番茄红素对高脂血症大鼠主动脉的保护作用

番茄红素对高脂血症大鼠主动脉的保护作用

黄益德胡敏予

(中国科学院城市环境研究所人事教育处，福建厦门361021)

摘要〔〕目的研究番茄红素对高脂血症大鼠主动脉的保护作用。方法64只SD成年雄性大鼠按体重和总胆固醇(TC)水平随机分为对照组、模型组、氟伐他汀钠 10 mg·kg-1·d-1、番茄红素4.4、11、22、44、110 mg·kg-1·d-1共8个剂量组；对照组喂基础饲料，其余饲高脂饲料；第2、3周，对照组和模型组行1%羧甲基纤维素钠(CMC-Na)灌胃，其余以1%CMC-Na为溶剂按确定剂量灌胃。实验期间，采尾血检测TC、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，并计算动脉硬化指数(AI)及血浆致动脉硬化指数(AIP)。光镜下观察主动脉弓病理变化，并以番茄红素各剂量组血液各项指标与模型组差值的绝对数进行曲线拟合分析。结果与模型组相比，各干预组血清TC、TG、LDL-C、MDA、AI、AIP降低，SOD活性增强；主动脉弓管壁泡沫细胞堆积减轻；番茄红素44 mg·kg-1·d-1组大鼠血清LDL-C、MDA分别为(0.73±0.04)mmol/L、(3.14±0.06)nmol/ml，改善程度强于氟伐他汀钠组。经曲线拟合得到5个曲线方程。结论番茄红素可降低高脂血症大鼠血脂，提高机体抗氧化能力，减轻主动脉病变，剂量为44 mg·kg-1·d-1时其作用强于氟伐他汀钠；采用拟合曲线方程可初步了解在4.4～110 mg·kg-1·d-1剂量范围的番茄红素对高脂血症大鼠血液各指标改变均有影响。

关键词〔〕番茄红素；高脂血症；主动脉；拟合曲线

中图分类号〔〕R589〔文献标识码〕A〔

基金项目：湖南省科技计划项目(2009FJ3179)

通讯作者：胡敏予(1958-)，女，博士，教授，硕士生导师，主要从事营养与慢性病的预防研究。

第一作者：黄益德(1984-)，男，公卫医师，硕士，主要从事营养与慢性病的预防研究。

高脂血症是动脉粥样硬化(AS)主要的独立的危险因素〔1～3〕。番茄红素是具有多种重要生物活性的类胡萝卜素，能淬灭单线态氧、清除自由基、阻断脂质过氧化、抑制细胞增殖、诱导细胞分化，增强免疫力、诱导细胞间隙通讯等〔4〕。本研究参照Deepa等〔5〕快速建模方法构建高脂血症大鼠模型，再给予不同剂量番茄红素灌胃，了解番茄红素对血脂变化的影响及其对主动脉的保护作用。

1材料与方法

1.2主要试剂及方法总胆固醇(TC)采用CHOD-PAP法，甘油三酯(TG)采用GPO-PAP法，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)采用PTA-Mg2+法和Friedewald公式，低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)采用聚乙烯硫酸(PVS)沉淀法，试剂盒由北京中生生物工程高技术公司生产。超氧化物歧化酶(SOD)采用黄嘌呤氧化酶法，丙二醛(MDA)采用硫代巴比妥酸法，试剂盒由南京建成生物工程研究所生产。番茄红素(纯度为90%)，由华北制药有限公司生产；氟伐他汀钠，由诺华制药有限公司生产。

1.3实验方法纯种健康SD雄性大鼠64只，体重(196.41±8.29)g。适应性饲养1 w，禁食不禁水12 h后称重，取尾血检测TC，根据TC水平及体重随机分为A～H共8组，每组8只：对照组(A)、模型组(B)、氟伐他汀钠10 mg·kg-1·d-1剂量组(C)、番茄红素4.4、11、22、44、110 mg·kg-1·d-15个剂量组(D～H)。实验期间，对照组饲基础饲料，其他各组饲高脂饲料；造模1 w后，A组和B组给予1%CMC-Na，其余各组以1% CMC-Na为溶剂配置相应剂量溶液，灌胃量均为1 ml/d。每2只大鼠一笼饲养，自由饮水，温度、湿度分别控制在(25±2)℃、60%～70%。实验每周周末，大鼠禁食12 h取尾血检测血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、SOD、MDA水平，并计算动脉硬化指数(AI)〔6，7〕=(TC-HDL-C)/HDL-C及血浆致动脉硬化指数(AIP)〔8，9〕= Log (TG/HDL-C)。实验结束，取主动脉弓起始段石蜡包埋，HE染色，200倍光镜下观察病理切片。

1.4质量控制实验中所有玻璃器材经硫酸重铬酸钾溶液浸泡24 h后，用去离子水冲洗干净，再用双蒸水润洗3次，烤干备用。番茄红素现用现配〔10〕。

1.5统计学分析采用SPSS18.0软件进行方差分析LSD-t检验，相关分析应用Pearson Collection表示。以各项指标与模型组差值的绝对数进行曲线拟合分析。

2结果

2.1大鼠血脂、SOD、MDA检测结果与模型相比较，各干预组血清TC、TG、LDL-C、MDA降低，SOD活性增强(P<0.05)，见表1。

2.2各组大鼠AI、AIP比较与模型组大鼠的AI、AIP比较，各组大鼠的AI、AIP均有明显改变，且差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

通过研究俄罗斯秋明Сг—6井下套管技术我们不难发现，要想取得超深井大尺寸套管一次性下套管成功，需要做到以下三点：第一，良好的井眼准备是最重要的前提条件。第二，为了应对大吨位的套管下入，应采用足够安全的钻井设备和套管下入工具。第三，严格制定下套管操作规程，采取适当的工艺措施，严防套管遇阻及其他事故的发生。

2.3主动脉病理形态学观察A组血管壁光滑完整，内、中、外膜结构正常，层次清晰；B组管腔不规则，内膜明显增厚，管壁可见弥漫性隆起，内膜和内膜下有大量泡沫细胞堆积，部分已达到中膜层，中膜浅层结构紊乱；C组内膜较完整，泡沫细胞基本消失，未见纤维组织增生，较B组病理改变减轻；D组管腔不规则，内膜明显增厚，管壁可见弥漫性隆起，内膜和内膜下有大量泡沫细胞堆积，中膜浅层结构紊乱，与B组类似；E组部分内膜残存大量泡沫细胞，较B组泡沫细胞减少，病理改变减轻，但比C组严重；F组内膜残存少量泡沫细胞，较B组泡沫细胞明显减少，病理改变减轻，但比C组严重；G组内膜较完整，残存少量泡沫细胞，未见纤维组织增生，较B组泡沫细胞减少，病理改变减轻，与C组接近；H组大部分内膜完整，部分内膜残存少量泡沫细胞，未见纤维组织增生，较B组泡沫细胞减少，病理改变减轻，与C组接近。见图1。

表1　各时间点各组大鼠血脂、SOD、MDA检测结果

与B组同时点比较：1)P<0.05;与C组同时点比较：2)P<0.05，下表同

表2　各组大鼠AI、AIP计算结果

2.4血液检测指标曲线拟合结果为探索不同剂量番茄红素对高脂血症大鼠血液各指标变量的影响，以番茄红素剂量为自变量，血液各指标差(︱模型组均值-番茄红素剂量组值︱)为应变量进行曲线拟合，可得Ⅰ～Ⅴ系列曲线和预测方程。通过曲线拟合，所得曲线方程的决定系数R2均比较理想(P=0.000)。见图2。

图1实验末各组大鼠主动脉病理切片结果(HE，×200)

图2番茄红素对高脂血症大鼠血脂各指标变化的拟合曲线

3讨论

高脂血症可引起AS，最终导致冠心病、心肌梗死、心脏猝死等严重后果〔11〕。番茄红素是天然类胡萝卜素，具有较强的抗氧化能力，可以调节血脂〔12〕。有研究表明经常使用富含番茄红素的食物可以降低心血管疾病的发病率〔13〕。

本研究参考Deepa等〔5〕造模方法饲养1 w，大鼠血清TC，TG和LDL-C含量分别约为正常组的5、2和4倍，高脂血症造模成功。实验结束，高脂血症大鼠血清TC、TG、LDL-C、MDA含量明显高于其余各组，HDL-C含量、SOD活性明显低于其余各组，AI和AIP明显高于其余各组，其中TC、TG、LDL-C、MDA、HDL-C、SOD分别为正常组的14.82倍、5.43倍、6.70倍、3.08倍、33.97%、31.95%。主动脉管腔不规则，内膜明显增厚，在内膜和内膜下有大量泡沫细胞堆积。

本实验结果显示，番茄红素和氟伐他汀钠对大鼠血清HDL-C没有影响；番茄红素降低大鼠血清TC、TG、LDL-C、MDA水平，增强血清SOD活性，且随时间增长作用增强，作用效果接近于氟伐他汀钠，其中44 mg·kg-1·d-1剂量组对LDL-C和MDA的降低效果优于氟伐他汀钠组。考虑番茄红素除了具有与氟伐他汀钠类似的作用，还可能通过其他途径有效降低LDL-C，番茄红素剂量为44 mg·kg-1·d-1时降低血清MDA水平的能力可能强于氟伐他汀钠，从而更有效地降低LDL-C水平。可能是番茄红素在体内的抗氧化作用激活内源性抗氧化酶体系的活性〔14，15〕，增强体内SOD的活性，减少氧自由基，阻止血液TC、TG、LDL-C脂质过氧化，减少脂质过氧化物MDA的生成，进而发挥抗氧化作用降低LDL-C含量，最终保护血管。

自20世纪90年代， AI〔6，7〕广泛应用于评价机体动脉粥样硬化危险程度分析。Dobiásová〔9〕研究发现AIP与LDL-C颗粒直径具有很好的相关性(r=-0.776)，认为可以作为LDL-C颗粒直径的一个间接指标，并推荐将该指标用于预测AS等心血管疾病。也有流行病学研究〔16〕提示，AIP<0.11为低风险，AIP为0.11～0.21为中等风险，AIP>0.21为高风险。参照这一标准，高脂血症组、番茄红素低剂量组4.4和11 mg·kg-1·d-1具有致AS的高风险，而氟伐他汀钠、番茄红素22和44 mg·kg-1·d-1剂量均使致AS的风险下降。番茄红素可降低高脂血症大鼠AS等心血管疾病的危险，减缓主动脉弓管壁增生和管腔增厚，避免泡沫细胞的生成，考虑番茄红素除具有与氟伐他汀钠类似的抑制细胞HMG-CoA还原酶作用〔17〕外，还可提高机体抗氧化能力，达到有效保护主动脉的作用。

曲线拟合常用于医学或生物学研究中，利用得到的曲线回归方程可用自变量X定量地预测相应因变量Y。综合本次实验数据，应用曲线拟合探求番茄红素对高脂血症模型大鼠血液各指标水平的改善情况，所得拟合图和预测方程可以初步了解在4.4～110 mg·kg-1·d-1剂量范围，不同剂量番茄红素对高脂血症大鼠血液各指标变量的影响水平，为下一步实验研究提供科学依据。

4参考文献

1袁山，向阳，马依彤，等.新疆汉族成年人三酰甘油分布特点及其与颈动脉粥样硬化的关系〔J〕.中国全科医学，2011；14 (5A) :1434-7.

2何昕，刘智勇，刘景艳，等.冠心病与血脂异常的相关性(英文)〔J〕.心血管康复医学杂志，2012；21(6):575-8.

3王中平，刘凡，王玲，等.血脂异常与冠心病研究进展〔J〕.四川解剖学杂志，2010；18(3):45-8.

4Seren S，Liebeman R，Bayraktar UD，etal.Lycopene in cancer prevention and treatment〔J〕.Am J Ther，2008；15(1):66-81.

5Deepa PR，Varalakshmi P.Atheroprotective effect of exogenous eparin-derivative treatment on the aortic disturbances and lipoprotein oxidation in hypercholesterolemic diet fed rats〔J〕.Clin Chim Acta，2005；12(355):119-30.

6Kayamori F，Igarashi K.Effects of dietary nasunin on the serum cholesterol level in rats〔J〕.Biosci Biotech Biochem，1994;58(3):570-1.

7Zhang Z，Yang L，Ye H.Effects of pigment extract from black glutinous corncob in a high-fat-fed mouse model of hyperlipidemia〔J〕.Eur Food Res Technol，2010;230(6)：943-6.

8Dobiásová M，Frohlich J.The plasma parameter log (TG/HDL-C) as an atherogenic index:correlation with lipoprotein particle size and esterification rate in apoB-lipoprotein-depleted plasma (FER(HDL)〔J〕.Clin Biochem，2001;34(7):583-8.

9Dobiásová M.Atherogenic index of plasma log(triglycerides/ HDL-cholesterol)：theoretical and practical implications〔J〕.Clin Chem，2004;50(7)：1113-5.

10李毅琳，胡敏予，瞿树林，等.番茄红素简便测定方法的应用与分析〔J〕.食品科学，2007;28(3):268-70

11郭红卫，席静.膳食脂肪对高血压人群血脂水平的影响〔J〕.中华预防医学杂志，2002;36(4)：250-3.

12惠伯棣，李京，刘妍，等.番茄果皮萃取物对大鼠血脂的调节作用初探〔J〕.食品科学，2008;29(9):102-8.

13Rissanen T，Voutilainen S，Nyyssonen K，etal.Lycopene，atherosclerosis，and coronary heart disease〔J〕.Exp Biol Med，2002;227:900-7.

14张成香，李世芬，赵岩.番茄红素对SD老龄大鼠抗氧化作用的影响〔J〕.南京医科大学学报(自然科学版)，2008;28(7):899-901.

15范远景，黄璐.番茄红素吸收与体内抗氧化的机理研究〔J〕.食品科学，2007;28(11):545-8.

17Fuhrman B，Elis A，Aviram M.Hypocholcsterolemic effect of lycopene and b-carotene is related to suppression of cholesterol sunthesis and augmentation of LDL receptor activity in macrophages〔J〕.Biochem Biophys Res Comm，1997;233(3):658-62.

〔2013-06-14修回〕

(编辑赵慧玲/曹梦园)