慢性炎癥，且作用效果優于TMG。本研究結果表明WBP具有一定的抗炎和抗氧化活性，從而能夠起到減肥、降脂、保肝的作用。WBP有開發成為減肥降脂功能性食品及保健品的潛力。