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山楂、乌梅、葡萄皮、枸杞、桑葚复方组合物的体内降血脂作用

2022-09-13吴莎莎曹璨徐建文刘影

食品工业科技 2022年18期
关键词:高脂脂蛋白胆固醇

李 莹,吴莎莎,曹璨,徐建文,刘影

(哈尔滨医科大学公共卫生学院营养与食品卫生教研室,黑龙江哈尔滨 150001)

血脂异常(Dyslipidemias),又称高脂血症,是指血浆中的脂质成分和含量发生改变的一种代谢性疾病。通常表现为血清总胆固醇(TC)和(或)甘油三酯(TG)升高,也包括高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低或低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高。2018 年发表的中国慢性病及危险因素监测研究显示,中国18 岁以上成人中高总胆固醇、高甘油三酯、低HDLC、高LDL-C 患病率分别达到了6.9%、13.8%、20.4%、8.1%。目前临床上大多采用西药治疗,其疗效快,但易产生恶心、腹胀等不良反应,长期使用还会造成肝肾损伤。因此,开发更加安全无毒副作用的降脂产品逐渐成为新的趋势。

山楂是我国特有的药果兼用树种,运用高通量代谢组学的技术,Hu 等对高脂血症大鼠脂肪组织的代谢变化进行了非靶向分析,发现喂养高脂饮食时许多内源性分子发生改变,而在山楂提取物干预后恢复;乌梅作为一种传统补益中药,其叶提取物可以降低高脂饮食诱导的糖尿病小鼠血清TG 水平;葡萄皮中含有白藜芦醇、单宁、花青素等物质,可以通过调节脂肪酶活性、增加抗氧化能力、减少过渡金属以及自由基来改善血脂异常;枸杞中的枸杞多糖对高脂饮食诱导大鼠的肾脏损伤及脂质沉淀具有保护作用,其果实中的花青素可以通过改善小鼠的炎症和氧化应激水平来改善高脂饮食诱导的胰岛素抵抗;桑葚提取物可以通过调节高脂饮食大鼠内皮型一氧化氮合酶的表达来减轻内皮功能障碍,从而改善血脂异常。同时以上食物或药物均属于入药典的食药兼用品或食物,安全无毒,适合长期服用。目前,国内以山楂、乌梅、葡萄皮、枸杞、桑葚为复合原料的保健食品的研究尚未报道。

本实验首次对山楂、乌梅、葡萄皮等食物或药物进行科学组方,制备出一种具有辅助降血脂功能保健食品,并通过建立血脂异常大鼠模型,探究该组合物调节血脂的作用,以期提供一种更为安全,无毒副作用的调节血脂的新思路,并为其使用提供初步指导,进一步为新型降脂保健食品的开发提供支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

SPF 级健康雄性SD 大鼠 50 只,体重200±20 g,北京维通利华实验动物技术有限公司,许可证号:SCXK(京)2012-0001;在SPF 级动物实验中心(屏障环境)饲养(许可证号:SYXK(黑)2011007),温度21~23 ℃,湿度55%~58%;试验动物所用的清洁级饲料 北京科澳协力饲料有限公司(许可证号:SCXK(京)2009-0012);其中维持饲料配方:粗蛋白≥18%,粗脂肪≥4%,粗纤维≤5%,粗灰分≤8%,钙1.0%~1.8%,总磷0.6%~1.2%,水分≤10%;模型饲料配方:在维持饲料中添加20%蔗糖、15%猪油、1.2%胆固醇、0.2%胆酸钠,适量的酪蛋白、磷酸氢钙、石粉等,除了粗脂肪外,模型饲料的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、钙、磷、钙:磷均要达到维持饲料的国家标准;山楂、乌梅、葡萄皮、枸杞、桑葚 哈尔滨世一堂药店。

动物天平、电子天平 沈阳龙腾电子有限公司;Allegra64R 低温高速离心机 Beckman 公司;550 nm 酶标仪 BIO-RAD 公司;电热恒温水浴锅上海精宏医疗器械厂;TC、TG、LDL-C、HDL-C 试剂盒及脂蛋白脂肪酶、肝脂酶盒 北京中生生物工程高技术公司。

1.2 实验方法

1.2.1 受试样品制备及剂量设计 取山楂40 重量份、乌梅40 重量份、葡萄皮30 重量份、枸杞30 重量份、桑葚20 重量份,此复方的配制比例根据本研究团队前期配方优化研究确定。将各原料清洗去杂,60 ℃下干燥5 h,干燥后磨粉,过4 号筛混合均匀,辐照杀菌即得,得到的受试物为棕色粉末。感官检查依据GB 16740-2014《食品安全国家标准 保健食品》,取适量受试物置于白色瓷盘中,在自然光下观察色泽和状态,嗅其气味,用温开水漱口,品其滋味,未见异常。分别以人体每日推荐剂量(0.05 g/kg·BW)的30 倍、10 倍、5 倍为高剂量组(1.5 g/kg·BW)、中剂量组(0.5 g/kg·BW)和低剂量组(0.25 g/kg·BW)。

取150 g 受试物粉末,加蒸馏水至1000 mL,配成0.15 g/mL 的溶液,用于高剂量组给药;取50 g 受试物粉末,加蒸馏水至1000 mL,配成0.05 g/mL 的溶液,用于中剂量组给药;取25 g 受试物粉末,加蒸馏水至1000 mL,配成0.025 g/mL 的溶液,用于低剂量组给药。

1.2.2 实验动物分组及给药 屏障系统下适应性喂养一周后,按体重随机分成2 组,10 只大鼠给予维持饲料作为空白对照组,40 只给予模型饲料作为模型组。每周称量体重1 次。模型组给予模型饲料2 周后,空白对照组和模型组大鼠不禁食采血(尾部),采血后尽快分离血清,测定血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平。根据TC、TG 水平将模型组40 只动物随机分成4 组,即高、中、低剂量组(1.5、0.5、0.25 g/kg·BW)和模型对照组,每组10 只。分组后3 个剂量组每天按照10 mL/kg·BW 经口给予受试样品,空白对照组和模型对照组同时给予同体积的蒸馏水;空白对照组继续给予维持饲料,模型对照组及三个剂量组继续给予模型饲料。动物自由摄食及饮水,每周记录动物体重。

1.2.3 指标测定 连续灌胃30 d 后,于实验结束时不禁食采血,采血后尽快分离血清,按照试剂盒操作步骤,测定血清TC、TG、LDL-C、HDL-C 水平。采血后处死,立即取出并称重肝组织,测定肝脏系数。取部分肝组织匀浆,按照试剂盒操作步骤,测定肝脂肪酶(HL)、脂蛋白脂肪酶(LPL)活性。取肝右叶,10%福尔马林固定,石蜡包埋切片,进行HE 染色,光学显微镜下观察各组大鼠肝脏脂肪变性程度。

1.3 数据处理

实验数据用SPSS 软件进行统计,结果以平均值±标准差表示。各组间均数比较进行单因素方差分析,组间比较使用LSD 事后检验,检验水准=0.05。

2 结果与分析

2.1 受试物对大鼠体重的影响

由表1 可见,实验前及造模后,各剂量组与模型对照组相比,大鼠体重均无统计学差别。以1.5、0.5、0.25 g/kg·BW 剂量的受试物给予大鼠灌胃30 d 后,所有组动物生长、活动正常,各剂量组动物与模型对照组相比体重无显著性差别(>0.05)。

表1 受试物对大鼠体重的影响(,n=10)Table 1 Influence of the test substance on the body weight of rats (,n=10)

2.2 受试物对大鼠血清总胆固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)、血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的影响

由表2 可见,模型对照组的血清TC(<0.05)和TG 水平始终高于空白对照组,说明高脂模型是成功的。血清总胆固醇是血液中各脂蛋白所含胆固醇的总和,过高的TC 是动脉粥样硬化、冠心病等心血管疾病的危险因素之一;血清TG 升高常见于代谢综合症,研究显示轻度或中度TG 升高会增加患冠心病的风险。以1.5、0.5、0.25 g/kg·BW 剂量受试物干预30 d 后,高、中剂量组血清的TC 与模型对照组相比分别下降了28.27%、16.35%,且差异显著(<0.05);高、中剂量组血清TG 与模型对照组比分别下降了27.91%、15.12%,且差异显著(<0.05),说明该组合物可以起到调节体内脂质代谢的作用。血液中的TC、TG 需要与载脂蛋白结合进行运输。LDL 是胆固醇含量最高的脂蛋白,同时也是导致动脉粥样硬化的因素;HDL 则被证实能将外周组织的胆固醇转运至肝脏进行分解代谢,提示了其抗动脉粥样硬化作用。高、中剂量组血清的HDL-C 与模型对照组相比分别上升了65.72%、41.30%,且差异极显著(<0.01),高、中剂量组血清的LDL-C 与模型对照组相比分别下降了40.28%、15.28%,且差异显著(<0.05),说明该组合物可以调节血脂并抑制脂质的沉积,进而降低动脉粥样硬化发生的风险。Han 等通过给予肝损伤小鼠山楂果皮提取物,发现其血清TG、TG、LDLC 水平下降,HDL-C 水平上升,Mahmoudi 等也发现葡萄皮与葡萄籽提取物可以降低TC 水平,提高HDL-C 水平,这也与本文的研究结果相似。以上结果表明,本研究将这些食物或药物进行科学组方,得到的组合物具有一定的调节血脂作用,且各组分均属于药食同源的中药,更兼顾了使用的安全性、规范性及方便性。

表2 受试物对大鼠血清总胆固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)、血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的影响(,n=10)Table 2 Effects of test substances on serum total cholesterol,serum triglyceride,serum high-density lipoprotein cholesterol and serum low-density lipoprotein cholesterol in rats (,n=10)

2.3 受试物对大鼠肝脏系数和肝酯酶(HL)、脂蛋白脂肪酶(LPL)活性的影响

肝脏系数为肝脏重量与体重的比值,由表3 可见,以1.5、0.5、0.25 g/kg·BW 剂量的受试物给予大鼠灌胃30 d 后,除空白对照组外,各组肝脏系数无明显差异(>0.05),但各剂量组与模型对照组相比有一定的下降趋势,提示该组合物可能对于缓解大鼠肝脏脂肪堆积有一定作用。

表3 受试物对大鼠肝脏系数的影响(,n=10)Table 3 Effect of test substance on liver coefficient of rats(,n=10)

肝脂肪酶(HL)是一种主要由肝细胞产生的脂肪分解酶,在HDL 代谢中起重要作用。HL 不仅能水解HDL 中的甘油三酯和磷脂,还能刺激肝细胞对HDL-C 的摄取。脂蛋白脂肪酶(LPL)则是甘油三酯水解的限速酶,负责分解血液中的甘油三酯,同时还以不同方式促进不同组织的脂质和能量代谢。HL 及LPL 的活性降低会导致HDL-C 水平降低以及TG 水平上升,引起高脂血症。由表4 可见,以1.5、0.5、0.25 g/kg·BW 剂量的受试物给予大鼠灌胃30 d 后,高剂量组的HL、LPL 活性与模型对照组相比极显著升高(<0.01),提示该组合物可能通过提高HL 和LPL 活性加速脂质代谢,从而起到调节血脂的作用。此外,本研究结果显示,该组合物在低、中剂量时,对HL 及LPL 活性影响较小,提示其通过提高酶活性改善血脂代谢的作用可能需要在较为充足的剂量范围内实现。

表4 受试物对大鼠肝酯酶(HL)和脂蛋白脂肪酶(LPL)活性的影响(,n=10)Table 4 Effects of test substances on rat liver esterase and lipoprotein lipase activities (,n=10)

2.4 受试物对大鼠肝组织病理形态的影响

由图1 可见,空白对照组肝细胞排列整齐,细胞内基本无脂滴分布。模型对照组肝细胞内出现严重的脂变,且脂滴较大,说明高脂模型是成功的,造模大鼠的肝脏内存在脂肪堆积现象。而以1.5、0.5、0.25 g/kg·BW 剂量的受试物给予大鼠灌胃30 d 后,与模型对照组比,高、中剂量组脂滴空泡明显减少、脂滴泡缩小,低剂量组则略微减轻。肝脏吸收血液中的脂肪酸,并将其酯化为中性脂肪,而肝脂肪变通常是由于脂蛋白合成障碍等原因脂肪运输障碍,或对脂肪利用下降造成的,因此该结果提示了组合物具有一定代谢及转运脂肪的作用。

图1 HE 染色各组大鼠肝组织病理形态(100×)Fig.1 Pathological morphology of rat liver tissues in each group by HE staining (100×)

3 结论与讨论

血脂异常是心血管疾病的重要危险因素,尤其与动脉粥样硬化息息相关。一项流行病学调查显示,2010 年我国45 岁及以上人群的血脂异常患病率达到了42.84%,但其知晓率、治疗率和控制率仅为20.27%、14.41%、4.94%。研究表明,植物性保健食品中含有的许多生物活性成分,如类黄酮、生物碱、多糖、多酚等均具有调节血脂的作用。而传统医学中部分中药属药食同源中药,既具有调节血脂的作用,同时更兼顾了使用的安全性、规范性及方便性,提示可以将这些药物用于血脂异常的日常保健及预防。

本实验首次将山楂、乌梅、葡萄皮、枸杞、桑葚这些药物或食物进行科学配比,制备出一种具有辅助降血脂功能保健食品。通过构建高脂大鼠模型,探究该组合物的调节血脂作用。研究结果表明,该组合物能降低高、中剂量组大鼠血清总胆固醇、甘油三酯,低密度脂蛋白胆固醇水平,提高血清高密度脂蛋白胆固醇水平,提高肝酯酶、脂蛋白脂肪酶活性,改善肝细胞变性,具有调节血脂的作用。推测该组合物辅助调节血脂的机制可能为:该组合物中,山楂、乌梅及葡萄皮主要起到抗氧化的作用,调节机体氧化应激水平,抑制高脂饮食诱导的血管炎症,这种作用可能与山楂提取物的主要成分山楂黄酮、葡萄皮中富含的多酚、花青素及乌梅中所含的有机酸有关。与本文的研究结果相似,Shatoor 等发现,山楂提取物可以通过抗氧化机制及调节血清氧化低密度脂蛋白的水平;邓婉婷等研究了乌梅总有机酸提取物的抗氧化效果,结果表明其对DPPH 有较强的清除能力,提示了乌梅的抗氧化的能力;而葡萄皮中富含的多酚可以通过调节胰岛素敏感性和GLUT4 表达、预防骨骼肌和脂肪组织中的氧化应激来对肥胖和高脂饮食引起的相关代谢紊乱产生有益影响。同时,组合物中添加了枸杞、桑葚,这两种组分均具有减轻内脏脂质堆积的作用。现代药理学证明,枸杞中的枸杞多糖作为一种潜在益生元,可以通过增加肠道菌群多样性,尤其是降低了厚壁菌/拟杆菌的比例,改善脂质代谢和肠道疾病;桑葚果实可以防止食欲亢进,降低高脂血症带来的体重增加和内脏脂肪堆积,降低血清TG 及HDL-C 水平。该组合物中的成分相结合,从调节氧化应激水平、减轻内脏脂质堆积等方面共同作用,与传统医学中“寒温并用,消补同施”的理念相符合,共同起到辅助调节血脂的作用。

根据本实验结果,这种组合物可以起到辅助调节血脂的作用,但其具体机制尚未明确。同时该结果与动物模型的造模严重程度及动物个体差异有关,该组合物在人体中能否发挥同样的作用,以及在未来推广使用中可能存在的潜在问题都有待于进一步的研究。综上所述,本研究结果提供了一种更为安全无毒副作用的调节血脂新思路,并为其使用提供初步指导,进一步为新型降脂保健食品的开发提供支持。

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