植物甾醇對肉雞腸道氧化還原狀態(tài)的影響

傅夢月，胡 倩，唐元元，姜 葦，丁蓉蓉，唐 雪，2，*

（1.江南大學食品學院食品營養(yǎng)與功能因子研究中心，江蘇無錫214122；2.江南大學食品科學與技術(shù)國家重點實驗室，江蘇無錫214122）

隨著人們生活方式的改變，居民膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，營養(yǎng)因素、環(huán)境因素以及其他易感的遺傳因素疊加，帶來了許多健康問題。過多的能量攝入在提高機體代謝水平，同時也相應(yīng)增加代謝副產(chǎn)物—ROS生成[1]。長期代謝紊亂可使ROS產(chǎn)生顯著增多，改變機體氧化還原狀態(tài)促發(fā)慢性氧化應(yīng)激，由能量代謝誘導的氧化還原狀態(tài)失衡是導致機體病變的主要原因之一[2]。胃腸消化道是營養(yǎng)素消化和吸收的主要場所，腸道是維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素之一[3]。腸道粘膜極易受到由于飲食導致的氧化物和內(nèi)源性ROS的攻擊[4]。添加抗氧化劑可清除腸道ROS并有效預防由代謝紊亂促發(fā)的氧化應(yīng)激，恢復腸道粘膜正常功能。因此，維護腸道氧化還原狀態(tài)平衡，將對防治慢性代謝性疾病發(fā)生以及其避免自由基損傷機制具有重要意義。植物甾醇是一種天然甾體，主要存在于植物中[5]。有關(guān)研究表明，植物甾醇在抗氧化、抗癌、抗炎以及調(diào)節(jié)動物生長，促進健康等方面具有積極作用[6]。具抗氧化功能的植物甾醇的共同特征是它們分子側(cè)鏈上都有一個亞乙基[7]。劉慧瓊等[8]研究表明，β-甾醇具有清除羥自由基和抑制超氧陰離子的作用。植物甾醇具有生長調(diào)節(jié)功能，可以調(diào)節(jié)應(yīng)激條件下動物的生長[9]。植物甾醇還可作為免疫調(diào)節(jié)因子，刺激淋巴細胞和T細胞增殖[10]?？梢姡参镧薮际且环N純天然具有調(diào)節(jié)機體免疫功能的抗氧化功能因子。而關(guān)于植物甾醇攝入機體后是否影響腸道的氧化還原狀態(tài)，國內(nèi)未見相關(guān)報道。因此，本實驗擬設(shè)計不同水平植物甾醇日糧，研究植物甾醇對肉雞腸道氧化還原狀態(tài)的影響，進一步闡明植物甾醇抗氧化功能，為其應(yīng)用與開發(fā)提供新的理論依據(jù)與思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1日齡健康雄性羅斯肉雞（體重約44g） 江蘇無錫祖代雞場有限公司；植物甾醇 渭南瑞源生物科技有限責任公司。

5430R型離心機 德國Eppendorf公司；F96型熒光分光光度計 上海棱光技術(shù)有限公司；KJ-300型超聲波發(fā)生器 無錫市科潔超聲電子設(shè)備有限公司；DK-600型電熱恒溫水槽、722型光柵分光光度計 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；Mk3型酶標儀 美國Thermo公司；WH-3型微型旋渦混合儀 上海滬西分析儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗動物分組與飼養(yǎng) 1日齡雄性羅斯肉雞105只，隨機分為：對照組和實驗組（L1、L2、L3、H1、H2、H3）。對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，實驗組飼喂基礎(chǔ)日糧分別添加0.015‰、0.020‰、0.025‰的低羥基值植物甾醇組（L組）和0.025‰、0.050‰、0.075‰的高羥基值植物甾醇組（H組）。每組3個重復（籠），每個重復5只雞。

肉雞基礎(chǔ)日糧參照《家禽營養(yǎng)需要》[11]，基礎(chǔ)日糧組成見表1。前期和中期飼料均制成顆粒。實驗期46d，采用籠養(yǎng)，24h光照，自由采食與飲水。1～21日齡飼喂前期顆粒料，22～46日齡飼喂中期顆粒料。按常規(guī)方法進行免疫接種。

1.2.2 樣品制備 在實驗的第46d采集樣品（每個重復取2～3只，每組共取8只）。肉雞稱重后斷頸取血處死。取十二指腸、空腸、回腸，用預冷生理鹽水按1∶10（W/V）制備組織勻漿液，測定氧化還原指標。

1.2.3 氧化還原狀態(tài)的測定 組織的氧化還原指標：還原型與氧化型谷胱甘肽的比值（GSH/GSSG）、總抗氧化能力（T-AOC）和丙二醛（MDA），采用試劑盒測定，所有測定步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

實驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2003初步處理后，用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行單因子方差分析和鄧肯氏多重比較，分析各組間的差異顯著性。顯著水平為p＜0.05。數(shù)據(jù)用±SD表示。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)成分（%）Table 1 Ingredient composition of the basal diets（%）

2 結(jié)果與分析

2.1 植物甾醇對肉雞十二指腸氧化還原狀態(tài)的影響

谷胱甘肽是體液中含量最豐富、維持生物大分子-SH和-S-S-氧化還原平衡的關(guān)鍵分子，已有研究表明，谷胱甘肽與體液的氧化還原平衡有著非常緊密的內(nèi)在聯(lián)系[12]，故可用GSH/GSSG比率借以評估脂質(zhì)過氧化損傷情況。機體防御體系的總抗氧化能力（T-AOC）的強弱與健康程度存在著密切聯(lián)系。脂質(zhì)過氧化反應(yīng)會產(chǎn)生具有細胞毒性的丙二醛（MDA），因此MDA含量的高低可間接反映出細胞損傷的程度。因此，通過測定這幾個指標可以間接反映出機體的抗氧化水平。

表2 植物甾醇對肉雞十二指腸氧化還原狀態(tài)的影響Table 2 Effect of phytosterols on redox state of duodenum of broiler chickens

植物甾醇對肉雞十二指腸GSH/GSSG、T-AOC、MDA的影響可見表2。由表2可知，在基礎(chǔ)日糧中添加植物甾醇可使肉雞十二指腸的GSH/GSSG比值顯著升高（p＜0.05），其中0.075‰ H3組、0.050‰ H2組、0.025‰ H1組GSH/GSSG比值相應(yīng)高于0.025‰ L3組、0.020‰ L2組、0.015‰L1組。與對照組相比肉雞十二指腸的T-AOC均降低，與0.015‰ L1組、0.025‰H1組相比，0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的T-AOC顯著降低（p＜0.05）。與對照組相比，0.025‰ H1組、0.050‰ H2組的MDA降低，0.015‰ L1組的MDA升高，0.020‰ L2組、0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的MDA無顯著差異。

2.2 植物甾醇對肉雞空腸氧化還原狀態(tài)的影響

植物甾醇對肉雞空腸GSH/GSSG、T-AOC、MDA的影響可見表3。由表3可知，在基礎(chǔ)日糧中添加植物甾醇可使肉雞空腸GSH/GSSG比值顯著升高（p＜0.05），其中0.075‰ H3組、0.050‰ H2組、0.025‰ H1組GSH/GSSG比值相應(yīng)高于0.025‰ L3組、0.020‰ L2組、0.015‰L1組。與對照組相比肉雞空腸T-AOC均降低，與0.015‰ L1組、0.025‰ H1組相比，0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的T-AOC顯著降低（p＜0.05）。與對照組相比肉雞空腸MDA均降低，其中0.015‰L1組、0.025‰L3組、0.075‰ H3組的MDA顯著降低（p＜0.05）。

表3 植物甾醇對肉雞空腸氧化還原狀態(tài)的影響Table 3 Effect of phytosterols on redox state of jejunum of broiler chickens

2.3 植物甾醇對肉雞回腸氧化還原狀態(tài)的影響

植物甾醇對肉雞回腸GSH/GSSG、T-AOC、MDA的影響可見表4。由表4可知，在基礎(chǔ)日糧中添加植物甾醇可使肉雞回腸GSH/GSSG比值顯著升高（p＜0.05），其中0.075‰ H3組GSH/GSSG比值顯著高于0.025‰H1組，0.025‰ L3組GSH/GSSG比值顯著高于0.015‰L1組（p＜0.05）。與對照組相比，0.015 L1‰組、0.050‰H2組和0.075‰H3組肉雞回腸T-AOC均提高。與對照組相比，肉雞回腸MDA均升高，其中0.015‰L1組、0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的MDA顯著升高（p＜0.05）。

表4 植物甾醇對肉雞回腸氧化還原狀態(tài)的影響Table 4 Effect of phytosterols on redox state of ileum of broiler chickens

3 討論與結(jié)論

腸道作為主要的免疫器官之一，亦是潛在的ROS損傷位點。正常情況下，機體中自由基的產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡狀態(tài)，但由于種種原因，導致機體自由基產(chǎn)生增多或機體清除自由基能力下降時，促發(fā)氧化應(yīng)激[13]。當機體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，產(chǎn)生的自由基超出清除系統(tǒng)的能力所時，過量的自由基會給機體造成不可逆轉(zhuǎn)的氧化損傷[14]。李武等[15]研究表明，高脂日糧引發(fā)小鼠腸道氧化還原狀態(tài)失衡，硫辛酸通過直接清除自由基以及提高抗氧化通路相關(guān)功能基因表達水平解除氧化應(yīng)激，有助于防治高脂日糧引發(fā)的腸道功能損傷。因此，維持腸道氧化還原狀態(tài)的平衡對于維持腸道正常功能以及機體健康具有重要意義。

眾多研究表明，植物甾醇具有抗氧化能力[16-19]。植物甾醇具有清除羥自由基和抑制超氧陰離子的作用，并且能顯著提高荷瘤小鼠CAT活性，抑制由四氯化碳所致的小鼠和大鼠肝臟丙二醛（MDA）的生成[20]。這種抗氧化效果與其自身分子結(jié)構(gòu)（分子側(cè)鏈上的亞乙基）密切相關(guān)[7]。因此，植物甾醇維持腸道氧化還原穩(wěn)態(tài)可能與其分子結(jié)構(gòu)及抗氧化活性有關(guān)。此外，植物甾醇在腸道的吸收率要顯著低于膽固醇，并且能夠沉淀小腸中的膽固醇，使其呈現(xiàn)不溶解狀態(tài)，進而不能被吸收[20]?？梢?，植物甾醇對消化系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)可能通過影響腸道對養(yǎng)分的吸收利用速度，保證營養(yǎng)物質(zhì)能夠緩慢、平和地進入體循環(huán)，有利于進食后機體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定。由此可知，腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是植物甾醇多方面共同作用的結(jié)果。

本實驗以雄性羅斯肉雞作為研究對象，通過在基礎(chǔ)日糧中添加不同劑量植物甾醇，測定了反映機體抗氧化水平的幾個主要的生化指標，研究其對腸道氧化還原狀態(tài)的影響。結(jié)果表明，基礎(chǔ)日糧中添加0.015‰、0.05‰和0.075‰植物甾醇可使肉雞回腸總抗氧化水平（T-AOC）提高。同時，GSH/GSSG比值亦顯著升高，且隨植物甾醇含量的增加而升高。大量人體和動物研究發(fā)現(xiàn)植物甾醇能降低血液中膽固醇含量且不會對機體產(chǎn)生任何副作用[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，植物甾醇具有降低氧化產(chǎn)物MDA水平的作用。與對照組相比，肉雞空腸MDA均降低，而在回腸則無此明顯變化。推測，植物甾醇可能有選擇性的在腸道內(nèi)不同部位的發(fā)揮抗氧化效果。長期攝入高脂飲食可導致機體抗氧化能力顯著降低，ROS和MDA顯著升高，形成慢性氧化應(yīng)激[15]。在基礎(chǔ)日糧中添加植物甾醇能降低脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)物MDA的含量，說明植物甾醇具有防止慢性氧化應(yīng)激的功能，且存在組織特異性[21]。

綜上，植物甾醇能具有提高腸道抗氧化能力，維持腸道氧化還原穩(wěn)態(tài)的功能，但其抗氧化作用的具體機理有待進一步研究證實。

[1]Xiu H S，Wei C，Qingya T，et al.Oxidative stress in a rat model of dietary-induced obesity[J].Journal of Hygiene Research，2007，36（4）：440-442.

[2]Yumi Tohyama， Tomoko Takano， Yamamura H.B Cell Responses to Oxidative Stress[J].Curr Pharm Design，2004，10：835-839.

[3]Holmgern J，Czerkinsky C，Lycke N，et al.Mucosa Immunity：implication for Vaccine Development[J].Immunolbiol，1992，184（2-3）：157-179.

[4]Blaise Corth?sy.Secretory immunoglobulin A：well beyond immune exclusion at mucosal surfaces[J].Immunopharmacology and Immunotoxicology，2009，31（2）：174-179.

[5]張喜春，韓振海.植物體內(nèi)甾醇的合成和生理作用[J].植物生理學通訊，2001，37（5）：411-427.

[6]賈代漢，周巖民，王恬.植物甾醇降膽固醇作用研究進展[J].中國油脂，2005，30（5）：55-58.

[7]吳時敏，吳謀成.植物甾醇的研究進展與趨向（II）-植物甾醇的應(yīng)用基礎(chǔ)和開發(fā)研究[J].中國油脂，2002，27（3）：60-63.

[8]劉慧瓊，郭書好，沈英森，等.半夏中β-谷甾醇的抗氧化作用研究[J].廣東藥學院學報，2004，20（3）：281-283.

[9]Maitani Y，Hazama M，Tojo H，et al.Effects of orally administered liposomes with soybean-derived sterols and their glucosides on rat body weight[J].Biol Pharm Bull，1995，18（11）：1551-1555.

[10]Bouic PJ，Lamprecht JH.Plant sterols and sterolins：a review of their immune-modulating properties[J].Altern Med Rev，1999，4（3）：170-177.

[11]美國國家研究委員會.家禽營養(yǎng)需要[M].第九版.蔡輝益，文杰，楊祿良，等譯.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1994.

[12]Moriarty SE，Shah JH，Lynn M，et al.Oxidation of glutathione and cysteine in human plasma associated with smoking[J].Free Radic Biol Med，2003，35（12）：1582.

[13]顧莞婷，王恬，沈益新，等.植物甾醇對肉鴨膽固醇代謝和抗氧化性能的影響[J].畜牧與獸醫(yī)，2008，40（1）：13-17.

[14]褚啟龍.氧化應(yīng)激與細胞凋亡關(guān)系的研究進展[J].衛(wèi)生研究，2003，32（3）：276-278.

[15]李武，施用暉，楊瑞麗，等.硫辛酸對高脂飲食小鼠腸道氧化還原狀態(tài)及消化吸收功能的影響[J].中國病理生理雜志，2009，25（3）：577-580.

[16]尉芹，馬希漢，張玲.七葉樹葉提取物抗氧化性能的研究[J].西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2001，29（3）：41-44.

[17]吳時敏，吳謀成，馬莉.植物甾醇在菜籽高級烹調(diào)油中的抗氧化作用（I）-常溫下抗氧化作用的研究[J].中國油脂，2003，28（4）：52-54.

[18]吳時敏，吳謀成，馬莉.植物甾醇在菜籽高級烹調(diào)油中的抗氧化作用（II）-高溫下抗氧化作用的研究[J].中國油脂，2003，28（5）：32-33.

[19]P Rayas-Duarte，W G McGlynn，B J Stoecker.擁有全面營養(yǎng)的谷類食品[J].食品科學，2004，25（10）：437-444.

[20]韓軍花.植物甾醇的性質(zhì)、功能及應(yīng)用[J].國外醫(yī)學衛(wèi)生學分冊，2001，28（5）：285-291.

[21]Dong F，Li Q，Sreejayan N，et al.Metallothionein Prevents High-Fat Diet-Induced Cardiac Contractile Dysfunction[J].Diabetes，2007，56（9）：2201-2212.