熟化發(fā)芽糙米粉對高脂血癥大鼠的作用研究

張志宏，孟慶虹，高揚(yáng)，張英蕾，嚴(yán)松，管立軍，盧淑雯

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所，黑龍江哈爾濱150086）

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

發(fā)芽糙米：哈爾濱阿城金都米業(yè)有限公司，在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所完成雙螺桿擠壓瞬時(shí)熟化過程并進(jìn)行粉碎。血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein choles terol，LDL-C）檢測試劑盒：四川邁克生物科技有限公司；立普妥（阿托伐他汀鈣片）：輝瑞公司。

SD 雄性大鼠[72 只，SPF 級，8 周齡，體重（280±20）g]：北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司；基礎(chǔ)飼料和高脂飼料：北京科澳協(xié)力飼料有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

7100 型全自動(dòng)生化分析儀：日本HITACHI 公司；D-1 全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌鍋：北京發(fā)恩科貿(mào)有限公司；Multiskan go 酶標(biāo)儀、TSE240V 型超低溫冰箱：美國Thermo 公司；XS 204 型分析天平：瑞士METTLER TOLEDO 公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 飼料配方

基礎(chǔ)飼料由68%碳水化合物、20%蛋白質(zhì)、12%脂肪組成。高脂飼料由1%膽固醇、1%酪蛋白、1%磷酸氫鈣、0.2%食鹽、0.2%添加劑、10%豬油、0.2%膽鹽、10%蛋黃粉、76.4%基礎(chǔ)飼料組成。-4℃保存。

發(fā)芽糙米劑量組飼料配方：除基礎(chǔ)飼料不同外，其它的飼料配方跟高脂飼料配方相同，發(fā)芽糙米低濃度組為63.9%的基礎(chǔ)飼料+12.5%的發(fā)芽糙米；中濃度組為51.4%的基礎(chǔ)飼料+25%的發(fā)芽糙米；高濃度組為26.4%的基礎(chǔ)飼料+50%的發(fā)芽糙米，委托北京科澳協(xié)力飼料有限公司代工，-4 ℃保存。

具體原理為：預(yù)測塌岸線由水下穩(wěn)定岸坡線和水上穩(wěn)定岸坡線的連線組成時(shí)，水下穩(wěn)定岸坡線由原河道多年最高洪水位及水下穩(wěn)定坡腳α確定；水上穩(wěn)定岸坡線由設(shè)計(jì)洪水位和毛細(xì)水上升高度H’及水上穩(wěn)定坡腳β確定（圖1）。以原河道多年最高洪水位與岸坡交點(diǎn)A為起點(diǎn)，以α為傾角繪出水下穩(wěn)定岸坡線，該線延伸至設(shè)計(jì)洪水位加毛細(xì)水上升高度的高程點(diǎn)B，再過B點(diǎn)以β為傾角繪出水上穩(wěn)定岸坡線，與原岸坡交于點(diǎn)C，C點(diǎn)即為水上穩(wěn)定岸坡的終點(diǎn)。水上穩(wěn)定岸坡線起點(diǎn)B的高程所對應(yīng)的原岸坡D點(diǎn)，與該線終點(diǎn)C之間的水平距離即為預(yù)測的塌岸寬度St。

1.3.2 動(dòng)物飼養(yǎng)及處理

雄性大鼠隨機(jī)分為6 組，分別為空白組（normaldietgroup，ND）、高脂組（highfatdietgroup，HFD）、低劑量組（12.5T：HFD+12.5%GBR）、中劑量組（25T：HFD+25%GBR）、高劑量組（50T：HFD+50%GBR）和藥物組[HFL：HFD+lipitor，10 mg/（kg·d）]。每組12只，分籠飼養(yǎng)，每籠4 只。保持室溫（23±2）℃，相對濕度（60±5）%，自由進(jìn)食飲水，每天記錄1 次各組進(jìn)食量，每周稱量1 次大鼠體重。

第一階段，空白組飼喂基礎(chǔ)飼料，其余各組飼喂高脂飼料，6 周后，禁食12 h，不禁水，尾靜脈采血測定血清中TC、TG，空白組血清TC、TG 含量與模型組比較，有顯著差異說明高血脂模型造模成功。

第二階段，空白組飼喂基礎(chǔ)飼料，高脂組和藥物組飼喂高脂飼料，劑量組分別飼喂含12.5%、25.0%、50.0%熟化發(fā)芽糙米粉的高脂飼料，藥物組每天灌胃阿托伐他汀鈣[立普妥，10 mg/（kg·d）]，其余各組灌胃同等劑量的生理鹽水。連續(xù)給藥7 周，禁食12 h，不禁水，麻醉后腹主動(dòng)脈采血，分離制備血清，-20 ℃保存。分離心、肝、脾、腎等臟器，以及腎周脂肪、睪周脂肪和腸系膜脂肪，取部分肝臟液氮速凍，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0 軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。多組均數(shù)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)（homogenity of variances），方差不齊時(shí)，經(jīng)變量交換達(dá)到齊性后作單因素方差分析（one-way ANOVA）；各組間的兩兩比較采用多重比較（least significat difference，LSD）法。

2 結(jié)果與分析

2.1 高脂模型的建立

高脂飼料對大鼠體重及血清脂質(zhì)含量變化見表1。

通過表1 可以看出，高脂模型組大鼠的體重以及體增重均極顯著高于空白對照組。另外大鼠的血清中TC、TG 水平也顯著升高，說明高脂血癥大鼠模型建立成功。

表1 造模時(shí)大鼠體重和血清脂質(zhì)含量變化Table 1 Changes in body weight and serum lipid content at modeling time

2.2 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠體重的影響

成功建立高脂血癥大鼠模型后，熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠體重的影響見圖1。

圖1 飼喂熟化發(fā)芽糙米粉期間大鼠體重變化Fig.1 Body weight changes during the experiment of feeding mature GBR flour

由圖1 可以看出，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，雖然體重增長程度不同，但6 組大鼠的體重均呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢。實(shí)驗(yàn)起始階段，患有高脂血癥的大鼠體重差異不明顯，在第2 周之后，各組大鼠適應(yīng)灌胃處理之后，體重增長幅度變大，含有熟化發(fā)芽糙米粉的劑量組增長明顯，但與高脂組相比差異不顯著。其原因可能是大鼠攝入含有大量的γ-氨基丁酸的熟化發(fā)芽糙米粉，而有研究表明發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸具有促進(jìn)生長的作用，由此引起大鼠實(shí)驗(yàn)期間劑量組體重的快速增長[9]。糙米發(fā)芽后γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）大量積累，GABA 是一種功能性的非蛋白質(zhì)氨基酸，廣泛分布于生物體內(nèi)的天然活性成分，參與哺乳動(dòng)物體內(nèi)的多種代謝和生理活動(dòng)，在動(dòng)物體內(nèi)主要作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)[10]，促進(jìn)生長激素分泌，也有研究表明GABA 可以在胃中刺激胃蛋白酶的分泌，抵抗胃潰瘍，從而起到一定的保健作用[11]。而空白組大鼠攝入的為基礎(chǔ)維持級飼料，攝食速度較快、活動(dòng)量較多、體重增長最為緩慢。藥物組大鼠雖然同樣攝入高脂飼料，但是由于灌胃阿托伐他汀鈣，能夠促進(jìn)脂質(zhì)代謝，因此體重增長低于高脂組，高于對照組。

2.3 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠的生長參數(shù)影響

實(shí)驗(yàn)期間大鼠的生長參數(shù)如表2 所示。

由表2 可知，患有高脂血癥大鼠的腎周脂肪、睪周脂肪以及腸系膜脂肪質(zhì)量均顯著高于空白組，劑量組的脂肪組織質(zhì)量同藥物組和高脂組相比差異不顯著，但是可以看出大鼠攝入一定劑量的熟化發(fā)芽糙米粉之后，對高脂血癥大鼠的脂肪堆積有著降低的作用，可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)周期不足，而沒有表現(xiàn)出顯著差異性。

表2 熟化糙米粉對大鼠生長參數(shù)的影響Table 2 Matured brown rice on the growth parameters

2.4 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠的主要臟體比的影響

臟器指數(shù)在一定程度上能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)期間大鼠的生理狀況，若大鼠長期攝入高脂飼料導(dǎo)致大鼠臟器的脂質(zhì)累積或病變均可通過臟器指數(shù)反映出來，如表3所示。

表3 熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠臟體重量比值的影響Table 3 The cooked GBR on rat body weight ratio

高脂組的肝臟/體重顯著高于空白組（P＜0.05），說明高脂組因攝入過多脂肪導(dǎo)致肝臟顯著增重。劑量組與高脂組相比，肝臟/體重有不同程度的降低，低劑量組顯著低于高脂組（P＜0.05），同藥物組相比差異不顯著，說明熟化發(fā)芽糙米粉對降低肝臟/體重有一定效果。

整體對比各實(shí)驗(yàn)組大鼠的心臟/體重、脾臟/體重、腎臟/體重均無顯著差異（P＞0.05），但從劑量組之間可以看出，隨著熟化發(fā)芽糙米粉劑量降低，心臟/體重、脾臟/體重、腎臟/體重的比值降低。而脂肪/體重方面，高脂血癥大鼠顯著高于空白組（P＜0.05），劑量組跟高脂組比無顯著差異（P＞0.05），但在一定程度上有降低作用，且均低于藥物組，高劑量組效果最好。

以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，攝入熟化發(fā)芽糙米粉可以降低高脂血癥大鼠肝臟/體重的臟器指數(shù)，并對機(jī)體體內(nèi)的脂肪堆積有著降低作用。Yasui 等[12]發(fā)現(xiàn)，將發(fā)芽糙米與啤酒酵母混合后用雙螺旋壓片機(jī)擠壓，糙米的可消化性提高，貯藏過程中脂肪酸度下降；而且生物學(xué)功能明顯改善，飼喂大鼠表現(xiàn)出抗高血壓效果。發(fā)芽糙米和大麥混合制成的復(fù)合面粉有顯著的抗高血壓效果。

2.5 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠血脂水平影響

熟化發(fā)芽糙米粉不僅對高脂血癥大鼠的臟器存在一定的影響，同時(shí)對血脂水平也存在一定的影響，見表4。

由表4 可知，劑量組大鼠的血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）含量低于高脂組，高于空白組，存在差異顯著性（P＜0.05）；同藥物組之間差異不顯著（P＞0.05），但低劑量組的血清TC、TG 含量低于藥物組，說明熟化發(fā)芽糙米粉可有效地降低高血脂癥大鼠血清中TC、TG 含量。另外低劑量組表現(xiàn)結(jié)果優(yōu)于高劑量組，其原因可能是由于熟化發(fā)芽糙米粉中含有的γ-氨基丁酸為促生長因子，熟化發(fā)芽糙米粉劑量過高，導(dǎo)致高脂血癥大鼠整體生長水平高于低劑量組，從而對大鼠血脂水平的降低效果低于低劑量組。

表4 熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠血脂水平的影響Table 4 Cooked GBR on serum lipid levels

另外大鼠血清高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）含量在各試驗(yàn)組之間無顯著差異（P＞0.05）。高脂組大鼠血清低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）含量顯著高于其它各組（P＜0.05），劑量組同空白組、藥物組之間無顯著差異（P＞0.05），說明熟化發(fā)芽糙米粉具有降低高血脂癥大鼠的LDL-C 水平的功效，且高劑量抑制血清LDLC 升高效果最為明顯。HO J N 等[13]研究發(fā)現(xiàn)飼喂發(fā)芽糙米抑制了肝臟和附睪脂肪細(xì)胞中的體重增加和脂質(zhì)積累，并且改善了血清脂質(zhì)譜，通過降低相關(guān)基因和蛋白表達(dá)來控制脂肪生成。SHEN K P 等[14]研究表明發(fā)芽糙米通過改善C57BL6J 小鼠的脂質(zhì)合成和代謝來防止高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥。

2.6 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠血脂水平影響

正常生理情況下，生物機(jī)體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除保持動(dòng)態(tài)平衡，維持在細(xì)胞所需的極低水平，使組織細(xì)胞免受活性氧損傷。而當(dāng)患上高脂血癥時(shí)，這種動(dòng)態(tài)平衡被打破，機(jī)體內(nèi)活性氧增多，脂質(zhì)過氧化作用增強(qiáng)，丙二醛（malondialdehyde，MDA）等醛類產(chǎn)物含量增多，組織細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)易受損傷。另一方面，高脂血癥在生理上直接影響動(dòng)脈壁的抗氧化酶系統(tǒng)，降低動(dòng)脈壁內(nèi)超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）以及谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）等活性，從而導(dǎo)致體內(nèi)氧自由基清除功能障礙，直接損傷局部動(dòng)脈壁而造成血管機(jī)能異常，總抗氧化能力（total anti-oxidant capability，T-AOC）的高低可反映機(jī)體抗氧化的能力大小。但Lim S M 等[15]研究發(fā)現(xiàn)GBR 通過抑制體重增加和食物攝取，改善脂質(zhì)譜，減少肥胖大鼠的瘦素水平和白色脂肪組織質(zhì)量。這與本實(shí)驗(yàn)的體重和攝食量變化不是完全吻合，但對脂肪/體重比值結(jié)果趨于一致性。Lee Y R 等[16]同樣證實(shí)發(fā)芽糙米具有降膽固醇和抗氧化狀態(tài)的功效。

熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠氧化應(yīng)激水平的影響見表5。

表5 熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠氧化應(yīng)激水平的影響Table 5 Cooked GBR on oxidative stress levels

從表5 可知，與空白組比較，模型組大鼠血清中的MDA 含量顯著升高（P＜0.05），說明高脂飲食可促進(jìn)大鼠體內(nèi)發(fā)生的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，使得血清中的MDA含量顯著升高；劑量組大鼠血清MDA 的含量接近于空白組（P＜0.05）。與空白組比較，模型組大鼠血清SOD活性顯著降低（P＜0.05），說明高脂飲食可降低大鼠體內(nèi)清除氧自由基的能力，從而使得大量氧自由基進(jìn)入血液循環(huán)；低劑量組大鼠血清SOD 活性與空白組無明顯差異，藥物組大鼠血清SOD 活性顯著高于模型組（P＜0.05）。中、高劑量組同藥物組相比無明顯差異，表明受試物能增強(qiáng)SOD 活性，從而增強(qiáng)機(jī)體清除自由基能力。CAT 也是機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成之一，它可與SOD 協(xié)同作用而清除氧自由基。與空白組比較，模型組大鼠血清CAT 活性顯著降低（P＜0.05），表明大鼠體內(nèi)清除自由基的能力減弱；中、高劑量組大鼠血清CAT 活性接近空白組，表明受示物能顯著增強(qiáng)CAT 活性（P＜0.05）。

GSH-Px 是機(jī)體存在的一種含硒清除自由基和抑制自由基反應(yīng)的酶系統(tǒng)，在氧化防御反應(yīng)中起著非常重要作用，與空白組比較，模型組大鼠血清GSH-Px 活性顯著降低（P＜0.05），表明大鼠機(jī)體對脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)物的清除能力減弱；中、高劑量組大鼠血清GSHPx 活性顯著高于空白組（P＜0.05），低劑量組大鼠血清GSH-Px 活性接近于空白組，表明受示物能增強(qiáng)機(jī)體GSH-Px 活性，減少過氧化對機(jī)體的傷害，并且與給藥劑量呈正相關(guān)。高脂飲食導(dǎo)致大鼠血清中T-AOC 水平有所下降，再給予受試物之后，各劑量組T-AOC 水平均有一定程度提高，說明在高脂飲食大鼠體內(nèi)存在氧化與抗氧化的失衡，產(chǎn)生的自由基多于清除的自由基，使自由基在體內(nèi)蓄積，引起脂質(zhì)過氧化，干擾機(jī)體的代謝活動(dòng)，從而導(dǎo)致機(jī)體氧化損傷。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過對高脂血癥大鼠飼喂熟化發(fā)芽糙米粉，發(fā)現(xiàn)可以降低高脂血癥大鼠肝臟/體重的臟器指數(shù)，降低高血脂癥大鼠血清中TC、TG 含量，提高高脂血癥動(dòng)物機(jī)體免疫力，并對機(jī)體體內(nèi)的脂肪堆積有著降低作用。發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸具有促進(jìn)生長的作用，由此引起大鼠實(shí)驗(yàn)期間劑量組體重的快速增長。熟化發(fā)芽糙米粉可有效地降低高血脂癥大鼠血清中TC、TG 含量，具有降低高血脂癥大鼠的LDL-C 水平的功效，且高劑量抑制血清LDL-C 升高效果最為明顯。

熟化發(fā)芽糙米粉能夠提高機(jī)體內(nèi)SOD、CAT、GSH-Px 三大抗氧化酶活性，降低脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA 的含量。這一結(jié)果說明熟化發(fā)芽糙米粉能夠提高機(jī)體內(nèi)抗氧化功能，清除機(jī)體內(nèi)過多的氧自由基，從而調(diào)節(jié)和改善自由基代謝的平衡，并減少機(jī)體內(nèi)發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，調(diào)整高脂飲食引起的脂肪代謝紊亂。