鈣對高脂膳食小鼠血清抗氧化能力與血脂的影響

肖 瀛，杜 丹

(1.上海應用技術學院香料香精技術與工程學院食品系，上海200235; 2.江陰百泰生物科技有限公司，江蘇江陰214434)

鈣對高脂膳食小鼠血清抗氧化能力與血脂的影響

肖 瀛1，杜 丹2

(1.上海應用技術學院香料香精技術與工程學院食品系，上海200235; 2.江陰百泰生物科技有限公司，江蘇江陰214434)

探究了膳食鈣水平對飼喂高脂膳食小鼠機體的抗氧化能力與血脂代謝的影響，以及二者之間關系。實驗選用5周齡C57BL/6雄性小鼠，隨機分為4組(n=10):對照組、高脂模型組、高脂低鈣組、高脂高鈣組。飼喂6周，高脂模型組和高脂低鈣組小鼠的血漿TG、TC、LDL-C值顯著高于對照組，而抗氧化能力指標和脂蛋白酯酶(LPL)活性顯著低于對照組(P＜0.05)。高脂高鈣組的TG、TC值顯著低于高脂模型組，LPL活性和抗氧化能力指標則顯著高于高脂模型組。相關性分析表明，總抗氧化能力(T-AOC)與TG(r=-0.976，P=0.012)、TC(r=-0.989，P=0.006)呈現顯著的負相關，而與LPL(r=0.945，P=0.028)呈顯著正相關。結果表明，高膳食鈣可改善高脂膳食性脂代謝紊亂的作用可能與提高機體抗氧化能力有關。

血脂代謝紊亂，膳食鈣，抗氧化，小鼠

1 材料與方法

1.1 實驗動物與實驗設計

實驗選用6周齡C57BL/6雄性小鼠，體重約(14 ±1)g(中國科學院上海實驗動物中心)，飼喂正常飼料5d后，根據體重隨機分為4組，每組10只，即對照組(正常飼料，0.7%Ca，0.5%P)、高脂模型組(高脂膳食，HFD)、高脂低鈣組(LCHFD，0.35%Ca，0.3%P)、高脂高鈣組(HCHFD，1.6%Ca，0.7%P)，飼料配方見表1。小鼠同室分籠飼養，自然光照，自由飲水和采食。環境溫度控制在(23±2)℃，濕度60%，飼喂6周。

表1 飼料成分

1.2 樣品采集與制備

飼喂6周后禁食12h，眼球采血法取血于1.5mL抗凝管內，離心(4000r/min，15min)取上清，制備血漿，-20℃保存待用。

1.3 生化指標分析

血漿總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL -C)均采用相應的試劑盒(中生北控生物科技股份有限公司)測定;血漿中的還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量、過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性、總抗氧化能力(TAOC)和丙二醛(MDA)、脂蛋白酯酶活性(LPL)和血鈣均采用相應的試劑盒(南京建成生物工程研究所)測定。

1.4 數據分析

采用SPSS15軟件中的ANOVA方法對實驗數據進行差異顯著性檢驗(Duncan test)，結果以平均數±標準偏差(ˉx±SD)表示，并用 SPSS做 Pearson’s correlation coefficient相關性分析。

2 結果與分析

2.1 體重與血脂的變化

飼喂6周，小鼠的體重和血脂代謝的結果如表2所示。高脂膳食組小鼠較對照組體重顯著增加，TG、TC、HDL、LDL四項血脂指標均顯著增高。而高脂低鈣組小鼠體重最低，但與對照組無顯著差異，可能低鈣組的鈣不能滿足小鼠生長的營養需要。相反，高脂高鈣組小鼠體重顯著低于高脂組，且TG、TC也均顯著低于高脂組，而HDL和LDL無顯著性變化，表明鈣補充可在一定程度上改善高脂膳食導致的血脂代謝紊亂。血鈣是不易受到膳食鈣水平影響的穩定指標，對于表2中血漿鈣的水平，高脂高鈣組較高脂低鈣組顯著增加，而其余各組間無顯著差異，表明低鈣高脂組的鈣的攝入是不足的。LPL在血脂代謝中扮演了重要的角色，高脂膳食可導致LPL的活性顯著降低，而高脂高鈣膳食較其它兩組高脂膳食組可顯著提高LPL活性。

從血漿鈣可以看出，高鈣組的膳食實際上并沒有產生明顯的調節血鈣的作用，與正常組無差異。

2.2 抗氧化能力的變化

表3顯示的血漿抗氧化能力的結果表明，高脂膳食導致小鼠體內抗氧化能力(SOD、CAT、T-AOC)顯著降低，氧化還原狀態(GSH/GSSG比值)失衡，氧化損傷指標(MDA)顯著增大，而高脂低鈣膳食可導致這樣趨勢更加顯著。相反，膳食鈣補充可顯著提高高脂膳食小鼠的抗氧化能力，維持氧化還原狀態的平衡，改善氧化損傷。

2.3 抗氧化與血脂代謝的相關性分析

將血漿總的抗氧化能力指標T-AOC、氧化還原狀態指標GSH/GSSG、氧化損傷指標MDA與血脂代謝指標(TG、TC、LDL-C、HDL-C、LPL)進行Pearson’s相關性分析，結果見表4。血漿T-AOC、GSH/GSSG比值與TC、TG、LDL-C呈現顯著負相關，與LPL活性呈現顯著正相關，而與HDL-C無顯著相關性。MDA則與TC、TG、LDL-C呈現顯著正相關，與LPL活性呈現顯著負相關，與HDL-C也無顯著相關性。

表2 血脂代謝的變化

表3 血漿抗氧化相關指標的變化

表4 血脂代謝與抗氧化的相關性分析

3 討論與結論

本研究主要探究了高脂膳食小鼠的鈣攝入水平與血脂代謝和抗氧化能力之間關系。結果表明，高脂膳食中補充鈣的攝入可以改善高脂膳食引發的血脂代謝紊亂，也可改善高脂膳食性氧化損傷。盡管Zemel等［8］和 Parra等［7］也分別報道了類似的結果，但是本研究的抗氧化與血脂代謝的相關性分析提示高鈣的補充對改善高脂膳食性血脂代謝紊亂的作用機制可能與抗氧化能力有關。本研究為更好地開發輔助改善高脂血癥的保健食品和擴展鈣補充劑的保健功效提供了新的思路。

Yang等研究表明高脂膳食性氧化應激是導致血脂代謝紊亂的重要原因，并且LPL的活性與抗氧化能力呈現正相關，而與氧化損傷指標MDA呈現負相關［4，6］。對于LPL在高脂血癥中的作用近年來備受關注，LPL可由脂肪、心臟、肌肉等組織產生，在分解乳糜微粒和 VLDL中的甘油三酰起了重要的作用［10］。降低LPL活性可導致TG增高，HDL-C減少［11-12］。由于自由基是一種調控基因表達的信號因子，同時蛋白質中巰基易受到氧化還原狀態的影響，因此自由基水平和氧化還原狀態的變化可影響到蛋白質的活性，其也與許多疾病的發生或進展有關［13-14］。Yang等研究證實LPL的活性易受到氧化還原狀態的影響［6］。本研究也表明LPL的活性與血漿抗氧化能力(T-AOC)呈現正相關，也與還原型谷胱甘肽的含量(GSH/GSSG)呈現正相關，而與氧化損傷(MDA)呈現負相關。因此，高水平鈣的攝入可以提高機體抗氧化能力，維持氧化還原狀態的平衡，可能由此提高LPL活性，改善高脂膳食性血脂代謝紊亂。

高鈣的攝入可改善高脂膳食性氧化應激的原因比較復雜。多項研究表明鈣代謝與氧化應激有著密切的關系［15］。本文的高鈣組血鈣沒有顯著增加，這主要是由于血鈣受到各類激素的調控而保持穩定的水平，而調控的重要激素就是1，25-二羥基維生素D3(1，25VD3)。高水平膳食鈣的攝入可以降低1，25VD3的含量，1，25VD3有調控細胞內鈣離子濃度的作用，而細胞內的鈣離子有調控基因表達的作用［16-17］，目前研究發現1，25VD3能增加抗氧化酶、解偶聯蛋白2(UCP2)和UCP3表達［18］。UCP起氧化磷酸化解偶聯作用，增加UCP表達可以抑制電子傳遞鏈中電子的泄露，降低能量代謝中產生的自由基［9］，由此可提高機體抗氧化能力，改善氧化應激。高脂膳食可以降低鈣的吸收［19］，從而可能升高1，25VD3水平，增加氧化應激，而補充鈣后可以增加鈣的吸收量，降低1，25VD3水平，可能由此改善氧化應激。此外，高鈣能與脂肪形成大量的皂化鈣而減少脂肪的吸收，由此調節血脂代謝和減少自由基水平，也是改善氧化應激和抗氧化能力可能的原因之一。

本研究表明，高脂膳食中補充鈣的攝入改善脂代謝紊亂的作用可能與其提高機體抗氧化能力調控氧化應激有關，但其作用機制還需要更深入的研究。

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Effects of dietary calcium on antioxidant capacity and blood lipid in mice fed high-fat diet

XIAO Ying1，DU Dan2
(1.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 200235，China; 2.Jiangyin BridgeBio Biotechnology Company，Jiangyin 214434，China)

The aim was to investigate effects of calcium intake levels on blood lipids metabolism and antioxidant capacity in mice fed high-fat diet(HFD)and relation between them.C57BL/6 mice(5 weeks old)were randomly assigned to four groups(n=10).The mice of four groups were fed with normal diet，HFD，HFD with low calcium (LCHFD)，and HFD with high calcium(HCHFD)，respectively.After 6 weeks feeding，the LCHFD and HFD induced a significant increase in plasma TG，TC and LDL-C and a significant decrease in LPL activity and antioxidant capacity in mice compared with the control mice(P＜0.05).In contrast，HCHFD reduced significantly TG，TC，and LDL-C and improved significantly HDL-C，LPL activity，and antioxidant capacity compared with the HFD-fed mice.The total antioxidant capacity(T-AOC)was positively correlated with LPL(r=0.945，P=0.028)and was negatively correlated with both TG(r=-0.976，P=0.012)and TC(r=-0.989，P=0.006).The present results suggested that high dietary calcium attenuates dyslipidemia in HFD-fed mice，which might be attributed to its effects of improving antioxidant status.

dyslipidemia;dietary calcium;antioxidant;mice

TS201.4

A

1002-0306(2011)11-0387-04

隨著我國經濟的發展，居民膳食結構發生了變遷，油脂攝入的比例不斷增加［1-2］。高脂膳食可導致人體血脂、血糖增高，并且可導致體內抗氧化能力下降，引發機體氧化應激［3-6］。而高鈣飲食有改善高脂血癥和肥胖的作用［7］，并且最近的研究表明，膳食鈣的補充可提高抗氧化能力，改善高脂膳食誘發的機體氧化損傷［8-9］。本工作旨在探究不同膳食鈣水平對飼喂高脂膳食小鼠的抗氧化能力和血脂代謝的影響以及二者之間的關系，為進一步探究膳食鈣補充劑調節生理的機制奠定基礎，也為拓展鈣補充劑的保健功能提供新的思路和理論依據。

2011-07-18

肖瀛(1981-)，男，講師，博士，研究方向:分子與應用營養學。

上海市教委優青基金(yyy11068);校科研項目(YJ2011-09)。