紫心甘薯对高脂血症大鼠脂质代谢及氧化应激的影响

陈伟平，毛童俊，樊 林，周宇瀚，俞 兢，金 赟，侯鹏超

(1.浙江大学城市学院医学与生命科学学院，浙江杭州310015;2.浙江大学医学院公共卫生系，浙江杭州310058)

紫心甘薯(purple sweet potato)属旋花科一年生草本植物［1］，是新近开发出的一类优良特异的甘薯品种，其肉质紫红，外观诱人，具有营养、着色和保健等多重作用，引起国内外的广泛关注。紫甘薯富含花青素［2］及膳食纤维，多年来研究表明，花色素苷具有抗氧化、清除自由基、防癌、提高视力等生物活性［3］;膳食纤维可在肠道内吸水后形成胶体，阻止脂类物质向小肠壁的扩散［4］，从而减少机体对脂类物质的吸收，起到了降脂的作用。高脂血症是各种原因导致的血胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白升高和(或)高密度脂蛋白降低的一种脂代谢异常疾病［5］，它与代谢综合征等疾病密切相关，包括2型糖尿病，胰岛素抵抗，高血压等［6］。目前最安全有效的治疗高脂血症的方法在于饮食干预，因此，从天然食物中找寻具降脂功效的食材已成为研究热点［7-8］。已有研究表明，紫甘薯具有预防高血压，改善肝功能，减少基因突变，抑制诱癌物质的产生，改善视力等保健作用［9］。但关于紫甘薯对脂质代谢影响的研究较少，本实验通过观察紫甘薯对大鼠脂质代谢及氧化应激的影响，为其进一步开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物 雄性SD大鼠40只，体重180～200 g，购于浙江省医学科学院。合格证号SCXK(浙)2008-0033。

1.2 材料及试剂 紫心甘薯购于临安市太阳镇紫心甘薯示范基地。总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)及总蛋白定量测试盒均购于南京建成生物工程研究所。

1.3 方法

1.3.1 紫心甘薯粉末的制备 将紫心甘薯洗净，晾干，切成薄片后放在0.1 mol/L、pH值为5的柠檬酸溶液里浸泡0.5 min(防止紫心甘薯内的花青素被氧化)，置于60℃烘箱内12 h，而后将烘干的紫心甘薯片用中药粉碎机打碎成细粉状用于制备饲料。

1.3.2 动物分组及处理 SD大鼠适应性喂养1周后，禁食12 h，次日晨取尾血测血清 TC、TG。按血脂水平及体重分为4组，每组10只:正常对照组饲喂基础饲料，高脂对照组饲喂高脂饲料(高脂饲料配方:10%蛋白粉、0.5%胆盐、5%猪油及84.5%基础饲料)，紫甘薯高剂量组饲喂85%高脂饲料+15%紫甘薯粉，紫甘薯低剂量组饲喂90%高脂饲料+10%紫甘薯粉。动物房温度为22～25℃，相对湿度为45%～60%。动物置不锈钢笼内喂养，5只一笼，自由饮水进食，并且记录当天饮食量，每周称体重一次。实验期为6周，分别于第0周、第3周、第6周末取尾血测定血脂指标。

1.3.3 指标测定 3周末，取尾血测定血清TC、TG、HDL-C指标。6周末，取尾血测定血清TC、TG、HDL-C、SOD 及 MDA 的指标。然后处死大鼠，解剖分离得到肝脏，在冰冷生理盐水中漂洗，除污，拭干，称重;用0.86%预冷生理盐水制成10%组织匀浆，以2 000 r·min-1离心10 min;取上清液测定肝脏SOD、GSH、MDA的活性。蛋白定量采用考马斯亮蓝法。血脂水平及氧化应激指标均按试剂盒说明操作。LDL-C用Friedewald公式计算:LDL-C(mmol/L)=TC(mmol/L)-HDL-C(mmol/L)-TG(mmol/L)×0.456。AI=(TC-HDL-C)/HDL-C［10］。

1.4 统计学分析 以SPSS 11.5统计分析软件先进行单因素方差分析，若具有统计学意义(P＜0.05)，则采用LSD法进行统计分析，所有数据均以均值±标准差表示。

2 结果

2.1 平均进食量与体重变化 由表1可知整个实验期间，各组大鼠的平均进食量、初始体重以及体重增长均无显著性差异(P＞0.05)。

2.2 紫心甘薯对各组大鼠血清TC、TG的影响

由表2可知各组大鼠基础TC、TG水平无显著性差异(P＞0.05)。从第3周开始，高脂对照组血清TC、TG水平显著高于正常组(P＜0.01)。而紫心甘薯高剂量组大鼠血清TC和TG水平较高脂对照组明显降低;紫心甘薯低剂量组大鼠血清TG在第3周末显著低于高脂对照组，而TC较高脂对照组无显著性差异。这些变化一直持续到第6周末。

2.3 紫心甘薯对各组大鼠血清HDL-C、LDL-C和AI值的影响 由表3可知，第3周末紫心甘薯高、低剂量组血清HDL-C值均显著高于高脂对照组，而LDL-C和AI则显著低于高脂对照组。这些变化一直持续到第6周末。

2.4 紫心甘薯对各组大鼠血清SOD活性、MDA水平的影响 由表4可知，各组大鼠基础SOD活性、MDA水平无显著差异(P＞0.05)。随着实验的进展，在第6周末，除正常组外，其余3组SOD水平均有所下降。其中高脂对照组下降最明显，与正常组比有显著性差异，而MDA水平较正常组有显著上升(P＜0.01)。紫心甘薯高、低剂量组血清SOD活性均较高脂对照组明显增高，而MDA水平明显降低。

表1 各组平均进食量及体重变化Table 1 Average food intake and weight gain in different groups

表2 紫心甘薯对各实验组血清TC和TG的影响Table 2 Effect of purple sweet potato on serum TC，TG levels in different groups

表3 紫心甘薯对各实验组血清HDL-C和LDL-C及AI的影响Table 3 Effect of purple sweet potato on serum HDL-C，LDL-C and AI in different groups

2.5 肝脏SOD活性和MDA及GSH水平 由表5可知高脂对照组肝脏SOD活性、GSH水平较正常组明显减低，MDA则明显升高(P＜0.01)。紫心甘薯高、低剂量组大鼠肝脏SOD活性、GSH水平则显著高于高脂对照组，而MDA水平显著低于高脂对照组。

表4 紫心甘薯对各实验组血清SOD和MDA的影响Table 4 Effect of purple sweet potato on serum SOD and MDA in different groups

表5 肝脏SOD活性和MDA及GSH水平Table 5 Hepatic SOD activities and MDA，GSH levels

3 讨论

目前对高脂血症的研究常通过制备实验性高脂血症动物模型进行，而以化学物质诱发的动物模型在国内外应用最为广泛，尤其是高脂饲料喂养形成的动物模型［11］。本实验亦通过给大鼠喂饲高脂饲料使得在实验第3周末，血清TC、TG水平明显高于正常对照组，说明高脂血症模型建立成功，并且这种状态一直持续到实验结束。实验结果表明，紫心甘薯高、低剂量分别能不同程度的降低血清TC、TG、LDL-C水平和AI值，与高脂对照组比较有显著差异，并且这种变化呈现剂量依赖性关系，而HDL-C则显著升高。HDL-C水平的升高有利于外周胆固醇的清除，防止胆固醇在动脉壁沉积从而阻碍动脉粥样硬化的形成。由此表明紫心甘薯有降脂的功效。

余华等［12］对不同肉色甘薯的营养成分进行了分析，结果显示，与桔红色、黄色甘薯相比，紫心甘薯中除了花青素外，碳水化合物、蛋白质、铜、锌、铁、锰、镁等的含量都显著提高，维生素C、β-胡萝卜素等显著降低，而粗纤维、脂肪、硒等差别不显著。

高脂血症的发病与氧化应激/脂质过氧化也有一定的关系。MDA是脂质过氧化反应的代谢产物，其含量间接反映了细胞受自由基攻击后脂质过氧化程度。本实验结果显示高脂对照组MDA含量明显高于正常对照组，而紫心甘薯高、低剂量组MDA含量有明显降低，与高脂对照组相比有显著性差异。SOD是体内十分重要的抗氧化酶，其功能是去除细胞中的超氧阴离子，活性的高低可反映机体抗氧化能力的强弱。SOD属于金属酶，按照结合金属离子种类不同，可分为三种:含铜与锌超氧化物歧化酶(Cu-ZnSOD)、含锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)和含铁超氧化物歧化酶(Fe-SOD)。紫心甘薯中铜、锌、铁、锰含量显著提高，这为机体内合成更多的SOD提供了可能;GSH是一种内原性的抗氧化物质，在体内的抗氧化体系中起着关键的作用，食物中GSH的浓度与蛋白质含量有关。本研究显示，紫心甘薯高、低剂量组的GSH水平明显较高脂对照组增加，这也可能与紫心甘薯中蛋白质的含量较高有关。以上各种指标都表明，紫心甘薯具有清除过多氧自由基，阻断由氧自由基介导的脂质过氧化作用对细胞造成的损害，减少脂质过氧化产物的形成，提高机体的抗氧化能力等作用。这些作用与紫心甘薯中的营养成分组成有关，也可能与紫心甘薯的降血脂功能有关。

紫心甘薯除具有普通甘薯的营养成分外，还富含花青素和多糖，具有较好的降脂和改善氧化应激的功效，更重要的是它是一种天然无害的产品，因此可以作为人体抗衰老保健品加以开发，具有良好的市场开发前景。

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