低聚木糖對大鼠骨鈣及血鈣的影響

寧 俊，尹吉增，肖 萍，許國輝，洪新宇，譚延斌

(1.國家功能性糖類公共實驗室，山東禹城251200;2.上海市疾病預防控制中心，上海200336)

低聚木糖對大鼠骨鈣及血鈣的影響

寧 俊1，尹吉增1，肖 萍2，許國輝1，洪新宇2，譚延斌2

(1.國家功能性糖類公共實驗室，山東禹城251200;2.上海市疾病預防控制中心，上海200336)

為研究低聚木糖對大鼠骨鈣及血鈣的影響，對大鼠進行正常飼料及低鈣飼料中添加2%低聚木糖的喂養(yǎng)，喂養(yǎng)周期21d。測定股骨干重及長度，骨鈣及血鈣含量。結果表明:低聚木糖能夠有效地提高大鼠股骨干重及長度，及骨鈣的含量。其中低鈣飼料組中，喂養(yǎng)低聚木糖的大鼠股骨干重增加11%～20.0%，股骨長度也有明顯的增加(P＜0.05)，骨鈣含量增加9%～32%;普通飼料組中，喂養(yǎng)低聚木糖的大鼠骨鈣含量增加5%～26%。但是，低聚木糖對血鈣含量的影響不明顯。

低聚木糖，大鼠，股骨，血鈣

1 材料與方法

1.1 實驗材料

受試物 95%低聚木糖粉，山東龍力生物科技股份有限公司提供;動物 清潔級雌性斷乳SD大鼠65只，體重60～70g，上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供。

1.2 實驗方法

實驗開始前對動物進行適應期7d飼養(yǎng)，隨后將大鼠按體重隨機分為四個大組，每組15只。另取5只大鼠，為本底對照組(零周亞組)。實驗大鼠進行單籠飼養(yǎng)，飼料放于不銹鋼飼料罐內，大鼠自由飲食，其供試樣品通過飲水給予，共飼養(yǎng)3周，每周進行一次實驗指標的觀察。其觀察指標:股骨干重、股骨長度、骨鈣及血鈣含量。其方法為:采集大鼠血液，之后將大鼠處死，并分離左側股骨，105℃烘干至恒重，游標卡尺測其長度;電子天平測其重量;原子吸收分光光度計測定骨鈣及血鈣含量。

表1 低鈣飼料配方

表2 低聚木糖對大鼠股骨長度和干重的影響(ˉx±SD，n=5)

表3 低聚木糖對大鼠骨鈣及血鈣含量的影響(ˉx±SD，n=5)

動物詳細分組如下:Ⅰ組:低鈣對照組(低鈣飼料，低鈣飼料配方見表1);Ⅱ組:正常對照組(基礎飼料，基礎飼料為常規(guī)大鼠飼料);Ⅲ組:低鈣飼料+ 2%低聚木糖;Ⅳ組:基礎飼料+2%低聚木糖。每個大組又分為三個亞組，每組大鼠5只，分別為1周亞組、2周亞組、3周亞組。

2 結果與分析

2.1 低聚木糖對大鼠股骨長度和干重的影響

由表2可以看出，在喂食低聚木糖三周時，大鼠股骨重有了明顯的增加(P＜0.05)。其中Ⅲ組的股骨重達到0.30g左右，比其Ⅰ組增加了20%;Ⅳ組的股骨重達到0.33g左右，比Ⅱ組增加了13.8%。

在喂食低聚木糖兩周時，Ⅲ組大鼠股骨長達到28.18cm左右，Ⅳ組大鼠股骨長達到29.21cm左右;在喂食低聚木糖三周時，Ⅲ組大鼠股骨長達到28.86cm左右;Ⅳ組大鼠股骨長達到29.62cm左右，較其相應的對照組，都有明顯的增加(P＜0.05)。

由此可以判斷，無論是正常條件下，還是低鈣條件下，對大鼠喂食低聚木糖都能夠提高大鼠的股骨干重及長度，并且對股骨干重的影響要比對其長度的影響明顯。

2.2 低聚木糖對大鼠骨鈣及血鈣含量的影響

由表3可以看出，在喂食低聚木糖兩周時，大鼠骨鈣含量就有了明顯的提高(P＜0.05)。其中Ⅲ組大鼠骨鈣含量達到47.96mg左右，比Ⅰ組增加了22.6%;Ⅳ組大鼠骨鈣含量達到121.24mg左右，比Ⅱ組增加了22.3%。在喂食低聚木糖三周時，Ⅲ組大鼠骨鈣含量達到 73.04mg左右，比Ⅰ組增加了31.9%;Ⅳ組大鼠骨鈣含量達到139.06mg左右，比Ⅱ組增加了25.1%。

與相應的對照組相比較，低聚木糖對增加大鼠血鈣的影響不是很明顯。

3 討論與結論

眾所周知，鈣對機體正常的生長發(fā)育起著重要的作用，它不僅是人體骨骼生長發(fā)育并保持其堅固所必需的建筑材料，而且也是維持和調節(jié)神經、肌肉、血液、細胞膜以及多種酶活性正常生理功能的必需元素。其主要在十二指腸和空腸吸收，通過主動(需能)和被動(擴散)轉運。其吸收機制按鈣的吸收過程可分為離子鈣和分子鈣吸收;吸收途徑有兩條:飽和的跨細胞途徑和不飽和的旁細胞途徑［6］。

人體內的鈣平衡存在于3個部位:腎臟、骨骼和胃腸道，主要受甲狀腺激素PTH、降鈣素和鈣三醇的調控。人體血鈣濃度被嚴格調控在1.1～1.3mmol/L之間，若濃度下降過低，可能引發(fā)低血鈣癥，出現(xiàn)手足抽搐，引起感覺異常(發(fā)癢、皮膚刺痛)、喉痙攣、呼吸停止和心律失常，并且能導致死亡;血漿中鈣過度沉積會導致高鈣血癥。當血鈣濃度升高時，抑制甲狀腺激素PTH的釋放，從而降低血鈣濃度;相反，則促進甲狀腺激素PTH的釋放，提高血鈣濃度［7］。本研究發(fā)現(xiàn)，低聚木糖對大鼠血鈣含量沒有明顯的影響(其始終保持在2.2～2.4mmol/L之間)，這與PTH激素的嚴格調控有關。

當機體嚴重缺鈣，而細胞的鈣濃度足夠大時，機體主要通過被動擴散來增加鈣吸收，隨著機體內鈣含量的平衡，其對鈣的吸收方式轉為主動運輸，進行細胞間的傳遞。其主動運輸方式與鈣轉運體系密切相關(主要包括:鈣轉運體、鈣結合蛋白、鈣輸出蛋白)［8］。

本研究發(fā)現(xiàn)，低聚木糖能夠有效地提高大鼠股骨干重及長度，及骨鈣的含量。其中低鈣飼料組中，股骨干重增加11%～20.0%，股骨長度也有明顯的增加(P＜0.05);低鈣飼料組中，骨鈣含量增加9%～32%，普通飼料組中，骨鈣含量每周分別增加5%～26%。

有報道說，雙歧桿菌粘附腸上皮細胞過程中，會作為一種細胞外刺激因素引起靶細胞跨膜信號傳遞，激活細胞膜上某種受體而開啟細胞的Ca2+通道，使細胞外Ca2+跨膜向細胞內擴散;在雙歧桿菌增殖過程中能夠產生短鏈脂肪酸(醋酸、丙酸、丁酸及乳酸)，從而降低結腸的pH，創(chuàng)造一個酸性環(huán)境，提高離子鈣的濃度，增加Ca2+通過細胞旁路的被動擴散，而促進鈣的吸收;Ohta等報道，在大鼠膳食中添加低聚果糖能提高結腸中鈣結合蛋白的濃度，有助于結腸細胞對Ca2+的主動轉運［9-11］。

低聚木糖作為一種益生元物質能有效地促進雙歧桿菌在腸上皮黏膜上的附著增殖，其促進鈣吸收的作用機體包括上述的幾種可能，但詳細機理還有待進一步研究。

近年來，市場上的補鈣產品層出不窮，無論是什么形式的鈣產品，其主要目的都在于提高機體鈣質的吸收和利用，更好地促使骨骼、牙齒等的生長發(fā)育。通過本文的研究得知，低聚木糖能夠有效地提高機體骨鈣的保留率，因此可以認為低聚木糖是一種極具潛力的“益鈣因子”。

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Effect of xylooligosaccharide on calcium excretion in femur and blood in rats

NING Jun1，YIN Ji-zeng1，XIAO Ping2，XU Guo-hui1，HONG Xin-yu2，TAN Yan-bin2
(1.The State Public Laboratory for Functional Sugar，Yucheng 251200，China; 2.Shanghai Municipal Center for Disease Control＆Prevention，Shanghai 200336，China)

The rats were fed with normal diet，low calcium diet，normal diet(including XOS)，low calcium diet (including XOS)for 21 days.The dry weight and length of femur calcium was observed，femur calcium concentration was detected in femur and blood per week.XOS can improve femur weight，femur length，and excretion of Ca in femur in rats.The femur weight was improved by 11%～20.0%，the excretion of Ca in femur was improved by 9%～32% in low calcium group.In normal diet(including XOS)group，the excretion of Ca in femur was improved by 5%～26%. But the effect on calcium excretion in blood had no significance compared with the control group.

xyloligosaccharide;rat;femur calcium;blood calcium

TS201.1

A

1002-0306(2011)03-0379-03

近年來，人類鈣營養(yǎng)不足的問題受到了廣泛的重視，無論是老人還是兒童，缺鈣是全球性的營養(yǎng)問題。鈣缺乏不僅引起佝僂病、骨質疏松，而且還與結腸癌和高血壓等疾病的發(fā)生有關。如在美國，尤其是50歲以上絕經后的婦女骨質疏松癥發(fā)病率較高，我國的膳食組成以植物性食品為主，含鈣少。且存在草酸、植酸等多種不利鈣吸收的因素，所以鈣是我國人民最易缺乏的營養(yǎng)素。為解決缺鈣問題，需尋求來源豐富、使用方便、安全無毒、吸收利用率高的鈣源［1］。益生元物質因其非消化性，能夠被盲腸微生物選擇性地代謝的屬性，具有改善人類健康狀況的重要性，能夠促進機體鈣等礦物質的吸收［2］。低聚木糖是益生元物質的杰出代表，是由2～7個木糖分子以β-1，4糖苷鍵結合而成的功能性聚合糖，具有獨特的功能特性。表現(xiàn)為:高選擇性增殖雙歧桿菌，功效是其它聚合糖類的10～20倍;不易被消化吸收而直接進入大腸內優(yōu)先為雙歧桿菌所利用，增殖人體有益菌，并抑制其它有害菌滋生、繁殖，其能量幾乎為零，既不影響血糖濃度，也不增加血糖中胰島素水平，并且不會形成脂肪沉淀，特別適合糖尿病、肥胖癥、高血壓等患者食用;酸、熱穩(wěn)定性好，pH2.5～8.0范圍內，加熱至125℃基本不分解;有效攝入量少，其有效劑量為0.7～1.4g/d［3-5］。通過研究低聚木糖對大鼠股骨長度及干重，骨鈣及血鈣的影響，為低聚木糖在鈣吸收方面提供參考數據。

2010-12-02

寧俊(1983-)，女，碩士研究生，研究方向:生物技術。