黄连素对高脂血症小鼠脂质代谢与抗氧化水平的影响

丁援超, 吴成进,何 伟，姜锦鹏

(安徽科技学院 动物科学学院，安徽 凤阳 233100)

黄连素对高脂血症小鼠脂质代谢与抗氧化水平的影响

丁援超, 吴成进,何 伟，姜锦鹏*

(安徽科技学院 动物科学学院，安徽 凤阳 233100)

目的:观察黄连素对高脂饲料诱导高脂血症小鼠脂质代谢与抗氧化水平的影响。方法:50只雄性昆明小鼠，随机分为对照组、模型组和黄连素低、中、高剂量组，每组10只。除了对照组饲喂基础饲料，其余四组均采用高脂日粮构建小鼠高血脂模型，建模同时， 黄连素低、中、高剂量组分别灌胃50、100、200 mg/(kg·d)进行干预，7周后测定小鼠血浆甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-ch)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-ch)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、丙二醛(MDA)含量以及丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)活力，并计算动脉硬化指数、肝脏与腹内脂肪相对重。结果:与模型组相比，黄连素可降低高脂日粮诱导的高脂血症小鼠的血脂水平、动脉硬化指数、MDA含量、血浆ALT和AST活性，提高血浆SOD活性、血浆TP、ALB浓度，同时降低肝脏和腹内脂肪相对重。结论:结果显示黄连素可以调节高脂血症模型小鼠的脂质代谢及其导致的动脉粥样硬化与肝损伤，同时具有一定的抵抗脂质过氧化作用。

黄连素；高脂血；脂质代谢；抗氧化

高血脂是体内脂质代谢紊乱导致血脂水平增高的一种疾病，并由此引发动脉粥样硬化等心脑血管疾病，与脑卒中、心肌梗死、冠心病、糖尿病、高血压、脂肪肝等的发病密切相关，对生命和健康危害极大[1]。临床上常用的降脂药主要是他汀类和贝特类等西药，虽然疗效较确切，但常常引起肝肾功能损害等副作用[2]，寻找更加有效安全的调脂药物显得日益迫切。

黄连素(又名小檗碱)，属异喹啉类生物碱，可由中药黄连、黄柏或三颗针中提取，也可人工合成。临床上黄连素长期用于清热、解毒、抗肠道细菌感染、止泻等。近年发现它还有降低血脂和部分保护肝脏的作用[3-4]。目前，国内尚未见有关利用黄连素作为干预物质，作用于高脂血症模型小鼠调节脂质代谢与肝保护的试验研究报道。本试验采用高脂饲料喂养建立高血脂小鼠模型，观察黄连素的调脂作用和抗氧化水平的影响，为该药的合理应用提供进一步的试验依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 试验动物与饲料 清洁级雄性昆明种小鼠及基础饲料由南京市江宁区青龙山动物繁殖场提供。基础饲料营养成分: 水分≤10%、粗蛋白≥18%、粗脂肪≥4%、粗纤维≤5%、灰分≤8%、钙1.0%～1.8%、磷0.6%～1.2%、赖氨酸1.32%、蛋氨酸+胱氨酸≥5.3%。高脂饲料由79%基础饲料、10% 市售牛油、5%蔗糖、1% 胆固醇、5% 鸡蛋黄组成。

1.1.2 主要试剂 黄连素，沈阳第一制药公司生产；血浆甘油三酯(triacylglycerides，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-ch)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-ch)、总蛋白(total protein，TP)、白蛋白(albumin，ALB)，天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)和丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)测定试剂盒均购自上海科华生物工程股份有限公司；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和丙二醛(malondidehyde，MDA)试剂盒购于南京建成生物工程研究所。

1.1.3 主要仪器 全自动生化分析仪(Olympus AU 5400,日本奥林巴斯产业株式会社)、可见分光光度计(722N，上海精密科学仪器有限公司)、台式高速离心机(TG16-WS，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)、移液器(Eppendorf research plus，德国艾本德股份公司)、超纯水机(Dura 24FV，上海和泰仪器有限公司)、电子天平(BSA224S，赛多利斯科学仪器有限公司)等。

1.2 实验方法

根据已报道的相关研究[5-6]构建高脂血症小鼠模型。50只健康昆明小鼠随机分为对照组、模型组以及黄连素低、中、高剂量组，每组10只。除正常对照组给予普通基础饲料外，其余各组均喂以高糖高脂饲料，喂食高脂饲料同时开始给药。黄连素低、中、高剂量组分别按照每千克体质量50、100和200 mg进行灌胃，灌胃容量为2 mL/100 g体质量。每天给药1次，连续7周。对照组和模型组灌胃等容量生理盐水。7周后，小鼠禁食过夜，摘除眼球，采集血样于肝素抗凝管，分离血浆(4 000 r/min，离心10 min)，分装后置-20℃冰箱保存，用于生化指标测定。采集小鼠血样后，称量体质量，然后颈椎脱臼处死，迅速分离肝脏、腹腔内脂肪垫(包括肠系膜周围脂肪、双侧肾周脂肪以及双侧附睾周围脂肪)，滤纸吸干表面水分后称重。

1.3 测定项目及分析方法

1.3.1 血浆生化指标 血浆TG(GPO-PAP 法)、TC(COD-PAP 法)、HDL-ch(直接清除法)、LDL-ch(直接清除法)、TP(双缩脲法)和ALB(溴甲酚绿比色法)浓度以及血浆ALT活力(紫外-乳酸脱氢酶法)、AST活力(紫外-苹果酸脱氢酶法)均于Olympus AU 5400全自动生化分析仪上进行测定。计算LDL-ch/HDL-ch的比值和动脉粥样硬化指数(Atherogenic index，AI)。AI按下式计算：AI=(TC - HDL-ch) /HDL-ch。小鼠血浆SOD活性和MDA含量分别采用黄嘌呤氧化酶法及TBA法，按照南京建成生物工程研究所试剂盒操说明书进行操作。

1.3.2 肝指数与内脏脂肪含量 按下式计算肝脏相对重与腹内脂肪相对重：

肝脏相对重(%)= 肝脏湿重(g)/体重(g)×100%

腹内脂肪相对重(%)=(肠系膜脂肪+双侧附睾脂肪+双侧肾周脂肪)/体重×100%。

1.4 数据分析

采用SPSS软件(For Windows Version 17.0)进行数据分析，所有试验数据用±SE 表示。差异显著性检验采用单因子方差分析(one way ANOVA，LSD)，以P< 0.05和P< 0.01为差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 黄连素对高脂血症小鼠血脂水平的影响

由表1可见，小鼠经高脂日粮处理7周后，与正常对照组相比，模型组血浆TG、TC和LDL-ch浓度显著升高(P< 0.01)，而血浆HDL-ch浓度显著降低(P< 0.05)，表明已成功建立高血脂动物模型。与模型组相比，黄连素低、中、高剂量组血浆TG、TC和LDL-ch浓度显著降低(P< 0.01)，HDL-ch浓度显著上升(P< 0.01或P< 0.05)。3个剂量组之间，黄连素中、高剂量组血浆TG和TC浓度明显低于黄连素低剂量组(P<0.01)，黄连素中剂量组血浆LDL-ch浓度显著低于黄连素低剂量组(P< 0.05)，而血浆HDL-ch浓度在3个剂量之间无显著差异(P> 0.05)。

表1 黄连素对高脂血症小鼠血浆TG、TC、HDL-ch和LDL-ch水平的影响

注:#、##分别表示同一列模型组与对照组相比在P<0.05 、P<0.01 水平差异显著；数据右上角字母表示同列各处理组与模型组比较，相同小写字母代表差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示在示P<0.05 水平差异显著，不同大写字母表示P<0.01水平差异显著。以下各表同。

2.2 黄连素对高脂血症小鼠动脉硬化指标的影响

由表2可见，给予高脂饲料喂养小鼠7 周后，模型组小鼠AI、LDL-ch/HDL-ch和TC/HDL-ch均显著高于对照组(P<0.01)，黄连素低、中、高剂量组的AI、LDL-ch/HDL-ch比值和TC/HDL-ch均显著低于模型组(P<0.01)，但仍高于对照组；在试验剂量范围内随着灌胃黄连素剂量的增加其降低AI、LDL-ch/HDL-ch和TC/HDL-ch 的效果也提高，其中黄连素中、高剂量组的AI和TC/HDL-ch均低于黄连素低剂量组(P<0.05)，而LDL-ch/HDL-ch在3个剂量组之间无显著差异(P>0.05)，AI和TC/HDL-ch在中、高剂量组之间无显著差异(P>0.05)。

表2 黄连素对小鼠动脉硬化指标的影响

2.3 黄连素对高脂血症小鼠肝重和腹内脂肪重量的影响

由表3可见，与对照组小鼠相比，模型组和黄连素处理组小鼠体重均呈下降趋势；模型组小鼠肝脏相对重、腹内脂肪相对重均显著高于对照组(P< 0.05)，而肝脏绝对重、腹内脂肪绝对重与对照组无显著差异(P> 0.05)；灌胃黄连素7周后，低、中、高剂量组的腹内脂肪绝对重和相对重均显著低于模型组(P<0.01)，但3个剂量组之间，腹内脂肪绝对重和相对重均无显著差异(P>0.05)；中、高剂量组肝脏绝对重和相对重明显低于模型组，而低剂量组肝脏绝对重和相对重与模型组无显著性差异(P>0.05)。

2.4 黄连素对高脂血症小鼠肝功能的影响

由表4可见，模型组小鼠血浆ALT和AST活性分别上升至对照组的3.07倍(P< 0.01)和1.73倍(P< 0.01)，而血浆TP和ALB浓度分别比对照组降低了12.9%(P< 0.05)和30.2%(P< 0.05)；与模型组相比，黄连素低、中、高剂量组血浆ALT活性分别降低了44.8%(P< 0.01)、42.9%(P< 0.01)和53.6%(P< 0.01)，血浆AST活性分别降低了18.7%(P< 0.01)、20.8%(P< 0.01)和27.9%(P< 0.01)，血浆TP浓度分别增加了6.2%(P> 0.05)、9.6%(P< 0.05)和11.1%(P< 0.05)，血浆ALB浓度分别增加了11.5%(P< 0.05)、17.6%(P< 0.05)和22.9%(P< 0.05)；3个剂量组之间除了高剂量组血浆ALT活力显著低于低、中剂量组(P< 0.05)，高剂量组血浆AST活力显著低于低剂量组(P< 0.05)外，其余各剂量组之间均差异不显著(P> 0.05)。

2.5 黄连素对高脂血症小鼠抗氧化能力的影响

小鼠血浆SOD 活性测定显示，模型组小鼠血浆SOD活性明显低于对照组(P< 0.05)，而经低、中、高剂量黄连素灌胃7周后，各处理组血浆SOD活性均高于模型组(P< 0.05)；血浆中MDA含量测定显示，模型组小鼠血浆MDA含量明显高于对照组(P< 0.01)，而经黄连素干预后，各处理组血浆MDA含量均低于模型组(P< 0.05)。

表5 黄连素对小鼠血浆SOD活性和MDA含量的影响

3 结论与讨论

近年来，人们的饮食结构发生改变，高脂食物摄入的比例越来越高，导致机体脂质代谢紊乱，诱导高血脂、动脉粥样硬化等[7]。脂质代谢异常与动脉粥样硬化的发生密切相关，因而将血脂控制在适当水平可以预防动脉粥样硬化的发生[8]。近年研究证实，黄连素可以通过激活腺苷酸活化蛋白激酶、降低过氧化物酶体增殖物激活受体γ表达水平、提高低密度脂蛋白受体相关蛋白表达，提高肉毒碱棕榈酰转移酶1A基因表达等途径，发挥降低血脂的效果[9]。但由于现有研究样本量较小，其有效性和安全性尚无确切结论。本试验采用高脂饲料喂养建立高血脂血症小鼠模型，模型组小鼠血浆TG、TC和LDL-ch升高，而HDL-ch降低，出现明显的脂代谢紊乱。经黄连素的调脂干预可以阻遏TG、TC和LDL-ch含量升高，改善高脂饲料诱导小鼠的血脂紊乱。

降低血液中TG和TC的水平可使动脉壁上的粥样斑块消退，对防治动脉粥样硬化具有重要的临床意义。徐卫亭等[10]研究显示，黄连素具有降低兔血清中TC、TG和LDL-ch水平, 改善动脉粥样硬化以及稳定斑块的作用。本试验结果显示，模型组小鼠AI、LDL-ch / HDL-ch和TC/HDL-ch均显著高于对照组，而经黄连素干预后，3个剂量组的上述指标明显低于模型组。提示黄连素的早期干预对预防动脉粥样硬化有一定的预防效果。

肝脏是脂质代谢的重要部位，长期摄入高脂膳食，脂肪吸收增加，超过肝脏的转运能力，可使脂肪在肝细胞内蓄积，导致肝细胞持续损伤[11]。本试验表明，模型组和3个剂量黄连素组体重降低。这可能由于高脂饲料较油腻，小鼠采食量减少，体重下降，这与李晓冲等[12]的研究结果相似。相比体重的变化，肝脏相对重量变化更有意义。本试验中模型组肝脏相对重明显高于对照组，而黄连素中、高剂量组肝脏相对重显著低于模型组。据文献报道，体重正常的人也可发生脂肪肝，造成肝损伤[11]。ALT 与AST两项指标在评估肝细胞的损伤和坏死中具有重要的参考价值[13]。本试验表明，高脂血症模型小鼠血浆中ALT、AST活力显著高于对照组，表明脂质的蓄积对小鼠肝脏造成了一定的损伤；与模型组相比，黄连素3个剂量组组血浆中ALT、AST活力显著下降(P< 0.01)，提示黄连素能够改善脂质代谢异常造成的肝损伤。

动物脂肪代谢紊乱和过度沉积，将引起机体内活性氧簇生成增多，脂质过氧化作用增强[14-15]。脂质过氧化是肝损伤发生、发展与致敏的重要因素之一，它不仅加剧肝线粒体各种成分的损害，明显增加肝脏内源性活性氧(ROS)产生及其毒性，破坏肝细胞的防御机制，而且对外源性过氧化物毒害的敏感性也伴随增加[16]。MDA是强毒力的脂质过氧化物终末产物(LPO)之一，半衰期较长，且能弥散到细胞内、外其他靶位，扩大氧化应激的损害，诱导肝细胞死亡、炎症与纤维化[17]。据相关文献报道，黄连素能够抑制氧化应激和炎症反应，对四氯化碳等引起的化学性肝损伤具有明显的治疗作用[16-17]。本试验表明，与正常组比较，高脂血症模型小鼠血清SOD活力显著降低、MDA含量显著升高。与模型对照组比较，黄连素剂量组血浆中MDA含量显著降低，SOD活力提高，提示黄连素可提高机体抗氧化能力，减少自由基的毒副作用，减轻高血脂引起的肝损伤。

综上所述，黄连素能显著降低长期高脂饲料喂养致小鼠高脂血症模型的血脂水平，提高机体的抗氧化能力，改善因脂质代谢异常造成的肝损伤与动脉硬化，显示其在预防高脂血症及相关疾病治疗中具有一定的应用前景。

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(责任编辑：马世堂)

Effect of Berberine on Lipid Metabolism and Antioxidant Ability in Hyperlipidemic Mice

DING Yuan-chao, WU Cheng-jin, HE Wei, JIANG Jin-peng*

( College of Animal Science, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China)

Objective: To explore the effect of berberine on lipid metabolism and antioxidant ability in hyperlipidemic mice induced by high fat feed. Methods: Fifty Kunming male mice were randomly divided into 5 groups, the normal control group, the model group, and the berberine low, middle, high dose group,10 in each group. Except those in the normal control group, all mice were fed with high fat feed to prepare hyperlipidemic mice model, meanwhile, these mice were given intragastrically berberine of 0, 50, 100, 200 mg/kg for 7 weeks. The plasma levels of total cholesterol (TC), triglycerides (TG), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-ch), high-density lipoprotein cholesterol ( HDL-ch), total protein (TP), albumin(ALB), alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), superoxide dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA) were measured, and atherogenic index (AI) , the relative weight of liver and abdominal fat were evaluated. Results: Compared with the model group, the three groups treated with berberine exhibited significantly lowered the plasma levels of TC, TG, LDL-ch, ALT, AST and MDA, elevated plasma SOD activity and HDL-ch, TP and ALB content, and reduced significantly AI, the relative weight of liver and abdominal fat. Conclusion: It was indicated that berberine could regulate lipid metabolism, atherosderosis and liver damage, and had a certain resisting lipid peroxidation in hyperlipidemic mice.

Berberine; Hyperlipoidemia; Lipid metabolism; Antioxidation

2016-06-08

安徽省自然科学基金资助项目(070411253X); 安徽科技学院重点建设学科(AKZDXK2015A04)；安徽省大学生创新创业训练计划项目(108792015060)；安徽科技学院第十二批大学生创新基金课题(15XSZ03)。

丁援超(1996-)，男，安徽省天长市人，在读本科生，主要从事动物医学研究。*通讯作者：姜锦鹏，教授，E-mail: roc1995@163.com。

S852.3

A

1673-8772(2016)06-0077-06