蘋果多酚對小鼠脂肪代謝的影響

王振宇，周麗萍，劉 瑜

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 1 50040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)

蘋果多酚對小鼠脂肪代謝的影響

王振宇1,2，周麗萍1，劉 瑜1

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 1 50040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)

目的：研究蘋果多酚對小鼠脂肪代謝的調(diào)節(jié)作用。方法：將小鼠隨機(jī)分為5組，除基礎(chǔ)對照組外，其他4組給予高脂飼料，每周稱1次體質(zhì)量，建立肥胖模型?；A(chǔ)對照組和肥胖模型組分別灌胃生理鹽水(3.8mg/(kg bw·d)，3個劑量組分別灌胃蘋果多酚3.8、7.6、11.4mg/(kg bw·d)。連續(xù)4周后，分別測定小鼠體質(zhì)量、血清總膽固醇(TC)、血清總甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、肝脂酶(HL)和脂蛋白脂酶(LPL)活性。結(jié)果：蘋果多酚能明顯降低肥胖小鼠體質(zhì)量、TG、LDL-C、TC和MDA含量以及動脈粥樣硬化指數(shù)(AI)，對肥胖小鼠血清中HDL-C有明顯的升高作用，能有效提高小鼠體內(nèi)SOD、GSH-PX、HL和LPL的活性。結(jié)論：蘋果多酚可以通過調(diào)節(jié)小鼠脂肪代謝來降血脂預(yù)防動脈粥樣硬化。

蘋果多酚；血脂；脂質(zhì)過氧化；脂肪代謝；動脈硬化

蘋果多酚(apple polyphenols)是蘋果中所含多元酚類物質(zhì)的總稱，包括原花青素類、黃酮醇類(槲皮苷配糖體)、酚酸類、兒茶素類、花青素類和二氫查耳酮類(根皮苷配糖體)等。具有預(yù)防高血壓、抗腫瘤、抗衰老、抗突變、抗輻射、抗過敏、防齲齒、增強(qiáng)肌力等8 0多種藥理功能[1]，因而可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及化妝品行業(yè)中。目前國內(nèi)對蘋果多酚的提取分離及體外抗氧化功能性實驗研究的比較多，但對于蘋果多酚調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝的研究卻較少，這在一定程度上影響了蘋果多酚的進(jìn)一步開發(fā)和利用。雖然有人曾報道過蘋果多酚具有減肥降脂和體內(nèi)抗氧化功能[2-3]，但對其作用機(jī)制尚未深入研究。本實驗以小鼠為實驗動物，對蘋果多酚降血脂和預(yù)防動脈粥樣硬化(AS)的功能進(jìn)行研究，并從蘋果多酚調(diào)節(jié)肝臟脂肪代謝的角度揭示其降血脂和預(yù)防動脈粥樣硬化發(fā)生的可能機(jī)制，研究結(jié)果將為蘋果多酚的進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

國光蘋果(Malus pumila cv. Ralls) 大連；蘋果多酚實驗室自制。昆明小鼠(體質(zhì)量(20.0±2)g) 哈爾濱市腫瘤醫(yī)院。

高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)試劑盒、甘油三酯(TG)試劑盒和血清總膽固醇(TC)試劑盒 中生北控生物科技公司；超氧化物歧化酶(SOD)測試盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)測試盒、丙二醛(MDA)測定盒、肝脂酶(HL)和脂蛋白脂酶(LPL)測試盒 南京建成生物工程研究所。

722S可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器公司；DK-98-1電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器公司；TDL-5臺式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 蘋果多酚的制備

蘋果多酚粗品制備：將蘋果漂燙滅酶，低溫烘干粉碎，用體積分?jǐn)?shù)為90%的丙酮溶液按一定固液比超聲輔助提取兩次，合并提取液過濾、濃縮、凍干，得到蘋果多酚粗品。

蘋果多酚粗品分離純化：將蘋果多酚粗品用乙醇溶解，配制成一定濃度的溶液，采用X-5大孔樹脂層析柱進(jìn)行動態(tài)吸附，樹脂吸附達(dá)到飽和后，先用蒸餾水洗至無糖，再用體積分?jǐn)?shù)80%乙醇溶液洗脫得6個級份，按照洗脫峰收集占上樣量最大，并且總抗氧化能力最強(qiáng)的第2個級份，濃縮，凍干。經(jīng)Folin-Ciocaileu法[4]測定純度為70%。

1.2.2 飼料誘導(dǎo)肥胖小鼠模型的建立

將小鼠放入動物室內(nèi)喂飼基礎(chǔ)飼料觀察7d，使其適應(yīng)環(huán)境。按體質(zhì)量隨機(jī)分成5組，每組10只。其中基礎(chǔ)對照組，喂正常普通飼料；肥胖模型組和蘋果多酚3個不同劑量組小鼠，喂高脂飼料(質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%基礎(chǔ)飼料、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%膽固醇、質(zhì)量分?jǐn)?shù)6.3%豬油、質(zhì)量分?jǐn)?shù)13%蛋黃粉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%膽酸鹽)。喂養(yǎng)15d，自由進(jìn)食飲水，每天早上喂食1次，每周稱1次體質(zhì)量。

1.2.3 動物分組與給藥

肥胖模型小鼠建立后，各組改喂基礎(chǔ)飼料。每天9：00灌胃：蘋果多酚低劑量組(3.8mg/(kg bw·d)、中劑量組(7.6mg/(kg bw·d))、高劑量組(11.4mg/(kg bw·d))、基礎(chǔ)對照組和肥胖模型組灌胃生理鹽水(3.8mg/kg bw·d)，連續(xù)28d，并根據(jù)體質(zhì)量調(diào)整灌胃量，灌胃期間自由取食和飲水。

1.2.4 測定指標(biāo)與方法

每周同一時間測定小鼠體質(zhì)量1次，4周后，禁食12h，眼球采血、分離血清，分別測定TG、TC、HDL-C、SOD、GSH-PX、MDA含量；解剖取肝臟，制成組織勻漿，分別測定HL和LPL含量。以上測定指標(biāo)均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。LDL-C計算公式：LDL-C=TC－(1/5TG+HDL-C)；動脈粥樣硬化指數(shù)(AI)計算公式：AI= (TC－HDL-C)/HDL-C；肝總脂酶(LA)計算公式：LA=LPL+HL。

食物利用率即小鼠每攝入100g飼料所增加的體質(zhì)量(g)。

1.2.5 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS11.5軟件中One-Way ANOVA進(jìn)行處理和顯著性分析檢驗，數(shù)據(jù)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(x±sx)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料誘導(dǎo)肥胖小鼠模型的建立結(jié)果

小鼠喂養(yǎng)2周后體質(zhì)量均有明顯增加，與基礎(chǔ)對照組相比，4個高脂飼料組體質(zhì)量增加更為明顯。從飼喂高脂飼料組中隨機(jī)取8只，眼球取血，分離血清，測TG和TC含量。TG含量為(2.86±0.12)mmol/L，大于臨界值1.7mmol/L；TC含量為(7.85±0.51)mmol/L，大于臨界值6.47mmol/L；說明高脂飼料誘導(dǎo)肥胖小鼠模型制備成功。

2.2 蘋果多酚對小鼠體質(zhì)量和食物利用率的影響

表1 蘋果多酚對小鼠體質(zhì)量和食物利用率的影響(x±sx，n=8)Table 1 Effect of apple polyphenol on food utility in mice±sx，n=8)

表1 蘋果多酚對小鼠體質(zhì)量和食物利用率的影響(x±sx，n=8)Table 1 Effect of apple polyphenol on food utility in mice±sx，n=8)

注：a.與肥胖模型組比較，差異顯著(P＜0.05)；b.與肥胖模型組比較，差異極顯著(P＜0.01)；c.與基礎(chǔ)對照組比較，差異顯著(P＜0.05)；d.與基礎(chǔ)對照組比較，差異極顯著(P＜0.01)。下同。

組別初始體質(zhì)量/g終末體質(zhì)量/g凈增體質(zhì)量/g總攝食質(zhì)量/g食物利用率/%基礎(chǔ)對照組19.98±0.8129.57±1.59a10.20±0.24168.31±4.796.06±0.13肥胖模型組21.59±0.8334.58±1.9413.48±0.58170.58±5.147.90±0.24低劑量組21.30±0.6632.66±1.3011.16±0.27170.09±6.275.74±0.83中劑量組21.27±0.7931.28±1.7110.97±0.23167.52±8.376.55±0.67高劑量組20.55±0.5329.11±0.91a9.39±0.37a165.04±7.645.68±0.41

由表1可以看出，實驗開始時，各實驗組之間小鼠體質(zhì)量無顯著差異(P＞0.05)；實驗結(jié)束時，蘋果多酚高劑量組小鼠體質(zhì)量顯著低于肥胖模型組(P＜0.05)，與基礎(chǔ)對照組相比無顯著差異(P＞0.05)。實驗結(jié)束時，蘋果多酚高劑量組小鼠凈增體質(zhì)量顯著低于肥胖模型組(P＜0.05)，其他實驗組分別與基礎(chǔ)對照組和肥胖模型組比較，小鼠體質(zhì)量凈增值雖然無顯著差異(P＞0.05)，但隨著灌胃劑量的增加，小鼠體質(zhì)量呈梯度性的下降。說

明蘋果多酚能夠抑制實驗小鼠體質(zhì)量的增長，并隨著灌胃量的增加，體質(zhì)量受抑制的程度增大，其中蘋果多酚高劑量組抑制實驗小鼠體質(zhì)量增加的效果最好。實驗過程中，各實驗組之間小鼠平均食物利用率無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)，說明不同劑量的蘋果多酚和高脂飼料不影響實驗動物的食物利用率。

2.3 蘋果多酚對血脂水平的影響

2.3.1 蘋果多酚對小鼠TC、TG的影響

表2 蘋果多酚對小鼠TC、TG含量的影響±sx，n=8)Table 2 Effect of apple polyphenol on serum TG and TC levels of mice (x±sx，n=8)

表2 蘋果多酚對小鼠TC、TG含量的影響±sx，n=8)Table 2 Effect of apple polyphenol on serum TG and TC levels of mice (x±sx，n=8)

組別TG含量/(mmol/L)TC含量/(mmol/L)基礎(chǔ)對照組0.70±0.012.01±0.11肥胖模型組1.66±0.102.83±0.66低劑量組1.17±0.18bc1.69±0.41b中劑量組1.19±0.05bd1.40±0.25bd高劑量組1.22±0.13bd1.27±0.55bd

由表2可以看出，基礎(chǔ)對照組TG、TC與肥胖模型組和蘋果多酚各劑量組之間均存在極顯著性差異(P＜0.01)，這也充分說明肥胖模型建模成功。蘋果多酚各劑量組TG水平與肥胖模型組之間存在極顯著性差異(P＜0.01)。隨著蘋果多酚劑量的增加TG水平呈上升趨勢，這說明蘋果多酚與降低TG水平之間存在量效關(guān)系，并在此范圍內(nèi)，蘋果多酚低劑量組降TG效果最好。相對于肥胖模型組，蘋果多酚各劑量組血清TC水平呈降低趨勢，蘋果多酚各劑量組與肥胖模型組之間存在極顯著性差異(P＜0.01)。隨著蘋果多酚劑量的增加TC呈下降趨勢；這說明蘋果多酚劑量越高，降低TC效果越好。實驗結(jié)果說明蘋果多酚可以降低小鼠血中TG和TC水平，對調(diào)節(jié)血脂起到一定的作用。

2.3.2 蘋果多酚對小鼠HDL-C、LDL-C及AI的影響

表3 蘋果多酚對小鼠HDL-C、LDL-C含量及AI的影響(x±sx，n=8)Table 3 Effect of apple polyphenol on serum HDL-C, LDL-C and AI levels of mice (x±sx，n=8)

由表3可以看出，蘋果多酚各劑量組HDL-C和LDL-C與肥胖模型組之間存在極顯著性差異(P＜0.01)，蘋果多酚各劑量組的HDL-C和LDL-C與基礎(chǔ)對照組之間也存在顯著(P＜0.05)甚至極顯著性差異(P＜0.01)。這說明蘋果多酚可以有效提高HDL-C的含量，降低LDL-C的含量，并且蘋果多酚對提高HDL-C的含量有一定的量效關(guān)系，即隨著劑量的增加HDL-C呈下降趨勢，其中蘋果多酚低劑量組對提高HDL-C含量效果最好。肥胖模型組與基礎(chǔ)對照組的AI存在極顯著性差異(P＜0.01)，這進(jìn)一步表明肥胖誘導(dǎo)模型建立成功，并且發(fā)生了動脈粥樣硬化。相對于肥胖模型組，蘋果多酚各劑量組的AI呈下降趨勢，蘋果多酚各劑量組與肥胖模型組之間存在極顯著性差異(P＜0.01)。并且蘋果多酚對降低AI有一定的量效關(guān)系，即隨著蘋果多酚劑量的增加AI呈上升趨勢，在此范圍內(nèi)，蘋果多酚低劑量組對降低動脈粥樣硬化效果最好。

2.3.3 蘋果多酚對實驗小鼠血酶活性及MDA含量的影響

表4 蘋果多酚對小鼠SOD、GSH-P酶活性和MDA含量的影響(±sx，n=8)Table 4 Effect of apple polyphenol on serum SOD, GSH-PX and MDA levels of mice (x±sx，n=8)

表4 蘋果多酚對小鼠SOD、GSH-P酶活性和MDA含量的影響(±sx，n=8)Table 4 Effect of apple polyphenol on serum SOD, GSH-PX and MDA levels of mice (x±sx，n=8)

組別SOD酶活力/(U/mL)GSH-PX酶活力/(U/mL)MDA含量/(nmol/mL)基礎(chǔ)對照組97.88±8.4115.40±1.203.91±0.75b肥胖模型組77.82±5.8412.58±2.097.89±0.34低劑量組174.33±8.29bc24.51±0.21bd6.40±0.69ad中劑量組428.51±14.01bd25.33±1.48bd6.33±0.51ad高劑量組503.99±9.59bd29.53±0.74bd4.30±0.51b

由表4可見，蘋果多酚各劑量組的SOD與肥胖模型組呈極顯著性差異(P＜0.01)；蘋果多酚各劑量組與基礎(chǔ)對照組之間也存在顯著性差異(P＜0.05)，說明蘋果多酚可以有效提高SOD的活性，并且隨著蘋果多酚劑量的增加SOD酶活力呈上升趨勢，并且劑量越高，效果越好。相對于肥胖模型組，蘋果多酚各劑量組的GSH-PX活性顯著提高(P＜0.01) 。并且隨著劑量的增加GSH-PX的活性也增加。說明蘋果多酚可以有效提高小鼠血清中GSH-PX酶的活性，并且劑量越高，效果越好。蘋果多酚各劑量組可以有效降低小鼠血清中MDA的含量。蘋果多酚低、中劑量組的MDA含量與肥胖模型組之間存在顯著性差異(P＜0.05)，蘋果多酚高劑量組的MDA含量與肥胖模型組之間存在極顯著性差異(P＜0.01)，隨著蘋果多酚劑量的增加，MDA含量呈下降趨勢，說明蘋果多酚各劑量組可以有效降低小鼠血清中MDA的含量，并且劑量越高，效果越好。

2.3.4 蘋果多酚對實驗小鼠肝臟中脂肪代謝酶的影響

由表5可見，蘋果多酚各劑量組LPL活性均高于肥胖模型組和基礎(chǔ)對照組，其中蘋果多酚低劑量組的LPL活性與肥胖模型組之間存在顯著性差異(P＜0.05)。并且隨著蘋果多酚劑量的增加LPL呈下降的趨勢，其中低劑

量組效果最好，這說明蘋果多酚與提高LPL活性之間存在一定的量效關(guān)系。相對于肥胖模型組，蘋果多酚各劑量組的HL活性呈逐漸上升的趨勢，各劑量組均達(dá)到了極顯著(P＜0.01)效果，并且蘋果多酚劑量越高對提高HL的活性效果越好。相對于肥胖模型組，蘋果多酚各劑量組對提高LA的活性具有顯著和極顯著效果。這說明蘋果多酚可以有效提高HL和LPL活性，對小鼠肝臟脂肪代謝起到重要的調(diào)節(jié)作用。

表5 蘋果多酚對小鼠LPL、HL和LA酶活力的影響(x±sx，n=8)Table 5 Effect of unsaturated fatty acid on hepatic LPL, HL and LA levels of obesity mice (x±sx，n=8)

3 討 論

大量研究證實，脂代謝紊亂和動脈粥樣硬化密切相關(guān)，其脂質(zhì)變化有低密度脂蛋白(LDL)、TG、致密LDL、致密VLDL和HDL-2升高。動脈粥樣硬化的嚴(yán)重程度隨血漿膽固醇水平的升高呈線性加重，血漿膽固醇的濃度與冠心病死亡率呈正相關(guān)關(guān)系[5]。LDL-C水平升高是動脈粥樣硬化及由動脈粥樣硬化所引起的心腦血管疾病的最重要的危險因素。高密度脂蛋白(HDL)是一組同源微粒，由于它們的合成和代謝及在血管內(nèi)通過酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的重塑，形成大小不一、化學(xué)組成不同的一組脂蛋白。許多資料表明，HDL-C濃度與心血管疾病的發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)，與動脈粥樣硬化呈負(fù)相關(guān)。且流行病學(xué)資料已表明HDL濃度升高具有預(yù)防動脈粥樣硬化發(fā)生的作用[6]。

蘋果多酚在日本被稱為繼膳食纖維之后的第七營養(yǎng)素，其抗氧化、清除自由基能力是VE的50倍、VC的20倍。目前國內(nèi)關(guān)于蘋果多酚調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝的實驗研究較少，其作用機(jī)理尚不清楚。有研究表明蘋果多酚能有效降低小鼠體質(zhì)量，降低血清TC、TG和LDL-C含量，具有減肥降脂作用[2]；可以提高機(jī)體內(nèi)源酶SOD的活性，抑制脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA的生成，具有抗氧化作用。本實驗從蘋果多酚調(diào)節(jié)脂肪代謝的角度研究其減肥降脂預(yù)防動脈粥樣硬化發(fā)生的功能及可能的機(jī)理。結(jié)果表明：蘋果多酚可以降低血清TC、TG和LDL-C含量，提高HDL-C的含量，降低AI指數(shù)，具有降血脂預(yù)防動脈粥樣硬化發(fā)生的功能。蘋果多酚不但可以提高機(jī)體SOD活性，降低MDA的含量，而且還可以提高GSH-PX、LPL和HL的活性。

SOD和GSH-PX構(gòu)成機(jī)體主要抗氧化酶系統(tǒng)，可以減少活性氧自由基的產(chǎn)生，防止脂質(zhì)過氧化物對機(jī)體組織造成損害[7-8]。機(jī)體內(nèi)源酶SOD、GSH-PX活性的提高可以減少LPO對低密度脂蛋白LDL-C的氧化修飾，而氧化性低密度脂蛋白Ox-LDL-C是AS形成和發(fā)展的重要原因[9]。LPL、HL的活性增強(qiáng)能影響血漿TG和膽固醇(TC、LDL-C、HDL-C、VLDL-C等)的水平[10]，從而調(diào)節(jié)血漿脂蛋白中的脂質(zhì)代謝，抵抗高脂血癥的發(fā)生，LPL的活性下降可引起高脂血癥[11]。LPL是由肝外細(xì)胞合成的，催化與蛋白質(zhì)相連TG水解作用的酶，它可將血液中的CM和VLDL所攜帶TG水解成甘油和游離脂肪酸(FFA)，使CM和VLDL分解產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成HDL-C[12]。HL主要在肝臟中合成，血漿中的HL能夠水解各種脂蛋白中的TG和磷脂，肝細(xì)胞中的HL還能促進(jìn)HDL-C中的膽固醇、LDL殘粒及含載脂蛋白B脂蛋白的攝取[13]。肝脂肪酶活力異常可引起血漿脂蛋白代謝紊亂，與所致的冠心病及糖尿病等有較高的相關(guān)性[14]。增強(qiáng)LPL和HL的活性可以增加HDL-C和降低TG在血漿中的水平，在一定程度起到抗動脈粥樣硬化的作用[15]。

綜上所述，蘋果多酚可能通過提高機(jī)體內(nèi)抗氧化酶SOD、GSH-PX和降脂酶HL、LPL的活性，來降低血清TC、TG、LDL-C的含量，促進(jìn)HDL-C的生成，減少脂質(zhì)在血管內(nèi)膜的沉積，增加自由基清除及增加機(jī)體抗氧化能力，通過調(diào)節(jié)脂肪代謝，進(jìn)而預(yù)防動脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展。蘋果多酚是從常見可食水果蘋果中提取出來的，安全、無毒，所以其有望成為一種新型廣泛使用的調(diào)血脂，預(yù)防動脈粥樣硬化的保健食品。

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Effect of Apple Polyphenol on Lipid Metabolism in Mice

WANG Zhen-yu1,2，ZHOU Li-ping1，LIU Yu1
(1. School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China；2. School of Food Science and Engineering, Harbin Insititute of Technology, Harbin 150001, China)

Abstrac：Objective∶ To study the effect of apple polyphenol on lipid metabolism in mice. Methods∶ Totally 50 mice were randomly divided into 5 groups. Four groups were fed with high fat diet except for the normal control group. The normal control and obesity control groups were administrated with normal saline, and other three groups were administered with apple polyphenol at the dosages of 3.8, 7.6 mg/(kg bw·d) and 11.4 mg/(kg bw·d), respectively. Four weeks later, the mice were sacrificed to assay body weights, contents of serum total triglycerides (TG), total cholesterol (TC), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) malondialdehyde (MDA), activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-PX), hepatic lipase (HL) and lipoprotein lipase (LPL). Results∶ Apple polyphenol could obviously reduce the body weights of mice, the contents of TG, TC, LDL-C and MDA, and atherosclerosis index (AI). In contrast, it could also improve HDL-C and the activities of SOD, GSH-PX, HL and LPL in serum. Conclusion∶ Apple polyphenol has the function in reducing blood lipid through adjusting lipid metabolism of mice to prevent atherosclerosis diseases.

apple polyphenol；blood lipid；lipid peroxidation；lipid metabolism；atherosclerosis disease

R151.2

A

1002-6630(2010)09-0288-04

2009-10-21

東北林業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)新項目

王振宇(1957—)，男，教授，博士，主要從事食品化學(xué)研究。 E-mail：wzy219001@yahoo.com.cn