您好,欢迎来到潇湘粮网!

用户登录 免费注册 找回密码 网站导航 帮助

您当前位置:首页 > 粮食文化 > 五谷杂粮 > 正文

西瓜籽油辅助降血脂功能研究

2017/6/1 8:45:31 来源: 《中国油脂》2017年第二期 点击:361次

  近年来,心脑血管疾病的发病率逐渐增加,严重威胁着人类健康。高脂血症是一类常见的脂蛋白代谢紊乱性疾病,是诱发心脑血管疾病的重要危险因素之一。因此,预防和控制血脂升高已成为学者们研究的热点之一。许多学者采用从食物中提取天然活性物质进行血脂调控研究,证实通过食物途径预防和调节高脂血症安全可行,并且可以克服药物的毒副作用。因此,研究既有营养价值又有降脂功效的保健食品是防治高脂血症的重要研究方向。
  
  西瓜籽为西瓜的种子,可以食用或药用,是深受人们喜欢的休闲食品。西瓜籽中油脂含量丰富,尤其西瓜籽油中富含亚油酸、维生素E、黄酮等成分,具有较高的营养价值和开发前景。目前西瓜籽油的功能研究报道极少,而有关其辅助调节血脂的功能研究还未见报道。为此,本试验以雄性Wistar大鼠为试验动物,通过建立混合型高脂血症动物模型,在饲喂高脂饲料的同时灌胃不同剂量的西瓜籽油,观察其对血脂代谢的影响,为更广泛利用西瓜籽油资源和开发新的调节血脂功能食品提供参考。
  
  1材料与方法
  
  1.1试验材料
  
  1.1.1受试物及试验动物
  
  西瓜籽油(Watermelonseedoil,WSO):本实验室通过水酶法制备,其脂肪酸组成为亚油酸73.69%、油酸9.25%、棕榈酸9.83%、硬脂酸6.82%、花生酸0.23%、亚麻酸0.18%,维生素E含量45mg/100g,植物类黄酮含量53mg/100g。
  
  试验专用雄性Wistar大鼠48只,体重(80±5)g,由四川大学试验动物中心提供,动物合格证号为SCXK(川)-2013-026。
  
  高脂饲料配方:20.0%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,其余为基础饲料;基础饲料配方:按GB14924.3—2010《实验动物配合饲料营养成分》配制。
  
  1.1.2仪器及试剂
  
  TE412-L电子天平:德国Sartorius公司;XHF-D型高速分散器:宁波新芝生物科技有限公司;St16r型冷冻离心机:赛默飞世尔科技(中国)有限公司;UV-3200型紫外/可见分光光度计:上海美谱达仪器有限公司;7890A型气相色谱仪:安捷伦科技(中国)有限公司;RM2135型半自动切片机:德国莱卡公司;NIS-ElementsBR显微摄像仪:日本尼康公司。
  
  总胆固醇(TC)测试盒、甘油三酯(TG)测试盒、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)测试盒、脂蛋白脂酶(LPL)及肝脂酶(HL)测试盒、超氧化物歧化酶(SOD)测试盒、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)测试盒、丙二醛(MDA)测试盒:均由南京建成生物工程研究所提供。血脂康胶囊:北京北大维信生物科技有限公司;胆固醇、胆酸钠:安徽天启化工科技有限公司;三氯甲烷、异丙醇、无水乙醇等:均为国产分析纯。
  
  1.2试验方法
  
  1.2.1动物建模、分组和给药
  
  按照国食药监保化[2012]107号文中《辅助调节血脂功能评价方法》要求,通过建立混合型高脂血症动物模型进行辅助调节血脂试验。将48只雄性Wistar大鼠适应性喂养5d后按体重随机分为2组,8只大鼠作为阴性对照组给予基础饲料,剩余40只作为模型组给予高脂饲料。模型组给予高脂饲料喂养15d后,阴性对照组和模型组大鼠不禁食尾部采血测定TC、TG水平。根据TC水平将模型组随机分成5组,即高脂对照组、阳性对照组和3个剂量组,每组8只,分笼喂养。
  
  按照2007版中国居民膳食指南中建议每日烹调油用量为25g计算,成人以60kg计,即成人每日摄入量为0.42g/kg。分组后,动物灌胃剂量按照“人和动物体表面积折算的等效剂量比值表”进行折算,3个剂量组每日早晨以2.6g/kg(Ⅰ组)、7.7g/kg(Ⅱ组)、13.0g/kg(Ⅲ组)剂量灌胃西瓜籽油(分别相当于人体推荐摄入量的1、3、5倍),阴性对照组、高脂对照组给予等体积蒸馏水,阳性对照组每日以0.06g/kg剂量灌胃血脂康胶囊内容物,连续灌胃30d。试验期间,阴性对照组给予基础饲料,高脂对照组、阳性对照组及3个剂量组给予高脂饲料,每周称重两次,期间观察大鼠精神、食欲、饮水、活动等情况。在试验结束时不禁食摘除眼球采血待用。
  
  1.2.2血脂代谢指标的检测
  
  1.2.2.1血清和肝脏脂质的检测
  
  血清中TC、TG、HDL-C的含量分别采用COD-PAP法、GPO-PAP酶法和双试剂直接法按试剂盒说明书进行测定;低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的测定采用Friedewald公式计算:LDL-C=TC-HDL-C-TG/5。
  
  肝脏TG、TC含量分别采用COD-PAP法、GPO-PAP酶法按试剂盒说明书进行测定。
  
  1.2.2.2肝组织肝脂酶和脂蛋白脂酶的检测
  
  HL和LPL的测定采用比色法按试剂盒说明书进行。
  
  1.2.3血清和肝脏抗氧化指标检测
  
  血清和肝脏中SOD、GSH-Px、MDA含量分别采用羟胺法、比色法以及硫代巴比妥酸法按试剂盒说明书进行测定。
  
  1.2.4肝组织病理组织学观察
  
  取部分肝组织,用10%甲醛固定,常规石蜡包埋,切片,HE染色,光镜下观察肝组织形态学变化。
  
  1.2.5数据统计
  
  试验数据采用Excel2003和SPSS17.0软件进行统计分析,数据以“x±SD”表示。
  
  2结果与分析
  
  2.1大鼠生长状况和体重变化
  
  试验期间各组大鼠背毛光滑明亮,食欲、饮水正常。体重变化见表1。

  
  由表1可知,经过适应性喂养后各组大鼠体重差异不显著(P>0.05);各模型组大鼠经高脂饲料喂养15d后,高脂对照组、阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组体重显著(P<0.05)高于阴性对照组。试验结束时,高脂对照组体重极显著(P<0.01)高于阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组及阴性对照组;阳性对照组与Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);阴性对照组低于阳性对照组,但是差异不显著(P>0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组与阴性对照组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组之间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。结果表明,西瓜籽油能降低高脂血症大鼠体重的增加幅度。
  
  2.2西瓜籽油对大鼠血脂和肝脂的影响(见表2)

  
  由表2可知,高脂对照组血清TG、TC、HDL-C、LDL-C含量与阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、阴性对照组差异极显著(P<0.01);阳性对照组TG、TC、HDL-C、LDL-C与Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),与阴性对照组差异不显著(P>0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组TG、TC、HDL-C、LDL-C与阴性对照组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组之间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。血脂是指血中的甘油三酯、胆固醇及其酯、磷脂、游离脂肪酸等。当血中TG、TC含量增高会导致脂蛋白部分变性,使胆固醇在体内沉积在动脉血管壁,诱发动脉粥样硬化。LDL能将肝脏合成的胆固醇转运到全身组织,血清LDL含量增加与动脉粥样硬化发生呈正相关。而HDL被认为是抗动脉粥样硬化脂蛋白,能将周围组织及动脉壁上的胆固醇运往肝脏代谢,防止脂质在动脉壁上沉积。Chilaka等通过给高脂血症大鼠灌胃不同剂量的柑桔种子油,发现柑桔种子油具有降低血清TG、TC、LDL-C含量,升高HDL-C的作用。Kumar等证实柠檬草油能降低高脂血症大鼠血清TG、TC、LDL-C含量,升高HDL-C含量。本试验结果表明西瓜籽油能显著降低大鼠血清TC、TG、LDL-C含量,显著升高HDL-C含量。
  
  高脂对照组肝脏TG、TC含量极显著(P<0.01)高于阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、阴性对照组;阳性对照组TG、TC显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组,与阴性对照组差异不显著(P>0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组TG、TC显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于阴性对照组,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组之间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。肝脏是脂肪合成的重要部位,当高脂饮食使进入肝脏的脂质较多,大量TG、胆固醇被合成后,可与载脂蛋白、磷脂等结合生成极低密度脂蛋白(VLDL),由肝细胞分泌入血进入肝外组织。当必需脂肪酸缺乏或中毒时,肝细胞合成的TG、胆固醇不能形成VLDL分泌入血,则以脂滴的形式聚集在肝细胞质中,就形成了脂肪肝。王敏等在研究苦荞胚油对高脂血大鼠血脂调节作用时证实,苦荞胚油可以降低肝脏TC、TG含量而调节血脂代谢。本试验结果表明,西瓜籽油能显著降低大鼠肝脏的TC、TG含量。
  
  2.3西瓜籽油对大鼠肝脂酶和脂蛋白脂酶的影响(见表3)

  
  由表3可知,高脂对照组HL活性极显著(P<0.01)低于阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、阴性对照组;阳性对照组HL与Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),与阴性对照组差异不显著(P>0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组HL显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于阴性对照组,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组之间差异极显著(P<0.01)。阳性对照组、高脂对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、阴性对照组之间LPL活性差异不显著(P>0.05)。HL在肝实质细胞中合成,其主要作用是水解VLDL、LDL中的TG和磷脂。本试验结果表明,西瓜籽油能显著增加高脂血症大鼠肝脏HL活性。张佰帅等证实富含不饱和脂肪酸的鹅油能通过提高肝脏HL活性而起到降低血脂作用,与本研究结果类似。LPL是一种肝外酶,能促进乳糜微粒和VLDL-C降解供能。本试验中各组LPL差异不显著,可能是由于LPL是在肝外组织表达后才运往肝脏发挥作用,因而其在肝脏中活性差异不显著。
  
  2.4西瓜籽油对大鼠血清及肝脏中SOD、GSH-Px、MDA的影响(见表4)

  
  由表4可知,高脂对照组血清SOD、GSH-Px、MDA含量与阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、阴性对照组差异极显著(P<0.01);阳性对照组SOD、GSH-Px、MDA与Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),与阴性对照组差异不显著(P>0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组SOD、GSH-Px、MDA与阴性对照组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组之间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。SOD和GSH-Px是体内重要的抗氧化酶,MDA是体内脂质过氧化产物,它们的变化均可反映组织细胞过氧化损伤的程度。Haggag等在研究膳食中不同脂类对大鼠血脂影响时发现,富含不饱和脂肪酸的油脂可以增加机体SOD、GSH-Px活性,降低MDA含量,提高机体抗氧化能力而间接降低血脂。本试验证实饲喂高脂饲料可显著降低大鼠机体的抗氧化能力,而西瓜籽油各剂量组可显著增加高脂血症大鼠机体的抗氧化能力。
  
  高脂对照组肝脏SOD、GSH-Px、MDA含量与阳性对照组、Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、阴性对照组差异极显著(P<0.01);阳性对照组SOD、GSH-Px、MDA与Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),与阴性对照组差异不显著(P>0.05);Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组SOD、GSH-Px、MDA与阴性对照组差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组之间差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。肝脏是机体重要的代谢器官,其自身抗氧化能力高低与肝脏对脂类的合成与代谢密切相关。本试验结果表明西瓜籽油各剂量组可显著提高高脂血症大鼠肝脏的抗氧化能力。李文敏等研究证实,石榴籽油可提高肝脏的抗氧化能力,而肝脏的脂质过氧化程度又与机体血脂水平升高呈正相关,与本研究类似。
  
  2.5肝组织的剖检及组织病理学观察
  
  肉眼观察阴性对照组、阳性对照组、试验Ⅰ组肝脏无异常;高脂对照组肝脏体积增大,组织表面色泽较黄;试验Ⅱ组、Ⅲ组肝脏略增大,色泽微黄。
  
  病理切片是反映大鼠肝脏是否完好最直接有效的科学手段,可以用于说明肝病的诊断及病变程度。镜下观察到阴性对照组肝小叶清晰,肝细胞索排列整齐,在中央静脉周围呈放射状分布;肝血窦结构清晰,胞浆内无脂滴,无异常改变,见图1。高脂对照组肝小叶界限不清,肝细胞索排列紊乱,大部分肝血窦消失;胞浆内出现很多大小不等的脂滴,严重者脂滴互相融合,将细胞核挤向细胞一侧,出现严重的脂肪变性,这表明建模成功,见图2。阳性对照组肝细胞内脂滴基本消失,偶见散脂滴,见图3。试验Ⅰ组肝细胞浆内有少量脂滴出现,脂肪变性程度明显轻于高脂对照组、试验Ⅱ组、Ⅲ组,见图4。试验Ⅱ组肝细胞浆内有部分脂滴出现,但脂肪变性程度轻于高脂对照组和试验Ⅲ组,见图5。试验Ⅲ组肝细胞浆内出现大量脂滴,但脂滴排列稀疏,其脂肪变性程度轻于高脂对照组,见图6。

  
  3讨论
  
  高脂血症动物模型的建立具有重要意义,它可直接反映受试物在调节血脂过程中功效的真实可靠性。通常高脂血症动物模型的建立主要有两条途径:高脂饲料诱发和非喂养法诱发动物模型。机体维持一定的血脂水平,是通过血中脂类的利用和转化、贮存之间的动态平衡来实现,而高脂成分的摄入可以破坏这种平衡。本试验是在动物饲料中加入过量胆固醇、胆盐及脂肪等,以建立试验性高脂血症大鼠模型。Kris-Etherton等建议采用大鼠、小鼠、猴等用于建立高脂血症动物模型。尤其大鼠模型在血清脂蛋白构成、肝脏胆固醇与脂蛋白代谢酶的调节等方面,与人较为接近;而且又具有饲养方便、食性与人相近、其病变与人体症状相似等特点,故本试验选择大鼠为试验动物。整个试验期间,各组大鼠食欲旺盛,体重增长迅速,无异常表现。在试验第15d,各模型组大鼠经高脂饲料喂养后体重和TC显著高于阴性对照组,表明高脂模型造模成功。在试验结束时,高脂对照组体重极显著高于其他组,血清TC、TG、LDL-C含量和肝脏TC、TG含量极显著高于阴性对照组和各剂量组,血清HDL-C含量极显著低于阴性对照组和各剂量组,而且高脂对照组肝组织切片发现胞浆内出现大量弥漫性脂肪变性,表明本试验建立的高脂血症动物模型详实可靠。这也再次印证长期高脂膳食可以导致高脂血症的形成,而且血清TC、TG代谢紊乱是导致高脂血症的重要因素。
  
  高脂血症是指血浆中TC和(或)TG升高超过正常范围的上限,是诱发心脑血管疾病的重要因素之一。膳食中脂肪含量与心血管疾病的发生有着密切关系。而食用油脂中最重要的成分是脂肪酸,油脂的营养价值很大程度取决于它的脂肪酸组成及配比。脂肪摄入过量尤其饱和脂肪酸摄入过量是导致TC、TG和LDL-C升高的主要原因。多不饱和脂肪酸可使血清TC、TG和LDL-C下降,如亚油酸具有降低血清TG、TC的作用已得到公认。单不饱和脂肪酸也能促进血清TC、TG和LDL-C下降,但对HDL-C影响不显著。Bos等研究证实单不饱和脂肪酸如油酸有明显的降脂作用。饱和脂肪酸中以豆蔻酸和月桂酸提高血清TC的作用最强,而硬脂酸不提高血清TC,也不使LDL氧化,而西瓜籽油中的饱和脂肪酸主要是棕榈酸和硬脂酸。Chandrashekar等将大豆油、葵花籽油和椰子油混合后研究其对高脂血症大鼠血脂的影响,发现混合油不仅增加了不饱和脂肪酸含量,还使不同脂肪酸的搭配比例更为均衡,降脂作用显著。Erkkila等研究认为亚油酸和油酸在降低血脂和防治心血管疾病方面具有协同增效作用。西瓜籽油中亚油酸含量丰富,同时还含有一定量的油酸,这对辅助降低血脂有重要作用。试验期间,各剂量组HL活性极显著高于高脂对照组。所以,西瓜籽油可能是通过提高肝脏HL活性以降低血清TG、LDL-C含量,由亚油酸将血中TC酯化为亚油酸胆固醇酯,再运往肝脏代谢,或是促进肝脏合成HDL将血中胆固醇逆向转运至肝脏降解,以降低血清TC含量。在纠正高脂血症大鼠脂代谢过程中,西瓜籽油通过增强其对脂质的代谢作用,明显改善了大鼠肝脏脂肪变性的程度,这与病理切片中各剂量组肝组织脂肪变性程度明显轻于高脂对照组相一致。在降脂过程中,不同剂量西瓜籽油对TC、TG、LDL-C和HDL-C的含量影响显著,以2.6g/kg剂量效果最佳,可能是当剂量超过2.6g/kg以后,西瓜籽油中的脂肪酸首先作为了三酰甘油的合成原料,削弱了降脂效果。
  
  此外,研究表明高血脂的发生与机体脂质过氧化损伤有关。脂肪摄入过量使过多脂质沉积于血管内皮,导致内皮产生的抗氧化酶含量下降,机体清除自由基的能力降低,产生大量自由基及MDA。而且进食大量脂肪可使血中脂肪酸含量快速升高,新陈代谢负担加重使线粒体氧化代谢产生的自由基超过体内抗氧化系统的清除量,机体产生氧化应激,阻碍线粒体继续对脂肪酸的氧化产能及细胞对脂肪酸的利用;同时血液中脂肪酸水平急剧升高,导致脂肪酸调节失衡,血脂代谢异常。Aviram研究认为提高机体的抗氧化能力可以辅助调节血脂,对心血管疾病起预防作用。Guo等在研究红花籽油的降血脂能力时证实,其机体抗氧化性增强对降低血脂起正向调节作用。西瓜籽油中的不饱和脂肪酸进入组织后,通过抑制血栓素B2的释放,增加机体SOD、GSH-Px活性,从而提高大鼠体内抗氧化能力。此外,西瓜籽油还含有一定量维生素E和黄酮类物质,这两者都具有很强的抗氧化作用。Pieszka等研究菜籽油、草莓种子油的抗氧化和降血脂作用时认为,其作用是通过不饱和脂肪酸、维生素E、黄酮类物质的联合作用而起效。本试验证实饲喂高脂饲料可导致大鼠机体抗氧化能力显著降低,而灌胃不同剂量西瓜籽油可显著提高机体的抗氧化能力,这与各剂量组机体SOD、GSH-Px活性和MDA含量与高脂对照组差异极显著相一致。所以,西瓜籽油降脂的另一途径可能是通过提高血清和肝脏SOD、GSH-Px活性,降低体内MDA含量来提高机体的抗氧化能力,从而间接调节血脂。
  
  4结论
  
  本试验通过建立混合型高脂血症动物模型进行西瓜籽油的辅助调节血脂试验,试验结果按照国食药监保化[2012]107号文中《辅助调节血脂功能评价方法》的评定标准,西瓜籽油能够降低血清TC、TG和LDL-C含量,升高HDL-C含量,具有辅助降血脂作用,以2.6g/kg剂量效果最佳。我国西瓜籽资源丰富,西瓜籽油作为其天然的提取物,安全无毒副作用,且成本较低,在开发调节血脂的保健食品方面具有很大前景。