决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠血脂代谢的影响

雷艳1,胡吉蕾1,刘青青1,胡刚2,谢惠波1,*

(1.西南医科大学公共卫生学院,四川泸州646000;2.泸州市古蔺金芒面条加工责任有限公司,四川泸州646000)

摘 要研究决明子山药黄豆复配对SD大鼠高脂血症血脂代谢和肝脏脂肪变性的影响。采用高脂饲料喂养4周建立大鼠高脂血症模型后随机分组,阳性对照组采用阿托伐他汀灌胃给药,实验组采用决明子山药黄豆复配掺入高脂饲料喂养,观察决明子山药黄豆复配对其血脂和肝脏脂肪变性的影响。与空白对照组比较,模型组血清总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平显著升高(P<0.05);与模型组比较,中剂量决明子山药黄豆复配组血清TC、TG水平显著降低(P<0.05),低、中、高剂量决明子山药黄豆复配组血清中LDL-C水平显著降低(P<0.05),但各剂量组之间无明显差异。决明子山药黄豆复配可降低实验大鼠高脂饮食引起的高脂血症,以中剂量效果最为显著,无明显剂量效应关系。

关键词决明子;山药;复配;高脂血症;血脂代谢

近年来,随着人们生活水平的提高和生活习惯的改变,我国高脂血症的发病率明显增加,患者逐渐趋向年轻化。目前中国居民慢性病报告数据显示:我国高脂血症患病率已达到40.4%,较高血压、糖尿病增长速度更快。高脂血症所引起的动脉粥样硬化是造成心血管疾病的主要原因之一,而目前心血管疾病是我国引起死亡人数最多的慢性病[1-2]。据报道,全世界每年死于心血管疾病的人数约有1700万,预计到2030年死亡人数将达到2 360万[3]。高脂血症已经成为危害我国人民健康、社会和经济可持续发展的严重公共卫生问题。临床实践表明,控制血浆总胆固醇和低密度脂蛋白是冠心病的一级预防和二级预防中的重要任务[4]。一般来讲,传统调脂药物治疗有一定的毒副作用[5-6],具有预防及辅助降低高血脂的功能性食物受到推崇和重视。

黄豆在我国资源丰富,且具有健脾降脂等保健功能;山药、决明子是我国药食同源类食物,山药有降血糖、免疫调节、抗氧化、延缓衰老等多种功效[7-9],决明子具有降血脂、清肝明目、润肠通便的功效[10-12]。而挂面是我国的传统主食之一,容易被人们接受,日常销售量大。本实验研究决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠血脂代谢的影响,为决明子山药挂面的推广提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 原料

高脂饲料:68.5%基础饲料、1.2%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油、10%蔗糖、0.3%胆盐。

低剂量配方高脂饲料:64.75%基础饲料、1.2%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油、10%蔗糖、0.3%胆盐、0.75%决明子、1.5%黄豆、1.5%山药。

中剂量配方高脂饲料:57.25%基础饲料、1.2%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油、10%蔗糖、0.3%胆盐、2.25%决明子、4.5%黄豆、4.5%山药。

高剂量配方高脂饲料:46%基础饲料、1.2%胆固醇、10%蛋黄粉、10%猪油、10%蔗糖、0.3%胆盐、4.5%决明子、9%黄豆、9%山药;以上饲料均由重庆腾鑫生物技术有限公司购买原料并进行制作。

1.2 动物及试剂

雄性SD大鼠(100±10)g 60只:重庆腾鑫生物技术有限公司;阿托伐他汀钙片20 mg/盒:北京嘉林药业股份有限公司;总胆固醇((total cholestero,TC)测定试剂盒、甘油三酯(triglyceride,TG)测定试剂盒、高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)测定试剂盒、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)测定试剂盒:南京建成生物工程研究所。其余均为实验室常用化学试剂,市售分析纯。

1.3 主要仪器设备

TD25-WS台式低速自动平衡离心机:上海巴玖实业有限公司;WKYⅢ-1000型微量移液器:上海佳安分析仪器厂;美国zealway GI54DWS全自动高压灭菌箱:上海民仪电子有限公司;GRX-9073A干烤灭菌器、LRH-150生化培养箱:上海齐欣科学仪器有限公司;VersaMax ROM v 2.0.16酶标仪:美国Molecular Devices公司,其它均为实验室常用玻璃器皿。

1.4 方法

1.4.1 分组与饲养

本实验已获得西南医科大学实验动物保护协会的许可,大鼠按照西南医科大学实验动物保护和使用规则饲养。室温(25±2)℃,相对湿度55%~65%,换气良好,笼具卫生、无毒。将60只体重(100±10)g清洁级SD大鼠,适应性喂养7 d,按体重分为空白对照组10只及高脂模型组50只,空白对照组喂饲普通饲料,高脂模型组喂饲高脂饲料,喂养4周建立高脂血症模型;高脂血症大鼠按体重及TC值随机分为高脂模型组、阳性对照组、低、中、高剂量复配组,每组10只,空白对照组继续喂饲普通饲料,高脂模型组喂饲高脂饲料,阳性对照组喂饲高脂饲料并每天同一时间灌胃阿托伐他汀10 mg/kg,低、中、高剂量复配组分别喂饲掺有一定剂量决明子山药黄豆的高脂饲料。饲养期间,所有大鼠自由摄食和饮水,每周换两次鼠笼,每周称量1次大鼠体重。

1.4.2 试样的采集

大鼠喂养4周及6周后,于采血前禁食不禁饮12h,断尾采血于标号的1.5 mL离心管中,常温下静止2 h后于低速常温离心机上3 000 r/min离心10 min,分离血清并检测TC、TG。实验结束后大鼠禁食不禁饮12h,以10%水合氯醛(0.35 mL/100 g)按腹腔注射麻醉,腹主动脉采血后处死,离心制备血清检测TC、TG、HDL、LDL;立即取出肝脏,0.86%生理盐水漂洗并用滤纸吸干表面水分后称其湿重,计算肝体比[肝体比=肝脏质量(g)/大鼠体重(g)];另取同一部位肝脏 10%甲醛固定,石蜡包埋,切片,HE(hematoxylin-eosin)染色,光镜下行组织学检查。

1.4.3 统计分析

实验数据用SPSS 22.0统计软件进行单因素方差分析,用LSD(least-significant difference)法进行差异显著性检验。P>0.05差异不显著,P<0.05差异显著。数值用(平均数±标准差)的形式表示。

2 结果与分析

2.1 决明子山药黄豆复配对大鼠体重的影响

决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠体重的影响见表1。

表1可见,实验开始0周及4周各组大鼠的体重之间差异无统计学意义(P>0.05)。实验6周及9周时,阳性对照组及决明子山药黄豆高剂量复配组的体重显著低于空白对照组(P<0.05),低、中剂量复配组的体重也低于空白对照组,但差异无统计学意义。高脂模型组与其他各组大鼠的体重差异无统计学意义。

表1 决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠体重的影响(n=10,±s)
Table 1 The effect of cassia yam noodle on body weight of hyperlipidemia rats(n=10,±s)

注:a为与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。

组别 0周 2周 4周 6周 9周对照组 156.80±11.88 265.90±46.46 325.20±48.07 371.70±57.26 409.40±58.69高脂模型组 155.60±11.82 246.80±25.17 301.40±35.20 346.20±49.14 385.40±59.86阳性对照组 155.80±12.69 242.00±20.45 296.80±20.70 318.70±32.28a 362.50±25.99a低剂量复配组 158.00±11.83 247.50±21.67 301.80±24.30 338.90±36.65 371.11±44.30中剂量复配组 153.90±11.35 250.80±23.23 299.00±26.39 350.10±34.88 386.90±43.84高剂量复配组 155.30±9.02 244.20±21.13 296.00±21.67 313.67±29.94a 349.78±32.24a

2.2 决明子山药黄豆复配对大鼠肝脏的影响

决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠肝脏的影响见表2。

表2 决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠肝脏的影响(n=10,±s)
Table 2 Effect of cassia yam noodle on liver of hyperlipidemia rats(n=10,±s)

注:a为与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05);b为与模型组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。

组别 肝体比(±s)对照组 0.023 8±0.001 8高脂模型组 0.028 4±0.003 4a阳性对照组 0.026 9±0.002 1a低剂量复配组 0.028 1±0.002 5a中剂量复配组 0.026 4±0.001 6ab高剂量复配组 0.028 4±0.001 9a

图1 显微镜下各组大鼠肝脏脂肪病变组织学变化(HE染色,×400)
Fig.1 Histological changes of hepatic fat lesions in rats in each group under microscope(HE staining,×400)

A、B、C、D、E、F 分别为对照组、高脂模型组、阳性对照组、决明子山药黄豆低剂量复配组、决明子山药中剂量复配组、决明子山药黄豆高剂量组。↓为脂肪变性。

表2可见,与对照组相比,高脂模型组、阳性对照组及低、中、高剂量复配组的肝体比差异均有统计学意义(P<0.05),其中高脂模型组及高剂量复配组肝体比最大。与高脂模型组相比,阳性对照组及低、中剂量复配组的肝体比均有降低,但只有中剂量复配组的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.3 决明子山药黄豆复配干预后,大鼠肝脏的病理变化

显微镜下各组大鼠肝脏脂肪病变组织学变化见图1,组织为HE染色,放大倍数为400倍。

肉眼观察对照组肝脏鲜红,边缘锐利,质韧富有弹性。高脂模型组肝脏肿大,包膜光滑,边缘圆钝,组织表面颜色变黄,触之质如泥块有油腻感。经阿托伐他汀及各剂量组决明子山药黄豆复配干预后,各实验组大鼠肝脏可见略增大,色微黄,散在分布,部分大鼠肝脏肉眼观察无明显改变。光镜检查发现:对照组肝小叶结构清晰,肝细胞索状排列,肝窦无明显扩张或狭窄,肝细胞核居中,胞浆丰富,胞膜清晰,HE染色胞浆红染。高脂模型组肝窦明显狭窄,肝索排列较紊乱,HE染色部分肝细胞增大或肿胀,胞浆内密布脂滴空泡。阿托伐他汀及决明子山药黄豆中、高剂量复配组肝细胞索状排列,肝窦无明显狭窄,HE染色见小叶周边部肝细胞体积稍增大,胞浆浅染,少量肝细胞内见细小脂滴,少量肝细胞水肿。决明子山药黄豆低剂量复配组肝细胞胞质中虽仍可见大小不等的脂肪滴空泡,部分细胞或因脂肪变性发生肿大,细胞核稍偏离正常位置。

2.4 决明子山药黄豆复配对大鼠TC、TG的动态影响

决明子山药黄豆复配对大鼠TC、TG的动态影响见表3。

表3 决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠TC、TG的动态影响(n=10,±s)
Table 3 Dynamic effect of semen cassia yam soybean on TC and TG in hyperlipidemia rats(n=10,±s)

注:a为与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05);b为与模型组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。

TG 4周 6周 9周 4周 6周 9周对照组 1.74±0.39 1.75±0.36 1.85±0.27 0.62±0.14 0.66±0.14 0.67±0.18高脂模型组 2.49±0.29a 2.41±0.33a 2.55±0.60a 0.85±0.10a 0.86±0.23a 0.87±0.22a阳性对照组 2.41±0.44a 2.05±0.39b 2.35±0.31a 0.79±.016a 0.80±0.16 0.80±0.12低剂量复配组 2.31±0.31a 2.59±0.40a 2.52±0.44a 0.75±0.11a 0.78±0.18 0.76±0.19中剂量复配组 2.48±0.29a 2.35±0.42a 2.17±0.33b 0.76±.014a 0.81±0.13 0.71±0.14b高剂量复配组 2.40±0.35a 2.31±0.23a 2.25±0.43a 0.75±0.14a 0.77±0.15 0.76±0.16组别 TC

由表3可以看出,喂养4周后大鼠高脂模型组、阳性对照组及低、中、高剂量复配组血清TC、TG均较对照组升高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。实验6周后,高脂模型组及各剂量复配组的TC均较对照组升高,且差异具有统计学意义(P<0.05),与高脂模型组相比,阳性对照组的TC降低,且差异具有统计学意义(P<0.05);实验9周后,高脂模型组、阳性对照组及低、高剂量复配组的TC均较对照组升高,且差异具有统计学意义(P<0.05),与高脂模型组相比,中剂量复配组的TC降低,且差异具有统计学意义(P<0.05)。实验6周后,高脂模型组TG较对照组升高,且差异有统计学意义(P<0.05),阳性对照组及各剂量复配组TG较高脂模型组稍有降低,但差异不具有统计学意义(P>0.05);实验9周后,高脂模型组TG较对照组升高,且差异有统计学意义(P<0.05),与高脂模型组相比,中剂量复配组的TG降低,且差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.5 决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠HDL-C、LDL-C的影响

决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠HDL-C、LDL-C的影响见表4。

由表4可见,实验结束后,与对照组相比,高脂模型组及高剂量复配组的HDL均有升高,且差异具有统计学意义(P<0.05);与对照组相比,高脂模型组的LDL升高,且差异具有统计学意义(P<0.05),与高脂模型组相比,低、中、高剂量复配组的LDL均有降低,且均具有统计学意义(P<0.05),但3个剂量组之间差异无统计学意义。

表4 决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠HDL-C、LDL-C的影响(n=10,±s)
Table 4 Effect of semen cassia yam soybean on HDL-C and LDLC of hyperlipidemia rats(n=10,±s)

注:a为与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05);b为与模型组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。

组别 HDL LDL对照组 0.46±0.17 0.74±0.25高脂模型组 0.72±0.34a 0.95±0.21a阳性对照组 0.52±0.16 0.86±0.13低剂量复配组 0.65±0.26 0.70±0.26b中剂量复配组 0.60±0.21 0.69±0.23b高剂量复配组 0.72±0.21a 0.72±0.19b

3 结论与讨论

本次实验依据中华人民共和国卫生部《保健食品检验与评价技术规范》中的高脂血症动物模型制造方法,结合参考文献,最终确定了高脂血症模型的饲料配方及决明子山药黄豆复配低、中、高剂量。拟通过高脂饲料喂养SD大鼠造成高脂血症,并在高脂血症模型成功后,进行阿托伐他汀和决明子山药黄豆低、中、高剂量喂养,于实验4、6、9周测定大鼠血脂指标,对决明子山药黄豆的降脂功能进行评价。

实验开始时,各组大鼠体重差异无统计学意义,体重均衡,具有可比性。实验中,各组动物生长发育良好,体重稳定增加。喂养4周后,各组大鼠体重差异虽无统计学意义,但高脂血症模型的大鼠体重均较对照组降低,可能是饲料过于油腻、胆盐具有苦味,饲料口感较差,对大鼠摄食量有所影响。有文献报道[13]:高脂鼠和肥胖鼠在定义上还是有区别的,血脂变化与体重变化并无相关性。喂养6周及9周后,阳性对照组及决明子山药黄豆高剂量复配组大鼠体重均较低,且与对照组的差异具有统计学意义,可能的原因有:①灌胃阿托伐他汀刺激胃肠道导致饲料摄入减少;②高剂量复配中的决明子含量较多,由于决明子的泻下作用,减少了肠道对营养物质的吸收并增加了营养物质排泄。

肝体比增大说明肝脏组织发生增生肥大或水肿等。结合肝组织形态学观察结果发现,过多的油脂摄入使脂肪积累,造成肝脏负担加重或病变,肝脏质量增加,从而使肝体比增加[14-15]。本实验中各实验组肝体比均较对照组高,且差异有统计学意义,表明阿托伐他汀及决明子山药黄豆均只能一定程度降低血脂,不能逆转高脂血症。与高脂模型组相比,阳性对照组及中剂量复配组的肝体比均有降低,且中剂量复配组差异有统计学意义,而低、高剂量复配组的肝体比与高脂模型组差异无统计学意义。有研究显示,添加胆固醇能增加大鼠肝脏,同时由于高剂量复配组决明子及黄豆的含量较高,可能引起肝脏代偿性增大,从而导致高剂量复配组肝体比值的升高。低剂量复配组的决明子、黄豆及山药的含量过少,掺入高脂饲料中进行喂养,降低血脂效果甚微,导致低剂量复配组的肝体比与高脂模型组相比无差异。

喂养4周后,与对照组相比,其他各组大鼠TC、TG的差异均有统计学差异,表明高脂血症模型建立成功。阳性对照组的TC6周时下降明显,与高脂模型组的差异有统计学意义,但9周时升高。表明阿托伐他汀作为目前最常用的降脂药物,它的降脂效果较迅速,这和袁泉发等的研究一致[16]。低、中、高剂量决明子山药黄豆复配的降脂效果虽然不显著,但6周、9周呈递增下降,且9周末,中剂量决明子山药黄豆的TC与高脂模型的差异具有统计学意义,而低、中、高剂量决明子山药黄豆复配的降脂效果没有呈线性相关,可能原因有:①低剂量的决明子、黄豆及山药的含量过少有关,再掺入高脂饲料中进行喂养,降低血脂效果甚微;②高剂量的决明子含量过多,味苦,大鼠摄入饲料减少,从而导致降脂效果不佳;③中剂量的决明子含量适中,加之饲料中掺入白砂糖,中和了决明子的苦味,使口感变好,增加饲料的摄入,从而增加了决明子、黄豆及山药的摄入量含量,降脂效果甚佳。从长期降脂效果相比,中剂量决明子山药黄豆的效果稍优于阿托伐他汀。阳性对照组、各剂量决明子山药黄豆的TG与高脂模型组相比均有不同程度的下降,但差异不具有统计学意义。这可能与阿托伐他汀及决明子降脂原理有关:他汀类药物是胆固醇合成限速酶即HGMCoA还原酶的抑制剂[17-18],其降胆固醇作用主要是通过促LDLR启动子活性并增加其表达而实现。而决明子含有大黄素、葡萄糖苷等具有导泻作用的物质,能增加排泄及减少肠道对胆固醇的吸收,通过反馈调节低密度脂蛋白代谢,降低血清胆固醇水平[19-20]

实验结束后,与对照组相比,其他各实验组大鼠HDL均上升,其中高脂模型组及高剂量决明子山药黄豆的差异具有统计学差异。可能是高脂饲料配方中含有一定量的蛋黄,许多研究显示鸡蛋摄入与体内HDL含量呈正相关性。低、中、高剂量决明子山药黄豆复配组的LDL与高脂模型组相比均有下降,且均有统计学差异。这与决明子降脂原理有关。

依据2012年卫生部《保健食品检验与评价技术规范》辅助降血脂功能结果判定,各剂量组与模型对照组比较,任一剂量组血清TC或LDL-C降低差异有统计学意义,且任一剂量组血清TG降低,差异均有统计学意义,同时各给药剂量组血清HDL-C不明显低于模型对照组,即可判定该受试样品辅助降血脂功能结果为阳性。因此表明决明子山药黄豆复配具有辅助降血脂的作用。

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Effects of Semen Cassia Yam Soybean on Blood Lipid Metabolism in Hyperlipidemic Rats

LEI Yan1,HU Ji-lei1,LIU Qing-qing1,HU Gang2,XIE Hui-bo1,*
(1.College of Public Health,Southwest Medical University,Luzhou 646000,Sichuan,China;2.Luzhou Gulin Jinmao Noodle Processing Co.,LTD.,Luzhou 646000,Sichuan,China)

AbstractTo study the effects of semen cassia yam soybean on hyperlipemia and liver fatty degeneration in rats.Rats were fed with high fat diet for four weeks to establish hyperlipemia model,then the rats were randomly divided into different groups,and the rats of positive control group were gavaged with atorvastatin and the rats of experimental groups were fed with semen cassia yam soybean of high fat diet.The effects of semen cassia yam soybean on hyperlipemia and liver fatty degeneration was observed in rats.Compared with blank control group,serum TC(total cholesterol),TG(triglyceride),HDL-C(high density lipoprotein cholesterol)and LDL-C(low density lipoprotein cholesterol)of model group significantly increased(P<0.05).Compared with model group,serum TC and TG of middle dose group were significantly reduced(P<0.05).Serum LDL-C of different doses of semen cassiae yam soybean was significantly reduced(P<0.05),but no difference of different doses.Semen cassia yam soybean compound can decrease blood lipid of the hyperlipidemia rats with high-fat diet.The most significant effect is middle-dose and no obvious dose effect relationship in different doses.

Key wordssemen cassia;yam;noodle;hyperlipemia:blood lipid metabolism

DOI10.3969/j.issn.1005-6521.2019.05.009

基金项目:西南医科大学与泸州市古蔺县科技局横向合作项目(0903-00010033);泸州市创新苗子项目(2017-R-66)

作者简介:雷艳(1993—),女(汉),硕士研究生在读,研究方向:食品开发与功能性评价。

*通信作者:谢惠波(1961—),男(汉),学士,研究方向:食品开发与功能性评价。

引文格式:

雷艳,胡吉蕾,刘青青,等.决明子山药黄豆复配对高脂血症大鼠血脂代谢的影响[J].食品研究与开发,2019,40(5):48-53

LEI Yan,HU Jilei,LIU Qingqing,et al.Effects of Semen Cassia Yam Soybean on Blood Lipid Metabolism in Hyperlipidemic Rats[J].Food Research and Development,2019,40(5):48-53

收稿日期:2018-09-09