反枝莧水提物對(duì)高脂飲食小鼠的降血脂作用

田 程,王曼力,杜培革,安麗萍

(北華大學(xué)藥學(xué)院,吉林吉林 132000)

隨著我國居民生活水平的上升,脂肪在日常飲食中所占比例日益增大,高脂血癥患者數(shù)量的與日俱增和年輕化發(fā)展正嚴(yán)重威脅著人類的生命健康[1]。高脂血癥(hyperlipoidemia,HPL)是一種脂質(zhì)代謝異常的疾病,又被稱為脂質(zhì)異常血癥[2]。高脂血癥引起的動(dòng)脈粥樣硬化是高血壓、高血脂、冠心病、糖尿病、中風(fēng)等心腦血管疾病發(fā)生的主要因素[3-4]。臨床上認(rèn)為高脂血癥的主要病因包括:飲食結(jié)構(gòu)的不合理、肥胖癥、年齡的增長、不合理的生活習(xí)慣等[5-6]。除此之外,激素水平的變化、個(gè)體差異、基因異常也是造成高脂血癥的原因[7-8]。研究顯示,我國的高脂血癥發(fā)病率已達(dá)到10.4%～38%[9]。目前臨床上常用的降脂藥物有他汀類、纖維蛋白類、膽汁酸類和煙酸類等[10-11],但在長期服藥的過程中它們均會(huì)產(chǎn)生一系列的副作用,如胃腸道反應(yīng)、肌病、肝損傷等[12-13]。因此,研制出更加高效、低副作用的新型抗高脂血癥藥物仍具有重要的臨床意義。

反枝莧(AmaranthusretroflexusL,AR),又名莧菜、野莧菜等,為莧科(Amaranthaceae)莧屬(Amaranthus)一年生草本植物[14]。反枝莧原產(chǎn)于北美洲[15],因其種植成本低廉且藥用價(jià)值高而廣受學(xué)者關(guān)注,醫(yī)者視其為良藥,百姓當(dāng)之為佳蔬[16]。反枝莧資源豐富,田間地頭隨處可見[17],但目前對(duì)其開發(fā)和利用還很少。反枝莧含有豐富的多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、生物堿、黃酮類等活性物質(zhì),在開發(fā)相關(guān)保健食品方面有著廣闊的研究前景[18]。據(jù)報(bào)道反枝莧具有止血、消炎、清熱止痛等功效[19-20],而其降血脂作用鮮有報(bào)道。本研究建立了高脂血癥小鼠模型,通過研究反枝莧水提物對(duì)小鼠血清中總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglycerides,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)水平的影響,探討反枝莧對(duì)高脂血癥模型小鼠的降血脂作用,為進(jìn)一步開發(fā)反枝莧降血脂功能食品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

反枝莧鮮品 吉林長慶藥業(yè);SPF級(jí)雄性ICR小鼠(4～5 周齡,體重(20.0±2.0) g,50 只,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證編號(hào)為 SCXK(吉)-2016-0003)、普通飼料、高脂飼料 長春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技有限責(zé)任公司;TC、TG、HDL-C、LDL-C、ALT、AST、SOD、MDA試劑盒 南京建成生物工程研究所;化學(xué)試劑均為分析純。

ME104E電子天平 梅特勒托利多儀器有限公司;MDF-32V超低溫冰箱 日本SANYO公司;RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;Milli-Q純水機(jī) 美國Millipore公司;InfiniteM200型全波段酶標(biāo)儀 瑞士TECAN公司;THZ-C恒溫振蕩器 太倉市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;5430低溫高速離心機(jī) 德國Eppendorf公司;VS-65UE恒溫超聲波提取機(jī) 無錫沃信儀器制造有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 反枝莧水提物提取 稱量1 kg反枝莧鮮品,以1∶10的比例加入蒸餾水配制成所需的料液比,在恒溫超聲波提取機(jī)中65 ℃進(jìn)行提取,時(shí)間為1.5 h,共提取三次,將三次提取所得濾液合并,在8000 r/min下離心20 min,倒出上清液,抽濾,再轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮,待濃縮液為清液1/4時(shí)停止?jié)饪s,將濃縮液轉(zhuǎn)入表面皿,置于烘箱中45 ℃干燥,得到反枝莧提取物。

1.2.2 模型的建立及分組給藥 選取健康雄性ICR小鼠50只,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,實(shí)驗(yàn)期間小鼠自由飲食、飲水,動(dòng)物室溫度(20±2) ℃,相對(duì)濕度50%～60%,將小鼠隨機(jī)分為五組,每組10只,分別為空白組(Con)、模型組(Mod)、洛伐他汀陽性藥對(duì)照組(Lovastatin,10 mg/kg/d)、反枝莧低劑量組(AR-L,430 mg/kg/d)、反枝莧高劑量組(AR-H,740 mg/kg/d)。實(shí)驗(yàn)通過飼喂高脂飼料[21]建立高脂血癥模型,空白組給予普通飼料喂養(yǎng),造模組給予高脂飼料喂養(yǎng)。建立模型的同時(shí),洛伐他汀組、反枝莧高劑量組、反枝莧低劑量組按相應(yīng)給藥劑量灌胃給藥,空白組和模型組給予等體積蒸餾水,連續(xù)造模及給藥8周。末次給藥禁食不禁水12 h后,對(duì)小鼠進(jìn)行稱重,眼球取血,并脫頸處死,取出肝、腎、脾于超低溫冰箱中-80 ℃保存待測(cè)。

1.2.3 小鼠的一般狀態(tài)觀察 每天對(duì)動(dòng)物的自主活動(dòng)、飲水飲食、糞尿排泄、毛發(fā)光澤等基本情況進(jìn)行觀察。

1.2.4 測(cè)定小鼠體重及臟器指數(shù) 實(shí)驗(yàn)期間每周定時(shí)稱量小鼠體重,對(duì)體重變化情況進(jìn)行記錄。取肝、腎、脾用生理鹽水沖洗后濾紙吸干稱重,計(jì)算臟器指數(shù)(%)。

臟器指數(shù)(%)=臟器質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)×100

1.2.5 小鼠血清生化指標(biāo)檢測(cè) 使用摘除眼球的方法收集小鼠血液,以3000 r/min 離心 15 min,取上清,用試劑盒檢測(cè)血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C、SOD、MDA、ALT、AST水平。

1.2.6 肝臟病理學(xué)觀察 取各組小鼠肝臟用生理鹽水沖洗,組織液固定、石蠟包埋及切片后,通過HE染色觀察肝臟組織病理學(xué)變化[22]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 小鼠的一般狀態(tài)

模型建立過程中,空白組小鼠體形正常,活動(dòng)自由,飲食飲水正常,排泄正常,皮毛柔順有光澤;隨時(shí)間增加模型組小鼠飲食飲水增多,排泄增多活動(dòng)緩慢;與模型組比較,洛伐他汀組和反枝莧高、低劑量組的小鼠精神狀態(tài)良好,活動(dòng)有所增多。

2.2 對(duì)高脂血癥小鼠體重、臟器指數(shù)的影響

高脂血癥及其并發(fā)癥多與肥胖密切相關(guān),體重的增長直接表明了肥胖的程度[23]。各組小鼠體重變化見表1。結(jié)果顯示,造模前各組小鼠的體重?zé)o顯著性差異(P>0.05)。造模后各組小鼠體重均有所增加,空白組增長幅度最小,與空白組相比,模型組小鼠體重極顯著增加(P<0.01),且隨時(shí)間推移模型組體重增長幅度增大;與模型組比較,洛伐他汀組、反枝莧高、低劑量組小鼠體重增長幅度較緩慢,其中洛伐他汀組、反枝莧高劑量組極顯著降低(P<0.01),反枝莧低劑量組顯著降低(P<0.05)。說明反枝莧水提物能降低高脂血癥小鼠的體重。

表1 各組小鼠體質(zhì)量的變化

臟器指數(shù)變化可以判斷臟器的損傷情況,臟器指數(shù)的增加表示臟器有充血、水腫、增生及肥大等變化,下降則表示臟器萎縮、生長受阻等情況[24]。各組小鼠臟器指數(shù)見表2。結(jié)果顯示,與空白組比較,模型組小鼠的肝臟指數(shù)極顯著提高(P<0.01),與模型組比較,洛伐他汀組、反枝莧高劑量組的肝臟指數(shù)均極顯著下降(P<0.01),反枝莧低劑量組顯著下降(P<0.05);洛伐他汀組、反枝莧高、低劑量組腎臟指數(shù)和脾臟指數(shù)與模型組相比無顯著性差異(P>0.05)。

表2 對(duì)高脂血癥小鼠臟器指數(shù)的影響

2.3 反枝莧水提物的降血脂作用

高脂血癥通常伴有一系列并發(fā)癥,如高膽固醇、動(dòng)脈粥樣硬化等[25]。臨床上血脂檢測(cè)的基本項(xiàng)目為 TC、TG、LDL-C 和HDL-C[26]。反枝莧對(duì)高脂血癥小鼠血脂水平的影響見表3。結(jié)果顯示,和空白組相比,模型組TC、TG、LDL-C水平均極顯著升高(P<0.01),HDL-C水平極顯著降低(P<0.01);與模型組比較,洛伐他汀組TC、TG、LDL-C水平極顯著降低(P<0.01),HDL-C水平極顯著升高(P<0.01);與模型組比較,反枝莧高劑量組TC、TG水平極顯著降低(P<0.01),LDL-C水平顯著降低(P<0.05),HDL-C水平極顯著升高(P<0.01);反枝莧低劑量組 TC、TG、LDL-C水平顯著降低(P<0.05),HDL-C水平極顯著升高(P<0.01)。結(jié)果表明,反枝莧水提物對(duì)高脂血癥小鼠具有較好的降血脂作用。

表3 對(duì)高脂血癥小鼠血脂水平的影響

2.4 反枝莧水提物對(duì)高脂血癥小鼠血清抗氧化水平的影響

SOD是機(jī)體抗氧化平衡的重要指標(biāo),能減輕生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的由超氧陰離子自由基導(dǎo)致的脂質(zhì)過氧化、細(xì)胞膜損傷等癥狀[27]。MDA是長鏈脂肪酸發(fā)生氧化作用后的終末產(chǎn)物,其高低反映氧化應(yīng)激的嚴(yán)重程度,在組織中的含量變化可間接反映組織氧化程度[28]。

如表4所示,與空白組相比,模型組小鼠血清中SOD水平極顯著降低(P<0.01)、MDA水平極顯著升高(P<0.01);與模型組比較,洛伐他汀組、反枝莧高劑量組、反枝莧低劑量組血清SOD水平均極顯著升高(P<0.01);洛伐他汀組血清MDA水平極顯著下降(P<0.01),反枝莧高劑量組MDA水平顯著下降(P<0.05),反枝莧低劑量組MDA水平無顯著性差異(P>0.05)。結(jié)果表明反枝莧水提物能提高高脂血癥小鼠血清SOD水平,降低 MDA水平,能提高抗氧化能力。

表4 對(duì)高血脂癥小鼠血清抗氧化水平的影響

2.5 反枝莧水提物對(duì)高脂血癥小鼠血清轉(zhuǎn)氨酶活力的影響

肝臟是脂類、糖類以及蛋白質(zhì)代謝的主要器官[29]。血清中ALT和AST水平是肝功能的代表性指標(biāo),可以判斷肝臟的損傷程度[30]。反枝莧水提物對(duì)高血脂癥小鼠肝功能的影響見表5。結(jié)果顯示,與空白組相比,模型組小鼠血清ALT、AST水平極顯著提高(P<0.01);與模型組比較,洛伐他汀組小鼠血清ALT、AST水平極顯著降低(P<0.01);反枝莧高劑量組ALT水平極顯著降低(P<0.01),AST水平顯著降低(P<0.05);反枝莧低劑量組ALT水平極顯著降低(P<0.01),AST水平無顯著性差異(P>0.05)。

表5 對(duì)小鼠血清轉(zhuǎn)氨酶活力的影響

2.6 反枝莧水提物對(duì)高脂血癥小鼠肝臟病理變化的影響

各組小鼠肝臟組織 HE 染色結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示,空白組肝小葉結(jié)構(gòu)完整、清晰,肝細(xì)胞大小均勻,無明顯脂肪變性;與空白組比較,模型組肝細(xì)胞內(nèi)可見大量脂肪空泡,部分肝細(xì)胞核因脂肪滴擠壓而發(fā)生明顯偏位,且肝臟脂肪變性程度和脂質(zhì)沉積較為嚴(yán)重;與模型組比較,反枝莧高、低劑量組和洛伐他汀組肝小葉結(jié)構(gòu)較為清晰,且肝臟脂肪變性程度和肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)沉積明顯減輕。以上結(jié)果表明,反枝莧水提物可以改善高脂血癥小鼠肝臟的病理性變化。

圖1 各組小鼠肝臟組織 HE 染色圖片(×400)

3 結(jié)論

本研究采用飼喂高脂飼料的方法建立高脂血癥小鼠模型,發(fā)現(xiàn)反枝莧水提物能降低高脂血癥小鼠的體重、肝臟指數(shù)以及血清中TC、TG、LDL-C、MDA、ALT、AST水平,提高HDL-C、SOD水平,說明反枝莧水提物可以緩解由高脂肪飲食引起的肥胖癥狀,具有調(diào)節(jié)血脂和提高機(jī)體抗氧化的能力;肝臟病理學(xué)觀察結(jié)果表明,反枝莧水提物可以改善高脂血癥小鼠肝臟的脂肪變性程度,具有一定的肝保護(hù)作用。

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性地研究了反枝莧水提物對(duì)高脂血癥小鼠血脂的調(diào)節(jié)作用,并驗(yàn)證了其降血脂功效。因此在對(duì)其進(jìn)行藥效學(xué)評(píng)價(jià)及病理學(xué)分析后,實(shí)驗(yàn)將接著從代謝組學(xué)的分析方法對(duì)其信號(hào)通路、分子機(jī)制等進(jìn)行更深一步的研究,為藥食兩用植物反枝莧的開發(fā)和利用提供新的研究方向,也為其在保健食品上的應(yīng)用提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。