王學敏 何梅 高麗芳 陳朝青 周昊 孫豐義 韓麗麗 羅建沅
摘 要:目的:研究兩種不同植物甾醇酯對高脂血癥大鼠的降血脂作用,并比較其差異。方法:通過飼喂高脂飼料,建立高脂血癥大鼠模型,將建模成功的大鼠,按照TC水平隨機分成8組,即模型對照組,溶劑對照組,Vegapure 95FF低、中、高劑量組,Vegapure 95E低、中、高劑量組,同時設立空白對照組。干預4周后,記錄體重、進食量,并檢測血清TC、LDL-C、TG、HDL-C、脂肪重量及體脂率、肝臟重量及肝臟指數等指標。結果:在實驗劑量下,兩種植物甾醇酯均明顯降低血清TC、LDL-C,但均未發(fā)現有劑量效應關系;兩種植物甾醇酯對血清TG、HDL-C無明顯影響。兩種植物甾醇酯對高脂血癥SD大鼠體重增長、進食量、脂肪重量、體脂率、肝臟重量和肝臟指數均無明顯影響。結論:兩種植物甾醇酯在降低血脂、大鼠生長發(fā)育、體質和肝臟方面均無明顯差異。
關鍵詞:植物甾醇酯;高脂血癥;降血脂功能
植物甾醇是植物中存在的一大類化學物質的總稱,目前已經發(fā)現的植物甾醇有200余種,其中自然界存在最多的包括β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾烷醇等[1]。植物甾醇酯由植物甾醇與脂肪酸通過酯化反應制得,具有比游離植物甾醇更好的溶解性。自1951年Peterson首次報道植物甾醇對高膽甾醇喂飼的雞有降低膽固醇含量的功能以來,大量流行病學資料和實驗室研究顯示,攝入較多的植物甾醇或酯可降低人群部分慢性病的發(fā)生率,如冠狀動脈硬化性心臟病、癌癥、良性前列腺肥大等[2]。系統(tǒng)綜述和Meta分析結果發(fā)現,植物甾醇和植物甾醇酯在調節(jié)總膽固醇(TC)和甘油三酯(TG)方面沒有顯著差異[3],而植物甾醇與不同脂肪酸或植物油酯化制得的植物甾醇酯的降血脂效果存在差異[4-6]。植物甾醇或酯的原料主要來源于菜籽油、玉米油、大豆油和塔羅油等,以β-谷甾醇為主,含有一定量的菜油甾醇、豆甾醇、谷甾烷醇等。不同來源的植物甾醇或酯,其甾醇單體構成存在差異。目前,關于不同甾醇或甾醇酯對血脂影響的研究較少。由于β-谷甾醇、豆甾醇等植物甾醇單體存在產量低、價格高等問題,從功能食品研發(fā)角度,研究不同植物甾醇酯的降血脂效果,能更好地指導研發(fā)。本研究利用高脂血癥動物模型,比較兩種不同植物甾醇酯對高脂血癥動物模型降血脂效果的影響,為降血脂功能食品開發(fā)提供科學依據。
1 材料與方法
1.1 實驗動物及飼料環(huán)境
健康清潔級成年雄性SD大鼠,體重(200±20)g,108只,購自北京華阜康實驗動物技術有限公司(動物許可證號:SCXK(京)2011-0001)。實驗動物飼養(yǎng)環(huán)境:溫度(22±1)℃,濕度60%~70%,每日12h交替光照與黑暗,動物自由飲食飲水。
1.2 高脂飼料配方
高脂飼料配方:在維持飼料中添加20%蔗糖、15%豬油、1.2%膽固醇、0.2%膽酸鈉,適量的酪蛋白、磷酸氫鈣、石粉等。除了粗脂肪外,模型飼料的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、鈣、磷、鈣磷比均要達到維持飼料的國家標準,由北京萊艾特科技發(fā)展有限公司提供。
1.3 儀器試劑
水合氯醛、甲醛、生理鹽水等,北京化工廠;血脂4項試劑盒(TG、TC、HDL-C、LDL-C),北京康宏世紀醫(yī)學儀器有限公司;葵花籽油,京東超市;兩種植物甾醇酯(Vegapure 95E和Vegapure 95FF),巴斯夫公司。
1.4 植物甾醇構成及劑量
Vegapure 95E甾醇構成:β-谷甾醇≤80%、谷甾烷醇≤15%、菜油甾醇≤40%、菜油甾烷醇≤5%、豆甾醇≤30%、菜籽甾醇≤3%、其他≤3%);Vegapure 95FF甾醇構成:膽固醇≤2%、菜籽甾醇≤6%、菜油甾醇20%~29%、菜油甾烷醇≤6%、豆甾醇12%~23%、谷甾醇42%~55%、谷甾烷醇≤2.5%、D5- Avenasterol≤4%、D7- Stigmastenol≤2%、D7- Avenasterol≤2%,其他≤6%)。據文獻報道,植物甾醇酯降低血脂的最低有效劑量在0.8~3.6g/d不等,多數在2g左右。植物甾醇酯在我國為新食品原料,法規(guī)要求其攝入量≤3.9g/d。因此,本實驗植物甾醇酯的中劑量按照人體攝入2g設計,低劑量按照中劑量的1/2計算,高劑量按照新食品原料的法規(guī)高限設計。以人體60kg標準體重,種屬間換算系數計為10計算,則大鼠的低、中、高劑量分別為0.167、0.333、0.65g/kg。兩種植物甾醇酯均用葵花籽油溶解。
1.5 實驗動物分組
將108只SD大鼠按照體重隨機分成2組,12只大鼠給予維持飼料作為空白對照組、96只給予模型飼料作為模型對照組。每周稱量體重1次。模型對照組給予模型飼料1周后,空白對照組和模型對照組大鼠不禁食尾部采血,采血后盡快分離血清,測定血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平。根據TC水平將模型對照組隨機分成8組,分組后空白對照組和模型對照組比較TC、TG、LDL-C、HDL-C差異有顯著性,而模型對照組和各干預組TC、TG、LDL-C、HDL-C均無顯著性差異。分組后,植物甾醇酯干預組每天經口給予受試樣品,灌胃量為0.5mL/100g;空白對照組和模型對照組同時給予同體積的蒸餾水,灌胃量為0.5mL/100g;溶劑對照組灌胃給予葵花籽油,灌胃量為0.5mL/100g;空白對照組繼續(xù)給予維持飼料,模型對照組、溶劑對照組及各干預組繼續(xù)給予模型飼料,并定期稱量體重。干預4周后,不禁食采血,采血后盡快分離血清,并剝離脂肪和肝臟,測定相關指標。
1.6 指標檢測
1.6.1 血脂4項 根據試劑盒說明書,利用血生化全自動分析儀邁瑞B(yǎng)S400測定。
1.6.2 脂肪重量和體脂率 實驗結束后,解剖大鼠腹部,剝離附睪周脂重和腎周脂重,用分析天平稱其重量,即為脂肪重量。體脂率=脂肪重量/體重×100%。
1.6.3 肝臟重量和肝臟指數 實驗結束后,解剖大鼠腹部,剝離出肝臟,用生理鹽水洗干凈血跡后,濾紙吸干,分析天平稱取重量,并計算肝臟指數。肝臟指數=肝臟重量/體重×100%。
1.7 統(tǒng)計分析
所有數據經SPSS 17.0統(tǒng)計軟件處理,以均數±標準差表示計量資料,兩組間比較采用t檢驗,多組間均數的比較采用方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結果與分析
2.1 高脂血癥動物模型的建立
高脂飼料飼養(yǎng)1周后,取尾血,測定血清TC、TG、HDL-C、LDL-C。表1結果表明,高脂飼料飼養(yǎng)1周后,與空白對照組相比,模型對照組血清TC、LDL-C、TG均升高,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05),模型對照組血清HDL-C雖有下降趨勢,但差異不明顯(P=0.398)。由此可判定高脂血癥模型建立成功。根據TC水平將模型組分為8組,分組后TC、HDL-C、LDL-C、TG均無明顯差異(表3)。
2.2 植物甾醇酯對體重和進食量的變化
2.2.1 植物甾醇酯對體重的影響 實驗期間,各組大鼠生長狀況良好,活動正常。實驗前,各組大鼠體重之間無顯著差異(P<0.05);高脂飼料飼養(yǎng)1周,即干預開始時,與空白對照組相比,模型對照組、溶劑對照組、Vegapure 95FF和Vegapure 95E低、中、高劑量組體重均明顯增加。與模型對照組相比,溶劑對照組的體重無明顯差異,說明溶劑對SD大鼠的體重無明顯影響。與溶劑對照組相比,Vegapure 95FF低、中、高劑量組體重均無明顯差異;Vegapure 95E低、中、高劑量組體重雖有增加趨勢,但均無顯著性差異。由此可知,高脂飼料喂養(yǎng)可使SD大鼠體重增加,飼養(yǎng)1周后體重即明顯增加,隨著飼養(yǎng)時間的延長,模型對照組和各干預組與空白對照組的體重差越來越大。不同植物甾醇酯對高脂飲食誘導的體重增加無明顯改善作用(表2)。
2.2.2 植物甾醇酯對進食量的影響 與空白對照組相比,模型對照組進食量均明顯下降;與模型對照組相比,溶劑對照組進食量有下降趨勢,干預第1周差異不明顯(P=0.061),干預第2周之后差異明顯(P<0.5),說明僅灌胃溶劑對進食量有一定影響。因此,比較不同來源、不同劑量植物甾醇酯對進食量影響時,應與溶劑對照組相比較。與溶劑對照組相比,Vegapure 95FF低、中、高劑量組進食量均無明顯差異;Vegapure 95E低、中、高劑量組進食量均無明顯差異 (表4)。因此,進食高脂飼料能減少飼料進食量;灌胃溶劑對進食量也有一定影響,可能是由于高脂飼料或溶劑脂肪含量較高,一方面脂肪可增強飽腹感導致進食量下降,另一方面脂肪含量較多會影響SD大鼠的食欲。
2.3 植物甾醇酯干預4周對血脂的影響
由表5可知,模型對照組與空白對照組比較,血清TG、TC、LDL-C均升高,差異均有顯著性;模型對照組血清HDL-C下降,差異也具有顯著性。由此可判定高脂血癥模型建立成功。在模型建立成功的基礎上,與溶劑對照組相比,Vegapure 95FF低、中、高劑量干預4周后,大鼠血清TC、LDL-C水平均明顯下降,但單個劑量之間無顯著差異;且血清HDL-C、TG均無明顯變化。與溶劑對照組相比,Vegapure 95E低、中、高劑量干預4周后,大鼠血清TC、LDL-C水平均明顯下降,但單個劑量之間無顯著差異;且血清HDL-C、TG均無明顯變化。根據保健食品中輔助降血脂功能評價方法,兩種植物甾醇酯的輔助降低膽固醇功能動物實驗結果均為陽性。
2.4 植物甾醇酯對肝重和脂肪重量的影響
由表6可知,與空白對照組相比,模型對照組的脂肪重量、體脂率、肝臟重量、肝臟指數均明顯升高。高脂膳食可造成脂肪增加和肝臟腫大。與模型對照組相比,溶劑對照組的脂重、體脂率均明顯升高(P=0.024、0.013);肝臟重量和肝臟指數雖有升高趨勢,但差異不明顯(P=0.078),說明灌胃溶劑雖然對體重無明顯影響,但可影響體成分,對脂肪重量、體脂率有明顯影響,而對肝臟重量、肝臟指數無明顯影響。與溶劑對照組相比,Vegapure 95FF低、中、高劑量組脂肪重、體脂率、肝重、肝臟指數均無明顯差異;Vegapure 95E低、中、高劑量組脂肪重、體脂率、肝重、肝臟指數均無明顯差異。
3 結論與討論
本研究初步探討了兩種不同植物甾醇酯的降血脂效果,結果顯示,兩種植物甾醇酯對高脂血癥SD大鼠體重增長、進食量均無明顯影響;在實驗劑量下,兩種植物甾醇酯均有明顯降低血清TC、LDL-C含量,而對血清TG、HDL-C無明顯影響,這與目前大多數研究和Meta分析的結果一致[7-8],但本研究數據提示,兩種植物甾醇酯對血脂的影響均沒有劑量效應關系。這可能是實驗所用的劑量過高或者過低造成,進一步的實驗應該檢測更多的劑量,從而找到更有效的干預濃度。從脂肪重量、體脂率、肝臟重量和肝臟指數的數據來看,兩種植物甾醇酯的實驗處理濃度對這些指標無明顯影響,進一步的實驗可從改善濃度、時間等處理條件入手,找到更有效的干預方法。同時,為比較不同植物甾醇的降血脂效果是否存在差異,有必要利用高含量的植物甾醇酯單體進行詳細研究。
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Abstract:Objective To study the blood lipid-lowering effects of two different phytosterol esters on hyperlipidemia rats and compare their difference.Method Through feeding high fat forage,hyperlipidemia rat model was established,modeling rats were divided into 8 groups randomly according to the TC level,namely,model control group and solvent control group,Vegapure 95FF low,medium and high dose groups,Vegapure 95E low,medium and high dose groups.After 4 weeks of intervention,body weight and food intake were recorded,and serum TC,LDL-C,TG,HDL-C,fat weight and body fat rate,liver weight and liver index were measured.Result At the experimental doses,the two phytosterol esters significantly reduced serum TC and LDL-C,but no dose-effect relationship was found.The two phytosterol esters had no significant effect on serum TG and HDL-C.The two phytosterol esters had no significant effect on weight gain,food intake,fat weight,body fat ratio,liver weight and liver index of SD rats with hyperlipidemia.Conclusion There was no significant difference between the two phytosterol esters in reducing blood lipids,growth and development,body constitution and liver in hyperlipidemia rats.
Keywords:phytosterol esters;hyperlipidemia;blood lipid-lowering effect
(責任編輯 李婷婷)