葡萄籽粉對(duì)高脂膳食喂飼大鼠血液流變學(xué)和抗氧化功能的影響

杜 鵑馮小雨,宋春梅

(吉林醫(yī)藥學(xué)院營養(yǎng)教研室,吉林吉林 132013)

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葡萄籽粉對(duì)高脂膳食喂飼大鼠血液流變學(xué)和抗氧化功能的影響

杜 鵑馮小雨,宋春梅

(吉林醫(yī)藥學(xué)院營養(yǎng)教研室,吉林吉林 132013)

目的:研究葡萄籽粉對(duì)高脂膳食喂飼大鼠血液流變學(xué)和抗氧化功能的影響。方法:雄性Wistar大鼠60只,按體重隨機(jī)分為五組,分別為對(duì)照組,高脂模型組,葡萄籽粉低、中和高劑量組。對(duì)照組給予基礎(chǔ)飼料,高脂模型和葡萄籽粉各劑量組給予高脂飼料喂養(yǎng)。低、中和高劑量組分別灌胃0.33 g/kg·bw、1.67 g/kg·bw和3.33 g/kg·bw的葡萄籽粉,連續(xù)28 d后,分別測(cè)定大鼠血液流變性指標(biāo)和血清抗氧化指標(biāo)。結(jié)果:與高脂模型組相比,葡萄籽粉干預(yù)能顯著(p<0.05)降低高脂膳食大鼠全血還原粘度、血漿粘度、紅細(xì)胞壓積、紅細(xì)胞剛性指數(shù)和紅細(xì)胞聚集指數(shù),提高紅細(xì)胞變形指數(shù),使血清SOD活性明顯增強(qiáng),MDA生成量顯著降低。結(jié)論:葡萄籽粉對(duì)高脂膳食喂飼大鼠的血液流變性有明顯的調(diào)節(jié)作用,可降低血液粘度,提高血液流動(dòng)性,減輕脂質(zhì)過氧化損傷,預(yù)防血管早期病變。

葡萄籽粉,高脂飼料,血液流變學(xué),抗氧化

在葡萄酒的釀造工業(yè)中會(huì)產(chǎn)生大量的葡萄籽(grape seed powder),約占葡萄總重的5%,過去常被廢棄或用作肥料。近年來,隨著對(duì)葡萄籽化學(xué)成分及生物活性的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)葡萄籽中含有多種營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì),包括原花青素、單寧、白藜蘆醇、葡萄籽油、葡萄籽蛋白、維生素E及多種礦物質(zhì)等[1-3],具有很高的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值。但目前科研領(lǐng)域?qū)ζ咸炎压πУ难芯慷嗉性谄咸炎烟崛∥锓矫?而對(duì)葡萄籽粉的研究鮮有報(bào)道。本課題組前期研究結(jié)果表明,葡萄籽粉能顯著降低高脂飼料大鼠血清脂質(zhì)水平,提高肝臟抗氧化能力,減輕高脂所致肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)損傷[4-5]。當(dāng)機(jī)體血脂水平過高時(shí),會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)加劇,自由基大量產(chǎn)生,引起細(xì)胞內(nèi)膽固醇堆積并形成泡沫細(xì)胞,從而出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化的早期改變[6]。因此,高血脂與機(jī)體脂質(zhì)過氧化及血管早期病變都有著密切的關(guān)系。而血液流變學(xué)異常變化亦是心腦血管疾病的發(fā)病先兆之一[7],同時(shí)也是出血性和缺血性腦血管病的共同病理基礎(chǔ)[8],并與發(fā)病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。鑒于以上研究,本實(shí)驗(yàn)在既往工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討葡萄籽粉對(duì)高脂膳食喂飼大鼠血液流變性和抗氧化功能的影響,并分析二者間關(guān)系,擬為葡萄籽粉保健食品的開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄籽 吉林市市售,中藥粉碎機(jī)制成粉末,過40目篩,參照周涌[9]的方法,采用丙酮和石油醚萃取原花青素,得冷凍干燥原花青素粉末,高效液相色譜法檢測(cè)原花青素含量為35.7%。其他營養(yǎng)成分為:水分12%,粗蛋白9.5%,粗脂肪18%,總糖40%,粗纖維20%;實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 雄性Wistar大鼠60只,平均體重(200±10)g,由吉林大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,許可證號(hào):SCXK-(吉)2011-0002;醫(yī)藥級(jí)膽固醇 北京鼎國昌盛;蛋黃粉 吉林金翼蛋品;玉米粉 吉林市永鵬農(nóng)副產(chǎn)品公司;SOD和MDA試劑盒 南京建成生物工程研究所。

FASCO-94A全自動(dòng)粘度快速測(cè)定儀 重慶大學(xué)多維生物工程研究所;722可見分光光度計(jì) 上海欣茂;C0036-HK低溫冷凍離心機(jī) 德國赫曼;YP601N電子天平 上海精密;DY89-Ⅱ電動(dòng)玻璃勻漿機(jī) 寧波新芝。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 飼料組成 基礎(chǔ)飼料:玉米粉35%、面粉25%、大豆粉30%、麩皮10%,另添加多種維生素和礦物質(zhì)。高脂飼料:基礎(chǔ)飼料79%,膽固醇1%,豬油10%,蛋黃粉10%。

1.2.2 動(dòng)物模型 每5只大鼠一籠飼養(yǎng),自由飲水和進(jìn)食,環(huán)境溫度22～25 ℃,濕度55%～65%,每日自然光照,記錄進(jìn)食量。將實(shí)驗(yàn)大鼠按體重隨機(jī)分為五組,每組12只:即對(duì)照組,高脂模型組,葡萄籽粉低、中和高劑量組。實(shí)驗(yàn)期間,對(duì)照組給予基礎(chǔ)飼料,高脂模型和葡萄籽粉各劑量組給予高脂飼料喂養(yǎng)。對(duì)照組和高脂模型組每日灌胃2 mL生理鹽水,低、中和高劑量組分別灌胃0.33、1.67、3.33 g/kg·bw的葡萄籽粉,實(shí)驗(yàn)期28 d,每周稱量體重1次,根據(jù)體重變化調(diào)節(jié)葡萄籽粉灌胃劑量。

1.2.3 血液流變學(xué)指標(biāo)檢測(cè) 大鼠末次喂養(yǎng)后禁食12 h,不禁水,以10%的烏拉坦7 mL/kg·bw腹腔注射麻醉,腹主動(dòng)脈采血5 mL,置于真空肝素抗凝管中,輕輕振蕩,搖勻。于4 h內(nèi)使用全自動(dòng)粘度快速測(cè)定儀檢測(cè)全血黏度(高切:ηb200 s-1;中切:ηb30 s-1;低切:ηb3 s-1)、血漿黏度(ηp)、紅細(xì)胞壓積(HCT)、卡松黏度(ηc)、卡松屈服應(yīng)力。分別按下列公式計(jì)算全血還原黏度、紅細(xì)胞聚集指數(shù)(IEA)、紅細(xì)胞變形指數(shù)(IED)和紅細(xì)胞剛性指數(shù)(IER)等指標(biāo)。

全血還原黏度=ηb-1/H

式(1)

式中:ηb為全血高切黏度,H為紅細(xì)胞壓積。

紅細(xì)胞聚集指數(shù)=全血低切率黏度/ηp

式(2)

式中:ηp為血漿黏度。

紅細(xì)胞變形指數(shù)=ηr0.4-1/ηr0.4H

式(3)

式中:ηr為相對(duì)黏度,H為紅細(xì)胞壓積。

紅細(xì)胞剛性指數(shù)=ηb-ηp-(ηp/H)

式(4)

式中:ηb為全血高切黏度,ηp為血漿黏度。

1.2.4 抗氧化功能檢測(cè) 另取大鼠全血2 mL,置于離心管中,肝素抗凝,3000 r/min離心15 min,分離上層血清。SOD采用黃嘌呤氧化酶反應(yīng)法,MDA采用硫代巴比妥酸反應(yīng)法,按試劑盒說明書操作,722可見分光光度計(jì)比色測(cè)定大鼠血清SOD活性和MDA含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與討論

2.1 葡萄籽粉對(duì)大鼠全血還原黏度、血漿黏度和紅細(xì)胞壓積的影響

血液流變學(xué)指標(biāo)包括全血還原粘度、血漿粘度、紅細(xì)胞壓積、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、紅細(xì)胞剛性指數(shù)和紅細(xì)胞變形指數(shù)等。主要反映因血液有形成分和血管性狀的改變而導(dǎo)致的血液流動(dòng)性、變形性、粘滯性及凝固性的變化。血液流變學(xué)異常變化是心腦血管疾病的發(fā)病先兆之一[7],同時(shí)也是出血性和缺血性腦血管病的共同病理基礎(chǔ)[8],并與發(fā)病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。全血高切還原粘度可反映紅細(xì)胞變形能力,而變形能力的高低決定紅細(xì)胞能否順利通過毛細(xì)血管。全血低切還原粘度可反映紅細(xì)胞聚集性,紅細(xì)胞聚集性增高,則發(fā)生血栓幾率增大。紅細(xì)胞壓積可反映血液流變性[10],紅細(xì)胞壓積升高,表明血液粘度高,流動(dòng)性差;反之壓積降低,表明血液粘度下降,流動(dòng)性好。

由表1可知,與對(duì)照組比較,高脂模型組的高切還原粘度和低切還原粘度明顯升高,差異顯著(p<0.05),說明高脂膳食能夠?qū)е麓笫笕€原粘度升高,紅細(xì)胞變形能力下降而聚集性增高。在葡萄籽粉各干預(yù)組中,低劑量組全血高切還原粘度和低切還原粘度、中劑量組的中切還原粘度較高脂模型組顯著降低(p<0.05);高劑量組血漿粘度和紅細(xì)胞壓積與對(duì)照組和高脂模型組比較,均顯著降低(p<0.05)。一定劑量的葡萄籽粉干預(yù),可降低高脂膳食大鼠全血還原粘度和血漿粘度,提高血液流動(dòng)性。本課題組前期研究結(jié)果顯示,葡萄籽粉能顯著降低高脂飼料大鼠血清脂質(zhì)水平,提高肝臟抗氧化能力,減輕高脂所致肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)損傷。而葡萄籽粉對(duì)高脂膳食大鼠血液粘度和流動(dòng)性的改善作用,可能與其降脂功效有關(guān)。研究表明,血脂水平異常變化與血液流變學(xué)指標(biāo)改變關(guān)系密切[7],血漿膽固醇水平與紅細(xì)胞變形性呈負(fù)相關(guān)[11]。當(dāng)血脂異常增高時(shí),可通過影響紅細(xì)胞膜脂質(zhì)層成分及骨架蛋白,使膜微粘度增加,紅細(xì)胞變形能力下降,表面積增大,血液粘度升高而導(dǎo)致血液流變學(xué)異常[7]。

表1 葡萄籽粉對(duì)大鼠全血還原黏度、血漿黏度和紅細(xì)胞壓積的影響(n=12,±s)

注:與對(duì)照組比較,*p<0.05,**p<0.01;與高脂模型組比較,#p<0.05,##p<0.01。表2、3同。

表2 葡萄籽粉對(duì)大鼠紅細(xì)胞變形性的影響(n=12,±s)

2.2 葡萄籽粉對(duì)大鼠紅細(xì)胞變形性的影響

紅細(xì)胞聚集指數(shù)可反映紅細(xì)胞聚集性,當(dāng)其異常增高時(shí),可導(dǎo)致低切變率下全血還原粘度增高。紅細(xì)胞剛性指數(shù)與紅細(xì)胞變形性成反比,是高切變率下全血還原粘度升高的原因。紅細(xì)胞變形指數(shù)反映紅細(xì)胞在外力的作用下改變自身形態(tài)的能力,對(duì)血液流變的總體性質(zhì)有重大影響,是決定高變切率下全血還原粘度的最關(guān)鍵因素。當(dāng)紅細(xì)胞變形指數(shù)下降,高切還原粘度增高,會(huì)增加血液外周阻力,血液流動(dòng)性下降,影響組織器官供血并易導(dǎo)致血栓形成[14]。紅細(xì)胞電泳時(shí)間與血液粘度成正比,當(dāng)電泳時(shí)間延長,提示紅細(xì)胞聚集性增強(qiáng),血液粘度增高。

由表2可知,與對(duì)照組比較,高脂模型組紅細(xì)胞聚集指數(shù)顯著升高,變形指數(shù)顯著下降(p<0.05),進(jìn)一步說明高脂膳食能夠?qū)е麓笫笱赫扯壬?流動(dòng)性下降。與高脂模型組比較,葡萄籽粉低、中劑量組紅細(xì)胞聚集指數(shù),低、高劑量組紅細(xì)胞剛性指數(shù)顯著降低(p<0.05);低、中、高三個(gè)劑量組紅細(xì)胞變形指數(shù)明顯升高,差異具有顯著性(p<0.05)。一定劑量的葡萄籽粉干預(yù),可提高高脂膳食大鼠紅細(xì)胞變形能力,降低紅細(xì)胞剛性和聚集性,降低血液粘度,增加血液流動(dòng)性。高脂血癥導(dǎo)致血流變性異常,血液流速減慢,出現(xiàn)微循環(huán)障礙,可進(jìn)一步導(dǎo)致組織缺氧缺血[8],發(fā)生代謝紊亂。而這些因素累積,又會(huì)進(jìn)一步影響紅細(xì)胞膜脂質(zhì)層結(jié)構(gòu),導(dǎo)致紅細(xì)胞膜微粘度繼續(xù)增加,膜彈性下降,繼而就表現(xiàn)為紅細(xì)胞剛性指數(shù)和紅細(xì)胞變形指數(shù)異常。當(dāng)變形能力下降時(shí),紅細(xì)胞可呈刺狀[7],聚集性升高,又會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞聚集指數(shù)增加,血流更為緩慢。

2.3 葡萄籽粉對(duì)大鼠血清中SOD活性和MDA含量的影響

SOD和MDA是反映機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)的常用指標(biāo)。SOD是機(jī)體重要的抗氧化酶,可對(duì)抗并阻斷多種氧自由基對(duì)細(xì)胞及生物膜造成的損傷,并能及時(shí)修復(fù)細(xì)胞,阻斷脂質(zhì)過氧化反應(yīng)進(jìn)程。研究表明,機(jī)體可通過酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)產(chǎn)生大量自由基,其中非酶系統(tǒng)產(chǎn)生的自由基,可攻擊生物膜上的多不飽和脂肪酸(PUFA)而產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA,導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)氧化損傷[6,15]。

由表3可知,與對(duì)照組相比,高脂模型組大鼠血清SOD活性顯著降低(p<0.05),MDA含量極顯著升高(p<0.01)。與高脂模型組相比,葡萄籽粉各劑量組均能明顯提高大鼠血清SOD活性,低劑量組達(dá)到顯著效果(p<0.05),中、高劑量組達(dá)到極顯著效果(p<0.01)。從MDA測(cè)定結(jié)果可以看出,與高脂模型組相比,葡萄籽粉各劑量組MDA含量極顯著降低(p<0.01)。說明葡萄籽粉可提高高脂膳食大鼠血清SOD活性,降低MDA生成量,具有清除和阻斷自由基,防止脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物產(chǎn)生的作用,對(duì)預(yù)防由高脂膳食引起的機(jī)體氧化應(yīng)激有一定意義。大量研究表明,當(dāng)機(jī)體血脂水平過高時(shí),會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)加劇,自由基大量產(chǎn)生,而MDA正是自由基的代謝產(chǎn)物,MDA的功能鍵可與低密度脂蛋白(LDL-C)結(jié)合形成復(fù)合物,引起細(xì)胞內(nèi)膽固醇堆積并形成泡沫細(xì)胞,從而出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化的早期改變[6]。因此,高血脂與機(jī)體脂質(zhì)過氧化及血管早期病變都有著密切的關(guān)系。

表3 葡萄籽粉對(duì)大鼠血清SOD活性和MDA含量的影響(n=12,±s)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以雄性Wistar大鼠為研究對(duì)象,通過建立大鼠高脂膳食模型,觀察葡萄籽粉對(duì)高脂飼料喂飼大鼠血液流變性和抗氧化功能的影響。大鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:葡萄籽粉能顯著降低高脂膳食大鼠全血還原粘度、血漿粘度、紅細(xì)胞壓積、紅細(xì)胞剛性指數(shù)和紅細(xì)胞聚集指數(shù),提高紅細(xì)胞變形指數(shù),一定劑量的葡萄籽粉干預(yù)可改善高脂膳食所致紅細(xì)胞變形能力下降、血液粘度升高及流動(dòng)性降低等變化。同時(shí)葡萄籽粉可提高大鼠血清SOD活性,降低MDA生成量,結(jié)合本課題的前期研究,說明葡萄籽粉對(duì)機(jī)體具有調(diào)節(jié)血脂,改善血流,預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和抗氧化等多重作用,這可能與葡萄籽中含量較多的原花青素等多酚類物質(zhì)有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)選用的受試物為葡萄籽干粉,為明確葡萄籽活性成分對(duì)調(diào)節(jié)血脂、改善血液流變性和抗氧化的作用機(jī)制及與高脂膳食所致脂代謝紊亂的相互關(guān)系,需選用葡萄籽功能成分提取物或單體做進(jìn)一步深入研究。

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Effect of grape seed powder on parameters of hemorheology and antioxidant function in high-fat diet rats

DU Juan,FENG Xiao-yu,SONG Chun-mei*

(Department of Nutrition,Jilin Medical College,Jilin 132013,China)

Objective:To study the effects of grape seed powder on parameters of hemorheology and antioxidant function in high-diet rats. Methods:Sixty male Wistar rats were divided into five groups,including control group,high-fat diet group and grape seed powder low-,medium-and high-dose groups. The control group was fed with basic diet,and other groups were fed with high fat/cholesterol diet during the experiment. The doses of grape seed power in low-,midium-and high-dose groups treated with 0.33 g/kg·bw,1.67 g/kg·bw,3.33 g/kg·bw of grape seed powder. After administration,parameters of hemorheology,activities of SOD and content of MDA in serum were measured. Results:Compared with the high-fat diet group,grape seed powder could reduce the ηb,ηp,HCT,IER and IEA,increase IED,increase the activities of SOD,and reduce the content of MDA in high-fat diet rats. Conclusion:Grape seed powder can improve parameters of hemorheology,reduce blood viscostities,inhibit lipid peroxidation and prevent arteriosclerosis.

grape seed powder;high-fat diet;hemorheology;antioxidation

2016-04-11

杜鵑(1978-)，女，碩士，副教授，研究方向：食品新資源開發(fā)，E-mail:huyuqi777@163.com。

*通訊作者:宋春梅(1964-)，女，碩士，教授，研究方向：營養(yǎng)與慢性病，E-mail:scmjilin@163.com。

吉林省教育廳項(xiàng)目(2011285)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)20-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.20.000