燕麦麸油单脂对动脉粥样硬化大鼠血液流变学的影响
2021-11-06贺雪峰郝麒麟尚志辉张洪然许秀举
◎ 贺雪峰,郝麒麟,孙 治,尚志辉,孙 悦,张洪然,许秀举,戈 娜
(1.内蒙古三主粮天然燕麦产业股份有限公司,内蒙古 呼和浩特 010010;2.包头医学院,内蒙古 包头 014040;3.内蒙古三主粮燕麦研究院,内蒙古 呼和浩特 010010)
动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是最常见的心脑血管系统疾病,好发于中老年人群中,是威胁人类健康和生存质量的“隐形杀手”之一,同时也是高血压、冠心病、脑卒中等心脑血管疾病的病理基础。而血脂代谢紊乱和血液流变学改变是AS重要的发病机制[1]。现有研究发现,适量摄入单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸可以降低血清胆固醇和低密度脂蛋白,进而改变血液流变力学,从而有效降低动脉粥样硬化发生的危险性[2]。三主粮集团科研团队前期完成燕麦麸油单脂超临界CO2萃取,并应用燕麦麸油干预大鼠高脂模型,发现其可降低大鼠血清总胆固醇(Total cholesterol,TG)、甘油三酯(triglycerides,TC)和低密度脂蛋白(Low density lipoprotein,LDL)水平,升高(高密度脂蛋白High-density lipoprotein,HDL)含量,起到调节血脂的作用[3]。
本研究以高脂饲料结合腹腔注射维生素D3(VD3)喂养方式建立AS大鼠模型[4],并同步给予燕麦麸油单脂进行干预,观察了不同剂量的燕麦麸油单脂对AS大鼠主动脉病理学、血液流变学等的影响及其对AS大鼠肝脏脂肪变性的改善作用,以期为燕麦麸油单脂的进一步开发利用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物和实验样品
60只SPF级雄性SD大鼠,体重180~200 g,购于斯贝福(北京)生物技术有限公司,批号:SCXK(京)2019-0010;普通饲料和高脂饲料购于斯贝福(北京)生物技术有限公司;燕麦麸油单脂(以下简称燕麦麸油),三主粮集团股份公司自主研制。
1.2 实验方法
1.2.1 动物分组
60只SPF级雄性SD大鼠,适应性喂养一周后,应用随机数字表进行完全随机分组,具体如表1。
表1 大鼠分组及干预情况表
1.2.2 标本采集
喂养8周后,禁食不禁水12 h,3%戊巴比妥钠行腹腔麻醉。腹主动脉取血,3 000 r·min-1×15 min离心血清;分离肝脏及主动脉,将部分肝脏和主动脉组织进行固定,其余部分均储存于-80 ℃冰箱备用。
1.2.3 脏器指数的测定
实验结束后,对大鼠进行称重,并称量肝脏重量,计算脏器指数:
脏器指数=脏器湿重(g)/体质量(g)×100%
1.2.4 肝脏和主动脉病理学观察
将0.9 cm×0.9 cm×0.5 cm新鲜肝大叶组织及自主动脉根部起留取约2 cm,固定于10%中性甲醛溶液,经脱水、包埋、切片,采用HE染色,中性树胶封片,光学显微镜下观察其病理学变化。
1.2.5 血液流变学指标检测
应用血流变仪测定血液流变学指标:血黏度(全血黏度(包括低切、中切、高切)、血浆黏度)、红细胞压积、血小板黏附率。
1.3 数据处理
采用SPSS 21.0软件进行统计分析,计量资料以均数±标准差(x—±s)表示,多组均数间比较采用one-way ANOVA分析,组间两两比较采用LSD-t检验,检验水准ɑ=0.05。
2 结果与分析
2.1 各组大鼠生长发育状况及肝脏指数的变化
实验期间,饲喂普通饲料的正常对照组大鼠毛发光泽柔顺,行动灵活,体重正常增长;而饲喂高脂饲料的各组大鼠则毛发略黄,行动迟缓,粪便硬度也较饲喂普通饲料的对照组高;而各燕麦麸油干预组大鼠体毛、粪便性状均较AS模型组有不同程度的改善。此外,模型组大鼠与正常组相比,周体重有明显上升,肝脏指数显著增大,且具有统计学差异(P<0.05);而各剂量燕麦麸油干预组与阳性药物辛伐他丁组大鼠体重增长均较AS模型组明显变缓,且肝脏指数均明显低于AS组(P<0.05),与正常组相趋近(图1和表2)。
图1 各组大鼠周体重变化曲线图
表2 各组大鼠肝脏指数变化情况表(x—±s,n=8)
2.2 燕麦麸油对AS大鼠血液流变学的影响
如表3所示,AS模型组大鼠与正常对照组相比,全血黏度(低切、中切、高切)、血浆黏度、红细胞压积、血小板黏附率均显著升高(P<0.05);而经中、高剂量燕麦麸油及辛伐他汀干预后,与AS模型组相比,大鼠血液流变学指标显著降低,且差异具有统计学意义(P<0.05)。
表3 各组大鼠血液流变学指标变化情况表(x—±s,n=8)
2.3 燕麦麸油对AS大鼠主动脉病理学改变的影响
光学显微镜下正常组血管内皮完整、分界清楚。AS模型组大鼠可见不同程度的动脉粥样硬化病理改变,血管壁有脂质沉积,脂肪含量明显增加;内膜出现不同程度增厚,平滑肌细胞增生,平滑肌细胞、弹力纤维和胶原纤维排列紊乱;大量内皮损伤脱落,不完整,局部管壁向管腔内突出,形成斑块。与AS模型组相比,辛伐他汀组血管壁中脂质沉积明显减少,血管内皮较完整,分界清楚;燕麦麸油各剂量干预组内膜增生程度、血管内皮完整性、内皮损伤脱落以及血管壁中脂质沉积均得到一定程度的改善,尤以高剂量组效果显著,见图2。
图2 HE染色观察各组主动脉病理学变化图(400×)
2.4 燕麦麸油干预对AS大鼠肝脏组织病理学改变的影响
如图3所示,正常对照组大鼠肝小叶结构清晰,肝细胞索呈放射状排列,肝组织无明显脂肪变性,核圆且多以单核居于细胞中央。相较正常组大鼠肝组织,AS模型组大鼠肝细胞体积增大且可见不同程度的脂肪变性,肝索排列紊乱,肝脏组织内可见大小不等的脂肪空泡。而燕麦麸油各剂量组及辛伐他丁组肝组织结构及脂肪变都得到不同程度的改善。
图3 各组大鼠肝组织病理学变化图(400×)
3 讨论
随着心脑血管疾病患病率的快速上升,作为其主要病理基础的动脉粥样硬化更是受到人们的关注,因此明确AS形成机制及早期防治的研究更成为功能性食品开发、临床营养学及心脑血管疾病研究领域的热点问题。由于血脂异常沉积于动脉内膜,伴随平滑肌细胞增殖,纤维基质成分增加,加之受各种因子和活性代谢产物的影响和调节,刺激泡沫细胞形成,后者不断产生和堆积,促使产生脂质条纹,并逐步形成粥样硬化性斑块,最终导致动脉管壁增厚、变硬、官腔狭窄等典型AS病理改变[5]。而其病因多与机体“脂质浸润、血液黏稠度改变、炎症反应、氧化应激损伤、血栓形成和血小板聚集”等因素有关[6]。
本研究以高脂饲料配合腹腔注射VD3喂养方式形成AS大鼠模型,主要观察燕麦麸油对AS大鼠血液流变学以及主动脉的影响。研究结果表明,适量燕麦麸油干预能有效改善血液流变学指标,即降低全血黏度、血浆黏度、红细胞压积、血小板黏附率,并能有效改善主动脉病变;同时,对各干预组大鼠肝脏脂肪变性情况及前期燕麦麸油调节血脂的作用[3]进行联合分析,均显示燕麦麸油可能通过改善血液流变学、调节脂代谢而对AS起到一定的拮抗作用。
早在20世纪末,就有学者通过动物实验证明了燕麦油脂可以有效抑制高脂膳食小鼠的血清TC值增高,这与前期的研究相吻合[7]。近年来,随着人们对健康饮食重视程度的提高,对燕麦油脂功效的研究也日渐增加。燕麦麸油含有丰富的不饱和脂肪酸,其中亚油酸含量最高[8],而亚油酸是业界公认的具有降血脂功效的不饱和脂肪酸,可调节脂代谢紊乱,减轻高脂血症对动脉内膜的毒性和损害作用,保护动脉,进而降低AS的形成概率[9-10]。
众所周知,长期高脂膳食不仅会引起机体血脂水平增高,增加AS斑块形成概率,同时也会使体内脂肪大量堆积,引发脂代谢异常,导致机体体重增加,脏器细胞脂肪变性[11]。本次实验结果显示,AS模型组大鼠体重增长迅速,肝脏指数明显增大,肝脏组织发生不同程度脂肪变性,可见大小不等的脂肪空泡,而经燕麦麸油单脂干预后可以明显改善高脂饮食带来的不良变化。
4 结论
摄入适量的燕麦麸油单脂能有效改善AS大鼠血液流变学异常,调节血脂,进而减轻肝脏脂肪变性,减轻主动脉脂质沉积,对动脉粥样硬化的发生发展具有一定的预防作用。