花青素對動脈粥樣硬化模型小鼠抗氧化和血脂代謝的影響

歐海龍++張慶海

[摘要] 目的 探討花青素在動脈粥樣硬化模型小鼠體內抗氧化能力和血脂代謝中的作用。 方法 高脂飲食誘導基因敲除的ApoE-/-小鼠8周后，每天用不同劑量（低、中、高：50、100、200 mg/kg）的花青素對小鼠連續灌胃8周。獲取血清和肝臟并分別檢測各抗氧化指標和各項血脂含量。 結果 中、高劑量組血清中SOD活性的提高及血清和肝臟的MDA含量的降低與空白組比較，差異有統計學意義（P<0.05）；高劑量組肝臟的SOD活性與空白組比較，差異有統計學意義（P<0.05）；總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平，隨著劑量的增加不斷降低，中、高劑量組中TG水平與空白組比較，差異有統計學意義（P<0.05）；高劑量組TC和LDL-C水平與空白組比較，差異有統計學意義（P<0.05）。 結論 花青素對高脂誘導的動脈粥樣硬化小鼠具有抗氧化、降低血脂的功能。

[關鍵詞] 花青素；ApoE-/-小鼠；氧化；血脂；動脈粥樣硬化

[中圖分類號] R543 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2015）08（a）-0004-04

體內脂代謝紊亂，可使過多的脂質沉積在血管內壁，并在脂質氧化和各種炎癥反應的作用下形成動脈粥樣硬化。載脂蛋白ApoE基因敲除的純合小鼠（ApoE-/-）可正常存活和繁殖，但當給予適當的高脂飲食時，可導致各種高脂蛋白血癥[1-2]，是動脈粥樣硬化相關疾病病理和藥理研究的主要動物模型[3-6]。花青素是一類具有多酚羥基的黃酮類化合物，主要存在于各種植物如葡萄、紫甘薯、藍莓和黑米中，在體內具有抗氧化、抑制腫瘤及消炎等多種藥理功能[7-8]。本研究以實驗室前期成功建立的動脈粥樣硬化ApoE-/-模型小鼠為試驗動物[9]，對其用不同劑量的花青素處理，檢測小鼠體內血清、肝臟的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的活性和丙二醛（malonaldehyde，MDA）的含量及各種血脂蛋白水平，分析花青素在動脈粥樣硬化小鼠體內的抗氧化反應和血脂質代謝的影響。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

電子天平（上海奧豪斯儀器公司），721型分光光度計（上海精密儀器公司），電熱鼓風干燥箱（上海躍進公司）；紫甘薯花青素（青島鵬遠公司），小鼠基礎飼料（貴陽醫學院動物中心），低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）檢測試劑盒（南京建成生物公司），其余試劑均為國產分析純。

1.2 試驗動物

ApoE-/-小鼠購自南京大學模式動物研究所，引種協議[2012]470號。動物飼養環境條件為室溫20～25℃，相對濕度40%～70%。對6周齡左右的ApoE-/-雄性小鼠進行高脂肪飼料（21.5%脂肪和0.15%膽固醇）喂養，喂食8周后，對體重為23～25 g的試驗動物分為4組，每組8只。對空白組（0 mg/kg）、花青素低劑量組（50 mg/kg）、花青素中劑量組（100 mg/kg）和花青素高劑量（200 mg/kg）的小鼠進行灌胃，持續8周。試驗結束后，解剖并取靜脈血和肝臟用于下一步試驗。

1.3 體內抗氧化酶活性測定

取肝臟組織加入10倍體積的生理鹽水，在冰浴中制成組織勻漿，以5000 r/min離心10 min，取上清液進行相關指標的測定，其中通過羥胺法測定SOD活性、硫代巴比安酸（TBA）比色法測定MDA的含量，具體方法根據南京建成生物公司提供的操作說明。

1.4 血脂水平的檢測方法

血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triglyceride，TG）水平的測定分別采用膽固醇氧化酶法（COD-PAP）及磷酸甘油氧化酶法（GPO-PAP），應用分光光度計測其在500 nm吸收值。LDL-C和HDL-C測定所用試劑和方法均按照南京建成試劑盒說明書進行操作。

1.5 統計學分析

采用SPSS 18.0統計軟件對數據進行分析，計量資料以x±s表示，采用t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 花青素對ApoE-/-小鼠血清和肝臟SOD、MDA的影響

低劑量組小鼠血清SOD、MDA值與空白組比較，改變不顯著；中、高劑量組血清SOD、MDA值與空白組比較，差異有統計學意義（P<0.05）；高劑量組SOD值提高了46%，而MDA降低了37%（表1）。在肝臟中，MDA下降水平在中劑量時有顯著差異（P<0.05）；SOD值則在高劑量時明顯提高（P<0.05）（表2）。

2.2 花青素對ApoE-/-小鼠血脂水平的影響

經不同劑量花青素處理后，中、高劑量組TG水平與空白組比較顯著降低，差異有統計學意義（P<0.05）；高劑量組TC和LDL-C水平與空白組比較出現明顯下降，差異有統計學意義（P<0.05）；其中LDL-C的降低效果最顯著，高達60%多。4組HDL-C水平比較，差異無統計學意義（P>0.05）（圖1）。

3 討論

自由基是機體氧化反應過程中產生的一類強氧化性化合物。不斷積累的自由基誘發體內細胞的氧化損傷、損害機體組織，是引起各種慢性疾病如動脈粥樣硬化的危險因素之一。生物體內的SOD、過氧化氫酶（catalase，CAT）等抗氧化酶，可清除自由基、減少體內過氧化脂質、MDA等的生成，其活性的高低常被用于衡量機體的氧化程度[10-12]。本研究以SOD、MDA為指標，分析花青素的抗氧化活性。

TG、TC、LDL-C及HDL-C是血清中的主要膽固醇類型，其中TG、TC、LDL-C的內核里含有豐富的脂質，如在血清中的水平過高，易沉積在血管壁上，逐漸發展為斑塊，是動脈粥樣硬化的重要的危險因素。HDL-C中蛋白含量較多，脂質較少，且HDL-C有助于將血漿中的脂質運送回肝臟，進行代謝，減少血管脂質的功能。本研究結果顯示，經不同劑量花青素處理后TG、TC、LDL-C水平均有不同程度的下降，而HDL-C變化不大，說明花青素具有降低血脂，抗動脈粥樣硬化的功能。

花青素是廣泛存在于植物中的一種水溶性的天然色素，也是植物花瓣、果實中的主要呈色物質，其所含有的大量活性酚羥基，使花青素具有抗氧化及清除各種活性氧自由基的能力，并在果蠅、小鼠、大鼠及兔的研究中得到證實[13-17]。研究發現，花青素可通過激活AMP激活蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）的途徑抑制糖尿病、腫瘤疾病的發生與發展[18-19]。Takikawa等[18]發現糖尿病模型小鼠經藍莓花青素處理后，AMPK信號通路被激活同時顯著降低血糖濃度，并增強機體對胰島素的敏感度，緩解高糖血癥，顯示藍莓花青素在糖尿病的預防和治療上有著積極的意義。Park等通過對腫瘤移植小鼠的體內研究認為，花青素降低磷酸化糖原合酶激酶3β（phospho-GSK3 Beta）和β-catenin 蛋白的同時激活AMPK活性，從而抑制了腫瘤的遷移和浸潤；而AMPK抑制物的處理能夠消除花青素的抗腫瘤功效，說明花青素的抗腫瘤作用是通過對AMPK的激活而實現的[19]。另外，花青素在脂代謝中的調控作用也得到證實，其通過誘導膽固醇從巨噬細胞中流出，促進膽固醇的逆向轉運，從而促進血脂的代謝[20-21]。

本文通過花青素在動脈粥樣硬化模型小鼠體內的研究，進一步確定花青素具有降低脂質水平，改善血脂代謝功能。研究結果提示，花青素在動脈粥樣硬化的防治上具有一定的功能。其對開發、利用花青素資源具有重要的指導意義。花青素可能通過降低體內脂質的氧化程度從而調節體內脂質代謝平衡并緩解動脈粥樣硬化，但這些因素之間的具體關系及花青素在體內作用的相關分子機制還需進一步研究。

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（收稿日期：2015-05-13 本文編輯：王紅雙）