大豆皂甙对大鼠脂质代谢影响的研究

随着经济的发展,物质的丰富,人们生活水平的提高,动物性食物摄入增加,膳食结构的变化,高脂血症已经成为一种常见病、多发病,是诱发冠心病、动脉硬化、脑血管性痴呆、脂肪肝、糖尿病、胆囊炎、肥胖症、性功能衰退等病症的重要因素。因此,控制和调节血清中总胆固醇(TC),甘油三脂(TG),低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)浓度是预防和治疗高血脂病及其并发症的关键。 心脑血管疾病已成为危害人类健康和影响社会劳动力的主要疾病,20世纪初期全球心血管死亡率仅占总死亡率的10﹪以下,21世纪初期心血管病死忘率已占发达国家总死亡率的近50﹪,发展中国家的20﹪。据统计,我国每年有300万人死于心血管病。而脂质代谢异常,特别是总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白(LDL)或极低密度脂蛋白(VLDL)增高,相应的载脂蛋白B(apoB)增高,高密度脂蛋白(HDL)减低,载脂蛋白A(apoA)减低都被认为是危险因素。临床实践中, TC及LDL增高被受关注。如何有效调节血脂,是目前营养学研究的热点之一。心脑血管疾病的病理基础是动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS),而脂类代谢与心血管疾病密切相关,脂质代谢紊乱所致的AS是引起心脑血管疾病发生、发展的重要危险因素。 大豆皂甙( soyasaponin, ss)是从豆科植物中提取出来的一种五环三萜类皂甙,是一种应用价值广泛的天然生物活性物质。大豆皂甙是从豆科植物中提取出来的一类化学物质,由糖和非糖物质结合而成,因其水溶液摇振时能产生大量持久的蜂窝状泡沫与肥皂相似而闻名,是一种具有广泛应用价值的天然生物活性物质,其分子由低聚糖与齐墩果烯三萜连接而成,即由萜类同系物(称为皂甙元)与糖(或糖酸)缩合形成的一类化合物[1-3]。文献报道[4-5]大豆皂甙血清中脂质的氧化,抑制过氧化脂质的生成并能降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量。脂肪细胞中由肾上腺素诱导的脂质化过程可能是由于大豆皂甙存在而受到抑制。大豆皂甙可抑制ACTH诱导的脂质化过程。金吉淑研究表明[6],当体内产生过多活性氧自由基时,各血浆脂蛋白存在着明显的氧化应激,尤其LDL氧化修饰作用增强,极易转化为氧化低密度脂蛋白,它是动脉粥样硬化最重要的致病因素。HDL主要通过体内胆固醇的逆向转运体系来行使其抗动脉粥样硬化功能,被认为是体内重要的抗动脉粥样硬化脂蛋白[7]。 最新研究发现HDL还具有抑制LDL氧化的功能,但被氧化后HDL抗动脉粥样硬化作用减弱,反而转化成致动脉粥样硬化脂蛋白[8]。脂蛋白发生氧化修饰时,其氧化最初表现在脂蛋白脂质成分的过氧化修饰上,因此在脂蛋白氧化的初期防止其脂质发生过氧化,对心脑血管疾病的预防非常重要。大豆异黄酮和皂甙是近年来研究广泛的抗氧化成分,该实验结果表明,大豆皂甙明显降低人血浆过氧化脂质水平,尤其能降VLDL、LDL和HDL过氧化脂质水平,这意味着大豆皂甙经过消化吸收进入体内仍发挥其抗氧化活性,增强了人血浆抗氧化能力,阻碍脂蛋白脂质发生过氧化修饰,从而防止其转化为氧化型脂蛋白,此作用有助于动脉粥样硬化的防治。既往研究中SS在降血脂中使用剂量报道甚少,为探明SS的有效作用剂量,以保证食用的安全性,本研究设计以本课题以高脂膳食(饲料)诱发的高脂血症大鼠为模型,观察大豆皂甙对大鼠血清脂质、脂蛋白以及载脂蛋白(apolipoprotein,apo)A、B、C、E的影响,同时通过对血浆前列腺(环)素(prostacyclin,PGI2)、血栓素A(2thromboxane A2,TXA2)、一氧化氮(nitric oxide,NO)等测定,从血管内皮细胞活性物质、血液流变学,进一步探讨大豆皂甙干预在AS防治中的相关机制。 本实验选用60只健康成年SD大鼠(体重260～300g),雌雄各半,随机分为5组,分别普通饲料组(正常对照组ND),高脂饲料组(高血脂模型组HFD),实验Ⅰ组、实验Ⅱ组、实验Ⅲ组。每组12只,大鼠单笼饲养,自由摄食和饮水,SS不同剂量组喂养4w和8w后处死动物。分别于实验的中、末期,大鼠在禁食12h后,经眼眶静脉丛和股静脉取血,制备血清和血浆,并于实验末期处死大鼠,取肝脏进行病理切片观察。本实验用酶法测定了大鼠血清TC、TG、VLDL-TG、LDL-C和HDL-C水平,用免疫比浊法测定了血清apoA-1、B、C、E含量;并利用HE染色技术在光镜下观察了大鼠肝脏的脂滴沉积情况。在确定SS对高脂血症大鼠血脂的调节作用后,进一步探讨其有效剂量对于抗AS及对心血管保护的作用机制,用放射免疫法测定血浆PGI2和TXA2含量和硝酸还原酶法测定血浆NO含量,同时对高、中、低切全血粘度(viscosity of whole blood,WBV)、血浆粘度(plasma specific viscosity,ηp)、血液还原粘度(blood reduced viscosity,ηr)和红细胞压积(hematocrit,HCT)进行测定,以观察其对血管内皮细胞活性物质及血液流变学影响; 主要实验结果和结论如下: 1、在大鼠饲料配方中,大鼠基础饲料组成豆饼20%、小麦粉19%、玉米粉15%、大米粉20%、麸皮15%、鱼粉5%、骨粉3%、酵母1%、食盐1%、鱼肝油1%。高脂饲料组在基础饲料上加入2%胆固醇,10%猪油,1%胆盐,实验Ⅰ组experimentⅠ)分别在高脂饲料基础上加入0.05mg/100g大豆皂甙;实验Ⅱ组(experimentⅡ)在高脂饲料基础上加入0.10mg/100g大豆皂甙;实验Ⅲ组(experimentⅢ)在高脂饲料基础上加入0.15mg/100g大豆皂甙,通过实验中期检测大鼠血清脂质水平,结果显示饲喂高脂饲料大鼠血清TC、TG水平均显著增高,提示高脂血症大鼠造模成功。 2、在膳食中添加不同剂量大豆皂甙后,各实验组均能显著降低高脂血症大鼠血清TG、TC、VLDL-TG和LDL-C并同时显著升高HDL-C水平,有效降低AI值;降低血浆apoB、E并同时升高apoA-1,有效降低apoB/apoA-1值,提示大豆皂甙通过对血中脂质、脂蛋白、apo水平的影响,可有效促进机体脂质代谢,调节血脂紊乱。 3、高脂血症能明显影响血管内皮细胞活性物质的生成,而SS可显著降低血浆TXA2和血浆PGI2的含量,提高大鼠和NO含量,提示大豆皂甙改善血管内皮功能,有利于AS和CHD的预防。 4、SS能明显改善大鼠血液流变学,提示SS通过提高红细胞变形能力,降低红细胞聚集性来改变血液的粘滞状态,从而达到降低血液粘度,有效预防血中脂质在动脉壁的沉积。 5、高脂血症组大鼠肝细胞出现明显脂肪变性,大豆皂甙能显著抑制高脂血症导致的肝细胞损伤。 6、实验组0.05mg/100g-0.15mg/100gSS对高脂血症均有治疗作用,其中,0.10mg/100g和0.15mg/100g对高脂血症的治疗作用优于0.05mg/100g组,而0.10mg/100g和0.15mg/100g之间无显著性差异。 综上所述,SS能显著降低血清TC、TG、VLDL-TG、LDL-C并升高HDL-C水平,有效降低AI值;降低血浆apoB、apoE并升高apoA-1含量,有效降低apoB/apoA-1值,具有调节血脂紊乱作用; SS通过改善血管内皮细胞活性物质及血液流变学,达到防治AS及心血管疾病作用,在有效剂量方面,实验组均能有效抑制血脂异常,其中0.10mg/100g和0.15mg/100g对高脂血症的治疗作用优于0.05mg/100g组,而0.10mg/100g和0.15mg/100g之间无显著性差异。为今后更好的探索SS在心血管疾病方面的治疗剂量提供了实验基础。