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黄连素对高脂血症大鼠降血脂及抗氧化作用*

2017-10-14朱铁梁郭一沙姬艳苏李晓燕

中国应用生理学杂志 2017年4期
关键词:黄连素高脂血症脂蛋白

朱铁梁, 杨 波, 郭一沙, 姬艳苏, 李晓燕

(中国人民武装警察部队后勤学院附属医院药剂科, 天津 300162)

黄连素对高脂血症大鼠降血脂及抗氧化作用*

朱铁梁△, 杨 波, 郭一沙, 姬艳苏, 李晓燕

(中国人民武装警察部队后勤学院附属医院药剂科, 天津 300162)

目的研究黄连素对高脂血症大鼠的降脂作用和抑制肝脏脂质过氧化的作用。方法随机抽取10只大鼠作为对照组,其余大鼠制作大鼠高血脂模型。成模大鼠随机分为模型组,黄连素低、中、高剂量组和血脂康组,每组10只。各给药组大鼠每天一次给予相应药物灌胃,连续30 d。观察黄连素对高脂血症大鼠血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)的影响和肝组织二脂酰甘油酰基转移酶(DGAT),羟甲基戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA),胆固醇7α-羟化酶(CYP7A),肝脏甘油三脂脂肪酶(HTGL)以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)与谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性的影响。结果与正常组比较,高脂血症组大鼠的肝脏系数、TC、TG、LDL-C、DGAT、HMG-CoA和MDA显著升高(P<0.01),HDL-C、CYP7A、HTGL、SOD和GSH-Px显著降低(P<0.01)。与高脂血症组比较,黄连素中、高剂量组和血脂康组大鼠肝脏系数、TC、TG、LDL-C、DGAT、HMG-CoA和MDA明显减低(P<0.01),HDL-C、CYP7A、HTGL、SOD和GSH-Px显著升高(P<0.01);黄连素低剂量组TC、TG、LDL-C、DGAT、HMG-CoA和MDA含量显著降低(P<0.05;P<0.01), CYP7A和HTGL显著升高(P<0.01)。结论黄连素可降低高血脂大鼠的血脂水平,抑制肝脏脂质过氧化过程,减少肝脏损伤。

黄连素;高血脂;抗氧化;大鼠

高脂血症是动脉粥样硬化、脂肪肝等心脑血管疾病主要的危险因素,严重影响人们的身心健康[1]。据统计全球每年有3 000万人死于高脂血症引起的相关疾病,且人数呈逐年增长趋势[2]。高脂饮食是高脂血症的重要形成因素,调节血脂代谢紊乱是治疗高脂血症,降低心脑血管疾病发生率的重要途径[3]。人体自由基自稳态平衡性下降,自身免疫功能降低,也是高脂血症形成的重要因素[4]。黄连素又名小檗碱,是一种黄连属植物的生物碱,含小檗碱5%~8%,以往主要用于清热、解毒,治疗肠道感染,其降脂作用是目前临床研究的热点之一,但其对于大鼠高脂血症的治疗作用未见报道。本文研究黄连素对高脂血症大鼠的调节血脂作用以及抗氧化作用,为其临床应用提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 动物及分组

60只SPF级健康SD大鼠,雄性,体质量(140±10)g,用普通饲料适应性喂养1周,自由饮水。随后将60只SD大鼠按体重随机分为正常组10只和高血脂造模组50只。

1.2 试剂与仪器

血脂康胶囊(国药准字Z10950029,主要成分为红曲,产品批号:20160315)产自北京北大维信生物科技有限公司。黄连素(产品批号:S27J6K1),购自上海源叶生物公司。

总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)、丙二醛(malondiadehyde,MDA)含量测定试剂盒和超氧化物歧化酶(superxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性测定试剂盒,均购自南京建成生物工程研究所。UNICO 7200分光光度计,购自上海尤尼柯仪器有限公司;离心机购自SCJLOGEX公司。

1.3 造模

参考相关文献[5],高血脂造模组大鼠喂养高脂饲料1周后称重,割尾取血测定大鼠血清胆固醇含量,以胆固醇含量≥5 mmol/L为确认模型成功的标准[5]。根据大鼠血清胆固醇含量,参照大鼠体重,将高血脂造模组50只大鼠分为模型对照组、血脂康组和黄连素低、中、高剂量组,每组10只。血脂康组(200 mg/kg)和黄连素低、中、高剂量组(分别为 100,200,300 mg/kg)分别灌胃给药10 ml/kg;正常组和模型对照组给予等量的生理盐水,每天1次,连续30 d,期间正常组喂养普通饲料,其余各组继续喂养高脂饲料。高脂饲料配方为:78.8%基础饲料,1%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油、0.2%胆酸钠。高脂饲料由实验动物中心加工。

1.4 血清脂质

大鼠连续灌胃给药30 d后,以2%戊巴比妥钠45 mg/kg腹腔注射麻醉,腹主动脉采血6 ml,肝素抗凝,3 000 r/min离心10 min,取上清液用于测定大鼠胆固醇、甘油三脂、极低密度脂蛋白和极高密度脂蛋白含量。

1.5 肝脏生化指标测定

大鼠采血后取出全部肝脏并称重,计算肝脏系数,肝脏系数=肝脏湿质量(mg)/体质量(g)。剪取一定质量的肝左叶组织,按肝质量与生理盐水体积比1:9的比例加入生理盐水制成肝脏匀浆,3 000 r/min离心10 min,取上清液用于测定肝组织二脂酰甘油酰基转移酶(diacylgycerol acyltransferase, DGAT)、3羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A, HMG-CoA)、甘油三酯脂肪酶(hepatic triglyceride lipase, HTGL)、胆固醇7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase, CYP7A)、SOD、GSH-Px活性和MDA含量。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 黄连素对大鼠体重和肝脏系数的影响

与正常组比较,高脂血症组大鼠的肝脏系数明显升高(P<0.01);与高脂血症组比较,黄连素低、中、高剂量组和血脂康组大鼠肝脏系数明显减低(P<0.01,表1)。

GroupWeight(g) Livercoefficient(mg/g)Normal307.5±16.131.9±2.7Model318.2±17.256.8±6.1∗∗Xuezhikang305.0±6.837.6±3.0##Lower317.7±19.749.3±3.3##△△Intermediate311.6±13.945.4±4.2##△△▲▲High312.6±9.638.9±1.3##△▲▲○○

**P<0.01vsnormal group;##P<0.01vsmodel group;△P<0.05,△△P<0.01vsXuezhikang group;▲▲P<0.01vslow group;○○P<0.01vsmiddle group

2.2 黄连素对大鼠血清血脂的影响

与正常组比较,高脂血症组大鼠血清中TC、TG和LDL-C含量显著升高(P<0.01),HDL-C显著降低(P<0.05)。与高脂血症组比较,黄连素中、高剂量组和血脂康组大鼠TC、TG和LDL-C含量显著降低(P<0.01),HDL-C含量显著升高(P<0.01);黄连素低剂量组大鼠TC、TG和LDL-C含量显著降低(P<0.05;P<0.01,表2)。

2.3 黄连素对大鼠肝组织关键酶的影响

与正常组比较,高脂血症组大鼠肝脏DGAT和HMG-CoA的活性均显著升高(P<0.01),HTGL和CYP7A的活性则显著降低(P<0.01)。与高脂血症组比较,黄连素低、中、高剂量组和血脂康组大鼠肝脏DGAT和HMG-CoA的活性显著降低(P<0.01),HTGL和CYP7A的活性显著升高(P<0.01,P<0.05,表3)。

Tab. 2 Effects of the Traditional Chinese Medicine berberine on TC, TG, HDL-C and LDL-C(mmol/L, ±s, n=10)

TC: Total cholesterol; TG: Triglyceride; HDL: High density lipoprotein; LDL: Low density lipoprotein

**P<0.01vsnormal group;##P<0.01vsmodel group;△P<0.05,△△P<0.01vsXuezhikang group;▲▲P<0.01vslow group;○○P<0.01vsmiddle group

Tab. 3 Effects of the Traditional Chinese Medicine berberine on DGAT, HMG-CoA, HTGL and CYP7A(±s, n=10)

DGAT: Diacylgycerol acyltransferase; HMG-CoA: 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A; HTGL: Hepatic triglyceride lipase; CYP7A: Cholesterol 7α-hydroxylase

**P<0.01vsnormal group;##P<0.01vsmodel group;△P<0.05,△△P<0.01vsXuezhikang group;▲P<0.05,▲▲P<0.01vslow group

2.4黄连素对高脂血症大鼠肝组织SOD、MDA和GSH-Px的影响

与正常组比较,高脂血症组大鼠SOD和GSH-Px含量显著降低(P<0.01),MDA显著升高(P<0.01)。与高脂血症组比较,黄连素中、高剂量组和血脂康组大鼠SOD和GSH-Px含量显著升高(P<0.01),MDA含量显著降低(P<0.01);黄连素低剂量组大鼠MDA含量显著降低(P<0.01,表4)。

GroupSOD(U·mgprot⁃1)MDA(nmol·mgprot⁃1)GSH⁃Px(U·mgprot⁃1)Normal285.9±13.51.396±0.160513±18Model255.1±12.9∗∗3.021±0.310∗∗450±19∗∗Xuezhikang277.2±13.7##1.779±0.168##477±13##Low266.1±13.32.421±0.200##△△459±17△Middle275.5±12.6##1.799±0.183##▲▲471±12##▲▲High282.2±14.1##1.777±0.131##▲▲○○487±13##▲▲○○

SOD: Superoxide dismutase; MDA: Malondialdehyde; GSH-Px: Glutathione peroxidase

**P<0.01vsnormal group;##P<0.01vsmodel group;△P<0.05,△△P<0.01vsXuezhikang group;▲▲P<0.01vslow group;○○P<0.01vsmiddle group

3 讨论

随着人们生活水平的不断提高,高脂血症逐步成为影响人类身心健康的重要因素。大量资料证明,高脂血症是冠心病、心肌梗死、心脏猝死、脑卒中等重大心脑血管疾病发病的根本病因。高脂血症主要是由于脂质代谢紊乱、脂蛋白分子结构和功能发生变化,引起红细胞、单核细胞、血小板等增加,导致全血黏度增高、血流速度减慢。对高脂血症的早期合理的治疗能够有效地防止或推迟人类心脑血管疾病的发生,有效地提高人类的生活质量。西药治疗高脂血症效果显著、快捷,但是毒副作用大,主要表现在恶心、腹胀、腹泻、血糖升高和肝功能损害等方面。目前公认的、最有效的两类降脂药物是以促进TG代谢为主的贝特类药物和以促进胆固醇代谢为主的他汀类药物,两者都有一定的肝肾毒性。因此,寻找预防和治疗高脂血症安全、有效的药物具有十分重要的意义。在防治高脂血症方面,中药有其独特的优势,尤其是毒副作用较小。

血栓形成是高脂血症导致心脑血管疾病的主要危险因素。低密度脂蛋白进入血管内壁促使TC、TG沉积,促成血管粥样斑块的形成,粥样斑块和凝血系统、纤溶系统的各种因子共同促进血栓的形成[6]。HDL-C可促进细胞中胆固醇向外转运,对心脏具有保护作用。近年研究发现[7-10],胆固醇和低密度脂蛋白升高是高脂血症发生发展的重要因素,有效恢复血清中过高的胆固醇及低密度脂蛋白水平有助于高脂血症及其相关疾病的防治。实验结果表明,高脂血症大鼠血清TG、TC和LDL-C含量显著升高,HDL-C含量显著降低,表明高脂血症大鼠有脂质过氧化损害的参与。高脂血症大鼠在灌胃给予黄连素4周后,TG、TC、LDL-C含量显著降低,HDL-C含量显著升高。实验结果表明灌胃给予黄连素能够抑制胆固醇的合成,促进胆固醇的转运和清除,降低LDL-C含量和升高HDL-C的含量。

HMG-CoA还原酶催化3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A生成二羟甲基戊酸,在血脂的调节方面起到非常重要的作用。DGAT催化二酰甘油合成TG,是TG合成的限速酶。HTGL是肝脏合成的,能够水解中间密度脂蛋白和高密度脂蛋白中的TG和磷脂乳糜微粒,具有清除乳糜微粒残骸形成低密度脂蛋白和逆向转运TG的重要作用[11]。CYP7A是合成胆汁酸的限速酶,胆汁酸的表达量和活性对胆汁酸的合成起关键作用。

高脂血症大鼠氧自由基大量增加,由此引发的脂质过氧化反应产生大量的MDA,MDA为机体脂质过氧化反应最重要的降解产物之一,对细胞膜具有一定的损伤作用,能够干扰脂肪酸的氧化降解,使脂肪在肝中蓄积,检测大鼠血清中MDA含量,可以反应动物体内细胞膜受到氧自由基破坏的程度。SOD和GSH-Px构成动物体内重要抗氧化酶系统,能够对抗脂质过氧化反应及其中间代谢产物对机体的危害,是清除氧自由基重要的酶,其水平能够很好地反映体内抗氧化酶的活性及其清除氧自由基的能力,因此本实验同时选择SOD作为反映机体抗氧化功能的指标。实验结果显示,高脂血症大鼠SOD和GSH-Px显著降低,MDA显著升高,结果表明高脂血症大鼠体内抗氧化能力下降,机体有脂质过氧化损伤。黄连素灌胃治疗后,可显著降低高脂血症大鼠肝组织中MDA的含量,升高SOD、GSH-Px的活性,纠正高脂血症大鼠体内自由基代谢紊乱,从而恢复机体氧化及抗氧化系统的动态平衡,减少高血脂所致大鼠脂质过氧化损伤的危害,发挥保肝的作用。

综上所述,黄连素可有效抑制高脂血症大鼠肝脏指数,通过降低DGAT和HMG-CoA的活性,升高HTGL和CYP7A的活性调节血脂平衡,同时可以降低肝组织中MDA的含量,升高SOD、GSH-Px的活性,纠正高脂血症大鼠体内自由基代谢紊乱,恢复机体氧化及抗氧化系统的动态平衡。黄连素治疗高脂血症大鼠的疗效与血脂康相当,为开发创新降脂保肝药物提供了新的选择。

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EffectsoftheTraditionalChineseMedicineberberineonantiatheroscloresisandantioxidantactivitiesinhyperlipoidemicmodelrats

ZHU Tie-liang, YANG Bo, GUO Yi-sha, JI Yan-su, LI Xiao-yan

(Department of Pharmacy Office, Affiliated Hospital of Logistics College of Chinese People’s Armed Police Force, Tianjin 300162, China)

Objective: To investigate the effects of the Traditional Chinese Medicine berberine on blood lipid and antioxidation ability in hyperlipoidemic model rats.MethodsTen rats were randomly chosen as control group, and other rats were used to establish hyperllipemia rat models. Successfully molding rats were randomly divided into model group, berberine low dose group(100 mg/kg), medium dose group(200 mg/kg), high dose group(300 mg/kg), and xuezhikang group(200 mg/kg), 10 rats in each group. Each rat received gavage per day continually for 30 days. Diacylgycerol acyltransferase (DGAT), 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A (HMG-CoA), hepatic triglycerides lipase (HTGL), cholesterol 7a-hydroxylase (CYP7A), triglyceride (TG), total cholesterol (TC), low density lipoprotein (LDL), high-density lipoprotein (HDL), malondialdehyde (MDA), glutathion peroxidase (GSH-Px) and superoxide dismutase (SOD) levels were monitored.ResultsThe Traditional Chinese Medicine berberine could obviously decrease the liver coefficient and the contents of TC, TG, LDL-C and increase the serum content of HDL-C in hyperlipoidemia rats. The Traditional Chinese Medicine berberine decrease the levels of MDA, DGAT, HMG-CoA and increase the activities of HTGL, CYP7A, SOD and GSH-Px in liver tissue.ConclusionThe Traditional Chinese Medicine berberine could decrease the blood lipid level and prevent the lipid peroxidation damage in hyperlidemia rats.

the Traditional Chinese Medicine berberine; hyperlipidemia; antioxidant action; rat

R285.5

A

1000-6834(2017)04-369-04

2017-01-05

2017-05-12

Tel: (022)60578717; E-mail: 1799587168@qq.com

10.12047/j.cjap.5546.2017.089

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