凯里红酸汤对肥胖大鼠脂质代谢及氧化应激的影响

杨红梅，王楠兰，周倩倩，鲁杨，曲子晗，王惠群*

（1.贵州医科大学公共卫生学院，营养与食品卫生学系，贵州 贵阳 550025；2.贵州省食品营养与健康工程研究中心，贵州 贵阳 550025；3.贵州医科大学公共卫生学院，环境污染与疾病监控教育部重点实验室，贵州 贵阳 550025；4.贵阳市妇幼保健院孕产保健科，贵州 贵阳 550003；5.烟台市莱山区疾病预防控制中心计划免疫科，山东 烟台 264003）

肥胖是指可能对健康产生危害的异常或过度的脂肪积累，其产生的主要原因有遗传、不健康饮食和运动不足等[1]，肥胖患者常伴有血糖增高、血脂异常等并发症[2-3]。研究表明，肥胖常伴随着机体脂质代谢的紊乱[4]，此外，肥胖还会引发机体产生氧化应激，生成过多活性氧对体内生物分子造成氧化损伤，进一步加快肥胖的进程[5]。因此，调节机体脂质代谢和减轻氧化应激是改善肥胖及其并发症的一种策略。随着生活和饮食习惯的改变，高脂饮食导致肥胖的发病率不断增高，调查显示全球范围内约有13%的成年人属于肥胖人群[6]。预防和治疗肥胖及其并发症是保持健康的重要策略之一，而传统的抗肥胖药物都存在一定的毒副作用[7]，因此，通过饮食干预有效降脂减重被认为是安全可靠且易普及的减肥方法之一。

近年来，发酵性食品由于其潜在的健康效益而引起了很大关注[8]。据报道，发酵的食品泡菜具有降血脂和抗动脉粥样硬化的作用[9]；混合发酵的果汁可有效提高抗氧化能力，抑制与肥胖相关的α-淀粉酶和脂肪酶的活力[10]。凯里红酸汤是一种酸味醇厚的发酵性食品，在贵州省黔东南地区具有数百年的食用历史，主要由番茄、红辣椒和木姜子为原料发酵而成，其中参与发酵的微生物主要是乳酸菌，乳酸菌发酵能够产生乳酸等有机酸。前期研究发现凯里红酸汤中含有番茄红素和辣椒素等生物活性成分，并且还含有发酵产生的多种有机酸[11]。有研究已证明凯里红酸汤中的有机酸具有抗氧化的活性[12]，而番茄红素和辣椒素具有调节脂代谢、减轻氧化应激及炎症反应等作用[13-14]。通过预实验发现凯里红酸汤能够有效抑制大鼠的体重增长，但目前尚未见凯里红酸汤对肥胖症血脂代谢及氧化应激的相关研究，因此，本研究采用凯里红酸汤干预高脂饮食诱导肥胖大鼠模型，探讨其对肥胖大鼠血脂代谢及氧化应激作用，为贵州特色食品凯里红酸汤的应用及推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

凯里红酸汤：凯里市明洋食品有限公司。将凯里红酸汤和水按质量比4∶1稀释，稀释后的凯里红酸汤加热至沸腾，冷却后过滤去除残渣备有。

基础饲料：贵州医科大学动物实验中心提供，其成分包括小麦粉、小麦鼓、氨基酸、各种维生素、燕麦皮、啤酒酵母、微量元素等。高脂饲料配方：78.8%基础饲料、1%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油、0.2%胆盐。

总抗氧化能力（total antioxidant capability，T-AOC）试剂盒、总超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）试剂盒、丙二醛（malondialdehyde，MDA）试剂盒：南京建成生物工程研究所；二喹啉甲酸（bicinchoninic acid，BCA）蛋白浓度测定试剂盒：北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

高速离心机（TDL-SOOObR）：上海安亭科学仪器厂；酶标仪（Multiskan GO）、超声破碎仪（SCIENTZ-ⅡD）、恒温孵育箱（HPX-9162MBE）：美国 Thermo Scientific公司。

1.3 实验方法

1.3.1 实验动物

SPF级 SD 雄性大鼠，8周龄，体重（180±20）g，共40只，购自贵州医科大学动物实验中心 [scxk（黔）-2018-0001]。实验期间大鼠自由进食和饮水，室温（22±3）°C，通风良好，相对湿度 50%～70%，12 h 光/暗循环。

1.3.2 肥胖大鼠模型的建立

大鼠适应性喂养一周，按体重随机分为正常组（n=8）和造模组（n=32）。正常组给予普通饲料喂养，造模组给予高脂饲料喂养，造模时间为12周，每周测量大鼠体重。测得造模组体重比正常组高20%，即判定肥胖模型建立成功[15]。

1.3.3 动物分组

建模成功后，将模型大鼠按体重随机分为模型组（高脂饲料喂养+同等体积的蒸馏水灌胃）、脂必妥组（高脂饲料+75 mg/kg BW脂必妥溶液灌胃）、低剂量组（高脂饲料+4 g/kg BW凯里红酸汤灌胃）、高剂量组（高脂饲料+8 g/kg BW凯里红酸汤灌胃），同时保留正常组（普通饲料+同等体积的蒸馏水灌胃）。每周记录大鼠体重，干预12周。

1.3.4 大鼠血清制备及血脂指标测定

干预结束时，各组大鼠隔夜禁食12 h，测定体重，用1%戊巴比妥钠麻醉大鼠，心尖取血，3 000 r/min离心15 min收集血清，用全自动血生化分析仪检测血清甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）。

1.3.5 大鼠肝脏组织病理检测

用4%多聚甲醛固定肝组织，经脱水、包埋、切片、苏木精-伊红染色，显微镜观察肝组织病理变化。

1.3.6 血清及肝脏氧化应激指标测定

血清T-AOC、SOD、MDA按照试剂盒方法测定；称取肝脏制成10%组织匀浆，离心取上清测定T-AOC、SOD、MDA，蛋白浓度按照BCA蛋白浓度测定试剂盒方法测定。

1.4 统计学分析

数据使用SPSS Statistics 23.0统计分析。两组间数据比较采用t检验；多组数据比较采用单因素方差分析，当方差分析显示有统计学意义时，使用最小显著性差异法（least significant difference，LSD）进行统计分析，检验水准α=0.05。

2 结果与分析

2.1 建立肥胖大鼠模型

模型建立前后大鼠体重变化见表1。

由表1可知，建模前两组体重无统计学差异（P>0.05）；建模12周时，与正常组相比，造模组体重升高（P<0.001），较正常组高20%，表明经过12周高脂饲料喂养，成功建立肥胖模型。

2.2 凯里红酸汤对肥胖大鼠体重的影响

凯里红酸汤对肥胖大鼠体重的影响见表2。

表2 凯里红酸汤对肥胖大鼠体重的影响Table 2 Effect of Kaili red sour soup on body weight of obese rats

由表2可知，在干预前，正常组大鼠体重低于其他组造模成功的大鼠（P＜0.05）；干预期间，正常组和模型组体重逐渐增加，且模型组高于正常组（P＜0.05），脂必妥、低、高剂量组体重均趋于平稳，其中高剂量组大鼠体重在干预期间呈下降趋势；干预结束时，脂必妥、低、高剂量组体重低于模型组（P＜0.05），说明凯里红酸汤干预能够降低肥胖大鼠的体重。

2.3 凯里红酸汤对肥胖大鼠血脂的影响

凯里红酸汤对大鼠血脂的影响见表3。

表3 凯里红酸汤对大鼠血脂的影响Table 3 Effect of Kaili red sour soup on blood lipid of rats

如表3所示，模型组TG、TC和LDL-C浓度增高（P＜0.05），较正常组分别增加了 98.39%、19.43%、28.57%；而 HDL-C 浓度降低（P＜0.05），较正常组降低了18.25%，说明肥胖大鼠的脂质代谢紊乱，血脂出现异常；经过干预后，脂必妥、低、高剂量组血清TG、TC浓度均降低，脂必妥和高剂量组LDL-C浓度显著降低，且高剂量组HDL-C浓度显著增高（P＜0.05）；血清学指标中各组TG降低最明显，脂必妥、低、高剂量组分别降低了47.97%、38.21%、48.78%；且凯里红酸汤干预后TG、TC和LDL-C浓度与脂必妥组无统计学差异（P>0.05）。表明凯里红酸汤能够有效改善肥胖大鼠的血脂，并且其降血脂的疗效与降血脂药物脂必妥的疗效相当。

2.4 凯里红酸汤对大鼠肝脏组织病理形态的影响

凯里红酸汤对肝脏组织病理形态的影响见图1。

图1 凯里红酸汤对肝脏组织病理形态的影响（HE×400）Fig.1 The effect of Kaili red sour soup on pathological morphology of liver tissue（HE ×400）

肝组织病理结果显示，正常组肝索排列整齐，肝细胞形态正常，胞质染色均匀，核仁居于中央。模型组肝索排列紊乱，肝细胞有脂肪变性，细胞核周围可见圆形脂滴，胞核位于中央或悬于一侧，有少量肝细胞坏死；经过脂必妥和不同剂量凯里红酸汤的干预后，肝脏脂肪变性减轻，肝细胞脂肪空泡减少，说明凯里红酸汤能够改善大鼠肝脏的脂质沉积。

2.5 凯里红酸汤对大鼠血清和肝脏T-AOC、SOD、MDA的影响

凯里红酸汤对大鼠血清T-AOC、SOD、MDA的影响见表4。

表4 凯里红酸汤对大鼠血清T-AOC、SOD、MDA的影响Table 4 The effect of Kaili red sour soup on serum T-AOC，SOD and MDA in rats

凯里红酸汤对肝脏T-AOC、SOD、MDA的影响见表5。

表5 凯里红酸汤对肝脏T-AOC、SOD、MDA的影响Table 5 The effect of Kaili red sour soup on liver T-AOC，SOD and MDA

由表4可知，模型组T-AOC较正常组低，高剂量凯里红酸汤干预后T-AOC增高（P<0.05）；模型组SOD活力较正常组低，经过凯里红酸汤的干预SOD活力增高（P<0.05）；模型组与正常组相比MDA含量升高，经过不同剂量凯里红酸汤干预后，血清MDA的含量均降低（P<0.05）。表明肥胖大鼠的血清抗氧化能力降低，丙二醛含量增多，而凯里红酸汤干预能提高大鼠血清抗氧化水平。由表5可知，低、高剂量的凯里红酸汤均能提高肥胖大鼠肝脏T-AOC和SOD活力，并降低肝脏脂质过氧化产物MDA含量（P<0.05），表明凯里红酸汤能提高大鼠肝脏抗氧化能力，改善肥胖大鼠肝脏的氧化应激。

3 讨论与结论

肥胖产生的原因与长期高脂饮食摄入有关[16]，长期高脂饮食打破了能量摄入和消耗之间平衡，导致能量过剩形成脂肪从而引起肥胖。在肥胖的产生和发展中，脂质代谢的紊乱和氧化应激都发挥着重要作用[17]，通过调节机体脂质代谢和减轻氧化应激来改善肥胖是预防和治疗肥胖及其相关并发症的重要策略之一。因此，本研究以高脂饲料诱导的肥胖大鼠模型为研究对象，给予不同剂量的凯里红酸汤干预，通过测量大鼠体重、血清脂质水平，观察肝组织病理变化，并与降血脂药物脂必妥进行比较，观察凯里红酸汤对肥胖大鼠脂质代谢的影响；同时检测血清及肝脏的氧化应激水平，观察凯里红酸汤对肥胖引起的氧化应激的影响。

肥胖常伴随机体脂质代谢紊乱，主要表现为血脂水平和/或脂蛋白异常升高[4]。研究表明，高脂饮食诱导的肥胖模型主要特征为体重增加、高血脂和肝脏损伤[18]。在本实验中，模型组大鼠体重逐渐增高，同时血清TG、TC和LDL-C浓度增高，HDL-C浓度降低，光镜下可见肝细胞结构被破坏，肝细胞脂肪变性，脂肪沉积明显。凯里红酸汤干预能够有效降低大鼠体重及血清的TG、TC、LDL-C浓度，同时升高HDL-C浓度；肝组织病理学检查显示，脂必妥和凯里红酸汤均能够改善肥胖导致的肝小叶结构紊乱及脂肪变性等病理性损伤。说明高脂饲料诱导的肥胖引起大鼠脂质代谢的紊乱，导致肝脏脂质沉积，采用凯里红酸汤干预可以降低肥胖大鼠的体重，调节血脂，减少大鼠肝脏的脂质沉积，改善肥胖大鼠引起的机体脂代谢紊乱。

在肥胖和脂代谢紊乱的情况下，机体会产生氧化应激[19]。氧化应激是指机体自由基产生与消除之间的平衡失调，抗氧化机制不足将自由基转化而引起细胞组织损伤[20]。长期摄入高脂饮食会促进脂类代谢产生活性氧，引起氧化应激[21]，活性氧增多会对DNA等分子造成损伤，对细胞的生理功能产生影响，进一步促进肥胖和高脂血症等慢性代谢疾病的发生和发展[22]。研究证实，通过清除自由基和增加抗氧化能力，减轻体内产生的氧化应激，能够有效改善肥胖[23]。SOD可以转化体内产生的超氧自由基，起到保护机体免受细胞毒性反应损伤的作用；T-AOC是反映细胞内整体内源性抗氧化能力的强弱的指标，通过测定T-AOC及SOD水平更能准确地反映体内抗氧化能力[24]。MDA是在氧化应激过程中组织氧化损伤产生的过氧化产物，MDA的过度表达是细胞受到损伤的表现，是衡量机体脂质损伤的特殊生物标志物[25-26]。本实验中测得肥胖大鼠的血清及肝脏T-AOC和SOD活力均降低，而MDA水平增高，说明肥胖大鼠血清和肝脏的抗氧化能力降低，机体和肝脏脂质过氧化，产生氧化应激。凯里红酸汤干预后，大鼠血清和肝脏T-AOC、SOD水平升高，MDA水平降低，说明凯里红酸汤可有效提高大鼠血清和肝脏总抗氧化能力和抗氧化酶活力，清除脂质过氧化产物，改善肥胖促发的氧化应激。

综上所述，凯里红酸汤具有调节肥胖大鼠血脂代谢，改善肝脏病理性损伤的作用，该作用可能与凯里红酸汤能够提高机体抗氧化水平、改善氧化应激有关，但具体的作用机制还有待进一步研究。