青稞麸皮油联合有氧运动对高脂饮食大鼠动脉硬化脂代谢的影响

李 悦 刘雪梅 胡古月

(长春大学1， 长春 130022) (长春中医药大学2， 长春 130000) (吉林交通职业技术学院3，长春 130012)

青稞属禾本科大麦属，在植物学上属于栽培大麦的变种，青稞耐寒性强，适应性广，高产早熟，在青藏高原已有3500多年的种植历史[1]。广泛种植于我国的四川、西藏、青海等地区[2]。青稞的营养较为全面，其具有高蛋白、高纤维、高维生素、低脂肪以及低糖等，另外青稞中富含β-葡聚糖、花青素、黄酮类化合物、维生素、膳食纤维等功能性成分[3-4]。

当前，青稞加工生产过程中产生了大量的青稞麸皮，并且它是生产加工中的副产品，仅仅作为动物饲料或者直接废弃，造成了巨大的资源浪费。青稞麸皮资源丰富，有广阔的开发前景。目前对于青稞麸皮的研究主要集中于对青稞麸皮的功能性成分的相关提取，钱俊伟[5]等对青稞麸皮油脂肪酸成分分析及其对高血脂症大鼠脂质代谢的影响，朱颖秋[6]等对青稞麸皮油进行了提取并研究了对高血脂大鼠的降脂作用研究，马超[7]等对青稞麸皮油进行了分析以及对其含有的β-葡聚糖的含量进行了测定。青稞麸皮中主要营养成分为淀粉(43.80%)、蛋白质(10.50%)以及膳食纤维(39.23%)[8]。另外，青稞麸皮中β-葡聚糖的含量大约为15%，具有降低胆固醇、降血糖、增强免疫力、抗癌功能等功效。维生素E含量较高(0.3～0.8 mg/100 g)，具有降血脂、防止动脉硬化和血栓的形成的功效[9]。青稞麸皮中花青素的含量大约为7.0 mg/g，花青素是水溶性自由基清除剂，能够保护细胞和组织不被自由基氧化，具有降血脂、抗脂质过氧化、改善血液循环等功能[10]。鉴于青稞麸皮油的对于降低胆固醇、降血糖、降血脂的功效较好，并且国内对于青稞麸皮油的相关功能性研究较少。本研究通过制备青稞麸皮油并且联合有氧运动对动脉硬化大鼠模型脂代谢的影响，为青稞麸皮的开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑青稞麸皮(Hordeum)：室温干燥储藏；正己烷：分析纯；甘油三脂(Triglyceride，TG)试剂盒、总胆固醇(Total cholesterol，TC)试剂盒、高密度脂蛋白(High density lipoprotein cholesterol，HDL-C)试剂盒、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)试剂盒、基质金属蛋白酶(Matrix Metalloprotein-9,MMP-9)试剂盒、金属蛋白酶组织抑制因子(Tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP-1)试剂盒；高脂饲料(4%胆固醇、0.5%胆酸钠、10%猪大油、5%蛋黄粉、80.5%的基础饲料)。

选取SPF级雄性SD大鼠50只，体重在(160±5)g：上海斯莱克实验动物有限责任公司，许可证编号：(SYXK(沪)2017—0008)。

1.2 实验仪器

DD-5M型离心机，JJ523BC型电子天平，FW-100型粉碎机，BQS-1020型超声波清洗机，ZS-PT-Ⅲ型动物实验跑台。

1.3 方法

1.3.1 青稞麸皮油的制备

将青稞麸皮洗净晾干，粉碎过80目筛收集备用。称量青稞麸皮粉末若干，置于锥形瓶中，分别加入提取溶剂正己烷100 mL，在超声功率140 W、超声温度40 ℃、超声时间处理20 min。将得到的提取液在4 000 r/min的条件下离心10 min，取上清液，利用旋转蒸发仪旋转蒸发溶剂进行浓缩，将浓缩物置于干燥箱中烘干至恒重，得到青稞麸皮油[11]。

1.3.2 青稞麸皮油理化指标测定

过氧化值测定：参考GB5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》；酸值测定：参考GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》；皂化值测定：参考GB/T 5534—2008《动植物油脂皂化值的测定》；碘值：参考GB/T5532—2008《动植物油脂碘值的测定》。

1.3.3 动脉硬化模型建立

选取SPF级雄性SD大鼠50只，体重在(160±5)g，随机分成5组，每个小组10只大鼠，分成对照组、模型组、运动组、青稞麸皮油组、青稞麸皮油联合运动组。50只SD大鼠雄性大鼠适应性喂养一周后，其中对照组每天给予普通饲料，其他4组给予高脂饲料(4%胆固醇、0.5%胆酸钠、10%猪大油、5%蛋黄粉、80.5%的基础饲料)，并且大鼠通过腹腔注射维生素D3注射液(60万U/kg)，每2天1次注射，建立大鼠动脉硬化模型。其中青稞麸皮油组以及青稞麸皮油联合运动组每天灌胃200 mg/kg的青稞麸皮油。大鼠正常饮水，试验时间总共6周[12，13]。

1.3.4 训练方法与测试

将大鼠放置在实验跑台上进行运动训练，第1周对大鼠进行适应训练，训练时间每次跑步15 min，每天2次。第2周开始将跑台参数设置成0°、10m/min，使大鼠跑步训练保持20 min；第3周开始将跑台参数设置成5°、15m/min，训练保持在20 min。试验时间总共6周。实验结束后，用1%戊巴比妥钠对大鼠进行麻醉，取大鼠腹部的主动脉血做血脂分析，测试TG、TC、HDL-C、LDL-C、MMP-9，TIMP-1并且按照试剂盒说明测定各项指标。

1.3.5 动物实验伦理要求

在实验中根据动物实验的伦理要求，充分考虑动物的利益，试验期间善待动物，防止或减少动物的应激、痛苦和伤害，尊重动物生命，制止针对动物的野蛮行为、采取痛苦最少的方法处置动物。

1.4 统计学分析

本文使用SPSS 20.0软件进行数据分析，数据均使用均值±标准差来表示，采取组间进行对比，P<0.05表示具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 青稞麸皮油理化指标及质量控制

青稞麸皮油理化指标的测定结果如表1所示，青稞麸皮油呈淡黄色，无异味，残留溶剂小于50mg/kg，并且测定结果符合GB/T 2716—2018《食品安全国家植物油标准》。

质量控制：原料青稞麸皮采购时控制相应的质量指标；控制超声萃取时相关的试验参数；控制提取溶剂的量，防止残留溶剂超标；防止油脂氧化，造成酸败。

表1 青稞麸皮油理化指标

2.2 青稞麸皮油对动脉硬化大鼠MMP-9、TIMP-1的影响

从表2分析得出，模型组与对照组相比MMP-9水平明显升高(P<0.05)，运动组、青稞麸皮油、青稞麸皮油联合运动组，MMP-9水平呈下降趋势，青稞麸皮油联合有氧运动组与模型组相比MMP-9水平明显降低(P<0.05)；模型组与对照组相比TIMP-1水平明显降低(P<0.05)，运动组、青稞麸皮油组、青稞麸皮油联合有氧运动组，TIMP-1水平呈上升趋势，青稞麸皮油联合运动组与模型组相比TIMP-1水平明显升高(P<0.05)。动脉硬化的主要病理基础是血管内皮细胞损伤、脂质的沉积、内皮细胞的增殖、泡沫细胞的出现以及血管平滑肌细胞增殖和迁移，并且细胞外基质降解失衡是动脉硬化形成的重要环节。MMPs是一组几乎能降解细胞外基质中各种蛋白成分的重要酶类。MMP-9是MMPs家族中的一个重要成员，主要作用是降解所有的细胞外基质，从而减弱斑块的纤维帽强度，导致纤维组织薄弱，介导炎症反应促进吞噬细胞聚集，从而导致斑块不稳定和斑块破裂。TIMP-1是MMP-9的天然特异性抑制剂，其可以竞争性结合MMP-9催化区中的Zn2+活性中心，形成MMP-9/TIMP-1 复合物，抑制MMP-9的活性。说明青稞麸皮油可以有效缓解大鼠动脉硬化的症状，能够抑制炎症反应，降解细胞外基质，同时对TIMP-1起到拮抗作用，尽可能避免TIMP-1对MMP-9造成影响。另外，大鼠通过有氧运动的训练可以对动脉硬化起到影响，但是两者单独作用没有两者联合作用效果好。

表2 青稞麸皮油对动脉硬化大鼠MMP-9酶、TIMP-1酶的影响

2.3 青稞麸皮油对动脉硬化大鼠脂代谢的影响

从表3可以分析得出，模型组与对照组相比血清TC水平明显升高(P<0.05)，运动组、青稞麸皮油、青稞麸皮油联合运动组，血清TC水平呈下降趋势，青稞麸皮油联合有氧运动组与模型组相比血清TC水平明显降低(P<0.05)；模型组与对照组相比血清TG水平明显升高(P<0.05)，运动组、青稞麸皮油、青稞麸皮油联合运动组，血清TG水平呈下降趋势，青稞麸皮油联合有氧运动组与模型组相比血清TG水平明显降低(P<0.05)；模型组与对照组相比血清HDL-C水平明显降低(P<0.05)，运动组、青稞麸皮油、青稞麸皮油联合运动组，血清HDL-C水平呈上升趋势，青稞麸皮油联合有氧运动组与模型组相比血清HDL-C水平明显升高(P<0.05)；模型组与对照组相比血清LDL-C水平明显升高(P<0.05)，运动组、青稞麸皮油、青稞麸皮油联合运动组，血清LDL-C呈下降趋势，青稞麸皮油联合有氧运动组与模型组相比血清LDL-C水平明显降低(P<0.05)。高脂血症是目前公认的最重要的导致动脉硬化的危险因素之一，动脉硬化的重要防御因子中的一个主要因素就是血浆血脂中的HDL-C，而血浆中血脂主要成分包括 TC、TG、HDL-C和LDL-C，对于动脉硬化的发生具有明显的抑制作用，并且对动脉硬化的消退也有明显的作用。说明青稞麸皮油可以降低TC、TG、LDL-C的水平，提高HDL-C的水平，可以通过改善脂代谢来抑制动脉硬化的形成。另外，大鼠通过有氧运动的训练可以对动脉硬化起到影响，但是两者单独作用没有两者联合作用效果好。

表3 青稞麸皮油对动脉硬化大鼠脂代谢的影响

3 结论

本文通过在高脂饮食的情况下建立大鼠动脉硬化模型，研究青稞麸皮油联合有氧运动对大鼠脂代谢的影响。结果表明，青稞麸皮油呈淡黄色，无异味，残留溶剂小于50 mg/kg，表明青稞麸皮油品质较好。并且青稞麸皮油可以有效缓解大鼠动脉硬化的症状，能够抑制炎症反应，降解细胞外基质，同时对TIMP-1起到拮抗作用，尽可能避免TIMP-1对MMP-9造成影响。另外，青稞麸皮油还可以降低TC、TG、LDL-C的水平，提高HDL-C的水平，可以改善脂代谢来抑制动脉硬化的形成。另外，大鼠通过有氧运动的训练可以对动脉硬化起到影响，但是两者单独作用没有两者联合作用效果好。