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野菠萝提取物降脂减肥作用的实验研究*

2020-08-01蔡彩荣袁素梅张小坡谭银丰

世界科学技术-中医药现代化 2020年5期
关键词:菠萝脂质提取物

蔡彩荣,曾 婷,袁素梅,张小坡,谭银丰**

(1. 海南医学院第一附属医院药学部 海口 571199;2. 海南医学院药学院 海南省热带药用植物研究开发重点实验室 海口 571159)

肥胖和超重已经成为发达国家和部分发展中国家的重要健康问题。世界卫生组织(WHO)报道,2016年,全球18 岁及以上的成年人中逾19 亿人超重,其中超过6.5亿人肥胖,超过3.4亿名5-19岁儿童和青少年超重或肥胖[1]。与体重正常的人相比,肥胖者更易罹患高血脂、高血糖、高血压等病症。一方面人们应该加强运动健康饮食,另一方面具有减肥降脂作用的保健食品也为市场所需。

野菠萝是露兜树属植物露兜簕(Pandanus tectorius(L).Parkins)的果实。因形状类似菠萝,岭南民间习称野菠萝。野菠萝在海南分布广泛,资源丰富,民间可作为野果食用,果肉甜味,但果肉中富含维管组织,口感较差,因此不太受欢迎,在海南民间用于痢疾、咳嗽的治疗。露兜簕的根、叶等部位可作药用,具有清热祛湿、利尿解表、行气平肝等功效[2,3]。现代药理学研究表明,野菠萝有效成分可以调节糖尿病小鼠的脂质代谢,减少体内脂肪堆积,改善胰岛素抵抗[4,5]。野菠萝有长期作为野果食用的历史,目前尚未见食用后产生毒副作用的报道,安全性较高,非常有利于开发减肥保健食品。

1 材料

1.1 药品、试剂与仪器

野菠萝,采集自海南省海口市东部沿海地区,经海南医学院药学院生药学教研室田建平教授鉴定为露兜树属植物露兜簕(Pandanus tectorius(L).Parkins)的果实。胆固醇测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司);甘油三酯测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司);葡萄糖测定试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司);低密度脂蛋白胆固醇(LDL)测试盒(南京建成生物工程研究所);高密度脂蛋白胆固醇(HDL)测试盒(南京建成生物工程研究所);美谷分子仪器(上海)有限公司;日本久保田KUBOTA 5922型低温离心机。

1.2 实验动物与饲料

SPF 级7 周龄16-20 g 雄性C57BL/6 雄性小鼠70只,由长沙天勤生物技术有限公司提供,动物质量合格证号:No.43006700017619,许可证号:SCK(湘)2014-0011。TP23300型60%高脂高糖饲料(含蛋白质19.4%、碳水化合物20.6、脂肪60%、热量5.1 千卡/g)和对照饲料(含蛋白质19.4%、碳水化合物70.6、脂肪10%、热量3.6 千卡/g),由南通特洛菲饲料科技有限公司提供。

2 方法

2.1 野菠萝提取物的制备

取野菠萝干果,水洗净,每千克加入3 升水,浸泡过夜。加热至沸腾后提取1.5 h,过滤收集提取液,同法再加水提取一次,合并两次提取液,加热浓缩至流浸膏状,得野菠萝提取物(YBL)。提取物得率为3.24%。

2.2 动物分组与实验方案

参考文献报道[6]与国食药监保化[2012]107号中《减肥功能评价方法》确立的保健食品减肥功效的评价方法[7]设计野菠萝提取物减肥作用动物实验研究方案。

选用无特定病原体(Specific Pathogen Free,SPF)级7 周龄16-20 g 雄性C57BL/6 雄性小鼠70 只。适应性饲养5 天后,取60 只小鼠喂食TP23300 型高脂高糖肥胖模型饲料诱导肥胖模型,另10只作为空白对照组喂食TP23302 型对照饲料。肥胖模型饲料喂养第4 周(第24 天),60 只小鼠按体重增重排序,淘汰体重增重较低的1/3肥胖抵抗小鼠。将筛选出的40只肥胖敏感小鼠随机分为4 组:模型组、YBL 高剂量组、YBL 中剂量组、YBL 低剂量组,继续喂食肥胖模型饲料,空白对照组继续给予低脂低糖对照饲料。所有小鼠均单笼饲养。肥胖模型饲料喂养第5 周(第30 天),将YBL 溶解于纯净水中使浓度分别为2.4 mg/mL、1.2 mg/mL、0.6 mg/mL,给予YBL高、中、低剂量组动物饮用。每周记录各组动物给食量、撒食量、剩食量,记录饮水量、体重变化。根据饮水量测量结果,每30 g 体重的小鼠每日饮用量为5.0±0.8 mL,则各组小鼠每日给药YBL提取物剂量分别约为400 mg/kg、200 mg/kg、100 mg/kg。

肥胖模型饲料喂养第13 周(给药YBL 干预第54天),以第13 周体重减去第1 周体重计算各组小鼠增重。所有小鼠禁食12 h 后,异氟烷麻醉,经眼眶静脉丛采血,4000 rpm 离心分取血清,-80℃保存待测。脱颈椎处死小鼠,剖开腹部,拍照记录腹部脂肪堆积情况,取肾周围脂肪、睾丸周围脂肪,并称重,计算脂/体比。取肝组织一部分放入4%多聚甲醛中保存,制备病理切片,HE染色后观察病理变化。

2.3 数据处理、统计方法

实验计量数据以均数± 标准差(± s)表示,采用SPSS17.0 软件分析,经正态分布与方差齐性检验后,多样本均数比较采用方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)分析,多组间两两差异采用LSD-t检验,以P<0.05为差异具有统计学意义。

3 实验结果

3.1 野菠萝提取物对肥胖模型小鼠体重、食量、脂/体比、增重的影响

高脂高糖肥胖模型饲料喂养4周后的小鼠与对照饲料喂养的正常小鼠体重明显增加(p<0.05),此后体重差异越来越大,脂肪/体重比值显著升高。第13 周实验结束时,日常饮用野菠萝提取物(YBL)溶液(浓度2.4 mg/mL,1.2 mg/mL)的干预组小鼠比肥胖模型组小鼠体重和增重更小(p<0.05-0.01),脂肪/体重比值更低(p<0.05)。实验期间各组小鼠每日消耗的饲料量并无显著差异。详细结果见图1。

以上结果表明,野菠萝提取物干预后可以有效控制肥胖小鼠的体重增加趋势,降低体内脂肪比例。

3.2 野菠萝提取物对肥胖模型小鼠血清脂质、葡萄糖水平的影响

高脂高糖肥胖模型饲料喂养13 周后的小鼠与对照饲料喂养的正常小鼠血清胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)等脂质水平显著增加(p<0.05-0.01),血清葡萄糖(Glu)含量显著增高(p<0.01)。日常饮用野菠萝提取物(YBL)溶液(浓度2.4 mg/mL,1.2 mg/mL)的干预组小鼠比肥胖模型组小鼠血清CHO、LDL、Glu 水平更低(p<0.05-0.01),HDL 水平更高(p<0.05~0.01)。对血清中TG水平无显著影响。结果详见表1。

图1 YBL对肥胖模型小鼠的影响

表1 野菠萝提取物(YBL)对肥胖模型小鼠血清脂质、葡萄糖水平的影响

结果表明,野菠萝提取物干预后可以有效控制肥胖小鼠血脂CHO、LDL、Glu水平,可以升高HDL水平。

3.3 野菠萝提取物对肥胖模型小鼠肝脏组织病理形态的影响

肝脏组织切片HE 染色显微镜下观察可见肥胖模型小鼠肝组织脂肪堆积显著,细胞形态变大,呈周边型脂肪变。YBL 给药组小鼠不同程度的减轻了肝脏的脂肪性病变。结果详见下图2。

4 讨论

研究表明,野菠萝果实中富含有机酸[8]、黄酮[9]、萜类[10]、木脂素类成分[11],其中一些化学成分有很好的药理活性,比如抗氧化、抗炎、抗病毒等[12]。在前期研究中发现,野菠萝提取物富含咖啡酰奎宁酸部位具有显著的降低高脂血症金黄地鼠血清和肝脏血脂,调节糖脂代谢的作用。野菠萝咖啡酰奎宁酸化合物可以显著提高脂质过氧化物酶体增殖剂激活受体α亚型(Peroxisome proliferators-activated receptorsαhypotype,

PPARα)等相关基因的表达水平, 同时显著抑制胆固醇调节元件结合蛋白(Sterol-regulatory element binding proteins,SREBP)等脂质合成相关基因的表达水平。表明野菠萝可能主要通过调节PPARα通路,促进甘油三酯水解和脂肪酸分解产生降血脂脂作用[13,14]。

图2 YBL对肥胖模型小鼠肝脏组织病理形态的影响

本研究观察到野菠萝经简单的水煎煮提取后提取物即有降血脂减肥作用。野菠萝提取物并不减少高脂高糖饲料喂养小鼠的摄食量,说明其减肥、降脂作用不是通过减少食量产生的。同时,本研究中野菠萝提取物与之前发现的富含咖啡酰奎宁酸部位都可以降低肥胖模型动物的血脂水平,但对不同种类的血脂影响不完全一致。野菠萝富含咖啡酰奎宁酸部位显著降低高血脂症金黄地鼠血清CHO、TG、LDL,对HDL 无显著影响[13],而野菠萝提取物则显著降低肥胖模型C57BL/6小鼠CHO、LDL,升高HDL,对TG 无显著影响。导致实验结果差异的原因可能与选用的实验动物不同有关,金黄地鼠的胆固醇合成代谢中肝内合成途径所占比例较低[15],与人类的内源性胆固醇中肝脏合成途径只占10%比较接近,金黄地鼠更多应用于高血脂模型评价药物的降血脂作用[16,17]。大鼠、小鼠的胆固醇肝内合成途径可达60%以上,更多应用于肥胖模型[18]。此外,野菠萝提取物中除含有咖啡酰奎宁酸类成分外,尚还含有其他有效成分,也导致其降血脂效果不同。

最后,本研采用的肥胖模型诱导方法参考了国家食品药品监督管在2012 年4 月23 颁布的保健功能评价方法中关于减肥功能评价方法的模型,虽然该方法在国内得到普遍认可,并且在国际期刊上也发表了不少文章[19,20],但仍然存在一定缺点如实验动物饲料提供方认为在普通饲料中掺入脂肪制作肥胖模型饲料的做法很不严谨,很可能导致肥胖模型诱导失败,出现实验动物厌食、体重不增加甚至体重减少的情况[21]。因此,选择专业的饲料配方和产品是肥胖模型复制成功的关键之一。此外,对于减肥的药效评价,尚还缺乏权威有效的阳性对照药物。以上争议,有待今后的工作中进一步完善。

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