杜 鵑馮小雨,宋春梅

(吉林醫(yī)藥學院營養(yǎng)教研室,吉林吉林 132013)

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葡萄籽粉對高脂膳食喂飼大鼠血液流變學和抗氧化功能的影響

杜 鵑馮小雨,宋春梅

(吉林醫(yī)藥學院營養(yǎng)教研室,吉林吉林 132013)

目的:研究葡萄籽粉對高脂膳食喂飼大鼠血液流變學和抗氧化功能的影響。方法:雄性Wistar大鼠60只,按體重隨機分為五組,分別為對照組,高脂模型組,葡萄籽粉低、中和高劑量組。對照組給予基礎(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,分別測定大鼠血液流變性指標和血清抗氧化指標。結(jié)果:與高脂模型組相比,葡萄籽粉干預能顯著(p<0.05)降低高脂膳食大鼠全血還原粘度、血漿粘度、紅細胞壓積、紅細胞剛性指數(shù)和紅細胞聚集指數(shù),提高紅細胞變形指數(shù),使血清SOD活性明顯增強,MDA生成量顯著降低。結(jié)論:葡萄籽粉對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,提高血液流動性,減輕脂質(zhì)過氧化損傷,預防血管早期病變。

葡萄籽粉,高脂飼料,血液流變學,抗氧化

在葡萄酒的釀造工業(yè)中會產(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,隨著對葡萄籽化學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)應用價值。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?而對葡萄籽粉的研究鮮有報道。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,減輕高脂所致肝細胞超微結(jié)構(gòu)損傷[4-5]。當機體血脂水平過高時,會導致脂質(zhì)過氧化反應加劇,自由基大量產(chǎn)生,引起細胞內(nèi)膽固醇堆積并形成泡沫細胞,從而出現(xiàn)動脈粥樣硬化的早期改變[6]。因此,高血脂與機體脂質(zhì)過氧化及血管早期病變都有著密切的關(guān)系。而血液流變學異常變化亦是心腦血管疾病的發(fā)病先兆之一[7],同時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)病的嚴重程度密切相關(guān)。鑒于以上研究,本實驗在既往工作的基礎(chǔ)上,進一步探討葡萄籽粉對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%;實驗動物 雄性Wistar大鼠60只,平均體重(200±10)g,由吉林大學基礎(chǔ)醫(yī)學院實驗動物中心提供,許可證號:SCXK-(吉)2011-0002;醫(yī)藥級膽固醇 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全自動粘度快速測定儀 重慶大學多維生物工程研究所;722可見分光光度計 上海欣茂;C0036-HK低溫冷凍離心機 德國赫曼;YP601N電子天平 上海精密;DY89-Ⅱ電動玻璃勻漿機 寧波新芝。

1.2 實驗方法

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 動物模型 每5只大鼠一籠飼養(yǎng),自由飲水和進食,環(huán)境溫度22～25 ℃,濕度55%～65%,每日自然光照,記錄進食量。將實驗大鼠按體重隨機分為五組,每組12只:即對照組,高脂模型組,葡萄籽粉低、中和高劑量組。實驗期間,對照組給予基礎(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,實驗期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 血液流變學指標檢測 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)使用全自動粘度快速測定儀檢測全血黏度(高切:ηb200 s-1;中切:ηb30 s-1;低切:ηb3 s-1)、血漿黏度(ηp)、紅細胞壓積(HCT)、卡松黏度(ηc)、卡松屈服應力。分別按下列公式計算全血還原黏度、紅細胞聚集指數(shù)(IEA)、紅細胞變形指數(shù)(IED)和紅細胞剛性指數(shù)(IER)等指標。

全血還原黏度=ηb-1/H

式(1)

式中:ηb為全血高切黏度,H為紅細胞壓積。

紅細胞聚集指數(shù)=全血低切率黏度/ηp

式(2)

式中:ηp為血漿黏度。

紅細胞變形指數(shù)=ηr0.4-1/ηr0.4H

式(3)

式中:ηr為相對黏度,H為紅細胞壓積。

紅細胞剛性指數(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 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法,MDA采用硫代巴比妥酸反應法,按試劑盒說明書操作,722可見分光光度計比色測定大鼠血清SOD活性和MDA含量。

1.3 統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與討論

2.1 葡萄籽粉對大鼠全血還原黏度、血漿黏度和紅細胞壓積的影響

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

由表1可知,與對照組比較,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,紅細胞變形能力下降而聚集性增高。在葡萄籽粉各干預組中,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胞壓積與對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,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,減輕高脂所致肝細胞超微結(jié)構(gòu)損傷。而葡萄籽粉對高脂膳食大鼠血液粘度和流動性的改善作用,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指標改變關(guān)系密切[7],血漿膽固醇水平與紅細胞變形性呈負相關(guān)[11]。當血脂異常增高時,可通過影響紅細胞膜脂質(zhì)層成分及骨架蛋白,使膜微粘度增加,紅細胞變形能力下降,表面積增大,血液粘度升高而導致血液流變學異常[7]。

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

注:與對照組比較,*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 葡萄籽粉對大鼠紅細胞變形性的影響(n=12,±s)

2.2 葡萄籽粉對大鼠紅細胞變形性的影響

紅細胞聚集指數(shù)可反映紅細胞聚集性,當其異常增高時,可導致低切變率下全血還原粘度增高。紅細胞剛性指數(shù)與紅細胞變形性成反比,是高切變率下全血還原粘度升高的原因。紅細胞變形指數(shù)反映紅細胞在外力的作用下改變自身形態(tài)的能力,對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。當紅細胞變形指數(shù)下降,高切還原粘度增高,會增加血液外周阻力,血液流動性下降,影響組織器官供血并易導致血栓形成[14]。紅細胞電泳時間與血液粘度成正比,當電泳時間延長,提示紅細胞聚集性增強,血液粘度增高。

由表2可知,與對照組比較,高脂模型組紅細胞聚集指數(shù)顯著升高,變形指數(shù)顯著下降(p<0.05),進一步說明高脂膳食能夠?qū)е麓笫笱赫扯壬?流動性下降。與高脂模型組比較,葡萄籽粉低、中劑量組紅細胞聚集指數(shù),低、高劑量組紅細胞剛性指數(shù)顯著降低(p<0.05);低、中、高三個劑量組紅細胞變形指數(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,可提高高脂膳食大鼠紅細胞變形能力,降低紅細胞剛性和聚集性,降低血液粘度,增加血液流動性。高脂血癥導致血流變性異常,血液流速減慢,出現(xiàn)微循環(huán)障礙,可進一步導致組織缺氧缺血[8],發(fā)生代謝紊亂。而這些因素累積,又會進一步影響紅細胞膜脂質(zhì)層結(jié)構(gòu),導致紅細胞膜微粘度繼續(xù)增加,膜彈性下降,繼而就表現(xiàn)為紅細胞剛性指數(shù)和紅細胞變形指數(shù)異常。當變形能力下降時,紅細胞可呈刺狀[7],聚集性升高,又會導致紅細胞聚集指數(shù)增加,血流更為緩慢。

2.3 葡萄籽粉對大鼠血清中SOD活性和MDA含量的影響

SOD和MDA是反映機體氧化應激狀態(tài)的常用指標。SOD是機體重要的抗氧化酶,可對抗并阻斷多種氧自由基對細胞及生物膜造成的損傷,并能及時修復細胞,阻斷脂質(zhì)過氧化反應進程。研究表明,機體可通過酶系統(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,導致細胞出現(xiàn)氧化損傷[6,15]。

由表3可知,與對照組相比,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,低劑量組達到顯著效果(p<0.05),中、高劑量組達到極顯著效果(p<0.01)。從MDA測定結(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,對預防由高脂膳食引起的機體氧化應激有一定意義。大量研究表明,當機體血脂水平過高時,會導致脂質(zhì)過氧化反應加劇,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)合形成復合物,引起細胞內(nèi)膽固醇堆積并形成泡沫細胞,從而出現(xiàn)動脈粥樣硬化的早期改變[6]。因此,高血脂與機體脂質(zhì)過氧化及血管早期病變都有著密切的關(guān)系。

表3 葡萄籽粉對大鼠血清SOD活性和MDA含量的影響(n=12,±s)

3 結(jié)論

本實驗以雄性Wistar大鼠為研究對象,通過建立大鼠高脂膳食模型,觀察葡萄籽粉對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)實驗結(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、紅細胞壓積、紅細胞剛性指數(shù)和紅細胞聚集指數(shù),提高紅細胞變形指數(shù),一定劑量的葡萄籽粉干預可改善高脂膳食所致紅細胞變形能力下降、血液粘度升高及流動性降低等變化。同時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,說明葡萄籽粉對機體具有調(diào)節(jié)血脂,改善血流,預防動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)。本實驗選用的受試物為葡萄籽干粉,為明確葡萄籽活性成分對調(diào)節(jié)血脂、改善血液流變性和抗氧化的作用機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。

吉林省教育廳項目(2011285)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)20-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.20.000