小麦麸皮多酚对肥胖大鼠的减肥降脂作用

严 欢，杨 中，韩 加

（1.新疆医科大学公共卫生学院，新疆 乌鲁木齐 830017；2.新疆分析测试研究院 新疆特色功能食品营养与安全检测重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830011）

高脂饮食引起的肥胖严重威胁人们的健康[1]，大量国内外研究表明麦麸在预防便秘、减肥、抑菌、神经保护、抗氧化应激损伤、抗癌及防止肌肉萎缩等方面具有有益功效[2-5]。全麦具有减肥降脂的作用，但确切作用机制尚不清楚。一般认为其与全麦富含的膳食纤维、植物化学物等有关。酚类物质是与膳食纤维紧密结合的化学物，具有抗氧化功能，近年来膳食多酚逐渐成为功能食品、保健食品开发及应用领域的研究热点[6-9]，其中小麦麸皮因富含多酚而备受关注。

目前常利用动物实验研究小麦麸皮的生理活性，一般采用在动物饲料中添加小麦麸皮进行干预实验，但不足之处是摄入量难以估算，效果也不易准确评价[10]。研究表明利用小麦麸皮水提液（富含活性多糖和蛋白质）进行灌胃干预实验显示出较好的降糖效果[11]。小麦麸皮多酚（wheat bran polyphenol，WBP）中的阿魏酸作为主要功效成分，具有较强的抗氧化、抗炎作用，可预防心脏病和降低结肠癌的发病率，对促进胃肠道健康也具有潜在作用[12]。然而WBP主要活性物质及其功效有待进一步研究。本实验以高脂饲料饲喂所致肥胖大鼠为研究对象，通过灌胃给予WBP，并观察其减肥、降脂作用效果，以期为进一步开发小麦麸皮减肥降脂功能性食品提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 动物、材料与试剂

SPF级SD大鼠80 只，6～7 周龄，体质量80～90 g，雌雄各半，购于新疆医科大学实验动物中心。实验动物使用许可证号：SYXK（新）2017-0002，实验方案经新疆维吾尔自治区药物研究所伦理委员会批准（批准文号：XJIMM-2021007）。

WBP提取物 新疆新奇康药业股份有限公司；甜菜碱（trimethylglycine，TMG） 美国VITACOST公司；甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）、总蛋白（total protein，TP）、白蛋白（albumin，ALB）、总胆汁酸（total bile acid，TBA）、肌酐（creatinine，CREA）、尿酸（uric acid，UA）、尿素、葡萄糖（glucose，GLU）试剂盒 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司；丙二醛（malondialdehyde，MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-PX）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、总抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）、脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase，LPL）及肝脂酶（hepaticlipase，HL）测试盒 南京建成生物工程研究所；白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、脂联素（adiponectin，ADPN）、瘦素（leptin，LEP）试剂盒上海江莱生物科技有限公司；其余试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

BS-480型全自动生化分析仪 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司；SpectraMax M2型全波段酶标仪 美国Molecular Devices公司；UV-2501PC型紫外分光光度计日本岛津公司；TZT-12M型智能脱水机 武汉天之瑞医疗科技有限公司；RM2016型切片机 德国徕卡公司；BMJ-A型包埋机 常州市中威电子仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 动物实验

参照文献[13-18]的方法并加以改进进行动物实验。实验大鼠适应性饲养一周后，随机选取10 只作为空白对照组并饲以基础饲料（玉米93.5%（相对含量，后同）、鱼粉5%、谷粉1%、食盐0.5%），剩余70 只作为模型组饲以高脂饲料（基础饲料81.5%、猪油10%、胆固醇2%、蛋黄粉2%、花生4%、胆酸盐0.5%），每周称质量一次。造模14 周后，眼眶静脉采血，测定血清中TC、TG、HDL-C、TP水平，计算LDL-C水平，大鼠体质量超过空白对照组体质量20%认为造模成功。

筛选成模大鼠5 0 只，随机分为5 组；模型组（蒸馏水5.0mL/k gmb），阳性药物组（TMG 0.10 g/kgmb），WBP提取物低（WBP-L）、中（WBP-M）、高（WBP-H）剂量组（1.50、3.00、6.00 g/kgmb），每组10 只，每日按5.0 mL/kgmb灌胃给予受试物；空白对照组每日蒸馏水灌胃（5.0 mL/kgmb）；连续干预9 周。

1.3.2 检测指标

干预期间进行一般性观察，并记录每周体质量变化，测定进食量并计算食物效应比（摄入每克食物造成的体质量增加量），直至给药结束。干预末期大鼠禁食不禁水12 h后乙醚麻醉，腹主动脉采集血样，分离血清并按照试剂盒说明书测定血生化指标水平（血脂：测定TG、TC、HDL-C浓度，计算LDL-C浓度；血糖：测定GLU浓度）；肝功能：测定ALP、ALT、AST、LDH活力；胆功能：测定TP、ALB质量浓度和TBA浓度；肾功能：测定CREA、UA、尿素浓度。摘取肝脏和周围脂肪组织，称质量，计算肝脏系数（肝脏质量占体质量百分比）和肥胖指数（体脂占体质量的百分比）。取一定量肝组织制备肝匀浆，测定相关指标水平（抗炎活性：测定IL-6、IL-1β、TNF-α质量浓度；抗氧化活性：测定MDA、GSH-Px、CAT、SOD、T-AOC水平；肥胖程度：测定ADPN、LEP、LPL、HL水平）。取部分肝脏于体积分数10%甲醛溶液中固定，石蜡包埋，切片，苏木精-伊红（hematoxylin-eosin，HE）染色，进行组织病理学检查，观察肝组织脂肪变性的程度。按表1进行肝脏组织病理学变化分级及评分判定。

表1 显微镜下肝组织病理变化分级标准Table 1 Classification criteria for pathological changes of liver tissues observed by microscopy

1.4 数据统计与分析

2 结果与分析

2.1 造模结果

造模期间，各组大鼠体质量均有所增加。如表2所示，第14周明，模型组雄性大鼠体质量平均值比空白对照组雄性大鼠体质量平均值约高出30%。模型组与空白对照组比较，血清中TG、TC、HDL-C水平均显著升高（P＜0.05，P＜0.01），TP水平差异不显著。结合模型组体质量变化结果与血脂水平进行分析得出：单纯性肥胖大鼠模型造模成功。

表2 肥胖大鼠造模第14周体质量及血清生化指标（x ±s）Table 2 Body mass and serum biochemical data of obese rats at the 14 week (x± s)

2.2 一般性观察

2.2.1 体质量和食物效应比变化

空白对照组和模型组大鼠精神状况良好，饮食饮水正常，体质量均有所增加。如图1所示，给药期间，空白对照组大鼠体质量有所增加，模型组大鼠体质量和食物效应比平均值高于空白对照组；各给药组大鼠精神状况良好，自给药第5周开始直至给药结束，WBP-H组体质量平均值低于模型组和TMG组。给药结束明，模型组大鼠体质量和食物效应比平均值高于空白对照组和各给药组，WBP给药组体质量均低于阳性对照组TMG。综上，各剂量WBP能够降低体质量和食物效应比，且高剂量WBP处理的降低效果优于TMG。

图1 WBP对肥胖大鼠给药期间体质量、食物效应比的影响（x ±s，n＝10）Fig.1 Effect of WBP on changes in body mass and food effect of obese rats (x ± s,n =10)

2.2.2 体脂质量、肥胖指数和脏器系数分析

如表3所示，与空白对照组比较，模型组大鼠体脂质量、肥胖指数均极显著升高，大鼠肝脏质量和肝脏系数极显著增加（P＜0.01）。各给药组大鼠体脂质量、肥胖指数、肝脏质量和肝脏系数均低于模型组，其中WBP给药组大鼠体脂和肝脏质量均极显著低于模型组（P＜0.01）；WBP-M组和WBP-H组大鼠肥胖指数和肝脏系数显著低于模型组（P＜0.05，P＜0.01）。综上，WBP-M和WBP-H可显著降低肥胖大鼠体脂和肝脏质量，降低肥胖指数及肝脏系数，从而起到降脂的作用。

表3 WBP对肥胖大鼠体脂质量、肥胖指数、肝脏质量和肝脏系数的影响（x ±s，n＝10）Table 3 Effect of WBP on body fat mass,obesity index,liver mass and liver coefficient of obese rats (x ± s,n =10)

2.3 WBP对肥胖大鼠血脂和血糖水平的影响

如表4所示，与空白对照组比较，模型组大鼠血清TG和TC水平显著升高（P＜0.01，P＜0.05）。与模型组比较，WBP各给药组血清TG、TC、HDL-C和LDL-C水平均极显著低于模型组（P＜0.01），TG、TC和HDL-C水平也低于TMG组；TMG组TC水平显著低于模型组（P＜0.05），LDL-C水平极显著低于模型组（P＜0.01）；WBP-L组大鼠GLU水平显著低于模型组（P＜0.05）。综上，TMG仅可降低肥胖大鼠血脂TC水平和LDL-C水平；WBP各给药剂量均可明显降低肥胖大鼠血脂TG、TC、HDL-C和LDL-C水平，其中WBP-M降脂效果最明显，且优于TMG；WBP-L组还可显著降低血糖水平。

2.4 WBP对肥胖大鼠肝胆肾功能的影响

2.4.1 WBP对肥胖大鼠肝功能的影响

如表5所示，与空白对照组比较，模型组大鼠血清ALP、ALT和AST水平显著升高（P＜0.05）。与模型组比较，WBP给药组ALP、ALT和AST水平均显著降低（P＜0.05，P＜0.01）；TMG组大鼠血清ALT水平显著低于模型组（P＜0.05），但降低程度不及WBP组。综上，WBP可明显降低肥胖大鼠血清中ALP、ALT、AST水平，起到保肝的作用，且作用效果优于TMG。

表5 WBP对肥胖大鼠肝功能的影响（x ±s，n＝10）Table 5 Effect of WBP on liver functions of obese rats (x ± s,n =10)

2.4.2 WBP对肥胖大鼠胆功能的影响

如表6所示，与空白对照组比较，模型组大鼠TP、ALB和TBA水平无显著性差异。与模型组比较，WBP给药组TP、ALB和TBA水平均低于模型组，其中WBP-M组大鼠血清TP水平显著低于模型组（P＜0.05）；WBP-M组和WBP-H组大鼠血清ALB水平显著低于模型组（P＜0.01，P＜0.05）；TMG组和WBP给药组大鼠血清TBA水平均极显著低于模型组（P＜0.01）。综上，WBP-M可显著降低肥胖大鼠血清中ALB和TP水平，抑制TBA分泌。

表6 WBP对肥胖大鼠胆功能的影响（x ±s，n＝10）Table 6 Effect of WBP on bile functions of obese rats (x ± s,n =10)

2.4.3 WBP对肥胖大鼠肾功能的影响

如表7所示，与空白对照组比较，模型组大鼠CREA、UA和URAE水平无显著差异。与模型组比较，WBP给药组大鼠血清CREA水平均极显著降低（P＜0.01）；TMG组和给药组大鼠CREA、UA、尿素水平均无显著性变化。综上，WBP可降低肥胖大鼠血清中CREA浓度。

表7 WBP对肥胖大鼠肾功能的影响（x ±s，n＝10）Table 7 Effect of WBP on renal functions of obese rats (x ± s,n =10)

2.5 WBP对肥胖大鼠肝匀浆相关活性的影响

2.5.1 抗炎活性相关指标

如表8所示，与空白对照组比较，模型组大鼠肝匀浆中IL-6和TNF-α水平有所升高，但无显著性差异。与模型组比较，TMG组、WBP给药组大鼠肝匀浆中IL-6水平均显著降低（P＜0.05，P＜0.01）；各给药组IL-1β水平均有所降低，其中WBP-L组大鼠肝匀浆中IL-1β水平极显著降低（P＜0.01）；各给药组TNF-α水平均有所降低，其中WBP给药组大鼠肝匀浆中TNF-α水平极显著降低（P＜0.01）。综上，WBP可不同程度降低肥胖大鼠肝匀浆中IL-6、IL-1β、TNF-α水平，表明WBP具有较强的抗炎功效，其中WBP-L抗炎效果最佳。

表8 WBP对肥胖大鼠抗炎活性的影响（x ±s，n＝10）Table 8 Effect of WBP on anti-inflammatory activity of obese rats(x ± s,n =10)

2.5.2 抗氧化活性相关指标

如表9所示，与空白对照组比较，模型组大鼠肝匀浆中MDA、GSH-Px、CAT、SOD和T-AOC水平均无显著性差异。与模型组比较，TMG组大鼠MDA水平极显著降低（P＜0.01）；WBP给药组大鼠GSH-Px活力显著升高（P＜0.05，P＜0.01）；WBP-M给药组大鼠CAT、SOD水平均显著升高（P＜0.05）；各组大鼠T-AOC无显著性差异。综上，WBP可提高肥胖大鼠GSH-Px活力，其中WBP-M处理还可提高CAT、SOD水平，表明WBP-M抗氧化功效较强。

表9 WBP对肥胖大鼠抗氧化活性的影响（x ±s，n＝10）Table 9 Effect of WBP on antioxidant activity of obese rats (x ± s,n =10)

2.5.3 肥胖相关指标

如表10所示，与空白对照组比较，模型组大鼠肝匀浆中ADPN、LEP水平升高，LPL、HL水平降低，其中LEP、LPL、HL水平均发生显著变化（P＜0.05，P＜0.01）。与模型组比较，WBP给药组大鼠ADPN、LEP、LPL、HL水平均有显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；TMG组大鼠HL水平极显著升高（P＜0.01）。综上，TMG具有增强HL活性的能力，WBP-M可显著降低肥胖大鼠肝匀浆中ADPN、LEP水平，升高LPL和HL水平，表明WBP具有很强的减肥和增强LPL、HL活性的能力。

表10 WBP对大鼠肥胖相关参数的影响（x ±s，n＝10）Table 10 Effect of WBP on obesity-related parameters in obese rats (x ± s,n =10)

2.6 病理组织学分析结果

如图2所示，空白对照组肝细胞肝小叶结构清楚，肝细胞索排列整齐、形态正常，未见变性、坏死等改变。模型组可见少部分肝细胞脂肪变性（黄色圆圈标记），偶见炎性细胞浸润灶（黄色箭头指向）。如图2和表11所示，与模型组比较，阳性药物组（TMG组）和WBP-H组均有2 例样本肝细胞形态恢复正常，脂肪变性程度减轻，降脂及抗炎效果相当；WBP-M组3 例有样本肝细胞形态恢复正常，脂肪变性程度减轻最为明显，降脂作用优于其余各给药组。综上，WBP-M有较强的降脂、减轻肥胖引起的慢性炎症和抑制肝损伤作用。

图2 给药后肥胖大鼠肝组织HE染色病理切片（×400）Fig.2 Hematoxylin-eosin-stained pathological sections of liver tissues from obese rats after drug administration (× 400)

表11 WBP对肥胖大鼠降脂作用的影响Table 11 Lipid-lowering effect of WBP in obese rats

3 讨论

有研究表明，每天食用40 g麦麸30 d可以改善空腹血糖水平和血脂水平，以及TC和极低密度脂蛋白水平[11-12]。本研究所用阳性对照TMG是小麦麸皮多酚的主要成分，具有保肝、解毒、补充人体半胱氨酸功能，可用于改善脂肪肝、高血脂症。干预期间，各组大鼠精神状况良好，饮食饮水正常，体质量有所增加。干预结束明，与空白对照组比较，模型组大鼠体脂质量、肥胖指数、肝脏质量、肝脏系数均极显著升高。与模型组比较，各干预组大鼠体脂质量、肥胖指数、肝脏质量、肝脏系数均低于模型组。

血脂异常是肥胖患者常见的代谢标志之一[19]，血脂水平能够反映全身性的脂质代谢状态[20-23]。本实验结果显示，与模型组相比，WBP各给药组均可极显著降低肥胖大鼠血清TG、TC、HDL-C和LDL-C水平，TMG仅可显著降低肥胖大鼠血清TC水平和LDL-C水平（P＜0.05，P＜0.01），WBP降脂效果明显优于TMG。

随着高热量饮食习惯的流行，饮食中摄入的脂肪增加，体内的游离脂肪酸含量增多，积聚的TC也逐渐增多，一旦超过了肝脏存储的极限，将会产生有毒的脂质代谢物，这些代谢物又会导致肝损伤或肝功能障碍[24]，而肝组织是调节人体脂质代谢的核心器官，主要控制着肝组织的合成代谢和分解代谢。当机体出现高脂血症明，会导致机体出现氧化应激反应，氧化应激会进一步损伤肝组织，导致肝细胞损伤甚至凋亡，肝细胞受损后大量释放AST、ALT进入血液中；同明，肝组织的损伤又会增加血液中的血脂水平，从而形成脂质代谢的恶性循环，肥胖与肝损伤风险提升密切相关[25]。肥胖使肝细胞易于发生脂质过氧化的同明，还会引发炎症变性，从而增加肝纤维化、肝硬化甚至肝细胞癌的可能性[26]。本实验结果显示，与模型组相比，WBP可明显降低肥胖大鼠血清中ALP、ALT、AST水平，起到保肝的作用，TMG仅可显著降低肥胖大鼠血清中ALT水平；因此，WBP保肝效果明显优于TMG。

ADPN是外周血中含量最高的脂肪因子，脂联素与其受体结合后，通过激活腺苷酸活化蛋白激酶、p38丝裂原活化蛋白激酶和过氧物酶体增殖物激活受体等信号分子发挥抗炎、抗糖尿病、抗动脉粥样硬化等多种生物学作用。LEP主要由脂肪组织产生，其主要功能是调节能量平衡，参与肝脏糖原及脂肪的代谢调节，经血液循环到达并作用于下丘脑特异性神经元，抑制食欲，增加能量消耗，从而产生控制体质量的作用。HL是一种脂肪分解酶，主要在肝实质细胞中合成，能水解各种脂蛋白中的TC和磷脂。LPL是血浆脂蛋白中TG代谢的关键酶，主要功能是水解血浆乳糜颗粒和极低密度脂蛋白颗粒核心处的TG。LPL含量及活性降低可引起富含TG的脂蛋白分解代谢异常，与肥胖、高血压、糖尿病等代谢紊乱疾病联系密切。增加激素敏感性脂肪酶活性、促进脂肪分解等可以降低LPL的含量及活性并影响机体代谢[27]。本实验结果显示，与模型组相比，WBP-M可显著降低肥胖大鼠肝匀浆中ADPN、LEP水平，升高LPL和HL水平，TMG仅可极显著增强HL活性，因此，WBP具有很强的减肥功效和增强LPL和HL活性的能力，且作用效果明显优于TMG。

机体防御体系的抗氧化能力与健康程度存在着密切联系，该防御体系包括酶促与非酶促两个体系，酶促防御体系中SOD、GSH-Px和CAT是几种重要的抗氧化酶[28]。而MDA含量是衡量氧化胁迫程度的常用指标之一，能反映动植物膜脂过氧化的程度，其产生还能加剧膜的损伤。本实验结果显示，与模型组相比，各剂量WBP均可极显著提高肝匀浆中的GSH-Px活力，其中WBP-M处理还可提高CAT、SOD水平；TMG仅可极显著降低MDA水平。综上，WBP具有较强的抗氧化活性。

肥胖往往会引起慢性炎症，可进一步造成全身性的炎症状态，引发代谢障碍，从而加快肥胖的进程[29]。“攻击性”炎性相关指标（如TNF-α、IL-6等）的无序生成通常与代谢综合征的发病机制密切相关，而NF-κB是机体内调控促炎相关指标（TNF-α、IL-6等）的转录与合成关键调控因子[30]。本实验结果显示，与模型组相比，WBP可不同程度降低肥胖大鼠肝匀浆中IL-6、IL-1β、TNF-α水平；TMG仅可极显著降低IL-6水平。因此，WBP和TMG均具有较强的抗炎活性，且WBP抗炎效果明显优于TMG，其中WBP-L抗炎效果最佳。

综上，利用3.0 g/kgmbWBP提取物作用于肥胖大鼠14 周后，可明显抑制肥胖大鼠体质量过度增长，降低血脂水平，减轻肝损伤程度，降低高脂饲喂引起的肝脂病变程度，减轻肥胖引起的慢性炎症，且作用效果优于TMG。本研究结果表明WBP具有一定的抗炎和抗氧化活性，从而能够起到减肥、降脂、保肝的作用。WBP有开发成为减肥降脂功能性食品及保健品的潜力。