黑小麥粉對高脂血癥大鼠脂代謝的影響

蘭素缺，孟雅寧，李光威，王 綿，張業(yè)倫*，李杏普

（1 河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所 河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制河北科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站 石家莊 050035 2 河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所 石家莊 050051 3 河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 石家莊 050000）

高脂血癥是冠心病、動脈粥樣硬化等心腦血管疾病發(fā)病的潛在危險因素[1-5]，嚴(yán)重的危害人體健康。目前，高脂血癥患者通過藥物治療效果顯著，然而長期服用藥物副作用較大[6]。高脂血癥是一種與飲食息息相關(guān)的疾病[7]，不節(jié)制的攝入過多動物脂肪，導(dǎo)致機(jī)體代謝的紊亂和血脂的不平衡。大量研究表明[8-11]，高脂血癥患者通過調(diào)整飲食和改善生活方式，來改善機(jī)體脂代謝的紊亂，達(dá)到比較理想的血脂調(diào)節(jié)效果。通過食用有降脂作用的食品來預(yù)防高脂血癥引起的慢性病，已成為食品營養(yǎng)科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

黑小麥具有豐富的營養(yǎng)價值[12-15]。黑小麥含有人體必需的多種礦物質(zhì)和微量元素、豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)、天然黑色素。國內(nèi)外學(xué)者開展黑小麥和黑麥產(chǎn)品對血脂的影響研究，如劉厚福[16]研究指出，兩種加工工藝的全黑小麥粉均能顯著降低高脂血癥大鼠血清TC、TG 水平及血清LDL 水平，使血清HDL 水平升高，全黑小麥粉能夠改善大鼠脂代謝紊亂。Lundin 等[17]對黑麥面包的研究表明，黑麥面包能夠顯著降低患者的血漿膽固醇、總膽固醇和甘油三酯含量。Katri 等[18]研究表明，全黑麥面包能有效降低男性血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇濃度。本課題組研究[19]得出，黑小麥新品種冀紫439 面粉能夠降低糖尿病患者餐后血糖，不同黑小麥粉對糖尿病患者的餐后血糖效果不同。那么，黑小麥品種是否有降脂作用？ 不同劑量降脂水平是否有差異？針對這些問題，課題組進(jìn)行相關(guān)研究，探討不同劑量黑小麥粉對大鼠體重及對大鼠脂代謝指標(biāo)的影響，為預(yù)防高脂膳食所致疾病，開發(fā)黑小麥降血脂產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物 SD 大鼠50 只，雄性，SPF 級，體重180～210 g，遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司提供，許可證號：SCXK（遼）2015-0001。

1.1.2 受試樣品 膽固醇、膽酸鈉，河南一品食化有限公司；蛋黃粉，北京市開元飼料有限責(zé)任公司；豬油，臨沂新程金鑼肉制品集團(tuán)有限公司；黑小麥粉為冀紫439 的面粉（去除15%的麩皮），該黑小麥品種為河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所小麥資源課題組培育，普通小麥粉從超市購買。試驗(yàn)所用飼料均由河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心加工制作。正常對照組、模型對照組、高劑量組、中劑量組和低劑量組飼料配方見表1。高脂飼料配方構(gòu)成比：基礎(chǔ)飼料78.8 g/100 g，膽固醇1 g/100 g，膽酸鈉0.2 g/100 g，豬油10 g/100 g，蛋黃粉10 g/100 g。

表1 大鼠飼料成分構(gòu)成（g/100 g）Table 1 Ingredient composition of the diets fed to rat（g/100 g）

1.1.3 試劑 高密度脂蛋白膽固醇試劑盒（K075）、低密度脂蛋白膽固醇試劑盒（K076），長春匯力生物技術(shù)有限公司；甘油三酯試劑盒（AUZ3592）、總膽固醇試劑盒（AUZ3625），貝克曼庫爾特實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有限公司。

1.2 動物模型的建立

將50 只大鼠分籠飼養(yǎng)，適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d 后正式開始試驗(yàn)。在試驗(yàn)環(huán)境下，10 只作為正常對照組繼續(xù)喂養(yǎng)基礎(chǔ)飼料，其余40 只大鼠均改為喂養(yǎng)高脂飼料，繼續(xù)喂養(yǎng)4 周后，正常對照組和高脂飼料組分別尾靜脈采血，取血后盡快分離血清，檢測其TC、TG、HDL、LDL 含量，結(jié)果表明，高脂喂養(yǎng)組血清TC、TG 和LDL 明顯高于對照組（P＜0.05）。這表明脂代謝紊亂大鼠造模成功[20-21]。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分5 組，每組均為10 只大鼠。一組為正常對照組，在整個試驗(yàn)過程一直用基礎(chǔ)飼料飼養(yǎng)；另外4 組利用脂代謝紊亂的模型大鼠進(jìn)行試驗(yàn)，分為模型對照組和3 個黑小麥組。模型對照組飼料含有60%的普通面粉；3 個黑小麥組為高劑量、中劑量和低劑量，飼料中分別為60%，45%和30%的黑小麥粉。連續(xù)飼養(yǎng)6 周，試驗(yàn)結(jié)束，評價不同黑小麥劑量組與模型對照組和正常對照組脂代謝的差異。

1.4 檢測項(xiàng)目

試驗(yàn)期間，每周對所有試驗(yàn)鼠進(jìn)行稱重，并在試驗(yàn)結(jié)束時稱重。

連續(xù)飼養(yǎng)6 周試驗(yàn)結(jié)束后，將大鼠用4%水合氯醛10 mL/kg 腹腔注射麻醉，內(nèi)眥靜脈取血，將靜脈血室溫靜置3 h，置于1 500 r/min 離心機(jī)中離心10 min，取上清液，測定血清膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）。

解剖大鼠，然后取出肝、腎組織，置于冷生理鹽水中洗去多余血液，用濾紙吸干多余水分，然后測定各臟器質(zhì)量，取出的臟器置于多聚甲醛溶液中固定，臟器與溶液體積比例為1∶10，HE 染色病理切片。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 不同劑量黑小麥粉對高脂癥大鼠體重的影響

利用添加了不同劑量的黑小麥粉和普通小麥粉的飼料為受試物對脂代謝紊亂的大鼠進(jìn)行飲食干預(yù)，試驗(yàn)期間，大鼠生長良好，正常對照組及各試驗(yàn)組大鼠體重均穩(wěn)定增長，正常對照組的大鼠體重增加的最快，增重比最高，模型對照組次之，黑小麥低劑量組的大鼠體重增加得最慢。成模初始、膳食干預(yù)第3 周和第6 周大鼠的體重和增重比進(jìn)行比較得出（見表2）：在第3 周和第6 周，模型對照組和3 個黑小麥劑量組的大鼠體重增重比明顯低于正常對照組（P＜0.05）；并且在第3 周所有黑小麥劑量組的大鼠體重增重比均顯著低于模型對照組（P＜0.05），第6 周高劑量組和低劑量組顯著低于模型對照（P＜0.05）；各級劑量差異不顯著（P＞0.05）。由此表明黑小麥粉具有一定的控制高脂血癥大鼠體重的作用。

表2 膳食干預(yù)不同時期各組大鼠體重增重比Table 2 Weight-gain-ratio of rats in each group at different periods of dietary intervention

2.2 不同劑量黑小麥粉對高脂癥大鼠血脂的影響

膳食干預(yù)6 周后試驗(yàn)結(jié)束，測定血清TC、TG、HDL、LDL 含量，結(jié)果見表3。與膳食干預(yù)前相比，模型對照組、黑小麥高劑量組、中劑量組和低劑量組大鼠血清TC、TG、HDL、LDL 均顯著降低（P＜0.05）；模型對照組、黑小麥各劑量組的大鼠血清TC、TG、HDL、LDL 接近于正常鼠。與模型對照相比，黑小麥不同劑量組血清TC 和LDL 水平均呈下降趨勢，只有低劑量組TC 值與模型對照差異顯著（P＜0.05），其它均無顯著差異（P＞0.05）。

表3 不同組別各大鼠血清TC、TG、HDL、LDLTable 3 The serum levels of TC，TG，HDL，LDL in different groups

2.3 黑小麥粉對高脂癥大鼠肝臟的影響

試驗(yàn)結(jié)束后，對大鼠肝臟的病理組織進(jìn)行分析得出：與正常對照（見圖1e、1j）相比，模型對照組（見圖1d、1i）肝小葉結(jié)構(gòu)不清晰，肝細(xì)胞索排列紊亂，條索狀消失，幾乎所有肝細(xì)胞均可見脂肪變性，肝組織內(nèi)可見大量大小不一的大面積脂肪空泡，肝細(xì)胞大小不等，部分細(xì)胞核被擠壓移位。

與模型對照相比，黑小麥各劑量組脂肪變性的程度均較輕。黑小麥各劑量組之間，以低劑量組（圖1c、1h）最輕，低劑量組肝小葉結(jié)構(gòu)完整，肝細(xì)胞索排列相對整齊，可見極少量肝細(xì)胞脂肪變性，肝細(xì)胞大小均一，胞核大而圓、居中央，肝組織內(nèi)可見零星幾個脂肪空泡，肝細(xì)胞大小相對整齊，幾乎未見細(xì)胞核被擠壓移位現(xiàn)象。表明黑小麥粉具有改善大鼠肝臟脂代謝紊亂，減輕肝脂肪變性的作用。

圖1 膳食干預(yù)6 周后，大鼠肝臟病理切片F(xiàn)ig.1 The liver of rats was examined with HE staining after six weeks of dietary intervention

2.4 黑小麥粉對高脂癥大鼠腎臟的影響

試驗(yàn)結(jié)束后，對大鼠腎臟的病理組織進(jìn)行分析得出：與正常對照組（圖2e、2j）相比，模型對照組（圖2d、2i）腎組織結(jié)構(gòu)疏松，細(xì)胞排列紊亂，腎小球、腎組織水腫明顯，腎小管上皮細(xì)胞形狀不規(guī)則，各細(xì)胞胞核位置紊亂，近曲小管、遠(yuǎn)曲小管胞質(zhì)均勻萎縮，管腔內(nèi)可見破碎、脫落的細(xì)胞，管腔間隙明顯增寬，腎組織病變明顯。與模型對照組相比，各劑量組腎組織病變均有不同程度的減輕，不同黑小麥組之間沒有明顯差異。均表現(xiàn)腎組織結(jié)構(gòu)均勻整齊，小管間質(zhì)區(qū)結(jié)構(gòu)較清楚，腎小管上皮細(xì)胞形狀較規(guī)則，大小較一致，排列較整齊，細(xì)胞核居于細(xì)胞中央，管腔間隙正常。表明黑小麥粉可改善高脂血癥大鼠腎臟病變，具有腎臟保護(hù)作用。

圖2 膳食干預(yù)6 周后，大鼠腎臟病理切片F(xiàn)ig.2 The kidneys of rats were examined with HE staining after six weeks of dietary intervention

3 討論

肥胖是高脂血癥、心腦血管病等慢性疾病的主要危險因素，因此體重是一個重要的評估指標(biāo)。在本研究中，從飼養(yǎng)第3 周開始，每周大鼠體重與初始體重的增重比來看，普通面粉組（DC 組）和黑小麥劑量組（高劑量、中劑量和低劑量）每周的大鼠體重的增重比均明顯低于正常對照組（P＜0.05）。這與劉厚福[16]研究結(jié)果一致。第6 周試驗(yàn)結(jié)束時，黑小麥高劑量組和低劑量組大鼠體重的增重比顯著低于模型對照組（普通面粉組）。研究結(jié)果與劉厚福的結(jié)果略有不同，劉厚福的研究得出黑小麥不同劑量組與模型對照組無差異。鑒于此，與劉厚福試驗(yàn)所用飼料的成分進(jìn)行對比，該試驗(yàn)不同劑量組中黑小麥所占比例比劉厚福試驗(yàn)中高10.9%～21.7%。這也進(jìn)一步說明了黑小麥對高脂血癥大鼠的體重有控制作用。另外，中劑量組大鼠體重增重比高于高劑量組，而低劑量組和高劑量組無差異。對劑量組飼料成分分析得出，低劑量組飼料的黑小麥的比例降低，但是添加了15%的大豆粉，馬立麗、褚斌杰和李曉軍等研究表明[22-26]，大豆具有減肥降血脂作用，這也就解釋了黑小麥低劑量組和高劑量組增重比無差異的原因。

本研究結(jié)果顯示，經(jīng)過飲食干預(yù)6 周后，各劑量組大鼠的血脂水平明顯降低，但與模型對照組沒有明顯差異。這與劉厚福的研究結(jié)果略有不同，劉厚福研究得出，膳食干預(yù)后，不同劑量組的血脂水平顯著低于模型對照組。這可能是兩者所用的面粉不同，劉厚福試驗(yàn)用面粉為全粉，而本研究所用面粉為去除15%麩皮的面粉。Wang 等[27]認(rèn)為小麥麩皮具有降脂作用。本研究所用黑小麥品種冀資439 面粉Ca、Fe、Zn 等礦質(zhì)元素含量較高[28]。大量研究表明[29-32]，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充鋅、銅、鈣、鎂、硒，也可改善糖脂代謝紊亂。因此，這可能是黑小麥粉具有降脂作用的原因之一。

4 結(jié)論

膳食干預(yù)后，3 個黑小麥劑量組的增重比均低于模型對照組，并且高劑量組優(yōu)于中劑量組，表明黑小麥粉具有一定的控制高脂血癥大鼠體重的作用，且有一定的劑量效應(yīng)；通過6 周的飲食干預(yù)，不同黑小麥劑量組的高脂血癥大鼠血清TG、TC、LDL 水平明顯降低，并且血清TC、LDL 水平低于模型對照組；不同黑小麥劑量組的肝臟組織脂肪變性和腎損傷明顯好于模型對照組。因此，黑小麥粉對控制高血癥大鼠的體重和減輕大鼠肝臟脂肪病變、腎損傷的作用優(yōu)于普通小麥。

（本研究由河北省農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新工程課題2019-2-5-2 和2022KJCXZX-LYS-3 資助完成）