凱里紅酸湯對肥胖大鼠脂質代謝及氧化應激的影響

楊紅梅，王楠蘭，周倩倩，魯楊，曲子晗，王惠群*

（1.貴州醫科大學公共衛生學院，營養與食品衛生學系，貴州 貴陽 550025；2.貴州省食品營養與健康工程研究中心，貴州 貴陽 550025；3.貴州醫科大學公共衛生學院，環境污染與疾病監控教育部重點實驗室，貴州 貴陽 550025；4.貴陽市婦幼保健院孕產保健科，貴州 貴陽 550003；5.煙臺市萊山區疾病預防控制中心計劃免疫科，山東 煙臺 264003）

肥胖是指可能對健康產生危害的異常或過度的脂肪積累，其產生的主要原因有遺傳、不健康飲食和運動不足等[1]，肥胖患者常伴有血糖增高、血脂異常等并發癥[2-3]。研究表明，肥胖常伴隨著機體脂質代謝的紊亂[4]，此外，肥胖還會引發機體產生氧化應激，生成過多活性氧對體內生物分子造成氧化損傷，進一步加快肥胖的進程[5]。因此，調節機體脂質代謝和減輕氧化應激是改善肥胖及其并發癥的一種策略。隨著生活和飲食習慣的改變，高脂飲食導致肥胖的發病率不斷增高，調查顯示全球范圍內約有13%的成年人屬于肥胖人群[6]。預防和治療肥胖及其并發癥是保持健康的重要策略之一，而傳統的抗肥胖藥物都存在一定的毒副作用[7]，因此，通過飲食干預有效降脂減重被認為是安全可靠且易普及的減肥方法之一。

近年來，發酵性食品由于其潛在的健康效益而引起了很大關注[8]。據報道，發酵的食品泡菜具有降血脂和抗動脈粥樣硬化的作用[9]；混合發酵的果汁可有效提高抗氧化能力，抑制與肥胖相關的α-淀粉酶和脂肪酶的活力[10]。凱里紅酸湯是一種酸味醇厚的發酵性食品，在貴州省黔東南地區具有數百年的食用歷史，主要由番茄、紅辣椒和木姜子為原料發酵而成，其中參與發酵的微生物主要是乳酸菌，乳酸菌發酵能夠產生乳酸等有機酸。前期研究發現凱里紅酸湯中含有番茄紅素和辣椒素等生物活性成分，并且還含有發酵產生的多種有機酸[11]。有研究已證明凱里紅酸湯中的有機酸具有抗氧化的活性[12]，而番茄紅素和辣椒素具有調節脂代謝、減輕氧化應激及炎癥反應等作用[13-14]。通過預實驗發現凱里紅酸湯能夠有效抑制大鼠的體重增長，但目前尚未見凱里紅酸湯對肥胖癥血脂代謝及氧化應激的相關研究，因此，本研究采用凱里紅酸湯干預高脂飲食誘導肥胖大鼠模型，探討其對肥胖大鼠血脂代謝及氧化應激作用，為貴州特色食品凱里紅酸湯的應用及推廣提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

凱里紅酸湯：凱里市明洋食品有限公司。將凱里紅酸湯和水按質量比4∶1稀釋，稀釋后的凱里紅酸湯加熱至沸騰，冷卻后過濾去除殘渣備有。

基礎飼料：貴州醫科大學動物實驗中心提供，其成分包括小麥粉、小麥鼓、氨基酸、各種維生素、燕麥皮、啤酒酵母、微量元素等。高脂飼料配方：78.8%基礎飼料、1%膽固醇、10%蛋黃粉、10%豬油、0.2%膽鹽。

總抗氧化能力（total antioxidant capability，T-AOC）試劑盒、總超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）試劑盒、丙二醛（malondialdehyde，MDA）試劑盒：南京建成生物工程研究所；二喹啉甲酸（bicinchoninic acid，BCA）蛋白濃度測定試劑盒：北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

高速離心機（TDL-SOOObR）：上海安亭科學儀器廠；酶標儀（Multiskan GO）、超聲破碎儀（SCIENTZ-ⅡD）、恒溫孵育箱（HPX-9162MBE）：美國 Thermo Scientific公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗動物

SPF級 SD 雄性大鼠，8周齡，體重（180±20）g，共40只，購自貴州醫科大學動物實驗中心 [scxk（黔）-2018-0001]。實驗期間大鼠自由進食和飲水，室溫（22±3）°C，通風良好，相對濕度 50%～70%，12 h 光/暗循環。

1.3.2 肥胖大鼠模型的建立

大鼠適應性喂養一周，按體重隨機分為正常組（n=8）和造模組（n=32）。正常組給予普通飼料喂養，造模組給予高脂飼料喂養，造模時間為12周，每周測量大鼠體重。測得造模組體重比正常組高20%，即判定肥胖模型建立成功[15]。

1.3.3 動物分組

建模成功后，將模型大鼠按體重隨機分為模型組（高脂飼料喂養+同等體積的蒸餾水灌胃）、脂必妥組（高脂飼料+75 mg/kg BW脂必妥溶液灌胃）、低劑量組（高脂飼料+4 g/kg BW凱里紅酸湯灌胃）、高劑量組（高脂飼料+8 g/kg BW凱里紅酸湯灌胃），同時保留正常組（普通飼料+同等體積的蒸餾水灌胃）。每周記錄大鼠體重，干預12周。

1.3.4 大鼠血清制備及血脂指標測定

干預結束時，各組大鼠隔夜禁食12 h，測定體重，用1%戊巴比妥鈉麻醉大鼠，心尖取血，3 000 r/min離心15 min收集血清，用全自動血生化分析儀檢測血清甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）。

1.3.5 大鼠肝臟組織病理檢測

用4%多聚甲醛固定肝組織，經脫水、包埋、切片、蘇木精-伊紅染色，顯微鏡觀察肝組織病理變化。

1.3.6 血清及肝臟氧化應激指標測定

血清T-AOC、SOD、MDA按照試劑盒方法測定；稱取肝臟制成10%組織勻漿，離心取上清測定T-AOC、SOD、MDA，蛋白濃度按照BCA蛋白濃度測定試劑盒方法測定。

1.4 統計學分析

數據使用SPSS Statistics 23.0統計分析。兩組間數據比較采用t檢驗；多組數據比較采用單因素方差分析，當方差分析顯示有統計學意義時，使用最小顯著性差異法（least significant difference，LSD）進行統計分析，檢驗水準α=0.05。

2 結果與分析

2.1 建立肥胖大鼠模型

模型建立前后大鼠體重變化見表1。

由表1可知，建模前兩組體重無統計學差異（P>0.05）；建模12周時，與正常組相比，造模組體重升高（P<0.001），較正常組高20%，表明經過12周高脂飼料喂養，成功建立肥胖模型。

2.2 凱里紅酸湯對肥胖大鼠體重的影響

凱里紅酸湯對肥胖大鼠體重的影響見表2。

表2 凱里紅酸湯對肥胖大鼠體重的影響Table 2 Effect of Kaili red sour soup on body weight of obese rats

由表2可知，在干預前，正常組大鼠體重低于其他組造模成功的大鼠（P＜0.05）；干預期間，正常組和模型組體重逐漸增加，且模型組高于正常組（P＜0.05），脂必妥、低、高劑量組體重均趨于平穩，其中高劑量組大鼠體重在干預期間呈下降趨勢；干預結束時，脂必妥、低、高劑量組體重低于模型組（P＜0.05），說明凱里紅酸湯干預能夠降低肥胖大鼠的體重。

2.3 凱里紅酸湯對肥胖大鼠血脂的影響

凱里紅酸湯對大鼠血脂的影響見表3。

表3 凱里紅酸湯對大鼠血脂的影響Table 3 Effect of Kaili red sour soup on blood lipid of rats

如表3所示，模型組TG、TC和LDL-C濃度增高（P＜0.05），較正常組分別增加了 98.39%、19.43%、28.57%；而 HDL-C 濃度降低（P＜0.05），較正常組降低了18.25%，說明肥胖大鼠的脂質代謝紊亂，血脂出現異常；經過干預后，脂必妥、低、高劑量組血清TG、TC濃度均降低，脂必妥和高劑量組LDL-C濃度顯著降低，且高劑量組HDL-C濃度顯著增高（P＜0.05）；血清學指標中各組TG降低最明顯，脂必妥、低、高劑量組分別降低了47.97%、38.21%、48.78%；且凱里紅酸湯干預后TG、TC和LDL-C濃度與脂必妥組無統計學差異（P>0.05）。表明凱里紅酸湯能夠有效改善肥胖大鼠的血脂，并且其降血脂的療效與降血脂藥物脂必妥的療效相當。

2.4 凱里紅酸湯對大鼠肝臟組織病理形態的影響

凱里紅酸湯對肝臟組織病理形態的影響見圖1。

圖1 凱里紅酸湯對肝臟組織病理形態的影響（HE×400）Fig.1 The effect of Kaili red sour soup on pathological morphology of liver tissue（HE ×400）

肝組織病理結果顯示，正常組肝索排列整齊，肝細胞形態正常，胞質染色均勻，核仁居于中央。模型組肝索排列紊亂，肝細胞有脂肪變性，細胞核周圍可見圓形脂滴，胞核位于中央或懸于一側，有少量肝細胞壞死；經過脂必妥和不同劑量凱里紅酸湯的干預后，肝臟脂肪變性減輕，肝細胞脂肪空泡減少，說明凱里紅酸湯能夠改善大鼠肝臟的脂質沉積。

2.5 凱里紅酸湯對大鼠血清和肝臟T-AOC、SOD、MDA的影響

凱里紅酸湯對大鼠血清T-AOC、SOD、MDA的影響見表4。

表4 凱里紅酸湯對大鼠血清T-AOC、SOD、MDA的影響Table 4 The effect of Kaili red sour soup on serum T-AOC，SOD and MDA in rats

凱里紅酸湯對肝臟T-AOC、SOD、MDA的影響見表5。

表5 凱里紅酸湯對肝臟T-AOC、SOD、MDA的影響Table 5 The effect of Kaili red sour soup on liver T-AOC，SOD and MDA

由表4可知，模型組T-AOC較正常組低，高劑量凱里紅酸湯干預后T-AOC增高（P<0.05）；模型組SOD活力較正常組低，經過凱里紅酸湯的干預SOD活力增高（P<0.05）；模型組與正常組相比MDA含量升高，經過不同劑量凱里紅酸湯干預后，血清MDA的含量均降低（P<0.05）。表明肥胖大鼠的血清抗氧化能力降低，丙二醛含量增多，而凱里紅酸湯干預能提高大鼠血清抗氧化水平。由表5可知，低、高劑量的凱里紅酸湯均能提高肥胖大鼠肝臟T-AOC和SOD活力，并降低肝臟脂質過氧化產物MDA含量（P<0.05），表明凱里紅酸湯能提高大鼠肝臟抗氧化能力，改善肥胖大鼠肝臟的氧化應激。

3 討論與結論

肥胖產生的原因與長期高脂飲食攝入有關[16]，長期高脂飲食打破了能量攝入和消耗之間平衡，導致能量過剩形成脂肪從而引起肥胖。在肥胖的產生和發展中，脂質代謝的紊亂和氧化應激都發揮著重要作用[17]，通過調節機體脂質代謝和減輕氧化應激來改善肥胖是預防和治療肥胖及其相關并發癥的重要策略之一。因此，本研究以高脂飼料誘導的肥胖大鼠模型為研究對象，給予不同劑量的凱里紅酸湯干預，通過測量大鼠體重、血清脂質水平，觀察肝組織病理變化，并與降血脂藥物脂必妥進行比較，觀察凱里紅酸湯對肥胖大鼠脂質代謝的影響；同時檢測血清及肝臟的氧化應激水平，觀察凱里紅酸湯對肥胖引起的氧化應激的影響。

肥胖常伴隨機體脂質代謝紊亂，主要表現為血脂水平和/或脂蛋白異常升高[4]。研究表明，高脂飲食誘導的肥胖模型主要特征為體重增加、高血脂和肝臟損傷[18]。在本實驗中，模型組大鼠體重逐漸增高，同時血清TG、TC和LDL-C濃度增高，HDL-C濃度降低，光鏡下可見肝細胞結構被破壞，肝細胞脂肪變性，脂肪沉積明顯。凱里紅酸湯干預能夠有效降低大鼠體重及血清的TG、TC、LDL-C濃度，同時升高HDL-C濃度；肝組織病理學檢查顯示，脂必妥和凱里紅酸湯均能夠改善肥胖導致的肝小葉結構紊亂及脂肪變性等病理性損傷。說明高脂飼料誘導的肥胖引起大鼠脂質代謝的紊亂，導致肝臟脂質沉積，采用凱里紅酸湯干預可以降低肥胖大鼠的體重，調節血脂，減少大鼠肝臟的脂質沉積，改善肥胖大鼠引起的機體脂代謝紊亂。

在肥胖和脂代謝紊亂的情況下，機體會產生氧化應激[19]。氧化應激是指機體自由基產生與消除之間的平衡失調，抗氧化機制不足將自由基轉化而引起細胞組織損傷[20]。長期攝入高脂飲食會促進脂類代謝產生活性氧，引起氧化應激[21]，活性氧增多會對DNA等分子造成損傷，對細胞的生理功能產生影響，進一步促進肥胖和高脂血癥等慢性代謝疾病的發生和發展[22]。研究證實，通過清除自由基和增加抗氧化能力，減輕體內產生的氧化應激，能夠有效改善肥胖[23]。SOD可以轉化體內產生的超氧自由基，起到保護機體免受細胞毒性反應損傷的作用；T-AOC是反映細胞內整體內源性抗氧化能力的強弱的指標，通過測定T-AOC及SOD水平更能準確地反映體內抗氧化能力[24]。MDA是在氧化應激過程中組織氧化損傷產生的過氧化產物，MDA的過度表達是細胞受到損傷的表現，是衡量機體脂質損傷的特殊生物標志物[25-26]。本實驗中測得肥胖大鼠的血清及肝臟T-AOC和SOD活力均降低，而MDA水平增高，說明肥胖大鼠血清和肝臟的抗氧化能力降低，機體和肝臟脂質過氧化，產生氧化應激。凱里紅酸湯干預后，大鼠血清和肝臟T-AOC、SOD水平升高，MDA水平降低，說明凱里紅酸湯可有效提高大鼠血清和肝臟總抗氧化能力和抗氧化酶活力，清除脂質過氧化產物，改善肥胖促發的氧化應激。

綜上所述，凱里紅酸湯具有調節肥胖大鼠血脂代謝，改善肝臟病理性損傷的作用，該作用可能與凱里紅酸湯能夠提高機體抗氧化水平、改善氧化應激有關，但具體的作用機制還有待進一步研究。