葡萄籽粉对高脂膳食喂饲大鼠血液流变学和抗氧化功能的影响

杜 鹃冯小雨,宋春梅

(吉林医药学院营养教研室,吉林吉林 132013)



葡萄籽粉对高脂膳食喂饲大鼠血液流变学和抗氧化功能的影响

杜 鹃冯小雨,宋春梅

(吉林医药学院营养教研室,吉林吉林 132013)

目的:研究葡萄籽粉对高脂膳食喂饲大鼠血液流变学和抗氧化功能的影响。方法:雄性Wistar大鼠60只,按体重随机分为五组,分别为对照组,高脂模型组,葡萄籽粉低、中和高剂量组。对照组给予基础饲料,高脂模型和葡萄籽粉各剂量组给予高脂饲料喂养。低、中和高剂量组分别灌胃0.33 g/kg·bw、1.67 g/kg·bw和3.33 g/kg·bw的葡萄籽粉,连续28 d后,分别测定大鼠血液流变性指标和血清抗氧化指标。结果:与高脂模型组相比,葡萄籽粉干预能显著(p<0.05)降低高脂膳食大鼠全血还原粘度、血浆粘度、红细胞压积、红细胞刚性指数和红细胞聚集指数,提高红细胞变形指数,使血清SOD活性明显增强,MDA生成量显著降低。结论:葡萄籽粉对高脂膳食喂饲大鼠的血液流变性有明显的调节作用,可降低血液粘度,提高血液流动性,减轻脂质过氧化损伤,预防血管早期病变。

葡萄籽粉,高脂饲料,血液流变学,抗氧化

在葡萄酒的酿造工业中会产生大量的葡萄籽(grape seed powder),约占葡萄总重的5%,过去常被废弃或用作肥料。近年来,随着对葡萄籽化学成分及生物活性的深入研究,人们发现葡萄籽中含有多种营养成分和生物活性物质,包括原花青素、单宁、白藜芦醇、葡萄籽油、葡萄籽蛋白、维生素E及多种矿物质等[1-3],具有很高的开发应用价值。但目前科研领域对葡萄籽功效的研究多集中在葡萄籽提取物方面,而对葡萄籽粉的研究鲜有报道。本课题组前期研究结果表明,葡萄籽粉能显著降低高脂饲料大鼠血清脂质水平,提高肝脏抗氧化能力,减轻高脂所致肝细胞超微结构损伤[4-5]。当机体血脂水平过高时,会导致脂质过氧化反应加剧,自由基大量产生,引起细胞内胆固醇堆积并形成泡沫细胞,从而出现动脉粥样硬化的早期改变[6]。因此,高血脂与机体脂质过氧化及血管早期病变都有着密切的关系。而血液流变学异常变化亦是心脑血管疾病的发病先兆之一[7],同时也是出血性和缺血性脑血管病的共同病理基础[8],并与发病的严重程度密切相关。鉴于以上研究,本实验在既往工作的基础上,进一步探讨葡萄籽粉对高脂膳食喂饲大鼠血液流变性和抗氧化功能的影响,并分析二者间关系,拟为葡萄籽粉保健食品的开发提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

葡萄籽 吉林市市售,中药粉碎机制成粉末,过40目筛,参照周涌[9]的方法,采用丙酮和石油醚萃取原花青素,得冷冻干燥原花青素粉末,高效液相色谱法检测原花青素含量为35.7%。其他营养成分为:水分12%,粗蛋白9.5%,粗脂肪18%,总糖40%,粗纤维20%;实验动物 雄性Wistar大鼠60只,平均体重(200±10)g,由吉林大学基础医学院实验动物中心提供,许可证号:SCXK-(吉)2011-0002;医药级胆固醇 北京鼎国昌盛;蛋黄粉 吉林金翼蛋品;玉米粉 吉林市永鹏农副产品公司;SOD和MDA试剂盒 南京建成生物工程研究所。

FASCO-94A全自动粘度快速测定仪 重庆大学多维生物工程研究所;722可见分光光度计 上海欣茂;C0036-HK低温冷冻离心机 德国赫曼;YP601N电子天平 上海精密;DY89-Ⅱ电动玻璃匀浆机 宁波新芝。

1.2 实验方法

1.2.1 饲料组成 基础饲料:玉米粉35%、面粉25%、大豆粉30%、麸皮10%,另添加多种维生素和矿物质。高脂饲料:基础饲料79%,胆固醇1%,猪油10%,蛋黄粉10%。

1.2.2 动物模型 每5只大鼠一笼饲养,自由饮水和进食,环境温度22～25 ℃,湿度55%～65%,每日自然光照,记录进食量。将实验大鼠按体重随机分为五组,每组12只:即对照组,高脂模型组,葡萄籽粉低、中和高剂量组。实验期间,对照组给予基础饲料,高脂模型和葡萄籽粉各剂量组给予高脂饲料喂养。对照组和高脂模型组每日灌胃2 mL生理盐水,低、中和高剂量组分别灌胃0.33、1.67、3.33 g/kg·bw的葡萄籽粉,实验期28 d,每周称量体重1次,根据体重变化调节葡萄籽粉灌胃剂量。

1.2.3 血液流变学指标检测 大鼠末次喂养后禁食12 h,不禁水,以10%的乌拉坦7 mL/kg·bw腹腔注射麻醉,腹主动脉采血5 mL,置于真空肝素抗凝管中,轻轻振荡,摇匀。于4 h内使用全自动粘度快速测定仪检测全血黏度(高切:ηb200 s-1;中切:ηb30 s-1;低切:ηb3 s-1)、血浆黏度(ηp)、红细胞压积(HCT)、卡松黏度(ηc)、卡松屈服应力。分别按下列公式计算全血还原黏度、红细胞聚集指数(IEA)、红细胞变形指数(IED)和红细胞刚性指数(IER)等指标。

全血还原黏度=ηb-1/H

式(1)

式中:ηb为全血高切黏度,H为红细胞压积。

红细胞聚集指数=全血低切率黏度/ηp

式(2)

式中:ηp为血浆黏度。

红细胞变形指数=ηr0.4-1/ηr0.4H

式(3)

式中:ηr为相对黏度,H为红细胞压积。

红细胞刚性指数=ηb-ηp-(ηp/H)

式(4)

式中:ηb为全血高切黏度,ηp为血浆黏度。

1.2.4 抗氧化功能检测 另取大鼠全血2 mL,置于离心管中,肝素抗凝,3000 r/min离心15 min,分离上层血清。SOD采用黄嘌呤氧化酶反应法,MDA采用硫代巴比妥酸反应法,按试剂盒说明书操作,722可见分光光度计比色测定大鼠血清SOD活性和MDA含量。

1.3 统计分析

2 结果与讨论

2.1 葡萄籽粉对大鼠全血还原黏度、血浆黏度和红细胞压积的影响

血液流变学指标包括全血还原粘度、血浆粘度、红细胞压积、红细胞聚集指数、红细胞刚性指数和红细胞变形指数等。主要反映因血液有形成分和血管性状的改变而导致的血液流动性、变形性、粘滞性及凝固性的变化。血液流变学异常变化是心脑血管疾病的发病先兆之一[7],同时也是出血性和缺血性脑血管病的共同病理基础[8],并与发病的严重程度密切相关。全血高切还原粘度可反映红细胞变形能力,而变形能力的高低决定红细胞能否顺利通过毛细血管。全血低切还原粘度可反映红细胞聚集性,红细胞聚集性增高,则发生血栓几率增大。红细胞压积可反映血液流变性[10],红细胞压积升高,表明血液粘度高,流动性差;反之压积降低,表明血液粘度下降,流动性好。

由表1可知,与对照组比较,高脂模型组的高切还原粘度和低切还原粘度明显升高,差异显著(p<0.05),说明高脂膳食能够导致大鼠全血还原粘度升高,红细胞变形能力下降而聚集性增高。在葡萄籽粉各干预组中,低剂量组全血高切还原粘度和低切还原粘度、中剂量组的中切还原粘度较高脂模型组显著降低(p<0.05);高剂量组血浆粘度和红细胞压积与对照组和高脂模型组比较,均显著降低(p<0.05)。一定剂量的葡萄籽粉干预,可降低高脂膳食大鼠全血还原粘度和血浆粘度,提高血液流动性。本课题组前期研究结果显示,葡萄籽粉能显著降低高脂饲料大鼠血清脂质水平,提高肝脏抗氧化能力,减轻高脂所致肝细胞超微结构损伤。而葡萄籽粉对高脂膳食大鼠血液粘度和流动性的改善作用,可能与其降脂功效有关。研究表明,血脂水平异常变化与血液流变学指标改变关系密切[7],血浆胆固醇水平与红细胞变形性呈负相关[11]。当血脂异常增高时,可通过影响红细胞膜脂质层成分及骨架蛋白,使膜微粘度增加,红细胞变形能力下降,表面积增大,血液粘度升高而导致血液流变学异常[7]。

表1 葡萄籽粉对大鼠全血还原黏度、血浆黏度和红细胞压积的影响(n=12,±s)

注:与对照组比较,*p<0.05,**p<0.01;与高脂模型组比较,#p<0.05,##p<0.01。表2、3同。

表2 葡萄籽粉对大鼠红细胞变形性的影响(n=12,±s)

2.2 葡萄籽粉对大鼠红细胞变形性的影响

红细胞聚集指数可反映红细胞聚集性,当其异常增高时,可导致低切变率下全血还原粘度增高。红细胞刚性指数与红细胞变形性成反比,是高切变率下全血还原粘度升高的原因。红细胞变形指数反映红细胞在外力的作用下改变自身形态的能力,对血液流变的总体性质有重大影响,是决定高变切率下全血还原粘度的最关键因素。当红细胞变形指数下降,高切还原粘度增高,会增加血液外周阻力,血液流动性下降,影响组织器官供血并易导致血栓形成[14]。红细胞电泳时间与血液粘度成正比,当电泳时间延长,提示红细胞聚集性增强,血液粘度增高。

由表2可知,与对照组比较,高脂模型组红细胞聚集指数显著升高,变形指数显著下降(p<0.05),进一步说明高脂膳食能够导致大鼠血液粘度升高,流动性下降。与高脂模型组比较,葡萄籽粉低、中剂量组红细胞聚集指数,低、高剂量组红细胞刚性指数显著降低(p<0.05);低、中、高三个剂量组红细胞变形指数明显升高,差异具有显著性(p<0.05)。一定剂量的葡萄籽粉干预,可提高高脂膳食大鼠红细胞变形能力,降低红细胞刚性和聚集性,降低血液粘度,增加血液流动性。高脂血症导致血流变性异常,血液流速减慢,出现微循环障碍,可进一步导致组织缺氧缺血[8],发生代谢紊乱。而这些因素累积,又会进一步影响红细胞膜脂质层结构,导致红细胞膜微粘度继续增加,膜弹性下降,继而就表现为红细胞刚性指数和红细胞变形指数异常。当变形能力下降时,红细胞可呈刺状[7],聚集性升高,又会导致红细胞聚集指数增加,血流更为缓慢。

2.3 葡萄籽粉对大鼠血清中SOD活性和MDA含量的影响

SOD和MDA是反映机体氧化应激状态的常用指标。SOD是机体重要的抗氧化酶,可对抗并阻断多种氧自由基对细胞及生物膜造成的损伤,并能及时修复细胞,阻断脂质过氧化反应进程。研究表明,机体可通过酶系统和非酶系统产生大量自由基,其中非酶系统产生的自由基,可攻击生物膜上的多不饱和脂肪酸(PUFA)而产生脂质过氧化产物MDA,导致细胞出现氧化损伤[6,15]。

由表3可知,与对照组相比,高脂模型组大鼠血清SOD活性显著降低(p<0.05),MDA含量极显著升高(p<0.01)。与高脂模型组相比,葡萄籽粉各剂量组均能明显提高大鼠血清SOD活性,低剂量组达到显著效果(p<0.05),中、高剂量组达到极显著效果(p<0.01)。从MDA测定结果可以看出,与高脂模型组相比,葡萄籽粉各剂量组MDA含量极显著降低(p<0.01)。说明葡萄籽粉可提高高脂膳食大鼠血清SOD活性,降低MDA生成量,具有清除和阻断自由基,防止脂质过氧化产物产生的作用,对预防由高脂膳食引起的机体氧化应激有一定意义。大量研究表明,当机体血脂水平过高时,会导致脂质过氧化反应加剧,自由基大量产生,而MDA正是自由基的代谢产物,MDA的功能键可与低密度脂蛋白(LDL-C)结合形成复合物,引起细胞内胆固醇堆积并形成泡沫细胞,从而出现动脉粥样硬化的早期改变[6]。因此,高血脂与机体脂质过氧化及血管早期病变都有着密切的关系。

表3 葡萄籽粉对大鼠血清SOD活性和MDA含量的影响(n=12,±s)

3 结论

本实验以雄性Wistar大鼠为研究对象,通过建立大鼠高脂膳食模型,观察葡萄籽粉对高脂饲料喂饲大鼠血液流变性和抗氧化功能的影响。大鼠体内实验结果表明:葡萄籽粉能显著降低高脂膳食大鼠全血还原粘度、血浆粘度、红细胞压积、红细胞刚性指数和红细胞聚集指数,提高红细胞变形指数,一定剂量的葡萄籽粉干预可改善高脂膳食所致红细胞变形能力下降、血液粘度升高及流动性降低等变化。同时葡萄籽粉可提高大鼠血清SOD活性,降低MDA生成量,结合本课题的前期研究,说明葡萄籽粉对机体具有调节血脂,改善血流,预防动脉粥样硬化和抗氧化等多重作用,这可能与葡萄籽中含量较多的原花青素等多酚类物质有关。本实验选用的受试物为葡萄籽干粉,为明确葡萄籽活性成分对调节血脂、改善血液流变性和抗氧化的作用机制及与高脂膳食所致脂代谢紊乱的相互关系,需选用葡萄籽功能成分提取物或单体做进一步深入研究。

[1]赵鹏,傅伟忠,李彬,等.葡萄籽粉对老龄大鼠的抗氧化作用[J].毒理学杂志,2012,26(6):434-436.

[2]彭亮,赵鹏,李彬,等.葡萄籽粉对人体抗氧化作用的实验研究[J].中国热带医学,2011,11(7):874-875.

[3]刘向荣,邓银华,刘文,等.葡萄籽多酚性成分对小鼠抗氧化作用研究[J].中国药学杂志,2010,45(11):835-837.

[4]宋春梅,钟秀红,葛红娟,等.葡萄籽粉对高脂饲料大鼠血脂代谢和肝脏保护作用研究[J].卫生研究,2013,42(6):991-994.

[5]宋春梅,杜鹃,李善姬,等.葡萄籽粉对高脂膳食大鼠肝脏抗氧化功能影响[J].食品研究与开发,2014,35(8):12-14.

[6]焦岩,王振宇.蓝靛果花色苷对高脂膳食诱导肥胖大鼠脂代谢和抗氧化能力的影响[J].食品科学,2010,31(3):230-234.

[7]蒋长兴,蒋盯云,熊清平,等.鸡内金多糖对高脂血症大鼠血脂、血液流变学及氧化应激指标的影响[J].中药药理与临床,2012,28(5):75-78.

[8]滕丽新,刘胜学,何作云.高血脂对大鼠血液流变特性和心肌肌钙蛋白的影响[J].第三军医大学学报,2009,31(22):2258-2261.

[9]周涌,李永进,宋春梅.葡萄籽原花青素对PC12细胞氧化损伤的神经保护作用及机制研究[J].卫生研究,2009,38(4):478-479.

[10]尹黎明,石元刚.大蒜燕麦及其复合物对高脂大鼠血脂水平和血液流变特性的影响[J].第三军医大学学报,2005,27(6):541-544.

[11]权志博,张红秋,李瑛.血总胆固醇与红细胞变形性测定及其关系探讨[J].陕西医学杂志,2009,33(9):804-805.

[12]JI W,GONG B Q.Hypolipidemic effects and mechanisms of Panax notoginseng on lipid profilein hyperlipidemic rats[J]. Journal of Ethnopharmacology,2007,113(2):318-324.

[13]Gan D,Ma L.,Jiang C.Production,preliminary characterization and antitumor activityinvitroof polysaccharides from the mycelium of Pholiota dinghuensis Bi.Carbohydrate Polymers,2011,84(3):997-1003.

[14]熊清平,石莹莹,张强华,等.白藜芦醇对高脂血症大鼠血脂及血液流变学的影响[J].中药新药与临床药理,2011,22(5):517-521.

[15]黄静,廖爱美,潘文娟,等.家蚕蛹油对大鼠肝脏脂质代谢及相关酶活性的影响[J].食品科学,2011,32(5):273-276.

Effect of grape seed powder on parameters of hemorheology and antioxidant function in high-fat diet rats

DU Juan,FENG Xiao-yu,SONG Chun-mei*

(Department of Nutrition,Jilin Medical College,Jilin 132013,China)

Objective:To study the effects of grape seed powder on parameters of hemorheology and antioxidant function in high-diet rats. Methods:Sixty male Wistar rats were divided into five groups,including control group,high-fat diet group and grape seed powder low-,medium-and high-dose groups. The control group was fed with basic diet,and other groups were fed with high fat/cholesterol diet during the experiment. The doses of grape seed power in low-,midium-and high-dose groups treated with 0.33 g/kg·bw,1.67 g/kg·bw,3.33 g/kg·bw of grape seed powder. After administration,parameters of hemorheology,activities of SOD and content of MDA in serum were measured. Results:Compared with the high-fat diet group,grape seed powder could reduce the ηb,ηp,HCT,IER and IEA,increase IED,increase the activities of SOD,and reduce the content of MDA in high-fat diet rats. Conclusion:Grape seed powder can improve parameters of hemorheology,reduce blood viscostities,inhibit lipid peroxidation and prevent arteriosclerosis.

grape seed powder;high-fat diet;hemorheology;antioxidation

2016-04-11

杜鹃(1978-)，女，硕士，副教授，研究方向：食品新资源开发，E-mail:huyuqi777@163.com。

*通讯作者:宋春梅(1964-)，女，硕士，教授，研究方向：营养与慢性病，E-mail:scmjilin@163.com。

吉林省教育厅项目(2011285)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)20-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.20.000