條斑紫菜提取物對大鼠高血壓的改善作用

任姍姍，李鵬高,*，唐玉平，張淑華，肖忠新，吳惠惠，魏守剛

(1.首都醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與家庭醫(yī)學學院，北京 100069；2.首都醫(yī)科大學燕京醫(yī)學院，北京 101300)

條斑紫菜提取物對大鼠高血壓的改善作用

任姍姍1，李鵬高1,*，唐玉平2，張淑華1，肖忠新1，吳惠惠1，魏守剛1

(1.首都醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與家庭醫(yī)學學院，北京 100069；2.首都醫(yī)科大學燕京醫(yī)學院，北京 101300)

為研究條斑紫菜(Porphyra yezoensis)的抗高血壓作用，用不同方式制備其提取物后灌胃給予自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)和血壓正常的Wistar大鼠，監(jiān)測頸總動脈血壓變化情況。結果顯示：條斑紫菜水提物和醇提物均無顯著降壓作用，而其胃蛋白酶酶解物、中性蛋白酶酶解物均具有一定程度的降壓作用，且對心率及血壓正常的Wistar大鼠血壓無不良影響。與血管緊張素轉換酶抑制劑卡托普利相比，降壓作用的大小順序為卡托普利＞中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。表明條斑紫菜蛋白經中性蛋白酶和胃蛋白酶酶解后產生的活性肽具有高血壓改善作用。

條斑紫菜；提取物；頸總動脈；高血壓

根據中國居民第四次營養(yǎng)調查結果，我國高血壓患者已超過1.6億人，但其人群知曉率和控制率均較低，已成為一種嚴重影響我國居民身體素質和生活質量的慢性病，造成沉重的社會醫(yī)療負擔[1]。研究表明，飲食因素在高血壓的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用，通過合理膳食可有效預防和控制高血壓[2]。此外，天然食物中含有的血管緊張素轉換酶(ACE)抑制劑等抗高血壓物質也可起到平穩(wěn)降血壓的作用[3-4]。因此，研究開發(fā)此類食品具有廣闊的應用前景，也符合社會發(fā)展趨勢。

條斑紫菜(Porphyra yezoensis)屬紅藻門、原紅藻綱、紅毛菜科、紫菜屬(Porphyra)，蛋白質含量高達39.4%～50.4%(干基)[5]。研究表明，其酶解多肽(peptides from Porphyra yezoensis，PPY)具有ACE抑制劑活性，可顯著降低自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)的尾動脈壓[3]；此外，膳食補充條斑紫菜也能顯著降低高血壓患者的血壓并改善血管舒張功能[6]。

因此，本實驗以自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)為實驗對象，通過頸動脈插管血壓監(jiān)測術觀察各種條斑紫菜提取物的降壓作用，為開發(fā)相關產品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

新鮮、干燥的條斑紫菜由寧波市鄞州繁達保健食品廠提供。

雄性SHR及雄性Wistar大鼠，體質量(300±50)g，由首都醫(yī)科大學實驗動物中心提供(SCXK(京)2006-0009)。動物實驗符合《實驗動物管理條例》，并經首都醫(yī)科大學倫理委員會認可。

卡托普利 福建古田藥業(yè)有限公司；烏拉坦 齊魯制藥有限公司；AS.1398中性蛋白酶 江蘇無錫酶制劑公司；戊巴比妥鈉和胃蛋白酶(pepsin) 美國Sigma公司。

BL-420F生物機能實驗系統及TM_WAVE 1.0分析軟件 成都泰盟科技有限公司；旋轉蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；真空冷凍干燥機 北京四環(huán)科學儀器廠；索式提取器 上海第三儀器廠；DC10電熱恒溫水槽、BP3105電子天平 德國Thermo Haake公司；E250酸度計 美國Beckman公司。

1.2 方法

1.2.1 條斑紫菜各種提取物的制備

水提物的制備：以去離子水為溶劑，料水比為1:20(m/V)，100℃煮1h，提取3次，合并提取液，旋轉蒸發(fā)儀濃縮、冷凍干燥備用。

醇提物的制備：以無水乙醇為溶劑，料液比為1:25 (m/V)，用索式提取器室溫下回流提取醇溶性成分7h，濃縮、凍干備用。

條斑紫菜蛋白質提取：參照文獻[3,7]方法，將新鮮采集的條斑紫菜真空冷凍干燥、粉碎、取20g加入1L磷酸緩沖液(pH6.8)中，室溫溶脹1h后在冰浴中超聲10min，5000r/min離心20min，取上清液在0℃緩慢加入(NH4)2SO4使成60%飽和度，攪拌、靜置8h后10000r/min離心10min得到粗蛋白，稱質量后復溶在20mL磷酸緩沖液中透析除鹽，得粗蛋白溶液。

胃蛋白酶解物制備方法為：將20mL粗蛋白溶液調至pH2，加胃蛋白酶在37℃條件下水解20h，100℃煮10min終止反應，調至pH7.0，凍干，稱質量備用。

中性蛋白酶解物制備：取20mL粗蛋白溶液，調至pH7.5，加入中性蛋白酶40℃條件下反應20h，100℃、10min終止反應，凍干、稱質量備用。

提取物得率/%=(m1/m2)×100

式中：m1為提取物質量/g；m2為提取所用條斑紫菜質量/g。

1.2.2 頸動脈血壓監(jiān)測

大鼠禁食12h后，腹腔注射戊巴比妥鈉(20mg/kg)和烏拉坦(500mg/kg)麻醉[8]，固定于手術板上，頸部正中開口，插入氣管插管以保持呼吸通暢。行一側頸總動脈插管并與壓力換能器相連，經放大器測量頸動脈血壓。連接標準Ⅱ導聯記錄心電圖，以BL420F型生物信號采集與處理系統每5min取一次值，記錄血壓和心率的變化。待指標穩(wěn)定后經食管插管給予各種提取物，動物分組及灌胃劑量如下：1)對照組：5mL去離子水；2)卡托普利組：50mg/kg；3)水提物組：2500mg/kg；4)醇提物組：2500mg/kg；5)中性蛋白酶酶解物組：500mg/kg；6)胃蛋白酶酶解物組：500mg/kg；每組10只，各組基線收縮壓(SBP)無顯著性差異。灌胃后連續(xù)監(jiān)測120min，以血壓的變化值(Δ)反映提取物的降壓作用。對于有降壓作用的提取物，進一步以血壓正常的Wistar大鼠為實驗對象觀察其對正常血壓的影響。

1.2.3 統計分析

采用SPSS 10.0統計軟件，實驗數據以x±s表示，兩組均數間差異比較采用t檢驗，多組均數間差異比較采用單因素方差分析，以P＜0.05為有統計學顯著性意義。

2 結果與分析

2.1 條斑紫菜各種提取物的得率

各種提取物的得率如表1所示。

表1 條斑紫菜各種提取物的得率(n=3)Table 1 The yields of various extracts from purple laver (n=3)

2.2 麻醉對SHR大鼠血壓的影響

SHR大鼠是研究原發(fā)性高血壓的良好動物模型，也是用得最多的高血壓模型動物[9]。表2顯示，本實驗所用SHR基線血壓(SBP/DBP)水平在200/140mmHg左右，與人類高血壓水平相近。麻醉后SHR血壓出現明顯下降，但仍保持高水平，與文獻[8]報道一致；約30min后降至170/130mmHg左右，并可保持穩(wěn)定約120min，因此本實驗從麻醉后30min開始灌胃給予各種提取物，并連續(xù)監(jiān)測120min血壓的變化情況。

表2 SHR大鼠基線血壓和心率(n=10)Table 2 Basal blood pressure and heart rate of SHR (n=10)

2.3 條斑紫菜提取物對SHR大鼠頸動脈SBP的影響

血壓形成取決于心臟收縮、大血管彈性、血液本身、血液的黏稠度及外周阻力等因素。心臟收縮形成SBP，大動脈回縮形成DBP。根據世界衛(wèi)生組織規(guī)定，成人SBP≥140mmHg或(和)DBP≥90mmHg時即可確診為高血壓。在臨床中，SBP增高最常見，往往與年齡增長相關，也更難控制，SBP高說明大動脈彈性低，動脈已經硬化，往往比SBP和DBP都高的患者還要嚴重[10]。

圖1 條斑紫菜各種提取物對SHR大鼠頸動脈收縮壓(SBP)的影響Fig.1 Effects of various extracts from purple laver on carotid artery SBP in SHR

圖1顯示了給予條斑紫菜各種提取物后各組SHR大鼠頸動脈SBP變化值(ΔSBP)。其中，去離子水、水提物和醇提物組的ΔSBP圍繞著0上下波動，既均未表現出明顯的降壓作用；在灌胃30min后，只有卡托普利、中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物組的ΔSBP一致性地呈現為負值，表明SBP下降，且降壓作用逐漸明顯。降壓作用的大小順序為卡托普利＞中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。105min時卡托普利組SBP基本降低到正常水平，中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物組的降壓幅度分別為(30.07±8.53)mmHg和(14.45±5.11)mmHg，均具有統計學顯著性意義(P＜0.05)。

卡托普利是臨床應用時間最長的一種ACE抑制劑，適用于各種類型的高血壓，但其長期應用副作用較多，對中樞神經系統、心血管系統、胃腸道、血液系統、腎臟、皮膚等均有一定的損害。因此，開發(fā)具有ACE抑制活性的天然食物具有重要意義。近年來發(fā)現能從許多食物中分離出ACE抑制肽[11]，條斑紫菜就是其中一種[3]，其降壓作用雖沒有卡托普利強，但作為一種營養(yǎng)豐富的食品，具有許多卡托普利不可比擬的優(yōu)勢。

2.4 條斑紫菜各種提取物對SHR大鼠頸動脈舒張壓(DBP)的影響

臨床上還有一些患者SBP不高但是DBP比較高，在年輕人甚至兒童中更常見[12]。DBP升高往往與緊張、交感神經活性增高、外周血管阻力增高有關[13]。

圖2 條斑紫菜各種提取物對SHR大鼠頸動脈舒張壓(DBP)的影響Fig.2 Effects of various extracts from purple laver on carotid artery DBP in SHR

圖2顯示，條斑紫菜各種提取物對SHR大鼠DBP的影響與SBP類似，去離子水、水提物和醇提物組ΔDBP圍繞著0波動，未顯示明顯的降低DBP作用；只有中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物顯示出一致的降壓作用，降壓作用的大小順序為卡托普利＞中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。但其對DBP的作用沒有對SBP的作用強，顯示為DBP的下降幅度較小，表明這兩種酶解物降低SBP的作用更明顯。

2.5 條斑紫菜各種提取物對SHR大鼠心率的影響

在實驗觀察期間，各種提取物對SHR大鼠的心率均無顯著影響。

2.6 條斑紫菜蛋白酶酶解物對正常血壓的影響

為進一步觀察條斑紫菜中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物對正常血壓的影響，以血壓正常的Wistar大鼠為實驗對象，同樣采用頸動脈血壓監(jiān)測術觀察了灌胃給予相同劑量的中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物后Wistar大鼠頸動脈壓的變化情況。Wistar大鼠基線血壓值為(112.47±9.65)mmHg /(79.54± 6.38)mmHg，麻醉后血壓略有波動，但很快恢復到正常水平。給予中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物后，血壓仍然圍繞著基線水平波動(圖3)，無明顯下降(P＞0.05)，表明這兩種酶解物對血壓正常的動物無不良影響，不會使正常血壓降低，因此是比較安全的。

圖3 條斑紫菜蛋白酶酶解物對Wistar大鼠頸動脈血壓的影響Fig.3 Effects of neutral protease and pepsin hydrlysates from purple laver on carotid artery BP in Wistar rats

3 結 論

實驗結果表明，水煮提取和乙醇回流提取的條斑紫菜提取物無顯著降低SHR大鼠頸動脈壓的作用，而將條斑紫菜蛋白質經中性蛋白酶和胃蛋白酶酶解后得到的酶解物均能降低SHR大鼠頸動脈的SBP和DBP，具有明顯的降高血壓功效，尤其對SBP的降壓效果更明顯，降壓作用的大小順序為中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。而且，兩種酶解物對心率及血壓正常的Wistar大鼠的血壓無不良影響，因此食用比較安全，具有研究開發(fā)價值。

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Anti-hypertensive Effect of Extract from Purple Laver (Porphyra yezoensis) in Rat

REN Shan-shan1，LI Peng-gao1,*， TANG Yu-ping2，ZHANG Shu-hua1，XIAO Zhong-xin1，WU Hui-hui1，WEI Shou-gang1
(1. School of Public Health and Family Medicine, Capital Medical University, Beijing 100069, China；2. Yanjing Medical College, Capital Medical University, Beijing 101300, China)

In order to investigate the anti-hypertensive effects of various extracts from purple laver (Porphyra yezoensis), spontaneously hypertensive rats (SHR) administered with extracts from purple laver by intragastric infusion and the change in blood pressure (BP) of the rats was monitored by carotid artery catherization. The results showed that water and ethanol extracts from purple laver had no effect on BP in SHR, but neutral protease and pepsin hydrlysates of purple laver had a significant BP-lowering effect. No adverse effect on heart rate and BP in normotensive Wistar-Kyoto rats was observed. The decreasing sequence of BP-lowering effect of the neutral protease and pepsin hydrlysates and captopril was found as follows: captopril ＞ neutral protease hydrolysate ＞ pepsin hydrolysate. Based on this study, it could be concluded that peptides derived from neutral protease or pepsin hydrolysis of purple laver protein have an anti-hypertensive effect in SHR.

Porphyra yezoensis；extract；common carotid artery；hypertension

R151.1；TS255.1

A

1002-6630(2011)07-0296-04

2010-08-26

國家自然科學基金項目(30800912)

任姍姍(1984—)，女，碩士研究生，研究方向為營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學。E-mail：renshanshan06@163.com

*通信作者：李鵬高(1974—)，男，副教授，博士研究生，研究方向為營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學。E-mail：penggao@ccmu.edu.cn