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人参糖肽结合耐力运动对高脂血症大鼠血脂和抗氧化功能的影响

2014-01-21刘雪梅陈文学于德伟

食品科学 2014年17期
关键词:明显降低高脂高脂血症

刘雪梅,陈文学,杨 铭,于德伟,杨 明,*

人参糖肽结合耐力运动对高脂血症大鼠血脂和抗氧化功能的影响

刘雪梅1,陈文学2,杨 铭2,于德伟2,杨 明2,*

(1.长春中医药大学体育教学部,吉林 长春 130117;2.吉林省中医药科学院,吉林 长春 130012)

目的:观察人参糖肽(ginseng glycopeptide,GGP)结合耐力运动对高脂血症大鼠降血脂和抗氧化的作用。方法:采用高脂饲料喂养8 周,建立高脂血症大鼠模型。将高脂大鼠按TC含量随机分为高脂模型对照组(F组),耐力运动组(E组),GGP 80 mg/(kg·d)组(G组),GGP 80 mg/(kg·d)+耐力运动组(GE组),将同批未经上述处理的大鼠作为正常对照组(N组),每组10 只大鼠,E组与GE组进行8周的中小强度的跑步训练,期间G组与GE组按80 mg/(kg·d)皮下注射给药,正常对照组与模型对照组皮下注射同体积生理盐水,每天1 次,连续8 周。实验结束时,检测高脂血症大鼠血清中甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)、载脂蛋白A1(apolipoprotein A1,ApoA1)、载脂蛋白B(apolipoprotein B,ApoB)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)及谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平。结果:F组大鼠TG、TC、LDL-C、ApoB、MDA水平明显高于N组(P<0.01或P<0.001),HDL-C、ApoA1、SOD水平明显低于N组(P<0.01或P<0.001)。与F组比较,E组、G组及GE组大鼠TG、TC、LDL-C、ApoB、MDA水平明显降低(P<0.05或P<0.01或P<0.001),HDL-C、ApoA1、SOD明显升高(P<0.05或P<0.001)。与E组比较,G组TC水平明显降低(P<0.05),SOD水平明显升高(P<0.05),对其他指标无明显差异(P>0.05);GE组TG、TC、LDL-C、ApoB及MDA水平明显低于E组(P<0.05或P<0.01),HDL-C、SOD和GSH水平明显高于E组(P<0.05)。与G组比较,GE组TG、LDL-C、ApoB及MDA水平明显降低(P<0.05),SOD、GSH水平明显升高(P<0.05),对其他指标无明显影响(P>0.05)。结论:单纯注射GGP与单纯耐力运动可降低高脂血症大鼠的血脂水平,对机体脂质代谢紊乱具有较好的调节作用。GGP结合耐力运动对高脂血症大鼠的降脂作用优于单纯给予GGP和单纯耐力运动。

人参糖肽;耐力运动;高脂血症;降血脂;抗氧化

随着人们生活水平和质量的不断提高,高蛋白高脂肪的饮食越来越多,加上运动量普遍减少,机体代谢缓慢,导致了高脂血症患者日渐增多[1]。高脂血症是冠心病、高血压和心脑血管疾病的重要诱因。降低血脂是防止由心脑血管等疾病引起死亡的重要手段。人参含有多种化学成分,如多糖类、皂苷类、多肽类、氨基酸、脂肪酸等,具有多种药理学活性。近年来,有学者研究证实了人参蛋白和人参皂苷具有较好的降血脂作用[2-3],本实验前期的研究表明,从人参根中提取的人参糖肽具有较好的降血糖活性[4-9],在研究过程中发现人参糖肽(ginseng glycopeptide,GGP)对GK大鼠降血脂效果十分明显。同时亦有文献报道运动可引起血脂的变化,低强度、长时间的有氧运动,可明显改善机体脂质代谢紊乱[10]。目前人参糖肽配合膳食与有氧运动对糖尿病和高脂血症的影响未见报道,实验采用高脂饲料喂养8 周的方法,建立高脂血症大鼠模型,探讨GGP结合耐力运动对高脂模型大鼠的降脂及抗氧化作用。

1 材料与方法

1.1 动物、材料与试剂

Wistar大鼠,体质量130~150 g,雄性,动物质量合格证编号:SCXK-(吉)2008-0005;高脂饲料(均为质量分数):胆固醇4%、猪油10%、丙基硫氧嘧啶0.2%,其余为基础饲料,以上均由吉林大学动物中心提供。

GGP由吉林省中医药科学院提供,实验时用生理盐水配成所需浓度。

总胆固醇(total cholesterol,TC)试剂盒、甘油三酯(triglyceride,TG)试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)试剂盒、载脂蛋白A1(apolipoprotein A1,ApoA1)试剂盒、载脂蛋白B(apolipoprotein B,ApoB)试剂盒 长春汇力生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

T6紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;ST-360酶标仪 上海科华实验系统有限公司;FT-200动物跑步机 成都泰盟科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 运动训练方法

选用跑台,速度为15 m/min,坡度为5°,强度相当于50%最大摄氧量,每次训练60 min,每周训练5 次,持续8 周[8-9]。

1.3.2 动物分组及给药

取雄性Wistar大鼠60 只,适应性喂养7 d后,随机分为正常对照组(N组)10 只,造模组50 只。正常对照组给予普通饲料喂养,造模组给予高脂饲料喂养。喂养8 周后,各组大鼠禁食不禁水12 h,采尾血,3 000 r/min离心15 min,取血清,测TC含量,高脂大鼠根据TC含量平均分为模型对照组(F组),耐力运动组(E组),GGP 80 mg/(kg·d)组(G组),GGP 80 mg/(kg·d)+耐力运动组(GE组),每组10 只大鼠。E组与GE组进行8 周的中小强度的跑步训练,期间G组与GE组每天按80 mg/kg体质量皮下注射给药,正常对照组与模型对照组皮下注射同体积生理盐水,每天1 次,连续8 周。给药期间,造模组大鼠均继续喂以高脂饲料。末次训练和给药结束后,禁食12 h,乙醚麻醉,腹主动脉取血,分离血清,检测TG、TC、HDL-C、LDL-C、ApoA1、ApoB、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)及谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平。

1.4 统计学处理

统计分析采用PASW Statistics 17.0版统计分析软件,多组之间采用单因素方差分析比较,组间比较采用t检验,结果以±s表示。

2 结果与分析

2.1 GGP结合耐力运动对高脂模型大鼠TG、TC、LDL-C及HDL-C水平的影响

表1 GGP结合耐力运动对高血脂大鼠TG、TC、HDL-C、LDL-C水平的影响(x±s, n=10)Table 1 Effect of GGP combined with exercise on TG, TC, HDL-C and LDL-C in hyperlipemia rats (x±s, n=10)

由表1可知,与N组比较,F组大鼠TG、TC及LDL-C水平明显升高(P<0.001),HDL-C水平明显降低(P<0.01),表明高脂模型成立。与F组比较,E组TG、TC、LDL-C水平明显降低(P<0.05或P<0.01),HDL-C水平明显升高(P<0.05);G组TG、TC、LDL-C水平明显降低(P<0.05或P<0.01或P<0.001),HDL-C水平明显升高(P<0.05);GE组大鼠TG、TC、LDL-C水平明显低于F组(P<0.001),HDL-C水平明显升高(P<0.001)。与E组比较,G组TC水平明显降低(P<0.05),对TG、TC、HDL-C及LDL-C无明显差异(P>0.05);GE组TG、TC、LDL-C水平明显低于E组(P<0.05或P<0.01),HDL-C水平明显高于E组(P<0.05)。与G组比较,GE组TG、LDL-C水平明显降低(P<0.05),TC及HDL-C无明显影响(P>0.05)。

2.2 GGP结合耐力运动对高脂模型大鼠ApoA1及ApoB水平的影响

表2 GGP结合耐力运动对高血脂大鼠ApoA1、ApoB水平的影响( x±s, n=10)Table 2 Effect of GGP combined with exercise on ApoA1 and ApoB in hyperlipemia rats (x±s, n=10)

由表2可知,与N组比较,F组大鼠ApoB水平明显高于N组(P<0.01),ApoA1水平明显低于N组(P<0.001)。与F组比较,E组、G组、GE组ApoB水平均明显降低(P<0.05或P<0.01),ApoA1水平均明显升高(P<0.05或P<0.001)。与E组比较,G组ApoA1水平高于E组,ApoB水平低于E组,但均无明显差异(P>0.0 5);G E组A p o B水平明显低于E组(P<0.05),ApoA1高于E组,无统计学差异(P>0.05)。与G组比较,GE组ApoB水平明显降低(P<0.05),ApoA1水平高于G组,但无明显差异(P>0.05)。

2.3 GGP结合耐力运动对高脂模型大鼠SOD、GSH活性及MDA含量的影响

表3 GGP结合耐力运动对高血脂大鼠SOD、GSH 活性及MDA含量的影响(x±s, n=10)Table 3 Effect of GGP combined with exercise on SOD, MDA and GSH in hyperlipemia rats (x±s, n=10)

由表3可知,与N组比较,F组大鼠MDA含量明显升高(P<0.001),SOD活力明显降低(P<0.001),GSH活力低于N组,但无明显差异(P>0.05)。与F组比较,E组、G组SOD活力明显升高(P<0.05或P<0.001),MDA含量明显下降(P<0.05),但GSH活力无明显差异(P>0.05);GE组大鼠MDA含量明显降低(P<0.001),SOD及GSH活力明显升高(P<0.001)。与E组比较,G组SOD活力明显升高(P<0.05),MDA含量低于E组,GSH活力高于E组,但均无明显差异(P>0.05);GE组SOD和GSH活力明显高于E组(P<0.05),MDA含量明显低于E组(P<0.05)。与G组比较,GE组SOD、GSH活力明显升高(P<0.05),MDA含量明显降低(P<0.05)。

3 讨 论

随着人们生活水平日益提高,高脂血症发病率在逐年上升,大量研究表明,高脂血症是高血压、糖尿病、脂肪肝等疾病重要的危险因素[11]。有研究表明,经常运动可以减少机体脂肪、降低血压和胆固醇,升高HDL-C水平,使LDL-C减少,从而改善机体脂质代谢[12]。运动还可以通过减少血小板聚集,增强纤溶蛋白的溶解活性,抑制血栓的形成和冠心病的发展[13]。运动已成为有效预防高血脂的措施之一。但是在日常生活中,许多人常常忙于工作事务,而忽略了运动的时间和强度,并且长期运动很难坚持。长期服用降血脂药物会带来副作用,而中药具有疗效稳定、副作用小等优点,是目前常用的方法。本实验将人参糖肽与耐力运动相结合,用来治疗高脂血症大鼠,研究发现人参糖肽结合耐力运动对高脂血症大鼠血脂水平具有很好的调节作用。

血清中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平是反映机体脂质代谢的重要指标[14]。高脂血症的形成与血浆中LDL-C呈正相关,与HDL-C呈负相关,HDL-C可抑制细胞对LDL-C的摄取,阻碍胆固醇在细胞内堆积,把过多的胆固醇以酯的形式转运出来,从而阻止动脉硬化的发生[15]。本研究中,高脂饮食组大鼠血清TG、TC及LDL-C较正常对照组明显升高,产生高脂血症,造成脂质代谢紊乱。高脂饮食运动组大鼠进行有氧运动后,血清TG、TC及LDL-C较高脂饮食组显著降低,HDL-C显著升高,说明有氧运动可以有效预防高脂饮食造成的脂质代谢紊乱。TC水平下降可能与运动促进胆固醇逆向转运有关,运动提高肝脂酶活性,促进外周组织的胆固醇向HDL-C转移。LDL-C主要依赖肝脏LDL-C受体清除。有研究证实,高脂饮食引起大鼠肝脏LDL-C受体活性下降,而有氧运动显著增强高脂血症大鼠肝脏LDL-C受体mRNA表达。本研究表明,GGP结合耐力运动组大鼠TC、TG及LDL-C水平均明显低于单纯运动,而HDL-C水平则明显高于单纯耐力运动,提示耐力运动结合GGP可改善高脂血症大鼠脂代谢紊乱,减缓高脂饮食造成的血脂紊乱,其作用优于单纯耐力运动或单纯注射GGP,对于调节脂类代谢具有积极作用。

ApoA1是HDL-C的主要载脂蛋白,具有结合转运脂质,稳定脂蛋白结构的功能,同时可促进主动脉细胞及纤维细胞中游离胆固醇的清除,还可与HDL-C从外围组织摄取胆固醇转移到肝脏内代谢[16]。因此,提高ApoA1水平,可使高脂血症患者的脂质清除功能增强,从而增加TC的清除速度。ApoB是LDL-C的主要的载脂蛋白(占95%以上),它可刺激动脉平滑肌的增殖,并能加速巨噬细胞内胆固醇的酯化作用,促进泡沫细胞的形成,是发生动脉硬化的危险因素[17-18]。本结果显示,F组大鼠ApoA1水平明显低于N组,ApoB明显高于N组,表明高脂大鼠体内载脂蛋白水平存在异常。单纯耐力运动与单纯注射GGP均可升高ApoA1含量,降低ApoB含量,该结果提示,注射GGP与耐力运动可调节载脂蛋白(作为配体与相应受体结合)参与脂蛋白的代谢。GGP结合耐力运动更能升高ApoA1水平,降低ApoB水平,其作用优于单纯耐力运动或单纯注射GGP,对机体脂质代谢紊乱具有较好的调节作用。

高脂饮食可导致机体血清抗氧化酶活性下降,增加机体脂质过氧化的程度。高脂饮食导致的脂代谢紊乱可能与机体抗氧化酶能力下降有关[19-20]。SOD是体内重要的抗氧化酶和氧自由基清除剂,对机体的氧化与抗氧化平衡具有至关重要的作用,其活性的高低可间接反映机体对氧自由基的清除能力;MDA是脂质过氧化的终产物,它能使细胞膜的流动性和通透性发生障碍,引起细胞功能失调甚至破裂和死亡,是反映机体脂质过氧化物水平的灵敏指标[21-23]。GSH也能清除自由基,防止氧化损伤,并能结合毒物,加速代谢[24]。本实验结果显示,与N组比较,F组SOD及GSH明显降低,MDA水平明显升高,说明高脂大鼠体内产生大量的脂质过氧化反应;运动组大鼠SOD明显升高,MDA明显下降,这可能是机体借助抗氧化系统进行自我保护的表现,对防止细胞免受自由基损害,保护线粒体能够进行正常的呼吸功能具有重要意义。与高脂模型组比较,注射GGP可明显升高SOD、GSH水平,明显降低MDA水平,证明GGP可有效提高高脂饮食大鼠抗氧化能力,并且具有清除自由基的作用。GGP结合耐力运动较单纯耐力运动或单纯注射GGP更能降低MDA含量,升高SOD及GSH水平,其作用优于单纯耐力运动或单纯注射GGP,说明其能更有效的抵抗由自由基,及代谢产物引起的脂质过氧化损伤,提高了机体抗氧化酶活性和清除自由基的能力,降低了机体脂质过氧化的程度。

综上所述,耐力运动对高脂大鼠脂质代谢与抗氧化具有一定的调节作用,但配合药物GGP可更有效地调节高脂大鼠的脂质代谢与抗氧化能力,提示在治疗过程中,GGP配合耐力运动,降脂效果会更佳。

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Effect of Ginseng Glycopeptide Combined with Endurance Exercise on Blood Lipids and Antioxidative Capacity in Hyperlipemia Rats

LIU Xue-mei1, CHEN Wen-xue2, YANG Ming2, YU De-wei2, YANG Ming2,*
(1. College of Physical Education, Changchun University of Chinese Medicine, Changchun 130117, China; 2. Jilin Academy of Traditional Chinese Medicine, Changchun 130012, China)

Objective: To investigate the effect of endurance exercise combined with ginseng glycopeptide on blood lipids and antioxidative capacity in hyperlipemia rats. Methods: A rat model of hyperlipidemia was induced by highfat diet feeding for 8 weeks. The rats not fed with high-fat diet were selected as the normal control group (group N), and the hyperlipidemia rats were randomly divided into four groups by total cholesterol, i.e., model control group (group F), 80 mg/(kg d) GGP group (group G), endurance exercise group (group E), 80 mg/(kg d) GGP coupled with endurance exercise group (group GE). Group E and group GE were subjected to small and medium-intensity running training for 8 weeks. GGP preparation in normal saline was subcutaneously injected to the rats from group G and group GE at a dose of 80 mg/(kg d). The model rats were subjected to subcutaneous injection with normal saline for 8 weeks. At the end of the experiment, total cholesterol (TC), triglyceride (TG), high density lipoprotein cholesterol (HDL-C), low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), apolipoproteins A1 (ApoA1) and B (ApoB), superoxide dismutase(SOD), malondialdehyde (MDA), and glutathione (GSH) were determined. Results: Compared with group N, group F showed significantly increased levels of TG, TC, LDL-C, ApoB and MDA (P < 0.01 or P < 0.001), but significantly lowered levels of HDL-C, ApoA1 and SOD (P < 0.01 or P < 0.001). Compared with group F, the levels of TG, TC, LDL-C, ApoB and MDA were increased significantly (P < 0.05 or P < 0.01 or P < 0.001), while HDL-C, ApoA1 and SOD were significantly lower than in group E, group G and group GE (P < 0.05 or P < 0.001). Compared with group E, TC level was significantly lower in group G (P < 0.05), while SOD was increased significantly in group GE (P < 0.05). However, other indices decreased but no statistical difference was found (P > 0.05). The levels of TC, TG, LDL-C and ApoB were significantly lower in group GE (P < 0.05 or P < 0.01), and HDL-C, SOD and GSH were increased significantly in group GE than in group E (P < 0.05). Compared with group G, the levels of TG, LDL-C and ApoB were significantly lower in group GE (P < 0.05), while SOD and GSH were increased significantly in group GE (P < 0.05). Similarly, other indices exhibited a reduction, but no statistical difference was observed. Conclusion: Blood lipid levels in hyperlipidemia rats are reduced in response to GGP injection combined with endurance exercise. This combination exerts a better lipid-lowering effect than either alone.

ginseng glycopeptide; endurance exercise; hyperlipidemia; hypolipidemic; antioxidation

R285.5

A

1002-6630(2014)17-0255-05

10.7506/spkx1002-6630-201417049

2013-11-21

刘雪梅(1964—),女,副教授,学士,研究方向为运动药理学。E-mail:yming9918@sina.com

*通信作者:杨明(1964—),男,研究员,学士,研究方向为中药药理学及新药开发。E-mail:yming9918@sina.com

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