叶黄素持续补充对机体叶黄素水平及抗氧化能力影响研究

2016-09-07马婷婷汪求真张华琦马爱国

中国食物与营养 2016年5期

关键词：叶黄素低密度脂蛋白

马婷婷，滕　倩，梁　惠，汪求真，张华琦，马爱国

(青岛大学医学院医学营养研究所，山东青岛　266021)

叶黄素持续补充对机体叶黄素水平及抗氧化能力影响研究

马婷婷，滕倩，梁惠，汪求真，张华琦，马爱国

(青岛大学医学院医学营养研究所，山东青岛266021)

目的：探讨叶黄素持续补充对机体血浆叶黄素浓度、血浆氧化应激水平及氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)水平的影响。方法：20名健康青年志愿者，随机分为2组，分别为叶黄素组和正常对照组，叶黄素组每天补充叶黄素20mg，连续补充20d，正常对照组未给予任何补充。试验前及首次口服后的12、24、72、144、240、480、720h分别留取清晨空腹静脉血5mL，分离血浆。HPLC检测血浆叶黄素浓度，测定血浆总超氧化物歧化酶(T-SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、丙二醛(MDA)含量、Ox-LDL浓度。结果：叶黄素组血浆叶黄素浓度呈稳定上升趋势，GSH-Px及T-SOD活性呈持续性上升趋势，MDA含量呈持续性下降趋势。叶黄素组血浆叶黄素浓度在口服72、144、240、480h后分别升高59%、115%、164%、214%(P均<0.05)，且女性血浆叶黄素浓度在口服240h后显著高于男性(P<0.05)；血浆GSH-Px活性在补充20d后升高42%(P<0.05)，MDA含量下降23%(P<0.05)。结论：每天补充叶黄素20mg，持续补充20d能有效提高机体血浆叶黄素浓度及机体抗脂质过氧化能力。

叶黄素；血浆；抗氧化；氧化型低密度脂蛋白

叶黄素是一种含紫罗酮环的二羟基类胡萝卜素，存在于深绿色叶类蔬菜及红橙色水果中，具有猝灭单线态氧、捕获活性氧自由基并阻止其对生物膜侵害的抗氧化功能。人体自身不能合成叶黄素，叶黄素需要经由膳食等摄入，研究发现，叶黄素每日平均摄入量为7.8～10.2mg[1，2]，但因为叶黄素极低的生物利用度以及多种影响叶黄素吸收的因素[3]，进入血液中的叶黄素含量极少，平均为0.37μmol/L[1]。在西方国家，叶黄素作为营养补充剂已在食品生产与加工中得到开发和应用。自由基可以由日常生活中的多种途径产生，比如，人体正常新陈代谢、大量体育运动、吸烟、膳食脂肪、烟熏火烤肉、射线、农药、塑料用品、油漆等[4]，过多的自由基对机体造成较大的损伤，引起脂质过氧化、衰老[5]等。脂质过氧化等氧化应激反应与多种慢性病的发病密切相关，如心血管疾病、癌症等[6]。流行病学和营养学研究表明，食用富含叶黄素的食物可以降低慢性疾病的发病风险[7，8]，提示叶黄素在抗脂质过氧化等方面可能起到重要作用。本研究以健康成年人为研究对象，以较高剂量叶黄素补充剂进行干预，观察并评价血浆叶黄素浓度及机体氧化应激水平的连续性变化趋势，研究叶黄素在机体抗脂质过氧化方面的影响，为人群合理补充叶黄素提供科学依据。

1　材料与方法

1.1主要试剂与仪器

叶黄素胶囊(美国Vitacost公司)；叶黄素标准品(5mg，90%，购于美国ChromaDex 公司)；甲醇、乙腈(均HPLC级)及BHT(美国Sigma公司)；总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)试剂盒(南京建成生物工程研究所)；氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)试剂盒(美国Cloud-Clone 公司)。

低温离心机(美国Sigma公司，30-30K型)；I型快速混匀器(常州国华电气有限公司)；Agilent 1200型高效液相色谱仪(美国Agilent公司)；722s分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)；ELx808吸收光酶标仪(美国BioTek公司)。

1.2志愿者纳入及分组

招募某高校青壮年志愿者20名，其中男性9名、女性11名，年龄20～30岁。排除标准：(1)消化系统疾病患者；(2)低血糖、甲状腺功能亢进、糖尿病等慢性代谢性疾病患者；(3)近期服用过任何营养补充剂及药物者；(4)超重者：体重指数BMI≥28；(5)孕妇及哺乳期妇女。20名志愿者男女分组后，按随机数字表随机分为对照组及叶黄素组，每组10人。

该试验获得青岛市疾病预防控制中心医学伦理专家委员会批准(ChiCTR-OO-14004816)，志愿者均于试验前填写知情同意书。试验期间由专业人员定期定量发放叶黄素补充剂，每日电话提醒志愿者服用补充剂并填写膳食记录表，随时记录漏服情况及原因，指导受试者忌食叶黄素含量较高的食物，以避免造成干扰。

1.3试验流程

叶黄素组每日口服叶黄素胶囊2粒(10mg/粒)，口服20d，停止口服后观察10d；正常对照组不进行叶黄素的任何额外补充。2组于口服前以及首次口服后的12、24、72、144、240、480、720h抽取清晨空腹静脉血5mL，肝素钠抗凝，要求志愿者于每次取血前1d的21：00后禁食，不禁水。全血静置30min后，3 500r/min离心10min分离血浆，EP管分装，锡纸包裹，-80℃冻存，待检测。取血、离心、分装、冻存、检测等过程全程避光。

1.4指标测定

血浆叶黄素浓度：(1)冻存的血浆样品于4℃溶解，甲醇去蛋白法提取血浆中的叶黄素[9]，取上清液于装有内衬管的棕色进样瓶中待上机测定；(2)高效液相色谱法测定血浆叶黄素浓度：色谱柱C18(250mm×4.60mm×5μm)，流动相为甲醇：乙腈= 65∶35，流速0.8mL/min，检测波长446nm，进样量20μL，柱温25℃[9]。血浆T-SOD活性、GSH-Px活性、MDA含量及Ox-LDL浓度：按各试剂盒说明书操作。

1.5统计学方法

所有数据均采用SPSS17.0统计软件分析。2组不同时间点血浆叶黄素浓度采用多元方差分析，均数间两两比较采用LSD方法；2组干预前后MDA含量、T-SOD及GSH-Px 活性、Ox-LDL浓度的组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对t检验。结果以均数±标准差表示。P<0.05为差异有显著性。

2　结果与分析

2.1志愿者基本情况

志愿者基本情况见表1，2组志愿者在性别、年龄、BMI等方面均无显著性差异(P>0.05)。

2.2叶黄素补充后血浆叶黄素浓度的连续性变化

2组志愿者不同时间点血浆叶黄素浓度见表2。与正常对照组相比，口服144、240、480h后，血浆叶黄素浓度显著升高(P均<0.01)，且不同时间点叶黄素组血浆叶黄素浓度升高百分率均显著高于正常对照组(P均<0.05)；与补充前(0h)相比，叶黄素组血浆叶黄素浓度在口服胶囊72、144、240、480h后分别升高59%、115%、164%、214%(P均<0.05)。随着服用天数的增加，叶黄素组血浆叶黄素浓度总体呈稳定上升趋势，正常对照组基本无变化(附图)。2组男女志愿者不同时间点血浆叶黄素浓度见表3。叶黄素组女性血浆叶黄素浓度在口服10d后显著高于男性(P<0.05)。

表1　志愿者基本情况

表2　叶黄素补充后两组不同时间点血浆叶黄素浓度

注：与同一时间点对照组相比，*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001；与0h相比，aP<0.05、aaP<0.01、aaaP<0.001。

表3　2组男女不同时间点血浆叶黄素浓度

注：与叶黄素组男性相比，*P<0.05。

附图　两组不同时间点血浆叶黄素浓度变化趋势

2.3补充叶黄素对人体氧化应激水平的影响

2组不同时间点氧化应激水平的变化见表4。随着服用天数的增加，叶黄素组血浆GSH-Px活性及T-SOD活性均呈持续性上升趋势，MDA含量呈持续性下降趋势。与正常对照组相比，叶黄素组口服叶黄素20d后血浆GSH-Px活性显著升高(P<0.05)，MDA含量显著下降(P<0.05)；与补充前(0h)相比，叶黄素组血浆GSH-Px活性在补充10、20d后分别升高42.20%，42.34%(P<0.01)，MDA含量下降23%(P<0.05)，T-SOD活性无显著性差异(P>0.05)。

表4　2组不同时间点氧化应激水平的变化

注：与同一时间点对照组相比，*P<0.05；与0h比较，aP<0.05、aaP<0.01。

2.4补充叶黄素对人体血浆氧化型低密度脂蛋白浓度的影响

叶黄素补充前后2组血浆氧化型低密度脂蛋白浓度见表5，与补充前相比，叶黄素组在补充叶黄素后血浆氧化型低密度脂蛋白浓度降低18%，但无统计学差异(P>0.05)。

表5　叶黄素补充前后2组血浆氧化型低密度脂蛋白浓度的变化

3　讨论

人体自身无法合成叶黄素，必须通过膳食补充；但膳食叶黄素来源有限，随着年龄的增加，叶黄素在人体组织及细胞内的水平可能逐渐减少。血浆叶黄素主要反应机体近期的叶黄素摄入情况[10]，研究发现，血浆叶黄素浓度随一定口服剂量及口服时间的增加而升高[11-14]。本研究与上述研究结果相一致，志愿者每天补充叶黄素20mg，连续补充20d，血浆叶黄素浓度呈稳定上升趋势，补充72、144、240、480h后分别升高59%、115%、164%、214%(P均<0.05)，停止叶黄素补充后持续观察10d，血浆叶黄素浓度基本降至本底水平。LeMa等[12]研究发现，每天分别补充叶黄素6、12mg，持续补充18w，血浆浓度分别为补充前的1.8、2.3倍。不同研究之间血浆叶黄素浓度升高的倍数差异可能受剂量、补充剂纯度、受试者叶黄素吸收代谢率、地区饮食差异等因素影响。同时，本研究发现，叶黄素组补充叶黄素240h后，女性血浆叶黄素浓度显著高于男性(P<0.05)，这一结果与Broekmans等[11]研究发现的女性血清叶黄素浓度显著高于男性相一致，这可能与一定水平的脂类促进叶黄素吸收有关[15]，而女性体内脂类平均水平高于男性。

在细胞和细胞膜中，叶黄素是脂类过氧化反应的断链抗氧化剂，能与脂类结合而有效抑制脂质过氧化，抵御自由基在人体内造成细胞与器官衰老损伤。有研究[16]报道，随着2型糖尿病患者血清叶黄素水平的增加，血清MDA含量降低，血清SOD与GSH-Px的活性提高。刘春泉等[17]研究发现，成人每天每kg体重补充叶黄素25mg，持续补充90d，GSH-Px活性升高11.3%。本研究发现，健康成年人持续补充叶黄素20d，血浆GSH-Px活性及T-SOD活性均呈持续性上升趋势，MDA含量呈持续性下降趋势；与补充前相比，叶黄素组血浆GSH-Px活性在补充20d后升高42.34%(P<0.01)，MDA含量降低23%(P<0.05)，T-SOD活性无统计学差异(P>0.05)。叶黄素具有较强的还原性和淬灭自由基的能力，叶黄素清除自由基的机制主要有3种：电子转移、氢转移和自由基加成反应，类胡萝卜素能更有效地清除羟自由基，而超氧自由基清除能力与之相比较弱[18]。因此，本研究中T-SOD活力虽有上升，但并无统计学意义。

氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)是由低密度脂蛋白(LDL)经自由基等作用氧化修饰而来，近年来，大量研究认为，氧化型低密度脂蛋白与动脉粥样硬化[19]、冠心病[20]、糖尿病肾病[21]等慢性疾病的发生和发展密切相关。本研究发现，口服叶黄素胶囊20d后，叶黄素组血浆氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)浓度下降18%，但无统计学差异(P>0.05)，与Carroll等[22]研究结果相一致，Linseisen等[23]也研究发现，单次口服抗氧化剂混合物(维生素E及类胡萝卜素)有保护胆固醇不被氧化修饰的潜能。这一结果提示，叶黄素对于预防动脉粥样硬化等疾病可能具有重要意义，目前关于正常人群中叶黄素与氧化型低密度脂蛋白关系的研究甚少，健康人群补充叶黄素对体内氧化型低密度脂蛋白的具体影响有待进一步研究。

综上所述，每天补充叶黄素20mg，持续补充20d能有效提高机体血浆叶黄素浓度及机体抗脂质过氧化能力。◇

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(责任编辑李婷婷)

Effect of Continuous Supplement of Lutein onLutein Level and Antioxidant Capacity of Body

MA Ting-ting，TENG Qian，LIANG Hui，WANG Qiu-zhen，ZHANG Hua-qi，MA Ai-guo

(Institute of Human Nutrition，Medical College of Qingdao University，Qingdao 266021，China)