短期添加高果糖玉米糖浆对小鼠体重和肝功能指标的影响

欧红萍，罗正中，樊 雨，姚学萍*

(1.成都农业职业技术学院畜牧兽医分院，四川成都 611130；2.四川农业大学动物医学院，四川成都 611130)



短期添加高果糖玉米糖浆对小鼠体重和肝功能指标的影响

欧红萍1，罗正中2，樊 雨2，姚学萍2*

(1.成都农业职业技术学院畜牧兽医分院，四川成都 611130；2.四川农业大学动物医学院，四川成都 611130)

通过给小鼠短期添加高果糖玉米糖浆，研究其对小鼠健康的影响。选取健康、体重相近的小鼠48只随机分为3组，分别添加高果糖玉米糖浆、蔗糖及蒸馏水，添加14 d后检测小鼠体重和肝功能相关指标。结果显示，对照组的小鼠体重显著低于高果糖玉米糖浆组(P<0.05)，与蔗糖组差异不显著(P>0.05)；高果糖玉米糖浆组和蔗糖组的肝重、低密度脂蛋白浓度和天门冬氨酸氨基转移酶活性显著高于对照组(P<0.05)，高果糖玉米糖浆组的高密度脂蛋白浓度显著低于对照组；高果糖玉米糖浆组的甘油三脂含量显著高于蔗糖组和对照组(P<0.05)；各组的丙氨酸氨基转移酶活性和胆固醇含量差异不显著(P>0.05)。结果表明，高果糖玉米糖浆更易导致肥胖且短期添加可影响小鼠的肝脏功能。

高果糖玉米糖浆；体重；肝功能指标；小鼠

高果糖玉米糖浆(high fructose corn syrup，HFCS)又被称为高果糖浆，是一种新型的甜味添加剂。在美国和欧洲高果糖浆已得到大力推广并取代传统甜味剂，由于在甜度、色度、黏稠度等物理性质上它优于传统的蔗糖。因此，国内越来越多的行业也开始使用果糖产品。随着在碳酸饮料、果汁及各种甜品中高果糖浆的大量使用，其存在的健康隐患逐渐显露出来，蔡雯雯等[1]报道，导致肥胖产生的原因之一是过多地摄入果糖，而肥胖可能导致Ⅱ型糖尿病、心血管疾病和高脂血症的发生并增加某些癌症患病风险。肝脏作为果糖代谢的主要场所，过多的摄入将影响肝脏功能。Bocarsly M E等[2]指出，添加高果糖玉米糖浆可以使大鼠的体重、体脂及甘油三酯水平均极显著增加。在探究高果糖摄入引起脂肪肝发生的早期机制中，任路平等[3]研究证明了高果糖(果糖含量34.5%)喂养3 d即可引起小鼠肝细胞内脂滴的形成及甘油三酯含量的增高。果糖的摄入能够降低甘油三酯清除率并增加肝脏甘油三酯的合成与沉积，而长期高果糖饮食会引起非酒精性脂肪肝[4]。蔡雯雯[5]在果糖和葡萄糖对健康人群急性反应研究中也表明了果糖可以引起高密度脂蛋白与低密度脂蛋白浓度的升高。上述研究提示，饮食因素可使肝脏产生迅速的代谢反应，也证实了果糖对肝脏和机体代谢存在一定的危害。本研究以小鼠为试验动物，了解短期添加高果糖玉米糖浆对小鼠体重和肝脏代谢的影响，为进一步研究高果糖浆对机体健康的影响提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 清洁级健康昆明系小鼠48只，日龄30 d～40 d，体重22 g～24 g，购自四川达硕生物科技有限公司。

1.1.2 主要试剂及仪器 高果糖玉米糖浆(HFCS-55)，中粮融氏生物科技有限公司产品(批号 311623020004)；蔗糖，成都成德生物科技有限公司产品(批号510103030023)；苦味酸，上海雅试试剂有限公司产品(批号 20141101)；丙氨酸氨基转移酶测定试剂盒、天门冬氨酸氨基转移酶测定试剂盒、甘油三酯测定试剂盒、胆固醇测定试剂盒、高密度脂蛋白测定试剂盒、低密度脂蛋白测定试剂盒，四川中生医疗器械有限责任公司产品；全自动生化分析仪，意大利AUTOLAB公司产品。

1.2 方法

1.2.1 分组添加 将48只小鼠随机分成3组，分别为高果糖玉米糖浆组、蔗糖组及对照组，每组各16只并用苦味酸分别进行编号。加水配制100 g/L高果糖玉米糖浆(HFCS)(HFCS干物重为77%，配制时去水计算)和100 g/L蔗糖溶液，置于试剂瓶中保存使用。每日下午5点按照0.04 g/20 g剂量灌胃小鼠，对照组给予相同量的蒸馏水，30 min后投放相同量的标准饲料，添加14 d。饲养环境：室内温度22℃、相对湿度50%～60%，每日光照12 h，每日用1 mL/L的新洁尔灭消毒液对饲养环境消毒。

1.2.2 测定指标与方法 在0、7、14 d时分别对各组小鼠进行称重，添加14 d后各组小鼠禁食12 h，摘眼球采血，采血完成后断颈法处死并立即摘取肝脏称重,计算各组小鼠肝脏系数(肝脏重量/小鼠重量)。采集的血液静置半小时后，2 000 r/min离心10 min后分离血清，在AUTOLAB全自动生化分析仪对以下指标进行检测： 丙氨酸氨基转移酶(ALT)，天门冬氨酸氨基转移酶(AST)，甘油三酯(TG)，胆固醇(CHO)，高密度脂蛋白(HDL)，低密度脂蛋白(LDL)。

1.2.3 数据处理分析 应用Spss19对试验检测结果进行独立样本t检验，结果以平均值±标准差表示，以P<0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果

2.1 高果糖玉米糖浆对小鼠体重和肝重的影响

2.1.1 对体重的影响 添加前，各组小鼠体重无显著差异(P>0.05)，添加7 d和14 d后高果糖玉米糖浆组小鼠体重显著高于对照组(P<0.05)，与蔗糖组相比无显著差异(P>0.05)；蔗糖组的体重变化和对照组无明显差异(P>0.05)，结果见表1。表明短期添加高果糖玉米糖浆更易引起小鼠体重增加。

2.1.2 对肝重的影响 添加14 d后，分别摘取各组小鼠肝脏观察，称重。各组小鼠的肝脏均呈现被膜光滑，颜色为红褐色。对比各组肝脏重量，高果糖玉米糖浆组和蔗糖组小鼠肝脏重量显著高于对照组(P<0.05),高果糖玉米糖浆组与蔗糖组相比肝脏重量差异性不显著(P>0.05)；对比3组小鼠的肝脏系数(肝重/体重)其差异性不显著(P>0.05)，结果见表1。

表1 高果糖玉米糖浆对小鼠体重和肝重的影响

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，肩标相同字母或无字母标注表示差异不显著(P>0.05)。

Note：In the same row,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05)，while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05).

2.2 高果糖玉米糖浆对小鼠肝功能指标的的影响

由表2可知，血清生化检测结果显示在添加小鼠14 d后，各组小鼠的CHO和ALT水平无显著性差异(P<0.05)；对比TG和AST这两项指标可知，HFCS组和蔗糖组的AST显著高于对照组(P<0.05)，HFCS组的TG显著高于蔗糖组和对照组(P<0.05)；蔗糖组的AST显著高于对照组(P<0.05)。对比各组小鼠血清中HDL和LDL水平，HFCS组和蔗糖组的HDL显著低于对照组(P<0.05)，HFCS组的LDL显著高于对照组(P<0.05)；HFCS组与蔗糖组相比HDL、LDL无显著差异(P>0.05)。

表2 高果糖玉米糖浆对小鼠肝功能指标的影响

注：同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，肩标相同字母或无字母标注表示差异不显著(P>0.05)。

Note：In the same row,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05)，while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05).

3 讨论

3.1 高果糖玉米糖浆对小鼠体重的影响

研究显示摄食大量高果糖玉米糖浆可能引起代谢综合症[6]。代谢综合征是一种包含多个代谢危险因素的症候群，这些危险因素包含血管性(或向心性)肥胖、胰岛素抵抗、耐量受损、血脂异常(高甘油三酯血症和低 HDL-C 血症)及高血压。试验中对小鼠腹壁进行解剖观察并未发现有明显的脂肪沉积情况，但是对小鼠血液中CHO、TG水平进行检测时发现，CHO无显著的变化(P>0.05)，对比各组小鼠TG水平发现HFCS组显著高于对照组(P<0.05)。CHO和TG为血液中的中性脂肪，在摄入高果糖玉米糖浆后，经过肝脏对糖的代谢作用生成磷酸甘油进一步与脂酰CoA合成甘油三酯。血液中TG含量升高除了提示体内脂肪含量的增加，也与动脉粥样硬化性心血管疾病、高血压患病有关。高密度脂蛋白作为胆固醇的“清扫机”，它在血脂代谢过程中扮演着重要角色[7]。由试验结果可知，高果糖浆组小鼠的HDL显著低于对照组，LDL显著高于对照组(P<0.05)，说明在短期过程中会影响机体的脂质代谢。结合上述可知在短期的时间里添加高果糖玉米糖浆并不会导致小鼠的肥胖，但会影响小鼠体重、HDL、LDL及TG水平。

相对短期添加，长期摄入高果糖玉米糖浆会导致肥胖已经得到证实。对比高果糖玉米糖浆和蔗糖对体重的影响，研究发现长时间摄入添加高果糖玉米糖浆的大鼠会发生肥胖，蔗糖则不易引起肥胖[8]。Bocarsly M E等[2]根据人一天的饮食习惯向大鼠添加80 g/kg高果糖玉米糖浆和100 g/kg蔗糖8周发现，HFCS组的体重明显高于蔗糖组；7个月后HFCS组大鼠体重、腹壁脂肪及TG极显著高于蔗糖组(P<0.01)。相似的，Jürgens H等[9]发现添加高果糖73 d的小鼠出现肥胖性特征，而添加100 g/kg蔗糖的小鼠没有出现。本试验虽为短期试验，但是结果与其相符。

3.2 高果糖玉米糖浆对小鼠肝脏功能的影响

肝脏作为果糖代谢的主要场所，长期摄入果糖会引起肝脏疾病如脂肪肝、肝硬化及非酒精脂肪肝等[1]。本试验添加高果糖玉米糖浆14 d后发现小鼠肝脏重量与对照组对照有明显增重，并且选取两种氨基转移酶AST和ALT进行检测，结果显示HFCS组和蔗糖组的AST明显高于对照组(P<0.05)，ALT没有显著变化(P>0.05)。AST和ALT是反映肝脏肝细胞病变和坏死的酶，其中AST主要分布于心肌、骨骼肌和肝脏，试验结果中高果糖浆组AST水平有显著的升高，AST升高在临床诊断的意义为：无法区分来源器官、肝损伤、肝肿瘤、溶血性疾病及代谢紊乱。肝脏系数作为反映肝脏病理变化指标之一[10]，本试验发现短期添加HFCS后各组小鼠的肝脏系数无显著差异，结合生化指标发现短期添加高果糖浆不会引起肝脏实质性的病理变化，但会引起肝脏代谢异常。在长期试验中，有研究指出添加(8周)发现高果糖饮食可引起肝脏脂质的沉积并伴随着炎症的产生，诱导变为脂肪肝和胰岛素抵抗[3]。也有研究报告显示高果糖玉米糖浆更易导致肝脏的病变。通过向大鼠混合添加300 g/L果糖和300 g/L蔗糖与单独添加600 g/L的蔗糖对比，结果显示混合添加的大鼠肝脏脂肪沉积更加严重，表明在摄入相同热量的情况下，果糖更可能导致非酒精脂肪肝脂肪的沉积[11-12]。

大量试验研究表明，高果糖玉米糖浆可引起血脂异常，并可能引起代谢综合症。综上所述，本试验研究结果显示,高果糖饮食可引起小鼠体重、肝重、血清中AST水平和脂代谢的异常变化。

研究表明，短期添加高果糖玉米糖浆可引起体重的增长、血清生化指标TG及LDL显著升高，HDL显著降低和肝脏相关指标的显著性的变化，说明高果糖浆会引起小鼠脂质代谢异常，导致肥胖的发生，并且可能会引起某些肝脏疾病的发生。

[1] 蔡雯雯,李 铎.果糖的吸收代谢以及与健康的关系[J].浙江大学学报：农业与生命科学版,2016,42(3):265-272.

[2] Bocarsly M E,Powell E S,Avena N M,et al.High-fructose corn syrup causes characteristics of obesity in rats:Increased body weight,body fat and triglyceride levels[J].Pharmacol Biochem Behav,2010,97(1):101-106.

[3] 任路平,宋光耀,章冬梅,等.短期高果糖喂养对小鼠肝脏脂质沉积和胰岛素敏感性的影响[J].中国病理生理杂志,2011,27(12):2286-2290.

[4] 任路平,宋光耀.高果糖饮食与代谢综合征研究新进展[J].中国全科医学,2011,14(11):1278-1280.

[5] 蔡雯雯.果糖和葡萄糖对健康人群急性反应研究[D].浙江杭州：浙江大学,2016.

[6] Chung M,Ma J,Patel K,et al.Fructose,high-fructose corn syrup,sucrose,and nonalcoholic fatty liver disease or indexes of liver health:a systematic review and meta-analysis[J].Am J Clin Nutrit,2014,100(3):833-849.

[7] Wojczynski M K,Glasser S P,Oberman A,et al.High-fat meal effect on LDL,HDL,and VLDL particle size and number in the genetics of lipid-lowering drugs and diet network (GOLDN):an interventional study[J].Lipids Health Dis,2010,10(1):1-11.

[8] Avena N M,Bocarsly M E,Rada P,et al.After daily bingeing on a sucrose solution,food deprivation induces anxiety and accumbens dopamine/acetylcholine imbalance[J].Physiol Behav,2008,94(3):309-315.

[9] Jürgens H,Haass W,Castaeda T R,et al.Consuming fructose-sweetened beverages increases body adiposity in mice.[J].Obesity Res,2005,13(7):1146-1156.

[10] 杨增艳,韦金育,张青青,等.壮药黄根对肝纤维化大鼠肝脏系数及血清AST、ALT、ALB的影响[J].中国民族医药杂志,2012,18(3):33-34.

[11] Sánchezlozada L G,Mu W,Roncal C,et al.Comparison of free fructose and glucose to sucrose in the ability to cause fatty liver[J].Eur J Nutrit,2010,49(1):1-9.

[12] 章友康,郑法雷.果糖与高尿酸血症、代谢综合征及肾脏疾病的关系[J].中华肾脏病杂志,2011,27(6):389-391.

Effect of Short-term Supplementation of High Fructose Corn Syrup on Liver Function Indexes and Body Weight in Mice

OU Hong-ping1,LUO Zheng-zhong2,FAN Yu2,YAO Xue-ping2

(1.DepartmentofVeterinaryandAnimalScience,ChenduAgriculturalCollege，Chengdu,Sichuan,611130,China; 2.CollegeofVeterinaryMedicine，SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu,Sichuan,611130,China)

In this study,mice were supplemented with high fructose corn syrup for a short period of time to explore their effects on mice health.Forty-eight healthy mice were randomly divided into three groups:high fructose corn syrup,sucrose and control groups,respectively.Fourteen days later,the body weight and liver function indexes in sera were measured.The results showed that the body weight of the control group was significantly lower than that of the high fructose corn syrup group (P<0.05),but no significant difference from the sucrose group (P>0.05).The liver weight，serum low density lipoprotein content and aspartate aminotransferase activity in mice of high fructose corn syrup group and sucrose group were significantly higher than that of control group (P<0.05).The high density lipoprotein concentration of the high fructose corn syrup group was significantly lower than that of the control group.the content of triglyceride of high fructose corn syrup group was significantly higher than sucrose group and control group (P<0.05).There was no significant difference in alanine aminotransferase activity and cholesterol content among the three groups (P>0.05).The results indicated that high fructose corn syrup can more easily lead to obesity, and the short-term supplementation may affect the liver function in mice.

high fructose corn syrup; body weight; liver function index；mouse

2016-11-20

四川农业大学学科建设双支计划项目(3572070)；四川省教育厅重点项目(15ZA0024)

欧红萍(1980-)，男，重庆垫江人，硕士，主要从事临床兽医学教学与研究。*通讯作者

S816.79；Q41

A

1007-5038(2017)07-0066-04