葛根提取物对高脂血症大鼠血脂及抗氧化能力的影响

王萌萌,梅振东,张 淼,樊亚婕,王彭彭,杜玉慧,赵永芳,王 玲,*

(1.郑州大学公共卫生学院营养与食品卫生教研室,河南郑州 450001;2.河南省人民医院,河南郑州 450003)

葛根提取物对高脂血症大鼠血脂及抗氧化能力的影响

王萌萌1,梅振东1,张 淼1,樊亚婕1,王彭彭1,杜玉慧1,赵永芳2,王 玲1,*

(1.郑州大学公共卫生学院营养与食品卫生教研室,河南郑州 450001;2.河南省人民医院,河南郑州 450003)

目的:探讨葛根提取物对高脂血症大鼠血脂及抗氧化能力的影响。方法:将SD雄鼠随机分为正常对照组和高脂组,高脂组饲以高脂饲料建立高脂血症大鼠模型后,再随机分为高脂对照组和葛根提取物低、高剂量组,以50、100mg/kg·d-1剂量的葛根提取物分别对葛根提取物低、高剂量组灌胃4周,测定大鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),血清及肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)。结果:葛根提取物各剂量组大鼠血清TC、TG、MDA和肝脏MDA水平、肝脏系数以及动脉粥样硬化指数(AI)均明显低于高脂对照组(p<0.05),血清及肝脏SOD活性明显高于高脂对照组(p<0.05)。结论:葛根提取物对高脂血症大鼠有显著的降血脂和抗氧化作用,对防治动脉粥样硬化有益。

葛根提取物,SD大鼠,高脂血症,血脂,抗氧化

近年来,随着人们生活水平提高和膳食结构改变,心脑血管疾病的发生率不断上升,动脉粥样硬化是这类疾病的主要病理基础。虽然动脉粥样硬化的病因尚不完全清楚,但脂质紊乱是其危险因素之一。有研究报道高脂血症患者的脂质过氧化水平增高[1-2],也有研究表明脂质过氧化是动脉粥样斑块形成的基础条件[3]。因此纠正脂代谢紊乱、提高抗氧化能力为防治动脉粥样硬化的重要措施。目前临床上虽然不乏调节血脂的药物,如他汀类、贝特类等,但长期服用会产生一定的副作用,特别是对肝功能的影响,故寻找能改善血脂异常且无明显不良反应、适于长期使用的药膳两用食物尤为必要。葛根为豆科植物野葛或甘葛藤的干燥根,其中含有大量的黄酮类化合物,如葛根素、大豆苷元、大豆苷等,为葛根主要的功能成分[4]。已有较多文献报道了葛根提取物对高脂血症动物血脂水平的影响。但是,关于葛根提取物对高脂血症动物抗氧化能力影响的研究报道较为少见,故本实验拟以SD大鼠为研究对象,通过高脂膳食建立高脂血症动物模型,以葛根提取物(含葛根黄酮40%)作干预物,探究其对高脂血症大鼠血脂的影响,同时观察其抗氧化作用,以评价葛根提取物对食源性脂代谢异常的干预效果和抗氧化功效,为葛根在改善血脂异常、防治动脉粥样硬化方面提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

葛根提取物 由西安一禾生物技术有限公司提供,用醇提法制得,含葛根黄酮40%(除葛根黄酮外,灰分2.9%,水份3.5%,剩余成分主要是淀粉和蛋白质);SPF级雄性SD大鼠 体重(66.91±10.32)g,32只,由河南省动物实验中心提供(许可证号:SCXK(豫)2010-0002);基础饲料(粉状) 购自河南省实验动物中心;高脂饲料(粉状) 配方:73.5%基础饲料、20%猪油、1%胆固醇、0.5%胆酸钠、5%蛋黄粉;水合氯醛 购自天津市科密欧化学试剂有限公司;羟甲基纤维素钠 购自国药集团化学试剂有限公司;TC、TG、HDL-C测定试剂盒 均购于中生北控生物科技有限公司;SOD、MDA测定试剂盒 均购于南京建成生物工程研究所。

AL204电子天平 梅特勒-托利多仪器有限公司;卓越360全自动生化分析仪 上海科华生物工程股份有限公司;V-5800PC可见分光光度计 上海元析仪器有限公司;Centrifuge 5424R台式高速冷冻离心机 艾本德中国有限公司;SCIENTZ-2D超声波细胞破碎仪 宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 高脂饲料的制备 将73.5%基础饲料、1%胆固醇、0.5%胆酸钠和5%蛋黄粉按比例称量后充分混匀,再缓慢加入融化的猪油(每kg高脂饲料含200g猪油),边加边搅拌,使其充分混合,制成含猪油20%的高脂饲料。

1.2.2 实验动物及分组 32只4～6周龄SD雄鼠饲养于郑州大学公共卫生学院SPF级屏障系统动物实验室(许可证号:SYXK(豫)2012-0007),分笼饲养,每笼4只,饲养室温度(23±2)℃,相对湿度50%～60%,12h光照/黑暗交替,自由摄食和饮水。适应性喂养7天后,按体重随机分为正常对照组8只和高脂组24只,分别饲以基础饲料和含猪油20%的高脂饲料。喂养4周后,高脂组再按体重随机分为3组,每组8只,分别为高脂对照组和葛根提取物低、高剂量组。所有大鼠仍饲以原有饲料,同时对葛根提取物低、高剂量组分别以50、100mg/kg·d-1剂量的葛根提取物每天定时进行灌胃,灌胃溶剂为0.4%羟甲基纤维素钠(CMC-Na)溶液,而正常对照组和高脂对照组以0.4% CMC-Na溶液7mL/kg·d-1灌胃,连续4周。

1.2.3 检测指标 每周测大鼠体重,饲养4周后,禁食12h,断尾采血1.5mL,3000r/min、4℃离心15min获取血清,测定血清TC、TG、HDL-C,用于判断高脂血症动物造模是否成功。葛根提取物干预4周后,大鼠禁食12h,称重后按0.3mL/100g BW腹腔注射10%水合氯醛,麻醉后腹腔静脉采血5mL,3000r/min、4℃离心15min获取血清,测定血清TC、TG、HDL-C、SOD及MDA,计算AI=(TC-HDL-C)/HDL-C。采血后摘取肝脏,用预冷生理盐水漂洗,滤纸吸干水分后称重,计算肝脏系数(%)=肝重(g)/体重(g)×100。然后再称取1g左右肝组织,加入9倍体积的预冷生理盐水,剪碎组织后移入离心管,在冰水浴条件下用超声波细胞破碎仪制备成10%的肝组织匀浆,3000r/min、4℃离心15min取上清液,测定肝组织匀浆SOD、MDA。以上所有指标的测定均严格按照试剂盒说明书进行。

2 结果与分析

2.1 高脂血症大鼠模型的建立

喂养4周后,由表1可知,高脂组大鼠体重高于正常对照组(p<0.05),血清TC、TG水平均明显高于正常对照组(p<0.01),血清HDL-C水平则低于正常对照组(p<0.05),提示高脂血症大鼠模型建立成功。

组别n体重(g)TC(mmol/L)TG(mmol/L)HDL-C(mmol/L)正常对照组8306.78±22.811.44±0.130.63±0.110.89±0.09高脂组24324.56±20.82*2.44±0.24**0.92±0.14**0.80±0.08*

注:与正常对照组相比,*p<0.05,**p<0.01。

表2 葛根提取物对大鼠体重、肝重和肝脏系数的影响±s)Table 2 Effect of pueraria extract on the body weight,liver weight and hepatic coefficient in ±s)

注:与正常对照组相比,*p<0.05,**p<0.01;与高脂对照组相比,#p<0.05,##p<0.01，表4同。

表3 葛根提取物对大鼠血清TC、TG、HDL-C水平和AI的影响Table 3 Effect of pueraria extract on the serum levels of TC,TG and HDL-C and arteriosclerosis index(AI)in ±s)

注:与正常对照组相比,**p<0.01;与高脂对照组相比,#p<0.05,##p<0.01。

表4 葛根提取物对大鼠血清及肝脏SOD活性和MDA水平的影响±s)Table 4 Effect of pueraria extract on the activities of serum and liver SOD and levels of serum and liver MDA in ±s)

2.2 葛根提取物对大鼠体重、肝重和肝脏系数的影响

灌胃4周后,如表2所示,高脂对照组大鼠体重、肝重和肝脏系数均显著高于正常对照组(p<0.01)。脏器系数变化一般反映脏器的肿大、充血、增生肥大、萎缩等,是损伤较为敏感的指标,而高脂饲料喂养大鼠可使其肝脏系数增加,推测大鼠肝脏可能发生损伤。葛根提取物高剂量组大鼠体重低于高脂对照组(p<0.05),低剂量组与高脂对照组之间差异无统计学意义(p>0.05),说明葛根提取物可降低高脂血症大鼠的体重,且高剂量的减重效果更为明显。葛根提取物低、高剂量组大鼠肝重均低于高脂对照组(p<0.05,p<0.01),肝脏系数也低于高脂对照组(p<0.05,p<0.05),提示葛根提取物可能有缓解大鼠肝脏病变的作用。

2.3 葛根提取物对大鼠血清TC、TG、HDL-C水平和AI的影响

由表3可知,高脂对照组大鼠血清TC、TG水平和AI均显著高于正常对照组(p<0.01),说明高脂膳食可诱发大鼠血脂紊乱,增加动脉粥样硬化的危险性。葛根提取物低、高剂量组血清TC水平均明显低于高脂对照组(p<0.01,p<0.01),血清TG水平也均低于高脂对照组(p<0.05,p<0.01),虽然低、高剂量组之间差异不显著(p>0.05),但与低剂量组相比,高剂量组的TC、TG水平下降更多,这提示葛根提取物能显著降低高脂血症大鼠的TC、TG水平,且可能存在量效关系。葛根提取物各剂量组血清HDL-C水平与高脂对照组之间均无显著性差异(p>0.05)。与高脂对照组相比,葛根提取物各剂量组大鼠的AI均下降(p<0.05),表明葛根提取物有减少动脉粥样硬化发生风险的作用。

2.4 葛根提取物对大鼠血清及肝脏SOD活性和MDA水平的影响

由表4可知,与正常对照组相比,高脂对照组大鼠血清及肝脏SOD活性明显下降(p<0.01),肝脏MDA水平明显升高(p<0.01),在血清MDA水平上,虽与正常对照组之间差异无统计学意义(p>0.05),但有升高趋势,这说明高脂膳食可降低大鼠的抗氧化能力。葛根提取物各剂量组血清SOD活性均明显高于高脂对照组(p<0.01),肝脏SOD活性也均高于高脂对照组(p<0.05),其中高剂量组SOD活性最高,但与低剂量组之间差异不显著(p>0.05);葛根提取物低、高剂量组血清MDA水平均明显低于高脂对照组(p<0.01,p<0.01),肝脏MDA水平也均低于高脂对照组(p<0.01,p<0.05),低、高剂量组之间差异不显著(p>0.05),此结果显示,葛根提取物能提高高脂血症大鼠的SOD活性,降低MDA水平,增强其抗氧化能力。

3 讨论

脂代谢紊乱是动脉粥样硬化形成的主要危险因素之一,以血清TC和(或)TG升高、HDL-C降低等为特征。研究表明高脂膳食是血脂异常的独立危险因素[5]。本实验以高脂饲料诱导建立高脂血症大鼠模型,模拟人类高脂膳食导致的脂代谢异常,然后通过葛根提取物干预,观察其对膳食诱导的脂代谢紊乱的影响。为排除雌激素作用的干扰,本实验仅选用雄性动物[6]。在本研究结果中,持续饲以高脂饲料的大鼠的体重、肝脏系数、血清TC、TG及AI均高于饲基础饲料的大鼠,而用葛根提取物干预4周后,上述指标均有不同程度地的下降。这一结果与以往相关报道一致[7-8],说明高脂膳食可使大鼠体重增加,诱发高血脂,可能增加肝脏病变和动脉粥样硬化的危险性,而葛根提取物能降低高脂血症大鼠的血脂水平,改善血脂紊乱。有文献报道[9-11],黄酮类物质具有以下作用:促进胆固醇向胆酸转化而增加胆固醇排泄;雌激素样作用,可作用于肝细胞的雌激素受体,上调低密度脂蛋白(LDL)受体,增加LDL受体活性,从而促进体内胆固醇的清除。而葛根提取物中含有丰富的黄酮类物质,其对血脂的调节作用可能通过上述途径。在本实验中,葛根提取物没有显著改善高脂血症大鼠血清HDL-C水平,Yan等[12]的研究中也出现类似结果,但刘海燕[13]的研究显示葛根提取物能升高血清HDL-C,推测原因可能与研究所用大鼠种类不同、干预时间长短、干预剂量等因素有关。

除血脂异常外,氧化应激损伤也是动脉粥样硬化形成的重要病理因素,且血脂异常与氧化应激常合并存在,后者被认为是动脉粥样硬化病理改变形成的重要条件。有文献报道,血清脂质过氧化水平与血清TC水平呈正相关[14],本实验结果也显示大鼠的血清TC和TG与MDA和SOD消长有一定相关性。在正常生理状态下,机体内的氧化代谢处于动态平衡,当脂代谢紊乱时会产生大量的自由基,打破氧化系统和抗氧化系统的平衡,脂质过氧化作用增强,最终导致血管内皮损伤,动脉粥样硬化形成。在脂质过氧化的过程中会产生许多脂质过氧化物,如MDA。MDA是多不饱和脂肪酸和活性氧反应的产物,其含量的高低反映机体脂质过氧化的程度。SOD是机体内有效清除超氧阴离子自由基的一种抗氧化酶,能降低机体脂质过氧化反应,保护细胞免受氧化损伤,其活性的高低反映了机体清除氧自由基的能力。故测定SOD活性和MDA水平,常用于了解机体抗氧化能力和过氧化物水平,从而判断机体是否处于氧化应激或良好的抗氧化保护状态。本实验中,与正常对照组相比,持续饲以高脂饲料且未加干预的大鼠血清及肝脏SOD活性降低、MDA水平升高,说明高脂膳食可增加大鼠氧化负荷、降低清除自由基能力。经过葛根提取物干预后,大鼠血清及肝脏SOD活性有所上升,MDA水平有所下降,这与邓祖跃等[8]的研究结果一致,说明葛根提取物能对抗高脂膳食诱发的SOD活性降低,提高机体抗氧化能力,降低氧化负荷,从而具有一定的抗氧化作用,此种抗氧化作用可能与葛根黄酮能有效清除超氧阴离子自由基、阻止脂质过氧化物产生、提高SOD活性有关[15]。

由于葛根的药食同源性,对于血脂异常者,提倡经常摄入适量的葛根制品,既可获得基本的营养素,又可增加具有抗氧化作用的黄酮类物质的摄入,同时起到营养和保健的功效。本实验结果也显示,即使低剂量葛根提取物的摄入也可收到显著的调节血脂和抗氧化效果,由此看出,葛根黄酮的降血脂、抗氧化作用足够强。尽管葛根加工的食物制品中黄酮含量不及葛根提取物高,但如果能保证一定的葛根摄入量且长期坚持,其总的葛根黄酮摄入量可以达到可观水平,一样能起到调节血脂和抗氧化作用。

4 结论

葛根提取物能够明显降低食源性高脂血症大鼠的血脂水平,减轻脂质过氧化程度,提高机体的抗氧化能力,有利于防治动脉粥样硬化,减少心脑血管疾病的发生。

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Effects of pueraria extract on blood lipid and anti-oxidant activity in hyperlipidemia rats

WANG Meng-meng1,MEI Zhen-dong1,ZHANG Miao1,FAN Ya-jie1,WANG Peng-peng1,DU Yu-hui1,ZHAO Yong-fang2,WANG Ling1,*

(1.Department of Nutrition and Food Hygiene,College of Public Health,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China;2.People’s Hospital of Henan Province,Zhengzhou 450003,China)

Objective:To explore the effects of pueraria extract on blood lipid and anti-oxidant activity in hyperlipidemia rats. Methods:The male SD rats were randomly divided into control group and high fat diet group. The rats in high fat diet group were fed with high fat diet to establish hyperlipidemia rats model and then the hyperlipidemia rats were divided into three groups randomly:high fat diet control group,low and high dose pueraria extract groups respectively. The rats in low and high dose pueraria extract groups were given pueraria extract by gavage at the doses of 50mg/kg·d-1and 100mg/kg·d-1respectively for four weeks. Then the levels of serum total cholesterol(TC),triglyceride(TG),high density lipoprotein cholesterol(HDL-C),superoxide dismutase(SOD)and malondialdehyde(MDA),and liver SOD and MDA were measured. Results:The levels of serum TC,TG and MDA and liver MDA,hepatic coefficient and arteriosclerosis index(AI)were significantly lower(p<0.05),but the activities of serum and liver SOD were markedly higher(p<0.05)in the rats of pueraria extract groups than that in high fat diet control group. Conclusion:Pueraria extract has significant hypolipidemic and anti-oxidant effects in hyperlipidemia rats and it may be beneficial to prevention of atherosclerosis.

pueraria extract;SD rats;hyperlipidemia;serum lipid;anti-oxidation

2014-09-17

王萌萌(1988-)，女，硕士研究生，研究方向：营养与食品卫生。

*通讯作者:王玲(1962-)，女，博士，副教授，从事营养与食品卫生学教学、科研工作。

郑州大学大学生创新创业训练计划项目(2013sjxm037)。

TS201.4

A

1002-0306(2015)11-0369-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.067