补充黑木耳多糖和运动对高脂血症大鼠血脂代谢的影响
2016-01-29孟昭琴魏建华
孙 颖,孟昭琴,魏建华
血脂是指血浆中的中性脂肪(如甘油三酯、胆固醇)和类脂类物质(如磷脂、糖脂、固醇、类固醇)的总称,是生命细胞基础代谢的必需物质。高脂血症是指由某些原因引起的脂肪代谢紊乱导致血浆中脂质水平高于正常的一种病症,一般有高胆固醇症、高低密度脂蛋白症、低高密度脂蛋白症、高甘油三酯症和混合型高脂血症几种形式。高脂血症与人体的多种病症的发生、发展有密切的关系,故高血脂症也被称为“多病之源”。它能引起动脉粥样硬化,损伤心脑血管,导致一系列病症的发生,如冠心病、脑中风、高血压、糖尿病等。这些疾病治愈率低,致残致死率高。高脂血症的发病人口在逐年不断增加,其并发症的危害也日益增大,世界各国对高脂血症的防治都不遗余力,各种诊疗手段也不断产生,未来对高脂血症的主要研究方向是绿色健康疗法。现阶段的研究方向主要是饮食疗法和运动干预。笔者也是顺应这一趋势,将黑木耳多糖和运动干预进行有机的结合,为高脂血症进行绿色治疗寻找途径,希望获得更好的治疗方法。
黑木耳多糖是从黑木耳中提取的多糖成分,具有降低血脂、胆固醇、血液粘度,抗血栓形成,降低血糖,抗糖尿病以及降低脂褐质含量等功效。黑木耳对人体无毒副作用,是一种重要的药食兼用真菌。而长期有规律的健身运动对血脂有明显的调节作用[1]。有研究表明:中等强度、长时间周期性的有氧运动是一种非常有效的非药物治疗手段。认为改善脂代谢所需运动强度应低于改善心肺功能的强度,以40%~60%最大摄氧量或60%~70%最大心率运动,对高脂血症的治疗效果显著;还有部分研究表明:高脂血症作为一种疾病,病人不宜进行强度较大的运动,应当以散步、慢跑等低强度运动为主,以保证身体的安全性。
本研究在归纳前人研究成果的基础上,制定60分钟游泳运动实验。值得注意的是,运动锻炼虽然可以降低高血脂,但他们的血脂水平仍高于正常值,所以在开展运动治疗的同时,应结合采用其他治疗手段(如饮食治疗、药物治疗),才能取得更好的疗效。
1 研究对象与方法
1.1 实验对象
健康成年雄性SD大鼠60只,体重 300±20g,清洁级。徐州医学院动物中心提供。
1.2 实验方法
1.2.1高脂饲料的制备高脂饲料的配制:10%猪油+5%胆固醇+2%胆酸钠+83%基础饲料,由徐州医学院动物中心加工。
1.2.2动物模型的建立及分组选取健康雄性SD大鼠60只,体重 300±20g,于室内饲养室饲养,分笼饲养,并配有不锈钢罩、玻璃吸水瓶和不锈钢吸管,国家标准齿类动物固体饲料喂养,自由饮食。自然采光,通风条件良好,动物室温18~25℃,相对湿度50~55%。适应环境一周后,将大鼠随机分为空白对照组(H组)(10只)和模型组(50只)。H组采取正常饮食,模型组喂养高脂饲料,充足给料,喂养2周,末次喂养后禁食12小时。大鼠尾动脉取血,检测TC、TG的浓度。经分析后发现,模型组TC、TG比H组显著升高,差异非常显著(P<0.01),表示造模成功。将造模成功的大鼠随机分为4组,分别为高脂对照组(G)、服用黑木耳多糖组(F)、运动组(D)、服用黑木耳多糖+运动组(E)(如表1)。G、F、D、E各组大鼠的TC、TG水平组间不具有差异性。
表1 大鼠实验分组(每组10只)
1.2.3服用黑木耳多糖及运动方案分组后,H组饲喂基础饲料;G、F、D、E组饲喂高脂饲料;F、E组每只大鼠灌服黑木耳多糖100mg/kg.d,灌服的黑木耳多糖是黑木耳多糖与生理盐水的溶液,生理盐水0.01g/mL,其余各组大鼠灌服等量的生理盐水。D、E组进行游泳运动。水温30℃~32℃,游泳池为100cm×60cm×80cm无毒白色塑料桶。第三周训练逐渐增加运动量(见表2);第四周后保持60分钟强度训练。训练时间为10周,每周训练6天,周日休息。每周二测量一次体重。
表2 第三周适应运动递增表
1.2.4测试指标实验第12周结束后,大鼠禁食12小时,各组大鼠用20%的氨基甲酸乙酯5mL/kg(约2mL/只)腹腔麻醉,采用腹主动脉取血、离心、取血清,测定TC、TG、HDL、LDL浓度。
1.3 统计分析
进行方差齐性和正态分布检验;组间比较采用单因素方差分析;采用双因素方差分析运动和服用黑木耳多糖两个因素对各指标的影响。
2 研究结果
2.1 大鼠体重的变化情况
服用黑木耳多糖可以使大鼠体重显著增加。其主要原因是由于黑木耳多糖含有大量的多糖成分,能调节血脂,可以有效缓解高脂血症带给机体的损害,另外黑木耳多糖还有润肺益胃、润燥利肠的作用,增强大鼠的胃口,使其体重增加;运动可以增加大鼠的能量消耗,减少脂肪含量。研究发现,长期有规律的有氧运动训练可以降低和控制体重。各组大鼠的体重总体趋势都是在不断增加的,其中F组大鼠体重增长最快,G组次之,E组增长最低。其中,G组的体重大于H组体重,说明同等条件下高脂膳食可以使大鼠的体重增加;高脂组之间比较,F组>G组>D组>E组,说明单独服用黑木耳多糖对大鼠的体重具有明显的增加功效。在前5周时D组大鼠体重增长迅速,其原因可能是短时间运动使机体产生应激反应,刺激大鼠食量增加,从而导致体重增长;当长时间运动后,大鼠体重的增长量逐渐降低。各组大鼠前3周体重增长迅速,主要原因是高脂膳食刺激了大鼠的摄食量,使其体重增长迅速;从第4周开始,增长速度开始放慢,原因可能是高脂膳食过于油腻,长期饲喂影响了大鼠食量。各组施加干预条件,也影响了大鼠体重的变化。
2.2 大鼠血脂指标变化
如表3所示,与G组相比,其他各组大鼠TC均有所降低,其中F组和E组具有非常显著性差异(P<0.01),D组具有显著差异(P<0.05); 通过双因素方差分析发现,服用黑木耳多糖主效应对大鼠TC影响非常显著(P<0.01),运动主效应不显著(P>0.05),运动和服用黑木耳多糖对TC的交互作用不显著(P>0.05)。
表3 各组大鼠血脂指标变化情况(n=9)
注:与G相比*P<0.05,**P<0.01。
与G组相比,D组和F组大鼠TG水平明显降低,差异具有非常显著性(P<0.01),其中F组效果最显著,E组差异具有显著性(P<0.05)。
通过双因素方差分析发现,运动主效应对大鼠TG影响显著(P<0.05);服黑木耳多糖主效应不显著(P>0.05);运动和服黑木耳多糖对TG的交互作用非常显著(P<0.01)。
与G组相比,E组LDL水平明显降低,具有非常显著性差异(P<0.01),F组有显著性差异(P<0.05),D有所降低但差异无显著性(P>0.05)。服用黑木耳多糖主效应对大鼠LDL影响非常显著(P<0.01),运动主效应不显著(P>0.05),运动和服用黑木耳多糖对LDL的交互作用不显著(P>0.05)。
与G组相比,其他各组大鼠HDL都明显升高,具有非常显著性差异(P<0.01),D组、F组和E组差距很小。服用黑木耳多糖主效应和运动主效应对大鼠HDL影响都非常显著(P<0.01);运动和服用黑木耳多糖对HDL的交互作用也非常显著(P<0.01)。
3 讨论
3.1 运动和黑木耳多糖对大鼠TC、TG水平的影响
高TC与动脉粥样硬化(AS)的发生、冠心病(CHD)发病率及病死率有直接的关系。过高的TC会在血管壁上沉积,形成斑块,斑块不断增大最终破裂成血凝块,形成AS。据缺血性心脏病长期研究结果显示:在不同浓度胆固醇的心肌梗死或不稳定性心绞痛患者中,TC降低可以使各种冠心病事件的发生率明显减少。TC水平每增加1%,冠心病患病几率增加2%~3%[2];黑木耳多糖及其提取物对降低高脂血症大鼠TC水平具有显著疗效。于伟等在研究黑木耳多糖对高脂血症小鼠的降血脂作用中发现,黑木耳多糖可以显著降低高脂血症小鼠的TC水平,纠正脂质代谢异常;周国华[3]等通过给予高脂血症模型小鼠不同剂量的黑木耳多糖,证实了黑木耳多糖对TC等血脂指标具有明显的调节作用。本研究发现服用黑木耳多糖对高脂血症大鼠的TC水平具有明显的降低作用,表明了黑木耳多糖对降低高脂血症大鼠TC具有显著疗效。
中低强度和中等强度的有氧运动可以有效地降低大鼠TC水平。史亚丽[4]等采用有氧游泳运动对中老年高血脂大鼠进行研究。每天进行120分钟的游泳运动,发现5周的游泳运动对大鼠TC水平有影响,但差异不显著;周东波[5]等运用中等强度有氧运动对中年男性高血脂症患者进行干预,结果显示TC水平显著降低。本研究采用60分钟游泳运动进行实验,TC显著降低,说明TC降低水平与运动的强度有一定的关系。
运动和黑木耳多糖相结合共同作用,TC水平明显降低,低于单独运动组,但高于服用黑木耳多糖,原因可能是运动降低TC的机制与黑木耳多糖降低TC机制有一定的冲突,表现出联合作用低于单独服用黑木耳多糖的疗效。通过双因素方差分析发现,服用黑木耳多糖主效应对大鼠TC水平的影响非常显著,运动主效应不显著,运动和服用黑木耳多糖对TC的交互作用不显著。
大量研究证实,高TG是引起CHD的独立危险因素。临床上采用降低TC水平的调脂药物对高脂血症患者进行治疗后发现,TC和LDL明显下降,但仍有一部分人发生冠心病和动脉粥样病变。最新又提出了“脂质三联症”的新观点,即TG及LDL水平升高、HDL水平降低,具有更强的致AS作用。
当进行运动时,机体内脂肪在相关酶的作用下经各种途径氧化分解,为机体提供能量。在运动过程中,机体中的TG参与供能,这就为运动的调脂作用提供了理论基础。运动时供能的脂质主要来源于肌肉的TG和血液中的游离脂肪酸,有氧运动可以使供能脂质的需求明显增加,从而促使TG通过脂蛋白脂肪酶进行水解;随着运动进一步加强,供能的脂质动员随之加强,TG加速水解,从而使TG水平降低。朱命祺[6]等通过60分钟有氧运动对中老年高脂血症患者进行干预,结果显示TG水平显著性降低。本研究中60分钟游泳运动TG水平明显降低,证实了有氧运动可以降低TG水平的理论,且TG水平的降低与运动强度的相关性较小。
黑木耳多糖可以有效降低TG水平。本研究结果显示,服用黑木耳多糖对降低TG水平具有显著性作用;运动和黑木耳多糖联合干预,TG水平有所降低,但都高于服用黑木耳多糖和单独运动组。原因可能是运动降低TC的机制与黑木耳多糖降低TC机制有冲突,表现出联合作用低于单独服用黑木耳多糖和单独运动的疗效,具体机制需要进一步研究。通过双因素方差分析发现,运动主效应对大鼠TG水平的影响显著,服用黑木耳多糖主效用不显著,运动和服用黑木耳多糖对TG的交互作用非常显著。
3.2 运动和黑木耳多糖对大鼠LDL、HDL水平的影响
随着LDL水平的增加,缺血性心血管病的发病的趋势TC相类似。LDL是所有血清脂蛋白中最具有致AS性的脂蛋白,粥样硬化斑块中的胆固醇主要来自血液循环中的LDL。LDL通过受体运送到细胞被利用,过剩的胆固醇易在血管内皮细胞堆积,这是致AS的主要病因[7]。
运动可以降低LDL水平。Lehtonen等人研究同样表明运动能降低血液中的TG及LDL的浓度。经实验表明,运动可以减低LDL水平,但不具有显著性差异。原因可能是高脂膳食增加了大鼠的LDL水平。虽然经过运动,LDL仍然处于一个较高的水平。
黑木耳多糖可以有效降低LDL水平。本研究结果也显示,服用黑木耳多糖对降低LDL水平具有显著性作用。
运动和黑木耳多糖相结合共同作用,LDL水平显著降低,都低于服用黑木耳多糖和单独运动组。原因可能是运动与黑木耳多糖对降低LDL水平有互补的作用,表现出联合作用优于单独服用黑木耳多糖和单独运动的疗效。
HDL被视为具有抗动脉粥样硬化的脂蛋白。它能够自由地出入动脉。HDL可将外周组织包括动脉壁泡沫细胞上的胆固醇带出来,促使细胞内的TC的清除,转运给肝脏进行分解代谢,使其不易在外周组织和巨噬细胞内蓄积。HDL还具有抗LDL氧化的作用,并能促使损伤内皮细胞的加快修复,从而降低致AS和CHD的机率。
运动可以增加HDL水平与脂蛋白脂肪酶表达增加有关[8]。有研究表明,优秀运动员血浆中HDL的含量明显高于对照组;Grety等对10~15岁少儿调查表明,体育运动程度与HDL呈正相关,与TC、TG及LDL呈负相关。经实验表明,运动可以明显升高大鼠的HDL水平。
黑木耳多糖可以有效升高HDL水平。本研究结果显示,服用黑木耳多糖对升高HDL水平具有显著性作用。
运动和黑木耳多糖相结合共同作用,HDL水平显著升高,与服用黑木耳多糖和单独运动组差距不大,表现出联合作用与单独服用黑木耳多糖和单独运动的疗效相仿。
4 结论
(1)黑木耳多糖、60分钟游泳运动和黑木耳多糖加60分钟游泳运动都可以有效地降低高脂血症大鼠的TC、TG、LDL,升高HDL。具有良好的调节血脂的功效。
(2)黑木耳多糖对降低大鼠的TC、TG、LDL,升高HDL的效果更加显著。说明黑木耳多糖对调节高脂血症大鼠血脂的功效最显著。
[1] 韩春然,徐丽萍.黑木耳多糖的提取、纯化及降血脂作用的研究[J].中国食品学报,2007(7):54~58.
[2] 刘荣、栾淑莹,等.酸性黑木耳多糖降血脂功能的实验研究[J].营养学报,2016(4):408~410.
[3] 周国华,于国萍.黑木耳多糖降血脂作用的研究[J].现代食品科技,2005(1):46~48.
[4] 史亚丽,辛晓林,王昌留,等.有氧游泳运动对老年高血脂大鼠脂代谢影响的研究[J].北京体育大学学报,2004(8):1053~1055.
[5] 周东波,郭兆彬,王斌.中等强度有氧运动处方对中年男性高血脂症患者血脂的影响[J].运动,2011(12):44~48.
[6] 朱命祺,王建设,李玉周.有氧运动对中老年高脂血症患者血脂水平的影响[J].河南师范大学学报,2010(4):170~173.
[7] 卞春,王振宇,John Shi,等.黑木耳多糖生物功能的研究进展[J].食品工业科技,2015(16):390~394.
[8] 尹红力,赵鑫,佟丽丽,等.黑木耳多糖体外和体内降血脂功能[J].食品科学,2015(21):221~226.