熟化發(fā)芽糙米粉對高脂血癥大鼠的作用研究

張志宏，孟慶虹，高揚，張英蕾，嚴松，管立軍，盧淑雯

（黑龍江省農業(yè)科學院食品加工研究所，黑龍江哈爾濱150086）

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

發(fā)芽糙米：哈爾濱阿城金都米業(yè)有限公司，在黑龍江省農業(yè)科學院食品加工研究所完成雙螺桿擠壓瞬時熟化過程并進行粉碎。血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein choles terol，LDL-C）檢測試劑盒：四川邁克生物科技有限公司；立普妥（阿托伐他汀鈣片）：輝瑞公司。

SD 雄性大鼠[72 只，SPF 級，8 周齡，體重（280±20）g]：北京維通利華實驗動物有限公司；基礎飼料和高脂飼料：北京科澳協(xié)力飼料有限公司。

1.2 儀器設備

7100 型全自動生化分析儀：日本HITACHI 公司；D-1 全自動高壓蒸汽滅菌鍋：北京發(fā)恩科貿有限公司；Multiskan go 酶標儀、TSE240V 型超低溫冰箱：美國Thermo 公司；XS 204 型分析天平：瑞士METTLER TOLEDO 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 飼料配方

基礎飼料由68%碳水化合物、20%蛋白質、12%脂肪組成。高脂飼料由1%膽固醇、1%酪蛋白、1%磷酸氫鈣、0.2%食鹽、0.2%添加劑、10%豬油、0.2%膽鹽、10%蛋黃粉、76.4%基礎飼料組成。-4℃保存。

發(fā)芽糙米劑量組飼料配方：除基礎飼料不同外，其它的飼料配方跟高脂飼料配方相同，發(fā)芽糙米低濃度組為63.9%的基礎飼料+12.5%的發(fā)芽糙米；中濃度組為51.4%的基礎飼料+25%的發(fā)芽糙米；高濃度組為26.4%的基礎飼料+50%的發(fā)芽糙米，委托北京科澳協(xié)力飼料有限公司代工，-4 ℃保存。

具體原理為：預測塌岸線由水下穩(wěn)定岸坡線和水上穩(wěn)定岸坡線的連線組成時，水下穩(wěn)定岸坡線由原河道多年最高洪水位及水下穩(wěn)定坡腳α確定；水上穩(wěn)定岸坡線由設計洪水位和毛細水上升高度H’及水上穩(wěn)定坡腳β確定（圖1）。以原河道多年最高洪水位與岸坡交點A為起點，以α為傾角繪出水下穩(wěn)定岸坡線，該線延伸至設計洪水位加毛細水上升高度的高程點B，再過B點以β為傾角繪出水上穩(wěn)定岸坡線，與原岸坡交于點C，C點即為水上穩(wěn)定岸坡的終點。水上穩(wěn)定岸坡線起點B的高程所對應的原岸坡D點，與該線終點C之間的水平距離即為預測的塌岸寬度St。

1.3.2 動物飼養(yǎng)及處理

雄性大鼠隨機分為6 組，分別為空白組（normaldietgroup，ND）、高脂組（highfatdietgroup，HFD）、低劑量組（12.5T：HFD+12.5%GBR）、中劑量組（25T：HFD+25%GBR）、高劑量組（50T：HFD+50%GBR）和藥物組[HFL：HFD+lipitor，10 mg/（kg·d）]。每組12只，分籠飼養(yǎng)，每籠4 只。保持室溫（23±2）℃，相對濕度（60±5）%，自由進食飲水，每天記錄1 次各組進食量，每周稱量1 次大鼠體重。

第一階段，空白組飼喂基礎飼料，其余各組飼喂高脂飼料，6 周后，禁食12 h，不禁水，尾靜脈采血測定血清中TC、TG，空白組血清TC、TG 含量與模型組比較，有顯著差異說明高血脂模型造模成功。

第二階段，空白組飼喂基礎飼料，高脂組和藥物組飼喂高脂飼料，劑量組分別飼喂含12.5%、25.0%、50.0%熟化發(fā)芽糙米粉的高脂飼料，藥物組每天灌胃阿托伐他汀鈣[立普妥，10 mg/（kg·d）]，其余各組灌胃同等劑量的生理鹽水。連續(xù)給藥7 周，禁食12 h，不禁水，麻醉后腹主動脈采血，分離制備血清，-20 ℃保存。分離心、肝、脾、腎等臟器，以及腎周脂肪、睪周脂肪和腸系膜脂肪，取部分肝臟液氮速凍，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 數據處理

采用SPSS 20.0 軟件包進行統(tǒng)計分析。多組均數進行方差齊性檢驗（homogenity of variances），方差不齊時，經變量交換達到齊性后作單因素方差分析（one-way ANOVA）；各組間的兩兩比較采用多重比較（least significat difference，LSD）法。

2 結果與分析

2.1 高脂模型的建立

高脂飼料對大鼠體重及血清脂質含量變化見表1。

通過表1 可以看出，高脂模型組大鼠的體重以及體增重均極顯著高于空白對照組。另外大鼠的血清中TC、TG 水平也顯著升高，說明高脂血癥大鼠模型建立成功。

表1 造模時大鼠體重和血清脂質含量變化Table 1 Changes in body weight and serum lipid content at modeling time

2.2 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠體重的影響

成功建立高脂血癥大鼠模型后，熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠體重的影響見圖1。

圖1 飼喂熟化發(fā)芽糙米粉期間大鼠體重變化Fig.1 Body weight changes during the experiment of feeding mature GBR flour

由圖1 可以看出，在整個實驗期間，雖然體重增長程度不同，但6 組大鼠的體重均呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢。實驗起始階段，患有高脂血癥的大鼠體重差異不明顯，在第2 周之后，各組大鼠適應灌胃處理之后，體重增長幅度變大，含有熟化發(fā)芽糙米粉的劑量組增長明顯，但與高脂組相比差異不顯著。其原因可能是大鼠攝入含有大量的γ-氨基丁酸的熟化發(fā)芽糙米粉，而有研究表明發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸具有促進生長的作用，由此引起大鼠實驗期間劑量組體重的快速增長[9]。糙米發(fā)芽后γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）大量積累，GABA 是一種功能性的非蛋白質氨基酸，廣泛分布于生物體內的天然活性成分，參與哺乳動物體內的多種代謝和生理活動，在動物體內主要作為中樞神經系統(tǒng)的抑制性神經遞質[10]，促進生長激素分泌，也有研究表明GABA 可以在胃中刺激胃蛋白酶的分泌，抵抗胃潰瘍，從而起到一定的保健作用[11]。而空白組大鼠攝入的為基礎維持級飼料，攝食速度較快、活動量較多、體重增長最為緩慢。藥物組大鼠雖然同樣攝入高脂飼料，但是由于灌胃阿托伐他汀鈣，能夠促進脂質代謝，因此體重增長低于高脂組，高于對照組。

2.3 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠的生長參數影響

實驗期間大鼠的生長參數如表2 所示。

由表2 可知，患有高脂血癥大鼠的腎周脂肪、睪周脂肪以及腸系膜脂肪質量均顯著高于空白組，劑量組的脂肪組織質量同藥物組和高脂組相比差異不顯著，但是可以看出大鼠攝入一定劑量的熟化發(fā)芽糙米粉之后，對高脂血癥大鼠的脂肪堆積有著降低的作用，可能是因為實驗周期不足，而沒有表現(xiàn)出顯著差異性。

表2 熟化糙米粉對大鼠生長參數的影響Table 2 Matured brown rice on the growth parameters

2.4 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠的主要臟體比的影響

臟器指數在一定程度上能體現(xiàn)實驗期間大鼠的生理狀況，若大鼠長期攝入高脂飼料導致大鼠臟器的脂質累積或病變均可通過臟器指數反映出來，如表3所示。

表3 熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠臟體重量比值的影響Table 3 The cooked GBR on rat body weight ratio

高脂組的肝臟/體重顯著高于空白組（P＜0.05），說明高脂組因攝入過多脂肪導致肝臟顯著增重。劑量組與高脂組相比，肝臟/體重有不同程度的降低，低劑量組顯著低于高脂組（P＜0.05），同藥物組相比差異不顯著，說明熟化發(fā)芽糙米粉對降低肝臟/體重有一定效果。

整體對比各實驗組大鼠的心臟/體重、脾臟/體重、腎臟/體重均無顯著差異（P＞0.05），但從劑量組之間可以看出，隨著熟化發(fā)芽糙米粉劑量降低，心臟/體重、脾臟/體重、腎臟/體重的比值降低。而脂肪/體重方面，高脂血癥大鼠顯著高于空白組（P＜0.05），劑量組跟高脂組比無顯著差異（P＞0.05），但在一定程度上有降低作用，且均低于藥物組，高劑量組效果最好。

以上實驗結果表明，攝入熟化發(fā)芽糙米粉可以降低高脂血癥大鼠肝臟/體重的臟器指數，并對機體體內的脂肪堆積有著降低作用。Yasui 等[12]發(fā)現(xiàn)，將發(fā)芽糙米與啤酒酵母混合后用雙螺旋壓片機擠壓，糙米的可消化性提高，貯藏過程中脂肪酸度下降；而且生物學功能明顯改善，飼喂大鼠表現(xiàn)出抗高血壓效果。發(fā)芽糙米和大麥混合制成的復合面粉有顯著的抗高血壓效果。

2.5 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠血脂水平影響

熟化發(fā)芽糙米粉不僅對高脂血癥大鼠的臟器存在一定的影響，同時對血脂水平也存在一定的影響，見表4。

由表4 可知，劑量組大鼠的血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）含量低于高脂組，高于空白組，存在差異顯著性（P＜0.05）；同藥物組之間差異不顯著（P＞0.05），但低劑量組的血清TC、TG 含量低于藥物組，說明熟化發(fā)芽糙米粉可有效地降低高血脂癥大鼠血清中TC、TG 含量。另外低劑量組表現(xiàn)結果優(yōu)于高劑量組，其原因可能是由于熟化發(fā)芽糙米粉中含有的γ-氨基丁酸為促生長因子，熟化發(fā)芽糙米粉劑量過高，導致高脂血癥大鼠整體生長水平高于低劑量組，從而對大鼠血脂水平的降低效果低于低劑量組。

表4 熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠血脂水平的影響Table 4 Cooked GBR on serum lipid levels

另外大鼠血清高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）含量在各試驗組之間無顯著差異（P＞0.05）。高脂組大鼠血清低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）含量顯著高于其它各組（P＜0.05），劑量組同空白組、藥物組之間無顯著差異（P＞0.05），說明熟化發(fā)芽糙米粉具有降低高血脂癥大鼠的LDL-C 水平的功效，且高劑量抑制血清LDLC 升高效果最為明顯。HO J N 等[13]研究發(fā)現(xiàn)飼喂發(fā)芽糙米抑制了肝臟和附睪脂肪細胞中的體重增加和脂質積累，并且改善了血清脂質譜，通過降低相關基因和蛋白表達來控制脂肪生成。SHEN K P 等[14]研究表明發(fā)芽糙米通過改善C57BL6J 小鼠的脂質合成和代謝來防止高脂飲食誘導的高脂血癥。

2.6 熟化發(fā)芽糙米粉對高血脂癥大鼠血脂水平影響

正常生理情況下，生物機體內活性氧的產生和清除保持動態(tài)平衡，維持在細胞所需的極低水平，使組織細胞免受活性氧損傷。而當患上高脂血癥時，這種動態(tài)平衡被打破，機體內活性氧增多，脂質過氧化作用增強，丙二醛（malondialdehyde，MDA）等醛類產物含量增多，組織細胞的膜結構易受損傷。另一方面，高脂血癥在生理上直接影響動脈壁的抗氧化酶系統(tǒng)，降低動脈壁內超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）以及谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）等活性，從而導致體內氧自由基清除功能障礙，直接損傷局部動脈壁而造成血管機能異常，總抗氧化能力（total anti-oxidant capability，T-AOC）的高低可反映機體抗氧化的能力大小。但Lim S M 等[15]研究發(fā)現(xiàn)GBR 通過抑制體重增加和食物攝取，改善脂質譜，減少肥胖大鼠的瘦素水平和白色脂肪組織質量。這與本實驗的體重和攝食量變化不是完全吻合，但對脂肪/體重比值結果趨于一致性。Lee Y R 等[16]同樣證實發(fā)芽糙米具有降膽固醇和抗氧化狀態(tài)的功效。

熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠氧化應激水平的影響見表5。

表5 熟化發(fā)芽糙米粉對大鼠氧化應激水平的影響Table 5 Cooked GBR on oxidative stress levels

從表5 可知，與空白組比較，模型組大鼠血清中的MDA 含量顯著升高（P＜0.05），說明高脂飲食可促進大鼠體內發(fā)生的脂質過氧化反應，使得血清中的MDA含量顯著升高；劑量組大鼠血清MDA 的含量接近于空白組（P＜0.05）。與空白組比較，模型組大鼠血清SOD活性顯著降低（P＜0.05），說明高脂飲食可降低大鼠體內清除氧自由基的能力，從而使得大量氧自由基進入血液循環(huán)；低劑量組大鼠血清SOD 活性與空白組無明顯差異，藥物組大鼠血清SOD 活性顯著高于模型組（P＜0.05）。中、高劑量組同藥物組相比無明顯差異，表明受試物能增強SOD 活性，從而增強機體清除自由基能力。CAT 也是機體抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成之一，它可與SOD 協(xié)同作用而清除氧自由基。與空白組比較，模型組大鼠血清CAT 活性顯著降低（P＜0.05），表明大鼠體內清除自由基的能力減弱；中、高劑量組大鼠血清CAT 活性接近空白組，表明受示物能顯著增強CAT 活性（P＜0.05）。

GSH-Px 是機體存在的一種含硒清除自由基和抑制自由基反應的酶系統(tǒng)，在氧化防御反應中起著非常重要作用，與空白組比較，模型組大鼠血清GSH-Px 活性顯著降低（P＜0.05），表明大鼠機體對脂質過氧化反應產物的清除能力減弱；中、高劑量組大鼠血清GSHPx 活性顯著高于空白組（P＜0.05），低劑量組大鼠血清GSH-Px 活性接近于空白組，表明受示物能增強機體GSH-Px 活性，減少過氧化對機體的傷害，并且與給藥劑量呈正相關。高脂飲食導致大鼠血清中T-AOC 水平有所下降，再給予受試物之后，各劑量組T-AOC 水平均有一定程度提高，說明在高脂飲食大鼠體內存在氧化與抗氧化的失衡，產生的自由基多于清除的自由基，使自由基在體內蓄積，引起脂質過氧化，干擾機體的代謝活動，從而導致機體氧化損傷。

3 結論

本試驗通過對高脂血癥大鼠飼喂熟化發(fā)芽糙米粉，發(fā)現(xiàn)可以降低高脂血癥大鼠肝臟/體重的臟器指數，降低高血脂癥大鼠血清中TC、TG 含量，提高高脂血癥動物機體免疫力，并對機體體內的脂肪堆積有著降低作用。發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸具有促進生長的作用，由此引起大鼠實驗期間劑量組體重的快速增長。熟化發(fā)芽糙米粉可有效地降低高血脂癥大鼠血清中TC、TG 含量，具有降低高血脂癥大鼠的LDL-C 水平的功效，且高劑量抑制血清LDL-C 升高效果最為明顯。

熟化發(fā)芽糙米粉能夠提高機體內SOD、CAT、GSH-Px 三大抗氧化酶活性，降低脂質過氧化產物MDA 的含量。這一結果說明熟化發(fā)芽糙米粉能夠提高機體內抗氧化功能，清除機體內過多的氧自由基，從而調節(jié)和改善自由基代謝的平衡，并減少機體內發(fā)生脂質過氧化反應，調整高脂飲食引起的脂肪代謝紊亂。