血脂含量可以反映人體內(nèi)脂類代謝的情況,血漿三酰甘油(TG)和總膽固醇(TC)水平的升高即高脂血癥,特別是低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)濃度的升高,被認為是導致動脈粥樣硬化發(fā)展的重要因素,此外,還可直接導致心絞痛、心肌梗死和腦血栓、腦動脈硬化等癥。動脈粥樣硬化又是心肌梗死和腦梗死發(fā)病的主要因素之一[1-2]。高脂血癥病人應注意科學飲食,少食高脂肪和高糖食物。綠茶因其藥理和營養(yǎng)特性而聞名,是中國和東亞地區(qū)最受歡迎的飲料之一[3],其主要化學成分是茶多酚(30%干重)[4]。多酚對包括癌癥、炎癥、糖尿病和心血管疾病在內(nèi)的病理狀況具有多種治療作用[5-6]。近年來,對多酚的科學興趣迅速增加,綠茶中的茶多酚含有大量的兒茶素,包括兒茶素、表兒茶素、表兒茶素-3-沒食子酸酯、表沒食子酸兒茶素沒食子酸酯(EGCG)。在這些組分中,EGCG是茶多酚中最豐富的成分,與其他茶葉中的兒茶素相比,EGCG和ECG是生物活性研究最多的化合物[7]。EGCG的化學結(jié)構(gòu)見圖1。人們相信喝綠茶有益于健康,并且已經(jīng)證明EGCG在許多異常變化方面具有抑制作用,如抗氧化、抗癌、抗炎、抗膠原酶,抗纖維化作用,對成骨的促進作用等[8-11]。盡管如此,目前關于EGCG的研究還處于起步階段,雖然普遍意識到EGCG有利于人體健康,但是很多藥理活性及其機制尚不明確,本研究旨在探討EGCG對高脂飲食喂養(yǎng)大鼠膽固醇水平和血管反應性的影響。
在臨床應用EGCG預防及治療高脂血癥之前,需要明確其作用,并確定其作用機制。本研究旨在探討EGCG對膽固醇喂養(yǎng)大鼠血管反應性改變的可能良性作用,以及EGCG對血漿膽固醇水平的降低作用與其是否存在相關性及對血管反應性的影響,分析EGCG的降血脂活性和作用機制。
圖1 EGCG的化學結(jié)構(gòu)示意圖
1.1 實驗動物 健康成年Wistar大鼠,雌雄各半,SPF級,體重180~200 g,由北京市維通利華實驗動物中心提供。所有動物實驗均遵循實驗動物的倫理要求和實驗動物管理條例。
1.2 實驗藥品與試劑 EGCG、氯乙酰膽堿、重酒石酸去甲腎上腺素和SNP購自美國Sigma公司(純度≥99%);其他試劑(分析純)購于北京試劑廠。磷酸緩沖鹽溶液(PBS)為本實驗室配制;蒸餾水由Milli-Q超純水系統(tǒng)制得。
1.3 儀器 X-20減震型閉循環(huán)低溫恒溫器(天津多為萊博科技有限公司);16通道小動物生理儀(BIOPAC公司);Leica CM1520冰凍切片機(徠卡顯微系統(tǒng)上海貿(mào)易有限公司);DW-86L30超低溫冰箱(杭州艾普儀器設備有限公司); Muromachi 尾套法血壓測定儀(香港生科儀有限公司);微孔板讀數(shù)儀(賽默飛世爾科技中國有限公司);HNY-200B臺式全溫度恒溫高速培養(yǎng)搖床(北京傲松欣實驗室設備有限公司);Eppendorf-5424小型高速離心機(北京東南儀誠實驗室設備有限公司);Olympus SZ61/51 體視顯微鏡(奧林巴斯北京服務有限公司);Milli-Q 超純水系統(tǒng)(美國 Millipore 公司)。
1.4 動物分組及給藥處理 雄性Wistar大鼠60只,隨機分為5組,每組12只,體重(200.0±20.5)g。大鼠飼養(yǎng)在空調(diào)動物房內(nèi),人為控制時間周期為12 h光照/12 h黑暗。所有大鼠最初均喂飼標準實驗室飲食至少7 d,之后對照組繼續(xù)給予標準飲食(正常對照)。高脂飲食組飼喂標準飲食加0.5%膽固醇。大鼠自由攝取自來水。將實驗大鼠隨機分配至高脂飲食組和EGCG處理組(高、中、低劑量),每天喂食不同劑量的EGCG。實驗持續(xù)16周。每天監(jiān)測對照組和藥物治療組的食物攝入量。所有相關動物的實驗及操作均符合實驗動物倫理委員會的規(guī)定。
1.5 體重和生化指標測定 從大鼠頸靜脈收集血液;每只大鼠在開始實驗之前即稱體重,之后在高脂飲食或EGCG處理后每15 d測量并記錄體重。測定EGCG對血清TG、TC、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)以及LDL-C。通過檢測試劑盒測定大鼠血清中卵磷脂膽固醇脂酰基轉(zhuǎn)移酶(LCAT)、心肌脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)活性以及肝臟3-羥基-3-甲基戊二酰CoA(HMG-CoA)還原酶活性。實驗結(jié)束時,處死大鼠,對心臟、肝臟和腎臟進行稱重,并計算器官-體重比,以百分比表示。
1.6 離體血管取樣保存 經(jīng)過16周實驗后,大鼠用乙醚麻醉并處死。將胸主動脈快速移除并置于試劑中,Krebs-Henseleit溶液組成:NaCl 119 mmol/L,KCl 4.7 mmol/L,NaHCO325 mmol/L,MgSO41.0 mmol/L,葡萄糖11.1 mmol/L,KH2PO41.2 mmol/L,CaCl22.5 mmol/L。
1.7 主動脈環(huán)制備及血管反應性測定 將附著于大鼠胸主動脈的脂肪和周圍組織清理干凈,將動脈切成2~3 mm寬的環(huán)。然后將主動脈環(huán)懸掛在兩個不銹鋼鉤中,在10 mL Krebs Henseleit溶液中的臟器浴中。將溶液溫度保持在(36.0±0.5)℃,用95%O2-5%CO2氣體混合物連續(xù)噴淋。主動脈環(huán)安裝在1 g張力下,用每種制劑平衡60 min,用力位移傳感器等距測量收縮反應。等距力也通過MacLab A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化,存儲并顯示在Macintosh計算機上。血管反應性測定實驗步驟:在平衡期后,主動脈環(huán)與去甲腎上腺素(NE,10-6mol/L)收縮,當收縮達到平臺時暴露于乙酰膽堿(ACh,10-8mol/L)或硝普鈉(SNP,10-8mol/L)以測試內(nèi)皮依賴性和獨立性。
2.1 EGCG對機體和臟器重量的影響 各組大鼠體重情況見圖2a,在實驗過程中各組大鼠體重都增加,而各組別之間體重的數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計學意義。心臟重量/體重比值見圖2b,各組間差異無統(tǒng)計學意義。然而,與高脂飲食組相比,EGCG高、中、低劑量組的肝臟/體重比率均降低(見圖2c)。此外,腎臟重量/體重比值(見圖2d)在高脂飲食組大鼠中有顯著增加,而EGCG處理后可顯著降低腎臟重量/體重比。
C為對照組;M為高脂飲食組;1為EGCG低劑量組;2為EGCG中劑量組。3為EGCG高劑量組所有數(shù)據(jù)均為相對值,以對照組計為100%。與對照組相比,*P<0.05;與高脂飲食組相比,# P<0.05
2.2 EGCG對高脂飲食大鼠血脂的影響 在研究開始時,以血漿血脂濃度1.50 μmol/L計為100%,在實驗結(jié)束(16周)時,高脂飲食組顯著升高。EGCG組大鼠血漿TC均降低,且具有明顯劑量依賴性。詳見圖3。
C為對照組;M為高脂飲食組;1為EGCG低劑量組;2為EGCG中劑量組;3為EGCG高劑量組所有數(shù)據(jù)均為相對值,以對照組計為100%。與對照組相比,*P<0.05;與高脂飲食組相比,#P<0.05
圖3EGCG對大鼠血清血脂含量的影響
2.3 EGCG對高脂飲食大鼠血液流變學的影響 EGCG處理對NE(10-6mol/L)或KCl(80 mmol/L)誘導主動脈收縮的影響。在每一組實驗中,測定NE(10-6mol/L)或KCl(80 mmol/L)引起的收縮,高脂飲食組動脈內(nèi)皮素誘發(fā)的收縮較對照組明顯增加[(0.96±0.09)g與(1.28±0.08) g,P<0.05,n=8]。此外,EGCG處理組的收縮率高于高脂飲食組,EGCG低劑量組(RG-HP20-w)收縮率雖沒有顯著降低,但與高脂飲食組[(1.28±0.08)g 與(1.10±0.10)g]相比有所降低。
2.4 EGCG對高脂飲食大鼠血清中LCAT、HL、LPL的影晌(見表1)
組別只數(shù)LCATHLLPL對照組81.742±0.139 16.46±1.45 46.12±0.26高脂飲食組80.842±0.0351)8.51±0.471)21.18±0.261)EGCG低劑量組81.040±0.08712.24±0.8939.36±0.512)EGCG中劑量組81.361±0.1012)17.31±0.933)45.33±0.473)EGCG高劑量組81.746±0.1333)17.39±0.523)47.15±0.353)
與對照組相比, 1)P<0.05;與高脂飲食組相比,2)P<0.05,3)P<0.01
高脂血癥是心腦血管疾病的危險因素之一。高血脂病人用藥要根據(jù)自身情況而定,但是臨床證明目前治療高脂血癥的藥物缺乏理想的作用,而且副作用明顯[12]。流行病學和實驗研究提示,長期食用高膽固醇食物易引起高TG、TC血癥。血清TG升高是冠心病的重要危險因素,LDL -C水平升高與動脈粥樣硬化的發(fā)病率呈正相關,而HDL-C具有消除膽固醇的作用[13]。據(jù)統(tǒng)計,茶葉全球年銷售額超過430億美元,其中超過110億美元是綠茶[14]。越來越多的證據(jù)表明,綠茶及其成分對健康有各種潛在的益處,近年來,以膠囊和片劑形式的各種即飲綠茶飲料和食品補充產(chǎn)品進入市場,更多地接觸到傳統(tǒng)釀造綠茶的消費。綠茶對人體健康的益處集中在建立綠茶和/或其生物活性成分的飲食指導,雖然多酚類化合物廣泛存在于許多食物和飲料中,包括水果、蔬菜、茶和葡萄酒,但是EGCG在綠茶中的含量遠高于其他食物,是綠茶中最有代表性的化合物。
本實驗采用高脂飼料喂食大鼠復制高脂血癥模型,給予EGCG治療后,大鼠血清TC、TG、LDL-C水平明顯降低,證明EGCG具有良好的降低TC、TG的作用,對于高脂血癥大鼠血清LDL-C 升高、HDL-C降低的脂質(zhì)代謝紊亂,具有明顯的改善作用,可以顯著改善高脂飲食大鼠體內(nèi)的血脂增高現(xiàn)象。本研究為臨床治療高脂血癥所需的新的藥物或其類似物的發(fā)現(xiàn)提供了實驗依據(jù)。