朱淑云 楊 靖 邵 鋒 董 英 余永建
(1 江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院 江蘇鎮(zhèn)江212013 2 江蘇恒順集團(tuán)有限公司 江蘇鎮(zhèn)江212143)
近年來隨著人們生活方式的改變,能量和膳食脂肪攝入的增加,非酒精性脂肪肝?。∟onalcoholic fatty liver disease,NAFLD)的患病人數(shù)逐年增加,已成為僅次于病毒性肝炎的第二大肝病。更重要的是NAFLD 患者的年齡分布在向低齡化發(fā)展,在肥胖兒童中NAFLD 的發(fā)病率高達(dá)70%以上[1-3]。NAFLD 的發(fā)病機(jī)制與脂代謝紊亂、胰島素抵抗(IR)、炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激等因素密切相關(guān),現(xiàn)在臨床上尚無針對NAFLD 安全有效的藥物[4-6]。目前,NAFLD 的治療主要包括調(diào)整生活方式 (營養(yǎng)和運(yùn)動),增加胰島素敏感性,減輕炎性反應(yīng)以及保護(hù)肝細(xì)胞的藥物療法,然而相關(guān)藥物缺乏較理想的療效,并且往往成本較高,有較多的副作用。近年來一些天然活性物質(zhì)對NAFLD 的作用逐漸引起了人們的關(guān)注[7-10]。鎮(zhèn)江香醋(Zhenjiang aromatic vinegar,ZAV)具有顯著的抗氧化活性,其抗氧化活性成分包括黃酮類、多酚類、維生素、皂苷類和活性多肽等物質(zhì)[11-13]。另有研究發(fā)現(xiàn),鎮(zhèn)江香醋具有保護(hù)肝臟的作用,香醋中的活性成分對肝臟組織損傷有修復(fù)作用,可以提高肝臟解毒功能,促進(jìn)其新陳代謝[14]。體外實(shí)驗(yàn)表明,食醋中的川芎嗪和外環(huán)二肽具有較好的降血脂功效[15]。NAFLD 的發(fā)病機(jī)制與肥胖和氧化損傷密切相關(guān),而鎮(zhèn)江香醋是否對NAFLD 具有保護(hù)作用尚未見文獻(xiàn)報道。鑒于此,本試驗(yàn)通過高脂飲食建立NAFLD 小鼠模型,研究鎮(zhèn)江香醋對NAFLD 小鼠的保護(hù)作用。
2月齡雄性ICR 小鼠40 只,江蘇大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心,許可證號:SCXK(蘇)2013-0011,所有小鼠均飼養(yǎng)于江蘇大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心動物房內(nèi)。
鎮(zhèn)江香醋(ZAV),鎮(zhèn)江恒順醋業(yè)有限公司。參考文獻(xiàn)[12]的方法將香醋在60 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至原體積的1/3,其中濃縮醋的固形物含量為48.52%,總酚質(zhì)量濃度為12.21 mg/mL,總黃酮質(zhì)量濃度為6.42 mg/mL。
超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、低密度脂蛋白膽固醇(LDLC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDLC)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、游離脂肪酸(FFA)等試劑盒,南京建成生物工程研究所;胰島素ELISA 試劑盒、腫瘤壞死因子α(TNF-α)ELISA 試劑盒、白介素6(IL-6)ELISA 試劑盒,上海酶聯(lián)生物科技有限公司;其它試劑均為分析純級。
T8 電動均漿器,德國IKA 公司;L500 離心機(jī),長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;AU2700 全自動生化分析儀,日本Olympus 公司;Multiskan GO全波長酶標(biāo)儀,美國Thermo 公司;Ti-E 倒置熒光顯微鏡,日本Nicon 公司。
1.3.1 實(shí)驗(yàn)動物分組 將小鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為4 組:正常組、模型組、ZAV 低劑量組、ZAV 高劑量組,每組10 只,經(jīng)1 周適應(yīng)性飼養(yǎng)后,正常組小鼠喂養(yǎng)普通飼料,模型組小鼠喂養(yǎng)高脂飼料(70.5%普通飼料,10%豬油,10%蛋黃粉,8%蔗糖,1.5%膽固醇),ZAV 組小鼠喂養(yǎng)高脂飼料,分別每天灌胃1.2 g/(kg·d)和2.4 g/(kg·d)的ZAV,正常組和模型組小鼠灌胃等量蒸餾水。試驗(yàn)期間小鼠自由飲水、自由采食,每天固定時間灌胃,連續(xù)飼喂8 周。試驗(yàn)結(jié)束后,采血,引頸處死小鼠,迅速取肝組織和脂肪組織,用生理鹽水沖洗干凈,濾紙吸去水分后,以電子天平準(zhǔn)確稱取質(zhì)量,置潔凈塑料袋中密封,超低溫保存。
1.3.2 指標(biāo)檢測 血清中的TG、TC、HDLC、LDLC和葡萄糖由全自動生化分析儀測定;FFA、SOD、CAT、GSH、MDA、TNF-α 和IL-6 等指標(biāo)按試劑盒說明書進(jìn)行測定。根據(jù)血清葡萄糖和血清胰島素水平計算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。
HOMA-IR=空腹葡萄糖水平 (mmol/L) ×空腹胰島素水平(mIU/L)÷22.5
1.3.3 肝組織形態(tài)學(xué)檢測 取小鼠肝組織用10%中性福爾馬林固定,經(jīng)乙醇梯度脫水,二甲苯透明,石蠟包埋,連續(xù)切片,蘇木精-伊紅染色,光學(xué)顯微鏡下觀察。
各組數(shù)據(jù)結(jié)果以xˉ±SD (平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示,采用SPSS17.0 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差分析,統(tǒng)計組間差異,P <0.05 認(rèn)為組間存在顯著性差異。
由表1可知,試驗(yàn)前各組小鼠的體質(zhì)量沒有顯著性差異(P>0.05),試驗(yàn)后模型組小鼠的體質(zhì)量顯著高于正常組(P<0.05),ZAV 可以顯著降低小鼠的體質(zhì)量,使其達(dá)到正常組的水平;模型組小鼠的腹部脂肪和附睪脂肪質(zhì)量也顯著高于正常組(P<0.05),說明高脂飲食使小鼠體內(nèi)脂肪含量明顯增加,ZAV 可以顯著抑制小鼠脂肪含量的增加,高劑量組優(yōu)于低劑量組。
表1 ZAV 對小鼠體質(zhì)量和腹部及附睪脂肪質(zhì)量的影響(n=10)Table 1 Effect of ZAV on body weight,abdominal and epididymal fats in mice (n=10)
眾所周知,脂代謝紊亂是引起NAFLD 的重要因素,而長期大量的高脂飲食必然引起脂肪合成加快和血脂升高,而TC 或TG 升高會導(dǎo)致體內(nèi)脂質(zhì)代謝異常。另外,F(xiàn)FA 增加被認(rèn)為是導(dǎo)致NAFLD 的重要起始因子,過量的FFA 會促使脂肪肝的形成,F(xiàn)FA 還可加重胰島素抵抗[16]。ZAV 對小鼠血清和肝臟中脂類水平的影響見表2。
表2顯示,與正常組比較,模型組小鼠血清和肝臟中的脂類都顯著升高(P <0.05),表明高脂飲食導(dǎo)致小鼠體內(nèi)脂代謝紊亂,灌胃8 周后,ZAV 可以顯著降低血清TG 和FFA 水平(P <0.05),ZAV高劑量組還可以顯著降低血清LDL-C 水平和肝臟中TC 和TG 水平(P <0.05),而ZAV 組血清中的TC 與模型組無顯著性差異(P >0.05)。HDLC可以將外源性膽固醇由組織細(xì)胞運(yùn)到肝臟代謝,其可以清除血管內(nèi)壁沉積的膽固醇,防止心腦血管疾病的發(fā)生,多數(shù)研究表明NAFLD 小鼠的HDLC 水平均下降[17-18],而本試驗(yàn)中NAFLD 小鼠血清的HDLC 升高,可能由于大量外源性膽固醇的攝入促進(jìn)了HDLC 水平的升高,具體原因有待進(jìn)一步研究。表2結(jié)果表明ZAV 可以降低NAFLD 小鼠血清和肝臟中的脂質(zhì)水平,可以在一定程度上減緩NAFLD 的發(fā)生。
表2 ZAV 對小鼠血清和肝臟中脂類水平的影響(n=10)Table 2 Effects of ZAV on the lipid levels in serum and liver of mice (n=10)
胰島素是一種降血糖激素,可以促進(jìn)脂肪合成,抑制脂肪分解,過量的胰島素會引起肝內(nèi)脂肪堆積,導(dǎo)致脂肪肝的形成。而肝臟脂肪的堆積又可以進(jìn)一步誘發(fā)加重胰島素抵抗,胰島素抵抗在NAFLD 發(fā)展中起首要作用,是導(dǎo)致肝損傷的首要因素,因此改善胰島素抵抗是治療NAFLD 的關(guān)鍵因素之一,而增強(qiáng)胰島素的敏感性是改善胰島素抵抗的首要措施[19-20]。ZAV 對小鼠血糖、胰島素和HOMA-IR 的影響見表3。
表3 ZAV 對小鼠血清中葡萄糖、胰島素和HOMA-IR 的影響(n=10)Table 3 Effects of ZAV on glucose,insulin and HOMA-IR in serum of mice (n=10)
由表3可見,高脂飼料誘導(dǎo)模型組小鼠的血糖和胰島素水平較正常組顯著升高(P<0.05),小鼠產(chǎn)生了明顯的胰島素抵抗。灌胃8 周后,與模型組比較,ZAV 的干預(yù)顯著降低了小鼠的血糖和胰島素水平,改善了小鼠的胰島素抵抗。也有研究發(fā)現(xiàn)食醋可以延緩血糖的上升,從而使胰島素的分泌減少,并進(jìn)一步控制脂肪的合成,這可能與食醋中含有較多的有機(jī)酸有關(guān)[21-22]。
氧化應(yīng)激在NAFLD 的發(fā)展中起到重要作用,肝臟中的脂質(zhì)過氧化是活性氧的重要來源,而過量的活性氧會進(jìn)一步加重肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激。SOD 和CAT 活性及GSH 含量可以反應(yīng)出機(jī)體的抗氧化能力,MDA 是脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,可反應(yīng)組織氧化損傷程度[23-24]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,模型組小鼠肝臟SOD 和CAT 的活性及GSH 含量顯著降低,而MDA 含量顯著增加,說明NAFLD 小鼠肝臟的抗氧化能力及對自由基的清除能力下降,脂質(zhì)過氧化損傷增加。ZAV 可顯著提高小鼠肝臟的SOD 和CAT 活性及GSH 含量,并降低MDA 含量。提示ZAV 可以提高機(jī)體的抗氧化能力,對機(jī)體脂質(zhì)過氧化有一定的抑制作用。許多研究也證實(shí)了食醋具有很強(qiáng)的抗氧化能力[11-13],這與其含有較多的抗氧化物質(zhì),如黃酮、多酚及類黑素等有關(guān)[25-27]。
表4 ZAV 對小鼠肝組織SOD 和CAT 活性及GSH、MDA 含量的影響(n=10)Table 4 Effects of ZAV on activities of SOD and CAT,and levels of GSH and MDA in liver tissue of mice (n=10)
炎性因子在NAFLD 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用,而TNF-α 和IL-6 是體內(nèi)兩種非常重要的炎癥細(xì)胞因子,它們既能直接損傷肝細(xì)胞,又能引起胰島素抵抗,從而促進(jìn)脂肪肝的形成[28-29]。而脂聯(lián)素是一種抗炎細(xì)胞因子,它可以通過抑制脂肪生成,提高線粒體內(nèi)游離脂肪酸的氧化,增強(qiáng)胰島素敏感性,從而降低肝臟脂質(zhì)的累積,減輕炎性因子的釋放[30]。
圖1 ZAV 對小鼠血清中TNF-α、IL-6 和脂聯(lián)素水平的影響(n=10)Fig.1 Effects of ZAV on serum TNF-α,IL-6 and adiponectin levels (n=10)
由圖1可知,NAFLD 小鼠血清中的炎癥細(xì)胞因子TNF-α 和IL-6 顯著升高,脂聯(lián)素水平顯著降低,而ZAV 可以降低TNF-α 和IL-6 水平,升高脂聯(lián)素水平,提示ZAV 可以減輕NAFLD 小鼠的炎癥反應(yīng),對脂肪肝小鼠有一定的保護(hù)作用。這可能與ZAV 能夠減輕肝組織脂肪的累積,具有較強(qiáng)的抗氧化活性有關(guān)。
由圖2可見正常組小鼠的肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整、清晰,肝細(xì)胞大小均一,無脂肪變性。模型組小鼠肝細(xì)胞形態(tài)發(fā)生了明顯變化,大多數(shù)肝細(xì)胞腫脹,呈彌漫性脂肪變性,有的肝細(xì)胞呈氣球樣變性,而NAFLD 的主要特征是肝細(xì)胞脂肪變性和肝脂肪的異常累積,由此可以判斷高脂飲食導(dǎo)致了小鼠脂肪肝的形成,而ZAV 組小鼠肝組織結(jié)構(gòu)完整,肝細(xì)胞脂肪變性程度較模型組有較大的改善,肝細(xì)胞基本恢復(fù)了正常的形態(tài)結(jié)構(gòu),說明ZAV 可以減少NAFLD 的發(fā)生,這與其具有降脂、減重、抗炎、抗氧化的活性密切相關(guān)。
圖2 ZAV 對小鼠肝組織形態(tài)的影響(200×)Fig.2 Effect of ZAV on liver tissue morphology in mice (200×)
鎮(zhèn)江香醋是我國傳統(tǒng)的四大名醋之一,其以優(yōu)質(zhì)糯米為主要原料,經(jīng)傳統(tǒng)的“固態(tài)分層”發(fā)酵工藝釀造制得,采用典型的天然多菌種混合發(fā)酵工藝。鎮(zhèn)江香醋富含多種活性成分包括黃酮類、多酚類、維生素、皂苷類和活性多肽等。本研究結(jié)果顯示,鎮(zhèn)江香醋對高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠NAFLD 有較好的保護(hù)作用,其作用機(jī)制與其能夠降低小鼠的體質(zhì)量和脂肪含量,增加機(jī)體的抗氧化能力,減輕小鼠的胰島素抵抗和炎癥反應(yīng)有關(guān)。然而本研究指標(biāo)有限,對鎮(zhèn)江香醋干預(yù)NAFLD 的作用機(jī)制還需進(jìn)一步深入研究,以獲得更精確的結(jié)論,為NAFLD 研究提供新的思路。