反枝莧水提物對高脂飲食小鼠的降血脂作用

田 程,王曼力,杜培革,安麗萍

(北華大學藥學院,吉林吉林 132000)

隨著我國居民生活水平的上升,脂肪在日常飲食中所占比例日益增大,高脂血癥患者數(shù)量的與日俱增和年輕化發(fā)展正嚴重威脅著人類的生命健康[1]。高脂血癥(hyperlipoidemia,HPL)是一種脂質代謝異常的疾病,又被稱為脂質異常血癥[2]。高脂血癥引起的動脈粥樣硬化是高血壓、高血脂、冠心病、糖尿病、中風等心腦血管疾病發(fā)生的主要因素[3-4]。臨床上認為高脂血癥的主要病因包括:飲食結構的不合理、肥胖癥、年齡的增長、不合理的生活習慣等[5-6]。除此之外,激素水平的變化、個體差異、基因異常也是造成高脂血癥的原因[7-8]。研究顯示,我國的高脂血癥發(fā)病率已達到10.4%～38%[9]。目前臨床上常用的降脂藥物有他汀類、纖維蛋白類、膽汁酸類和煙酸類等[10-11],但在長期服藥的過程中它們均會產生一系列的副作用,如胃腸道反應、肌病、肝損傷等[12-13]。因此,研制出更加高效、低副作用的新型抗高脂血癥藥物仍具有重要的臨床意義。

反枝莧(AmaranthusretroflexusL,AR),又名莧菜、野莧菜等,為莧科(Amaranthaceae)莧屬(Amaranthus)一年生草本植物[14]。反枝莧原產于北美洲[15],因其種植成本低廉且藥用價值高而廣受學者關注,醫(yī)者視其為良藥,百姓當之為佳蔬[16]。反枝莧資源豐富,田間地頭隨處可見[17],但目前對其開發(fā)和利用還很少。反枝莧含有豐富的多糖、蛋白質、氨基酸、維生素、生物堿、黃酮類等活性物質,在開發(fā)相關保健食品方面有著廣闊的研究前景[18]。據(jù)報道反枝莧具有止血、消炎、清熱止痛等功效[19-20],而其降血脂作用鮮有報道。本研究建立了高脂血癥小鼠模型,通過研究反枝莧水提物對小鼠血清中總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglycerides,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase,AST)水平的影響,探討反枝莧對高脂血癥模型小鼠的降血脂作用,為進一步開發(fā)反枝莧降血脂功能食品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

反枝莧鮮品 吉林長慶藥業(yè);SPF級雄性ICR小鼠(4～5 周齡,體重(20.0±2.0) g,50 只,實驗動物許可證編號為 SCXK(吉)-2016-0003)、普通飼料、高脂飼料 長春市億斯實驗動物科技有限責任公司;TC、TG、HDL-C、LDL-C、ALT、AST、SOD、MDA試劑盒 南京建成生物工程研究所;化學試劑均為分析純。

ME104E電子天平 梅特勒托利多儀器有限公司;MDF-32V超低溫冰箱 日本SANYO公司;RE-52A旋轉蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;Milli-Q純水機 美國Millipore公司;InfiniteM200型全波段酶標儀 瑞士TECAN公司;THZ-C恒溫振蕩器 太倉市實驗設備廠;5430低溫高速離心機 德國Eppendorf公司;VS-65UE恒溫超聲波提取機 無錫沃信儀器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 反枝莧水提物提取 稱量1 kg反枝莧鮮品,以1∶10的比例加入蒸餾水配制成所需的料液比,在恒溫超聲波提取機中65 ℃進行提取,時間為1.5 h,共提取三次,將三次提取所得濾液合并,在8000 r/min下離心20 min,倒出上清液,抽濾,再轉入旋轉蒸發(fā)儀進行濃縮,待濃縮液為清液1/4時停止?jié)饪s,將濃縮液轉入表面皿,置于烘箱中45 ℃干燥,得到反枝莧提取物。

1.2.2 模型的建立及分組給藥 選取健康雄性ICR小鼠50只,適應性喂養(yǎng)1周,實驗期間小鼠自由飲食、飲水,動物室溫度(20±2) ℃,相對濕度50%～60%,將小鼠隨機分為五組,每組10只,分別為空白組(Con)、模型組(Mod)、洛伐他汀陽性藥對照組(Lovastatin,10 mg/kg/d)、反枝莧低劑量組(AR-L,430 mg/kg/d)、反枝莧高劑量組(AR-H,740 mg/kg/d)。實驗通過飼喂高脂飼料[21]建立高脂血癥模型,空白組給予普通飼料喂養(yǎng),造模組給予高脂飼料喂養(yǎng)。建立模型的同時,洛伐他汀組、反枝莧高劑量組、反枝莧低劑量組按相應給藥劑量灌胃給藥,空白組和模型組給予等體積蒸餾水,連續(xù)造模及給藥8周。末次給藥禁食不禁水12 h后,對小鼠進行稱重,眼球取血,并脫頸處死,取出肝、腎、脾于超低溫冰箱中-80 ℃保存待測。

1.2.3 小鼠的一般狀態(tài)觀察 每天對動物的自主活動、飲水飲食、糞尿排泄、毛發(fā)光澤等基本情況進行觀察。

1.2.4 測定小鼠體重及臟器指數(shù) 實驗期間每周定時稱量小鼠體重,對體重變化情況進行記錄。取肝、腎、脾用生理鹽水沖洗后濾紙吸干稱重,計算臟器指數(shù)(%)。

臟器指數(shù)(%)=臟器質量(g)/體質量(g)×100

1.2.5 小鼠血清生化指標檢測 使用摘除眼球的方法收集小鼠血液,以3000 r/min 離心 15 min,取上清,用試劑盒檢測血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C、SOD、MDA、ALT、AST水平。

1.2.6 肝臟病理學觀察 取各組小鼠肝臟用生理鹽水沖洗,組織液固定、石蠟包埋及切片后,通過HE染色觀察肝臟組織病理學變化[22]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結果與分析

2.1 小鼠的一般狀態(tài)

模型建立過程中,空白組小鼠體形正常,活動自由,飲食飲水正常,排泄正常,皮毛柔順有光澤;隨時間增加模型組小鼠飲食飲水增多,排泄增多活動緩慢;與模型組比較,洛伐他汀組和反枝莧高、低劑量組的小鼠精神狀態(tài)良好,活動有所增多。

2.2 對高脂血癥小鼠體重、臟器指數(shù)的影響

高脂血癥及其并發(fā)癥多與肥胖密切相關,體重的增長直接表明了肥胖的程度[23]。各組小鼠體重變化見表1。結果顯示,造模前各組小鼠的體重無顯著性差異(P>0.05)。造模后各組小鼠體重均有所增加,空白組增長幅度最小,與空白組相比,模型組小鼠體重極顯著增加(P<0.01),且隨時間推移模型組體重增長幅度增大;與模型組比較,洛伐他汀組、反枝莧高、低劑量組小鼠體重增長幅度較緩慢,其中洛伐他汀組、反枝莧高劑量組極顯著降低(P<0.01),反枝莧低劑量組顯著降低(P<0.05)。說明反枝莧水提物能降低高脂血癥小鼠的體重。

表1 各組小鼠體質量的變化

臟器指數(shù)變化可以判斷臟器的損傷情況,臟器指數(shù)的增加表示臟器有充血、水腫、增生及肥大等變化,下降則表示臟器萎縮、生長受阻等情況[24]。各組小鼠臟器指數(shù)見表2。結果顯示,與空白組比較,模型組小鼠的肝臟指數(shù)極顯著提高(P<0.01),與模型組比較,洛伐他汀組、反枝莧高劑量組的肝臟指數(shù)均極顯著下降(P<0.01),反枝莧低劑量組顯著下降(P<0.05);洛伐他汀組、反枝莧高、低劑量組腎臟指數(shù)和脾臟指數(shù)與模型組相比無顯著性差異(P>0.05)。

表2 對高脂血癥小鼠臟器指數(shù)的影響

2.3 反枝莧水提物的降血脂作用

高脂血癥通常伴有一系列并發(fā)癥,如高膽固醇、動脈粥樣硬化等[25]。臨床上血脂檢測的基本項目為 TC、TG、LDL-C 和HDL-C[26]。反枝莧對高脂血癥小鼠血脂水平的影響見表3。結果顯示,和空白組相比,模型組TC、TG、LDL-C水平均極顯著升高(P<0.01),HDL-C水平極顯著降低(P<0.01);與模型組比較,洛伐他汀組TC、TG、LDL-C水平極顯著降低(P<0.01),HDL-C水平極顯著升高(P<0.01);與模型組比較,反枝莧高劑量組TC、TG水平極顯著降低(P<0.01),LDL-C水平顯著降低(P<0.05),HDL-C水平極顯著升高(P<0.01);反枝莧低劑量組 TC、TG、LDL-C水平顯著降低(P<0.05),HDL-C水平極顯著升高(P<0.01)。結果表明,反枝莧水提物對高脂血癥小鼠具有較好的降血脂作用。

表3 對高脂血癥小鼠血脂水平的影響

2.4 反枝莧水提物對高脂血癥小鼠血清抗氧化水平的影響

SOD是機體抗氧化平衡的重要指標,能減輕生物體在新陳代謝過程中產生的由超氧陰離子自由基導致的脂質過氧化、細胞膜損傷等癥狀[27]。MDA是長鏈脂肪酸發(fā)生氧化作用后的終末產物,其高低反映氧化應激的嚴重程度,在組織中的含量變化可間接反映組織氧化程度[28]。

如表4所示,與空白組相比,模型組小鼠血清中SOD水平極顯著降低(P<0.01)、MDA水平極顯著升高(P<0.01);與模型組比較,洛伐他汀組、反枝莧高劑量組、反枝莧低劑量組血清SOD水平均極顯著升高(P<0.01);洛伐他汀組血清MDA水平極顯著下降(P<0.01),反枝莧高劑量組MDA水平顯著下降(P<0.05),反枝莧低劑量組MDA水平無顯著性差異(P>0.05)。結果表明反枝莧水提物能提高高脂血癥小鼠血清SOD水平,降低 MDA水平,能提高抗氧化能力。

表4 對高血脂癥小鼠血清抗氧化水平的影響

2.5 反枝莧水提物對高脂血癥小鼠血清轉氨酶活力的影響

肝臟是脂類、糖類以及蛋白質代謝的主要器官[29]。血清中ALT和AST水平是肝功能的代表性指標,可以判斷肝臟的損傷程度[30]。反枝莧水提物對高血脂癥小鼠肝功能的影響見表5。結果顯示,與空白組相比,模型組小鼠血清ALT、AST水平極顯著提高(P<0.01);與模型組比較,洛伐他汀組小鼠血清ALT、AST水平極顯著降低(P<0.01);反枝莧高劑量組ALT水平極顯著降低(P<0.01),AST水平顯著降低(P<0.05);反枝莧低劑量組ALT水平極顯著降低(P<0.01),AST水平無顯著性差異(P>0.05)。

表5 對小鼠血清轉氨酶活力的影響

2.6 反枝莧水提物對高脂血癥小鼠肝臟病理變化的影響

各組小鼠肝臟組織 HE 染色結果見圖1。結果顯示,空白組肝小葉結構完整、清晰,肝細胞大小均勻,無明顯脂肪變性;與空白組比較,模型組肝細胞內可見大量脂肪空泡,部分肝細胞核因脂肪滴擠壓而發(fā)生明顯偏位,且肝臟脂肪變性程度和脂質沉積較為嚴重;與模型組比較,反枝莧高、低劑量組和洛伐他汀組肝小葉結構較為清晰,且肝臟脂肪變性程度和肝細胞內脂質沉積明顯減輕。以上結果表明,反枝莧水提物可以改善高脂血癥小鼠肝臟的病理性變化。

圖1 各組小鼠肝臟組織 HE 染色圖片(×400)

3 結論

本研究采用飼喂高脂飼料的方法建立高脂血癥小鼠模型,發(fā)現(xiàn)反枝莧水提物能降低高脂血癥小鼠的體重、肝臟指數(shù)以及血清中TC、TG、LDL-C、MDA、ALT、AST水平,提高HDL-C、SOD水平,說明反枝莧水提物可以緩解由高脂肪飲食引起的肥胖癥狀,具有調節(jié)血脂和提高機體抗氧化的能力;肝臟病理學觀察結果表明,反枝莧水提物可以改善高脂血癥小鼠肝臟的脂肪變性程度,具有一定的肝保護作用。

實驗創(chuàng)新性地研究了反枝莧水提物對高脂血癥小鼠血脂的調節(jié)作用,并驗證了其降血脂功效。因此在對其進行藥效學評價及病理學分析后,實驗將接著從代謝組學的分析方法對其信號通路、分子機制等進行更深一步的研究,為藥食兩用植物反枝莧的開發(fā)和利用提供新的研究方向,也為其在保健食品上的應用提供了理論和實踐基礎。