原人参三醇组皂苷酶解产物对高脂模型小鼠的降血脂作用

毕云枫1,闫 璐1,王溪竹1,陶伟明1,郑明珠1,刘景圣1,王丽娜

(1.吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春 130118;2.吉林医药学院药学院,吉林吉林 132013)

高血脂症(hyperlipidemia)是当今社会普遍存在的一种疾病,是心血管疾病的主要危险因素[1]。其临床表现主要是血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)过高或高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)过低[2-7]。人参(PanaxginsengC.A. Mey)属五加科草本植物,作为我国传统的名贵中药,其应用于中医临床已有几千年历史[8]。人参皂苷是人参的主要有效成分,现已分离并能确定结构的人参皂苷有50多种。结构分析表明,它们都含有由30个碳原子排列成4或5个环的三萜母核,依照母核骨架的不同分为达玛烷型和齐墩果酸型。达玛烷型人参皂甙可分为两类:原人参二醇(protopanaxdiol,PPD)和原人参三醇(protopanaxtriol,PPT)型。PPD型人参皂苷包括人参皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd,Rg3,F2,Rh2,Compound K等。而常见的PPT型人参皂苷包括Re,Rf,Rg1,Rg2,F1,Rh1等。人参皂甙可以通过肠道微生物群的作用降解为去糖基化形式[9-10]。一般来说,只有人参皂甙CK和Rh1(或F1),PPD和PPT类型的降解形式,才能在口服摄入后被吸收到循环系统中[11]。同时研究表明,从人参中提取的PPT具有较强的抗氧化能力、具有抗肿瘤、改善心血管功能、增强身体机能等生理学功效,在食品、医药和保健品等领域有广泛的应用[11-16]。

金若晨等[17]通过试验证实了人参皂苷可以抑制单核细胞趋化因子和肿瘤坏死因子,对波动性高糖所致血管病变有一定的保护作用。Li Z[18]等通过试验证实人参根和人参浆果对高脂饮食诱导的肥胖具有有益的作用;Zhang[19]等通过试验研究证实了人参皂苷PPT降低了高脂饮食诱导肥胖小鼠血脂水平,改善了胰岛素抵抗和脂质积累。谈博等[20]发现了人参各剂量均能使肝组织中脂变肝细胞数目明显减少,胞浆内脂滴数目减少或消失,从而验证了人参具有改善肝功能的作用,对脂质代谢紊乱有良好的调节作用;孟凡丽等[21]研究结果表明,当人参皂苷Rb3剂量为30 mg·kg-1时,能有效降低糖尿病小鼠血清中丙二醛(MDA)的含量,提高血液中超氧化物歧化酶(SOD)的活力。

由上述可知,人参皂苷的降脂功能具有重要研究意义。但当前大多数研究都是对原人参二醇组皂苷的研究,还没有看到相关文献对原人参三醇组皂苷的降脂研究,因此本文对原人参三醇组皂苷及其对应的酶解产物进行降脂研究。随着现代科技的发展,开发中药化学和药理学技术变的先进起来,人们进一步深入了解了人参降脂的研究,多组分、多作用靶点是中药固有特点,所以想要明确人参降脂的确切作用机理并不是一件容易的事,因此现代更多研究者集中于人参中的某些确切成分对血脂的影响及其作用机理的研究上来。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

6周雄性昆明小鼠(18～22 g)60只、基础饲料 长春市生物制品研究所有限责任公司[动物健康合格证编号:SCXK(吉2017-0005)];原人参三醇组皂苷(PPT) 吉林省宏久生物科技股份公司;原人参三醇组皂苷酶解产物(PPTEP)由本实验室制备(经本实验室构建的葡萄糖苷酶酶解[22],酶解产物经HPLC检测,主要成分为Rg2:23.4%、Rh1:5.5%及少量的原人参三醇皂苷苷元);降脂宁 白山市长白山制药有限责任公司;蛋黄粉 郑州奇华顿化工厂;胆固醇 武汉红禾杉生物科技有限公司;猪油市售;总胆固醇(TC)试剂盒、甘油三酯(TG)试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)试剂盒、超氧化物歧化酶活力测定试剂盒、丙二醛含量测定试剂盒 南京建成生物科技有限公司。

JE502型电子天平 上海普春测量仪器有限公司;GL-206-IJ型高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂;DZKW-4型电热恒温水浴锅 上海新苗医疗器械制造有限公司;KE-0012812微量式移液器、BS-360E全自动生化分析仪 深圳市迈瑞医用仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 高脂饲料的制备 5%蛋黄粉、2%胆固醇、10%猪油和83%基础饲料。

1.2.2 动物分组与模型的建立 60只小鼠饲养在干燥、清洁、通风良好的环境中,温度为(24±1) ℃,将小鼠随机分成7组,每组8只,各组小鼠分笼饲养,体重无显著性差异。空白对照组饲喂基础饲料,其它各组饲喂高脂饲料。预饲1周后,空白组:饲喂基础饲料并灌胃生理盐水;阳性对照组:饲喂高脂饲料并灌胃降脂宁0.25 g/(kg BW·d);高脂模型组:饲喂高脂饲料并灌胃生理盐水;PPT组:饲喂高脂饲料并灌胃20 mg/(kg BW·d)PPT溶液;PPT酶解产物(PPTEP)低剂量组:饲喂高脂饲料并灌胃10 mg/(kg BW·d)PPT酶解产物溶液;PPT酶解产物中剂量组:饲喂高脂饲料并灌胃20 mg/(kg BW·d)PPT酶解产物溶液;PPT酶解产物高剂量组:饲喂高脂饲料并灌胃30 mg/(kg BW·d)PPT酶解产物溶液。每天上午8～10点灌胃一次。

1.2.3 动物处理 试验期间各组小鼠自由饮水和进食,每周末称重。持续饲养并灌胃30 d,末次灌胃禁食12 h,实验结束时,眼球采血,室温下静置30 min,6000 r/min离心10 min,取血清。

1.2.4 指标测定 采用全自动生化分析仪测定血清中的总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量。按照试剂盒说明书检测血清中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)的活性。

1.3 统计分析

采用SPSS 17.0软件进行t检验分析,结果以均值±标准差表示,统计学显著性设定为P<0.05或P<0.01。

2 结果与分析

2.1 各组小鼠体重变化

由表1可知,6组试验小鼠预饲一周高脂饲料后,空白对照组小鼠与其它组小鼠体重差异均达显著水平(P<0.05)。在30 d的实验动物喂养期间,7组实验小鼠体重均呈增长的趋势。各组实验小鼠体重的增长率不同,高脂模型组增长率最大,为39.77%,与空白对照组差异显著(P<0.01)。从表1可以看出,与高脂模型组比较,PPT组、PPT酶解产物三组实验小鼠体重均有所减少(P<0.05),其中PPT酶解产物三组均和PPT组差异极显著(P<0.01),且PPT酶解产物组比PPT组降低小鼠体重效果好。

表1 原人参三醇组皂苷酶解产物对高脂小鼠体重的影响Table 1 Effect of protopanaxatriol group saponin hydrolysate on body weight of hyperlipidemic mice

注:与空白组比较,#P<0.05,##P<0.01;与高脂模型组比较,*P<0.05,**P<0.01;与PPT组比较,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01;表2、图1、图2同。

表2 原人参三醇组皂苷酶解产物对实验小鼠血脂水平的影响Table 2 Effect of protopanaxatriol group saponin hydrolysate on serum lipid level in experimental mice

2.2 原人参三醇组皂苷酶解产物对实验小鼠血脂水平的影响

由表2可知,高脂模型组小鼠血清中TC、TG、LDL-C与空白对照组相比显著升高,而HDL-C显著降低(P<0.01),说明造模成功。与空白对照组相比,高脂模型组鼠TG、HDL-C含量显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01),同时,TC、LDL-C含量极显著升高(P<0.01)。饲喂不同剂量的PPT酶解产物后,TC、TG含量均有不同程度的降低,其中PPT酶解产物中浓度组对降低TC、TG含量的能力最强,结果接近空白对照组;与高脂模型组相比,PPT酶解产物低、高浓度组,PPT组降低TC、TG能力均与高脂模型组达到统计学上的显著水平(P<0.05),除此之外,不同PPT酶解产物组分对HDL-C和LDL-C含量有不同的作用;与PPT组相比,PPT酶解产物低、中、高浓度组对降TG、提高HDL-C效果均达到显著效果(P<0.05)。但PPT酶解产物中浓度剂量组效果极显著(P<0.01)。PPT酶解产物低、高浓度组对降TC、HDL-C能力较PPT组无明显差异,PPT酶解产物中浓度组与PPT组比较达到统计学上的显著水平(P<0.05)。综上可知,使用PPT酶解产物中浓度剂量组对控制小鼠血脂水平最有效。

2.3 原人参三醇组皂苷酶解产物对小鼠血清中SOD活性和MDA含量的影响

由图1和图2可知,经高脂造模诱导后,高脂模型组小鼠血清中SOD水平极显著低于空白对照组(P<0.01)。饲喂PPT与PPT酶解产物后,各剂量组血清中SOD活性均显著升高(P<0.05)。同时,各剂量组小鼠血清中MDA含量较高脂模型组显著下降(P<0.05)。与空白对照组相比,高脂模型组鼠在SOD活性显著下降(P<0.05)的同时,血脂在升高。饲喂不同剂量的PPT酶解产物后,血清中SOD活性有上升的趋势;与高脂模型组相比,PPT酶解产物中浓度组小鼠血清中SOD上升显著(P<0.05),除此之外,PPT酶解产物低、高浓度组的SOD活性与高脂模型组达到显著差异。与PPT组相比,PPT酶解产物低、中、高浓度组的SOD活性显著上升(P<0.05),但PPT酶解产物中浓度组效果极显著(P<0.01)。PPT酶解产物低、高浓度组对血清中MDA含量较PPT组无明显差异,PPT酶解产物组血清的MDA含量差异显著(P<0.05)。

图1 原人参三醇组皂苷酶解产物对血清SOD活力的影响Fig.1 Effect of protopanaxatriol groupsaponin hydrolysate on serum SOD activity

图2 原人参三醇组皂苷酶解产物对血清MDA含量的影响Fig.2 Effect of protopanaxatriol groupsaponin hydrolysate on serum MDA content

3 讨论

本研究发现,与高脂组相比,PPT对小鼠体重和血脂指标有调节作用;但与PPT组相比,使用PPT酶解产物中浓度剂量组后,小鼠体重显著降低(P<0.05),TC和TG显著降低(P<0.05);小鼠血清中HDL-C显著增加,表明原人参三醇组皂苷酶解产物可以降低血清TC、TG的浓度,促进HDL-C的生成,减轻小鼠体重(P<0.05),通过调节脂肪代谢,进而预防动脉粥样硬化的发生。

超氧化物歧化酶(SOD)能清除超氧阴离子自由基并保护细胞免受损伤。因此,测定血清中SOD的活性可间接反映身体清除自由基的能力[23]。MDA是细胞膜脂质过氧化的产物,其含量高低可以反映机体内脂质过氧化的程度,测定血清中MDA含量,可以间接反映细胞受氧化损伤的程度。本试验结果显示,与高脂对照组相比,使用PPT可以提高小鼠血清抗氧化作用,但与PPT组相比,使用原人参三醇组皂苷酶解产物中浓度剂量后SOD升高显著(P<0.05)、MDA降低显著(P<0.05),使SOD及MDA值更趋近于正常值。

人参的降血脂作用及其对肝脏的保护作用已通过实验和临床验证[24]。本研究中,原人参三醇组皂苷经检测主要成分为Re和Rg1,原人参三醇组皂苷酶解产物主要成分为Rg2和Rh1。资料证明Re具有降血脂功效[25],而无论是从抑制脂质堆积方面看,还是从降血脂、对血液的保护和抗氧化水平综合来看,PPT与PPT酶解产物均具有显著降脂效果,而我们的研究表明原人参三醇组皂苷酶解产物降脂效果要比原人参三醇组皂苷更好一些,尤其是原人参三醇组皂苷酶解产物20 mg/kg浓度,与阳性对照药物降脂宁基本无差别,其主要影响因素是PPT酶解之后Re和Rg1转换为Rg2和Rh1,这也为原人参三醇组皂苷酶解产物在降脂医药保健食品上的应用打下坚实的理论基础。