鈣對(duì)高脂膳食小鼠血清抗氧化能力與血脂的影響

肖 瀛，杜 丹

(1.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院香料香精技術(shù)與工程學(xué)院食品系，上海200235; 2.江陰百泰生物科技有限公司，江蘇江陰214434)

鈣對(duì)高脂膳食小鼠血清抗氧化能力與血脂的影響

肖 瀛1，杜 丹2

(1.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院香料香精技術(shù)與工程學(xué)院食品系，上海200235; 2.江陰百泰生物科技有限公司，江蘇江陰214434)

探究了膳食鈣水平對(duì)飼喂高脂膳食小鼠機(jī)體的抗氧化能力與血脂代謝的影響，以及二者之間關(guān)系。實(shí)驗(yàn)選用5周齡C57BL/6雄性小鼠，隨機(jī)分為4組(n=10):對(duì)照組、高脂模型組、高脂低鈣組、高脂高鈣組。飼喂6周，高脂模型組和高脂低鈣組小鼠的血漿TG、TC、LDL-C值顯著高于對(duì)照組，而抗氧化能力指標(biāo)和脂蛋白酯酶(LPL)活性顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。高脂高鈣組的TG、TC值顯著低于高脂模型組，LPL活性和抗氧化能力指標(biāo)則顯著高于高脂模型組。相關(guān)性分析表明，總抗氧化能力(T-AOC)與TG(r=-0.976，P=0.012)、TC(r=-0.989，P=0.006)呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)，而與LPL(r=0.945，P=0.028)呈顯著正相關(guān)。結(jié)果表明，高膳食鈣可改善高脂膳食性脂代謝紊亂的作用可能與提高機(jī)體抗氧化能力有關(guān)。

血脂代謝紊亂，膳食鈣，抗氧化，小鼠

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)選用6周齡C57BL/6雄性小鼠，體重約(14 ±1)g(中國科學(xué)院上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心)，飼喂正常飼料5d后，根據(jù)體重隨機(jī)分為4組，每組10只，即對(duì)照組(正常飼料，0.7%Ca，0.5%P)、高脂模型組(高脂膳食，HFD)、高脂低鈣組(LCHFD，0.35%Ca，0.3%P)、高脂高鈣組(HCHFD，1.6%Ca，0.7%P)，飼料配方見表1。小鼠同室分籠飼養(yǎng)，自然光照，自由飲水和采食。環(huán)境溫度控制在(23±2)℃，濕度60%，飼喂6周。

表1 飼料成分

1.2 樣品采集與制備

飼喂6周后禁食12h，眼球采血法取血于1.5mL抗凝管內(nèi)，離心(4000r/min，15min)取上清，制備血漿，-20℃保存待用。

1.3 生化指標(biāo)分析

血漿總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL -C)均采用相應(yīng)的試劑盒(中生北控生物科技股份有限公司)測(cè)定;血漿中的還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量、過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性、總抗氧化能力(TAOC)和丙二醛(MDA)、脂蛋白酯酶活性(LPL)和血鈣均采用相應(yīng)的試劑盒(南京建成生物工程研究所)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS15軟件中的ANOVA方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(Duncan test)，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差(ˉx±SD)表示，并用 SPSS做 Pearson’s correlation coefficient相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 體重與血脂的變化

飼喂6周，小鼠的體重和血脂代謝的結(jié)果如表2所示。高脂膳食組小鼠較對(duì)照組體重顯著增加，TG、TC、HDL、LDL四項(xiàng)血脂指標(biāo)均顯著增高。而高脂低鈣組小鼠體重最低，但與對(duì)照組無顯著差異，可能低鈣組的鈣不能滿足小鼠生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需要。相反，高脂高鈣組小鼠體重顯著低于高脂組，且TG、TC也均顯著低于高脂組，而HDL和LDL無顯著性變化，表明鈣補(bǔ)充可在一定程度上改善高脂膳食導(dǎo)致的血脂代謝紊亂。血鈣是不易受到膳食鈣水平影響的穩(wěn)定指標(biāo)，對(duì)于表2中血漿鈣的水平，高脂高鈣組較高脂低鈣組顯著增加，而其余各組間無顯著差異，表明低鈣高脂組的鈣的攝入是不足的。LPL在血脂代謝中扮演了重要的角色，高脂膳食可導(dǎo)致LPL的活性顯著降低，而高脂高鈣膳食較其它兩組高脂膳食組可顯著提高LPL活性。

從血漿鈣可以看出，高鈣組的膳食實(shí)際上并沒有產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)血鈣的作用，與正常組無差異。

2.2 抗氧化能力的變化

表3顯示的血漿抗氧化能力的結(jié)果表明，高脂膳食導(dǎo)致小鼠體內(nèi)抗氧化能力(SOD、CAT、T-AOC)顯著降低，氧化還原狀態(tài)(GSH/GSSG比值)失衡，氧化損傷指標(biāo)(MDA)顯著增大，而高脂低鈣膳食可導(dǎo)致這樣趨勢(shì)更加顯著。相反，膳食鈣補(bǔ)充可顯著提高高脂膳食小鼠的抗氧化能力，維持氧化還原狀態(tài)的平衡，改善氧化損傷。

2.3 抗氧化與血脂代謝的相關(guān)性分析

將血漿總的抗氧化能力指標(biāo)T-AOC、氧化還原狀態(tài)指標(biāo)GSH/GSSG、氧化損傷指標(biāo)MDA與血脂代謝指標(biāo)(TG、TC、LDL-C、HDL-C、LPL)進(jìn)行Pearson’s相關(guān)性分析，結(jié)果見表4。血漿T-AOC、GSH/GSSG比值與TC、TG、LDL-C呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，與LPL活性呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，而與HDL-C無顯著相關(guān)性。MDA則與TC、TG、LDL-C呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，與LPL活性呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，與HDL-C也無顯著相關(guān)性。

表2 血脂代謝的變化

表3 血漿抗氧化相關(guān)指標(biāo)的變化

表4 血脂代謝與抗氧化的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

本研究主要探究了高脂膳食小鼠的鈣攝入水平與血脂代謝和抗氧化能力之間關(guān)系。結(jié)果表明，高脂膳食中補(bǔ)充鈣的攝入可以改善高脂膳食引發(fā)的血脂代謝紊亂，也可改善高脂膳食性氧化損傷。盡管Zemel等［8］和 Parra等［7］也分別報(bào)道了類似的結(jié)果，但是本研究的抗氧化與血脂代謝的相關(guān)性分析提示高鈣的補(bǔ)充對(duì)改善高脂膳食性血脂代謝紊亂的作用機(jī)制可能與抗氧化能力有關(guān)。本研究為更好地開發(fā)輔助改善高脂血癥的保健食品和擴(kuò)展鈣補(bǔ)充劑的保健功效提供了新的思路。

Yang等研究表明高脂膳食性氧化應(yīng)激是導(dǎo)致血脂代謝紊亂的重要原因，并且LPL的活性與抗氧化能力呈現(xiàn)正相關(guān)，而與氧化損傷指標(biāo)MDA呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)［4，6］。對(duì)于LPL在高脂血癥中的作用近年來備受關(guān)注，LPL可由脂肪、心臟、肌肉等組織產(chǎn)生，在分解乳糜微粒和 VLDL中的甘油三酰起了重要的作用［10］。降低LPL活性可導(dǎo)致TG增高，HDL-C減少［11-12］。由于自由基是一種調(diào)控基因表達(dá)的信號(hào)因子，同時(shí)蛋白質(zhì)中巰基易受到氧化還原狀態(tài)的影響，因此自由基水平和氧化還原狀態(tài)的變化可影響到蛋白質(zhì)的活性，其也與許多疾病的發(fā)生或進(jìn)展有關(guān)［13-14］。Yang等研究證實(shí)LPL的活性易受到氧化還原狀態(tài)的影響［6］。本研究也表明LPL的活性與血漿抗氧化能力(T-AOC)呈現(xiàn)正相關(guān)，也與還原型谷胱甘肽的含量(GSH/GSSG)呈現(xiàn)正相關(guān)，而與氧化損傷(MDA)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。因此，高水平鈣的攝入可以提高機(jī)體抗氧化能力，維持氧化還原狀態(tài)的平衡，可能由此提高LPL活性，改善高脂膳食性血脂代謝紊亂。

高鈣的攝入可改善高脂膳食性氧化應(yīng)激的原因比較復(fù)雜。多項(xiàng)研究表明鈣代謝與氧化應(yīng)激有著密切的關(guān)系［15］。本文的高鈣組血鈣沒有顯著增加，這主要是由于血鈣受到各類激素的調(diào)控而保持穩(wěn)定的水平，而調(diào)控的重要激素就是1，25-二羥基維生素D3(1，25VD3)。高水平膳食鈣的攝入可以降低1，25VD3的含量，1，25VD3有調(diào)控細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的作用，而細(xì)胞內(nèi)的鈣離子有調(diào)控基因表達(dá)的作用［16-17］，目前研究發(fā)現(xiàn)1，25VD3能增加抗氧化酶、解偶聯(lián)蛋白2(UCP2)和UCP3表達(dá)［18］。UCP起氧化磷酸化解偶聯(lián)作用，增加UCP表達(dá)可以抑制電子傳遞鏈中電子的泄露，降低能量代謝中產(chǎn)生的自由基［9］，由此可提高機(jī)體抗氧化能力，改善氧化應(yīng)激。高脂膳食可以降低鈣的吸收［19］，從而可能升高1，25VD3水平，增加氧化應(yīng)激，而補(bǔ)充鈣后可以增加鈣的吸收量，降低1，25VD3水平，可能由此改善氧化應(yīng)激。此外，高鈣能與脂肪形成大量的皂化鈣而減少脂肪的吸收，由此調(diào)節(jié)血脂代謝和減少自由基水平，也是改善氧化應(yīng)激和抗氧化能力可能的原因之一。

本研究表明，高脂膳食中補(bǔ)充鈣的攝入改善脂代謝紊亂的作用可能與其提高機(jī)體抗氧化能力調(diào)控氧化應(yīng)激有關(guān)，但其作用機(jī)制還需要更深入的研究。

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Effects of dietary calcium on antioxidant capacity and blood lipid in mice fed high-fat diet

XIAO Ying1，DU Dan2
(1.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 200235，China; 2.Jiangyin BridgeBio Biotechnology Company，Jiangyin 214434，China)

The aim was to investigate effects of calcium intake levels on blood lipids metabolism and antioxidant capacity in mice fed high-fat diet(HFD)and relation between them.C57BL/6 mice(5 weeks old)were randomly assigned to four groups(n=10).The mice of four groups were fed with normal diet，HFD，HFD with low calcium (LCHFD)，and HFD with high calcium(HCHFD)，respectively.After 6 weeks feeding，the LCHFD and HFD induced a significant increase in plasma TG，TC and LDL-C and a significant decrease in LPL activity and antioxidant capacity in mice compared with the control mice(P＜0.05).In contrast，HCHFD reduced significantly TG，TC，and LDL-C and improved significantly HDL-C，LPL activity，and antioxidant capacity compared with the HFD-fed mice.The total antioxidant capacity(T-AOC)was positively correlated with LPL(r=0.945，P=0.028)and was negatively correlated with both TG(r=-0.976，P=0.012)and TC(r=-0.989，P=0.006).The present results suggested that high dietary calcium attenuates dyslipidemia in HFD-fed mice，which might be attributed to its effects of improving antioxidant status.

dyslipidemia;dietary calcium;antioxidant;mice

TS201.4

A

1002-0306(2011)11-0387-04

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了變遷，油脂攝入的比例不斷增加［1-2］。高脂膳食可導(dǎo)致人體血脂、血糖增高，并且可導(dǎo)致體內(nèi)抗氧化能力下降，引發(fā)機(jī)體氧化應(yīng)激［3-6］。而高鈣飲食有改善高脂血癥和肥胖的作用［7］，并且最近的研究表明，膳食鈣的補(bǔ)充可提高抗氧化能力，改善高脂膳食誘發(fā)的機(jī)體氧化損傷［8-9］。本工作旨在探究不同膳食鈣水平對(duì)飼喂高脂膳食小鼠的抗氧化能力和血脂代謝的影響以及二者之間的關(guān)系，為進(jìn)一步探究膳食鈣補(bǔ)充劑調(diào)節(jié)生理的機(jī)制奠定基礎(chǔ)，也為拓展鈣補(bǔ)充劑的保健功能提供新的思路和理論依據(jù)。

2011-07-18

肖瀛(1981-)，男，講師，博士，研究方向:分子與應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)學(xué)。

上海市教委優(yōu)青基金(yyy11068);?？蒲许?xiàng)目(YJ2011-09)。