海參腦苷脂及其長鏈堿基對肥胖小鼠脂代謝和糖代謝的影響

高 壯，周 鑫，胡曉倩，薛長湖，徐 杰，王玉明

(中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島 266003)

肥胖是由過食和能量代謝紊亂所引發(fā)的體內脂肪過度蓄積的疾病，研究證實肥胖與血脂異常、高血壓、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝 甚至腫瘤發(fā)病密切相關，是代謝綜合征發(fā)生發(fā)展的關鍵因素和核心環(huán)節(jié)，已成為人類健康的重大威脅［1-4］。肥胖的控制已成為全球性公共健康問題。由于目前各種減肥藥都有一定的不良反應［5］，因此尋求一種效果顯著且無副反應的天然減肥的降脂天然活性成分具有重要意義。

腦苷脂又稱?；拾贝技禾擒?，是一種神經鞘脂類的中性鞘糖脂，由親脂性的神經酰胺和親水性的糖基兩部分組成。其中，神經酰胺是由長鏈脂肪酸中的羧基與神經鞘氨醇(又稱長鏈堿基)的氨基經脫水以酰氨鍵相連形成的一類酰胺類化合物［6］。海洋生物體內腦苷脂的研究始于十九世紀五十年代［7］，目前發(fā)現其具有抗病毒、抗腫瘤、免疫調節(jié)等多種活性［8］，已經引起國內外學者的廣泛關注。海參是我國傳統(tǒng)的營養(yǎng)保健食品，其中含有結構新穎的腦苷脂，我們前期研究發(fā)現其對急性肝損傷以及脂肪肝具有明顯的改善功能。本研究考察了海參腦苷脂及其長鏈堿基對飲食誘導肥胖小鼠的減肥作用。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 主要試劑 海參腦苷脂(sea cucumber cerebroside，SCC)和長鏈堿基(long-chain base，LCB)由中國海洋大學食品學院食品科學與人類健康實驗室提供;TC、TG、葡萄糖試劑盒購自北京中生北控生物科技股份有限公司;其它試劑為國產分析純。

1.1.2 實驗儀器 血糖儀，onetouch surestep，美國強生公司產品;酶標儀，Model680型，美國Bio RAD產品;分光光度計，UV-2550型，日本島津產品;臺式離心機，TGL-16G型，上海安亭科學儀器廠產品;旋轉蒸發(fā)儀，LABOROTA 4000型，德國Heidolph產品。

1.1.3 實驗動物 C57/BL6小鼠，雄性，體重20～22 g，7周齡，購自北京維通利華實驗動物技術有限公司，許可證號:SCXK(京)2009-0007。

1.2 方法

1.2.1 動物分組及飼料配制 將C57/BL6小鼠隨機分為4組:低脂對照組(low fat，LF)、高脂肥胖組(high fat，HF)、海參腦苷脂組(SCC)、海參長鏈堿基組(LCB)，每組8只。動物飼料配方以AIN-76配方為基礎，具體成分如表1所示。

表1 四組動物實驗飼料的成分Table 1 Compositions of experimental diets for four groups (n=8，g·kg-1)

1.2.2 動物實驗 動物自由攝食和飲水，每天記錄食量連續(xù)喂養(yǎng)5周。室溫(23±2)℃，12:12 h明暗交替，末次喂食后，禁食不禁水10 h，眼球取血致死;仔細剝離肝臟、腎臟、心臟、腎周脂肪組織、精巢上部脂肪組織，稱重后經液氮速凍，保存于-80℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 糖耐測定 在飼喂4周時進行口服葡萄糖耐量實驗。動物禁食不禁水10 h，經口灌胃葡萄糖(2 g/kg 體重)后，在 0 h、0.5 h、2 h時間點從尾靜脈采集微量血液，使用血糖儀進行血糖測定，繪制口服糖耐曲線，并按下式計算血糖曲線下面積(AUC)。

血糖曲線下面積=0.25×(0 h血糖值+4×0.5 h 血糖值 +3 ×2 h 血糖值)［9］。

1.2.4 血清脂質及血糖濃度測定 血液室溫靜置30 min后，7 000 r/min離心獲得血清，按試劑盒說明測定TC、TG、葡萄糖濃度。

1.2.5 肝臟脂質濃度測定 稱取0.2 g肝臟，按Folch等［10］的方法提取總脂質，參照試劑盒以酶法分別測定肝臟TC、TG含量，肝臟總磷脂(phospholipid，PL)參照 Bartlett等［11］方法測定。

2 結果

2.1 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠攝食量、體重及體脂肪重量的影響 高脂飲食組體重增加量和內臟脂肪組織重量明顯高于低脂飲食組(P=0.0001)。同模型組相比，高脂飲食中添加0.025%海參腦苷脂并未對小鼠的體重增長產生抑制作用;但是，高脂飲食中添加0.025%的長鏈堿基喂食18 d后，小鼠的體重增長受到抑制(圖1)。SCC組和LCB組小鼠的腎周脂肪、精巢脂肪和總脂肪重量均顯著降低，其中添加海參腦苷脂組效果更為顯著(表2)。

表2 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠攝食量和體重及體脂肪重量的影響Table 2 Effects on food intake，body weight gain and adipose weight of SSC and LCB in mice(n=8，)

表2 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠攝食量和體重及體脂肪重量的影響Table 2 Effects on food intake，body weight gain and adipose weight of SSC and LCB in mice(n=8，)

與 LF 組比較，#P ＜0.05，##P ＜0.01;與 HF 組比較，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01.

組別 攝食量/(g·d-1)體脂肪/(mg·g-1體重)12.88 ±0.73 17.99 ±0.96 HF 2.53 ±0.12# 8.54 ±0.51## 37.15 ±0.20## 15.83 ±0.58## 26.10 ±1.09## 41.94 ±1.66##LCB 2.48 ±0.13 7.64 ±0.27 36.15 ±0.35 11.19 ±0.48* 20.01 ±1.07* 32.20 ±1.54*SCC 2.58 ±0.10 8.36 ±0.14 36.81 ±0.17 9.63 ±0.36＊＊ 18.85 ±0.45* 28.48 ±0.44腎臟周圍脂肪 精巢上部脂肪 內臟脂肪LF 2.86 ±0.10 5.36 ±0.29 39.51 ±0.42 5.11 ±0.26體重增加量/g肝臟/(mg·g-1體重)＊＊

圖1 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠體重變化的影響Fig.1 Effects on body weight of SCC and LCB in mice

2.2 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠血清脂質及血糖濃度的影響 與低脂飲食組相比，高脂飲食飼喂的小鼠血清中TG、TC以及血糖含量均有所上升。給予海參腦苷脂和長鏈堿基基后，均可以明顯降低血清中血糖含量(P=0.001，P=0.002)，在降低血清 TG 含量方面，只有長鏈堿基組產生了明顯的降低效果(P=0.019)，但兩組均無明顯降低TC的效果(表3)。

表3 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠血清脂質及血糖含量的影響Table 3 Effects on serum lipid levels and glycemic index of SCC and LCB in mice(n=8，，mmol·L-1)

表3 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠血清脂質及血糖含量的影響Table 3 Effects on serum lipid levels and glycemic index of SCC and LCB in mice(n=8，，mmol·L-1)

與 LF組比較，#P ＜0.05，##P ＜0.01;與 HF組比較，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01.

組別 TG TC 血糖LF 1.15 ±0.06 3.95 ±0.13 7.68 ±0.36 HF 1.35 ±0.09# 4.59 ±0.19# 9.91 ±0.41##LCB 1.19 ±0.03* 4.64 ±0.17 7.96 ±0.50＊＊SCC 1.41 ±0.03 4.36 ±0.10 8.18 ±0.12＊＊

2.3 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠肝臟脂質含量的影響 高脂飲食明顯提高肝臟中脂質積累，肝臟TG水平較低脂對照組明顯上升(P=0.032)。海參腦苷脂和長鏈堿基喂食后，肝臟TG水平均降至正常水平(P=0.023，P=0.032)，但是肝臟TC的含量沒有發(fā)生明顯變化(表4)。

表4 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠肝臟脂質含量的影響Table 4 Effects on hepatic lipids concentration of SCC and LCB in mice(n=8，，mg·g-1)

表4 海參腦苷脂及長鏈堿基對小鼠肝臟脂質含量的影響Table 4 Effects on hepatic lipids concentration of SCC and LCB in mice(n=8，，mg·g-1)

與 LF組比較，#P＜0.05;與 HF組比較，*P＜0.05.

組別TG TC PL LF 28.10 ±4.23 4.56 ±0.12 3.42 ±0.07 HF 35.86 ±2.31# 4.23 ±0.17 3.44 ±0.13 LCB 25.40 ±3.30* 4.65 ±0.20 3.77 ±0.09*SCC 26.78 ±2.35* 4.28 ±0.19 3.78 ±0.09*

2.4 海參腦苷脂及長鏈堿基對口服糖耐的影響 在灌胃葡萄糖后0.5 h時血糖濃度達到峰值，其中高脂飲食組、海參腦苷脂組和長鏈堿基組小鼠的血糖濃度均明顯高于低脂對照組，而腦苷脂組和長鏈堿基組小鼠血糖濃度要低于高脂飲食組，2 h時低脂對照組、海參腦苷脂組和長鏈堿基組的血糖水平基本恢復正常。低脂對照組、高脂模型組、海參腦苷脂組和長鏈堿組糖耐 AUC 分別為(19.5 ±1.1)mmol/L、(28.0 ±1.5)mmol/L、(22.5 ±1.9)mmol/L 和(21.2 ±1.4)mmol/L，表明高脂飲食導致糖耐量受損，而飲食中添加0.025%海參腦苷脂和0.025%長鏈堿基則可以明顯改善糖耐量受損(P=0.018，P=0.005)，見圖 2。

圖2 海參腦苷脂及長鏈堿基對口服糖耐量的影響Fig.2 Effects on blood glucose level after treatment of SCC and LCB in mice

3 討論

代謝綜合征以脂質代謝和糖代謝異常為特征，其與心腦血管疾病、糖尿病、脂肪肝、腫瘤等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關。本實驗利用高脂高糖飲食誘導的代謝綜合征小鼠模型，評價了海參腦苷脂的改善效果，結果表明其具有明顯的降低血糖、減少內臟脂肪蓄積的作用。通過對肥胖人群的研究發(fā)現，體內脂肪含量減少可以降低代謝綜合征的發(fā)生風險，可以推測，海參腦苷脂可以通過抑制體脂肪含量，預防和改善代謝綜合征。

白色脂肪組織過度蓄積會產生炎癥反應，釋放出大量炎癥細胞因子，并由此促進胰島素抵抗甚至代謝綜合征的發(fā)生［12］。肥胖常與2型糖尿病合并存在，表現為胰島素抵抗和糖耐量減低。本研究發(fā)現，經過4周的高脂高糖飲食誘導后，可觀察到肥胖小鼠產生糖耐量受損，飲食中添加海參腦苷脂可以改善糖耐受損現象，從而可有效降低2型糖尿病的發(fā)病幾率。

高脂飲食還能引起小鼠發(fā)生肝脂肪變性，據調查，肥胖者發(fā)生脂肪肝的危險性較一般人群高4.6倍，而2型糖尿病患者無論體重指數多少，其患非酒精性脂肪肝的概率及嚴重程度均明顯增加［13］。喂食海參腦苷脂可以明顯減少肝臟中脂質積累，顯示其具有顯著的改善脂肪肝活性，張蓓等［14］證實，海參腦苷脂對乳清酸誘導的非酒精性脂肪肝有著很好的預防和治療效果，這與本研究的結果是相一致的。

本研究還比較了長鏈堿基段與腦苷脂在活性方面的差異，結果表明LCB同樣能有效地降低脂肪組織的重量，甚至在降低血糖、改善糖耐以及降低肝脂方面的活性較腦苷脂更為顯著，這說明去除腦苷脂中的脂肪酸并未降低其活性。由此推斷，腦苷脂的活性結構可能在其長鏈堿基段。本研究為分析腦苷脂的結構與活性的關系提供了參考依據。

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