番茄紅素對高脂血癥大鼠主動脈的保護作用

番茄紅素對高脂血癥大鼠主動脈的保護作用

黃益德胡敏予

(中國科學院城市環境研究所人事教育處，福建廈門361021)

摘要〔〕目的研究番茄紅素對高脂血癥大鼠主動脈的保護作用。方法64只SD成年雄性大鼠按體重和總膽固醇(TC)水平隨機分為對照組、模型組、氟伐他汀鈉 10 mg·kg-1·d-1、番茄紅素4.4、11、22、44、110 mg·kg-1·d-1共8個劑量組；對照組喂基礎飼料，其余飼高脂飼料；第2、3周，對照組和模型組行1%羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)灌胃，其余以1%CMC-Na為溶劑按確定劑量灌胃。實驗期間，采尾血檢測TC、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，并計算動脈硬化指數(AI)及血漿致動脈硬化指數(AIP)。光鏡下觀察主動脈弓病理變化，并以番茄紅素各劑量組血液各項指標與模型組差值的絕對數進行曲線擬合分析。結果與模型組相比，各干預組血清TC、TG、LDL-C、MDA、AI、AIP降低，SOD活性增強；主動脈弓管壁泡沫細胞堆積減輕；番茄紅素44 mg·kg-1·d-1組大鼠血清LDL-C、MDA分別為(0.73±0.04)mmol/L、(3.14±0.06)nmol/ml，改善程度強于氟伐他汀鈉組。經曲線擬合得到5個曲線方程。結論番茄紅素可降低高脂血癥大鼠血脂，提高機體抗氧化能力，減輕主動脈病變，劑量為44 mg·kg-1·d-1時其作用強于氟伐他汀鈉；采用擬合曲線方程可初步了解在4.4～110 mg·kg-1·d-1劑量范圍的番茄紅素對高脂血癥大鼠血液各指標改變均有影響。

關鍵詞〔〕番茄紅素；高脂血癥；主動脈；擬合曲線

中圖分類號〔〕R589〔文獻標識碼〕A〔

基金項目：湖南省科技計劃項目(2009FJ3179)

通訊作者：胡敏予(1958-)，女，博士，教授，碩士生導師，主要從事營養與慢性病的預防研究。

第一作者：黃益德(1984-)，男，公衛醫師，碩士，主要從事營養與慢性病的預防研究。

高脂血癥是動脈粥樣硬化(AS)主要的獨立的危險因素〔1～3〕。番茄紅素是具有多種重要生物活性的類胡蘿卜素，能淬滅單線態氧、清除自由基、阻斷脂質過氧化、抑制細胞增殖、誘導細胞分化，增強免疫力、誘導細胞間隙通訊等〔4〕。本研究參照Deepa等〔5〕快速建模方法構建高脂血癥大鼠模型，再給予不同劑量番茄紅素灌胃，了解番茄紅素對血脂變化的影響及其對主動脈的保護作用。

1材料與方法

1.2主要試劑及方法總膽固醇(TC)采用CHOD-PAP法，甘油三酯(TG)采用GPO-PAP法，高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)采用PTA-Mg2+法和Friedewald公式，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)采用聚乙烯硫酸(PVS)沉淀法，試劑盒由北京中生生物工程高技術公司生產。超氧化物歧化酶(SOD)采用黃嘌呤氧化酶法，丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸法，試劑盒由南京建成生物工程研究所生產。番茄紅素(純度為90%)，由華北制藥有限公司生產；氟伐他汀鈉，由諾華制藥有限公司生產。

1.3實驗方法純種健康SD雄性大鼠64只，體重(196.41±8.29)g。適應性飼養1 w，禁食不禁水12 h后稱重，取尾血檢測TC，根據TC水平及體重隨機分為A～H共8組，每組8只：對照組(A)、模型組(B)、氟伐他汀鈉10 mg·kg-1·d-1劑量組(C)、番茄紅素4.4、11、22、44、110 mg·kg-1·d-15個劑量組(D～H)。實驗期間，對照組飼基礎飼料，其他各組飼高脂飼料；造模1 w后，A組和B組給予1%CMC-Na，其余各組以1% CMC-Na為溶劑配置相應劑量溶液，灌胃量均為1 ml/d。每2只大鼠一籠飼養，自由飲水，溫度、濕度分別控制在(25±2)℃、60%～70%。實驗每周周末，大鼠禁食12 h取尾血檢測血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、SOD、MDA水平，并計算動脈硬化指數(AI)〔6，7〕=(TC-HDL-C)/HDL-C及血漿致動脈硬化指數(AIP)〔8，9〕= Log (TG/HDL-C)。實驗結束，取主動脈弓起始段石蠟包埋，HE染色，200倍光鏡下觀察病理切片。

1.4質量控制實驗中所有玻璃器材經硫酸重鉻酸鉀溶液浸泡24 h后，用去離子水沖洗干凈，再用雙蒸水潤洗3次，烤干備用。番茄紅素現用現配〔10〕。

1.5統計學分析采用SPSS18.0軟件進行方差分析LSD-t檢驗，相關分析應用Pearson Collection表示。以各項指標與模型組差值的絕對數進行曲線擬合分析。

2結果

2.1大鼠血脂、SOD、MDA檢測結果與模型相比較，各干預組血清TC、TG、LDL-C、MDA降低，SOD活性增強(P<0.05)，見表1。

2.2各組大鼠AI、AIP比較與模型組大鼠的AI、AIP比較，各組大鼠的AI、AIP均有明顯改變，且差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

通過研究俄羅斯秋明Сг—6井下套管技術我們不難發現，要想取得超深井大尺寸套管一次性下套管成功，需要做到以下三點：第一，良好的井眼準備是最重要的前提條件。第二，為了應對大噸位的套管下入，應采用足夠安全的鉆井設備和套管下入工具。第三，嚴格制定下套管操作規程，采取適當的工藝措施，嚴防套管遇阻及其他事故的發生。

2.3主動脈病理形態學觀察A組血管壁光滑完整，內、中、外膜結構正常，層次清晰；B組管腔不規則，內膜明顯增厚，管壁可見彌漫性隆起，內膜和內膜下有大量泡沫細胞堆積，部分已達到中膜層，中膜淺層結構紊亂；C組內膜較完整，泡沫細胞基本消失，未見纖維組織增生，較B組病理改變減輕；D組管腔不規則，內膜明顯增厚，管壁可見彌漫性隆起，內膜和內膜下有大量泡沫細胞堆積，中膜淺層結構紊亂，與B組類似；E組部分內膜殘存大量泡沫細胞，較B組泡沫細胞減少，病理改變減輕，但比C組嚴重；F組內膜殘存少量泡沫細胞，較B組泡沫細胞明顯減少，病理改變減輕，但比C組嚴重；G組內膜較完整，殘存少量泡沫細胞，未見纖維組織增生，較B組泡沫細胞減少，病理改變減輕，與C組接近；H組大部分內膜完整，部分內膜殘存少量泡沫細胞，未見纖維組織增生，較B組泡沫細胞減少，病理改變減輕，與C組接近。見圖1。

表1　各時間點各組大鼠血脂、SOD、MDA檢測結果

與B組同時點比較：1)P<0.05;與C組同時點比較：2)P<0.05，下表同

表2　各組大鼠AI、AIP計算結果

2.4血液檢測指標曲線擬合結果為探索不同劑量番茄紅素對高脂血癥大鼠血液各指標變量的影響，以番茄紅素劑量為自變量，血液各指標差(︱模型組均值-番茄紅素劑量組值︱)為應變量進行曲線擬合，可得Ⅰ～Ⅴ系列曲線和預測方程。通過曲線擬合，所得曲線方程的決定系數R2均比較理想(P=0.000)。見圖2。

圖1實驗末各組大鼠主動脈病理切片結果(HE，×200)

圖2番茄紅素對高脂血癥大鼠血脂各指標變化的擬合曲線

3討論

高脂血癥可引起AS，最終導致冠心病、心肌梗死、心臟猝死等嚴重后果〔11〕。番茄紅素是天然類胡蘿卜素，具有較強的抗氧化能力，可以調節血脂〔12〕。有研究表明經常使用富含番茄紅素的食物可以降低心血管疾病的發病率〔13〕。

本研究參考Deepa等〔5〕造模方法飼養1 w，大鼠血清TC，TG和LDL-C含量分別約為正常組的5、2和4倍，高脂血癥造模成功。實驗結束，高脂血癥大鼠血清TC、TG、LDL-C、MDA含量明顯高于其余各組，HDL-C含量、SOD活性明顯低于其余各組，AI和AIP明顯高于其余各組，其中TC、TG、LDL-C、MDA、HDL-C、SOD分別為正常組的14.82倍、5.43倍、6.70倍、3.08倍、33.97%、31.95%。主動脈管腔不規則，內膜明顯增厚，在內膜和內膜下有大量泡沫細胞堆積。

本實驗結果顯示，番茄紅素和氟伐他汀鈉對大鼠血清HDL-C沒有影響；番茄紅素降低大鼠血清TC、TG、LDL-C、MDA水平，增強血清SOD活性，且隨時間增長作用增強，作用效果接近于氟伐他汀鈉，其中44 mg·kg-1·d-1劑量組對LDL-C和MDA的降低效果優于氟伐他汀鈉組。考慮番茄紅素除了具有與氟伐他汀鈉類似的作用，還可能通過其他途徑有效降低LDL-C，番茄紅素劑量為44 mg·kg-1·d-1時降低血清MDA水平的能力可能強于氟伐他汀鈉，從而更有效地降低LDL-C水平。可能是番茄紅素在體內的抗氧化作用激活內源性抗氧化酶體系的活性〔14，15〕，增強體內SOD的活性，減少氧自由基，阻止血液TC、TG、LDL-C脂質過氧化，減少脂質過氧化物MDA的生成，進而發揮抗氧化作用降低LDL-C含量，最終保護血管。

自20世紀90年代， AI〔6，7〕廣泛應用于評價機體動脈粥樣硬化危險程度分析。Dobiásová〔9〕研究發現AIP與LDL-C顆粒直徑具有很好的相關性(r=-0.776)，認為可以作為LDL-C顆粒直徑的一個間接指標，并推薦將該指標用于預測AS等心血管疾病。也有流行病學研究〔16〕提示，AIP<0.11為低風險，AIP為0.11～0.21為中等風險，AIP>0.21為高風險。參照這一標準，高脂血癥組、番茄紅素低劑量組4.4和11 mg·kg-1·d-1具有致AS的高風險，而氟伐他汀鈉、番茄紅素22和44 mg·kg-1·d-1劑量均使致AS的風險下降。番茄紅素可降低高脂血癥大鼠AS等心血管疾病的危險，減緩主動脈弓管壁增生和管腔增厚，避免泡沫細胞的生成，考慮番茄紅素除具有與氟伐他汀鈉類似的抑制細胞HMG-CoA還原酶作用〔17〕外，還可提高機體抗氧化能力，達到有效保護主動脈的作用。

曲線擬合常用于醫學或生物學研究中，利用得到的曲線回歸方程可用自變量X定量地預測相應因變量Y。綜合本次實驗數據，應用曲線擬合探求番茄紅素對高脂血癥模型大鼠血液各指標水平的改善情況，所得擬合圖和預測方程可以初步了解在4.4～110 mg·kg-1·d-1劑量范圍，不同劑量番茄紅素對高脂血癥大鼠血液各指標變量的影響水平，為下一步實驗研究提供科學依據。

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〔2013-06-14修回〕

(編輯趙慧玲/曹夢園)