运动训练与芒柄花素磺酸钠对高脂膳食大鼠降血脂效果的生物学研究

近年来，流行病学调查表明，随着人们生活水平的提高和膳食结构的改变，尤其是大量脂肪的摄入和运动的减少，由高脂血症所引起的脂肪肝以及动脉粥样硬化等心血管疾病的发病率持续上升，这不仅在中老年人群中有很高的发病率，而且在肥胖儿童中也呈递增趋势。引起高脂血症的因素很多，其中血脂代谢异常是脂肪肝和动脉粥样硬化发生的重要因素之一。脂肪肝并不是一种良性的静止的病变，如果迁延不愈，可进展为肝纤维化、肝硬化甚至肝功能衰竭，直接威胁人类的身体健康。目前，现代医学着重从病理生理学的角度出发，阐明其发病机理，从而找出相应的防治方法，他汀和贝特类药物的问世以及介入疗法的应用，对动脉硬化的防治做出了巨大贡献，但仍存在一些问题。 异黄酮类化合物是天然产物中的活性成分之一，具有较高的药用价值。芒柄花素属于异黄酮类化合物，广泛分布于豌豆、豇豆、大豆、刺果甘草、野葛根和红车轴草等食用及药用植物中，具有明显的降血脂、抗肿瘤、抗脂质过氧化、抗骨质疏松和抑制螺杆菌等活性。但是芒柄花素单体降血脂的作用效果至今未曾有过报道，因芒柄花素水溶性和脂溶性都很低，作为药物时生物利用度低、显效慢，并且只能制成口服药剂。为此，本实验将芒柄花素磺化，给它们的分子结构中引入磺酸基而增加其水溶性，并建立实验性大鼠高脂膳食动物模型，从血脂、肝脂和肝功能以及病理组织学等方面，观察和探讨芒柄花素治疗脂肪肝、高脂血症的作用效果，为降脂保肝新药的开发提供理论依据。 方法：3月龄雄性SD大鼠(由西安交通大学医学院动物管理中心提供))70只，体重200+20g，国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养，自由饮食，温度17℃-23℃，湿度40％-60％。适应性喂养1周后进行实验。采用高脂膳食诱导大鼠高脂模型，实验分为正常对照组(A组)、高脂模型组(B组)、有氧运动组(C组)、高脂模型加芒柄花素磺酸钠组(D组)、高脂模型加芒柄花素磺酸钠加运动组(E组)、芒柄花素磺酸钠组(P组)、高脂模型加辛伐他汀组(G组)，共7组。运动负荷参照Bedford的研究进行(1979)，训练频率为5d／week，递增速度3m／min、时间5min，运动至速度为20m／min，时间为45-60min，训练过程可用电刺激来强迫大鼠进行跑台训练(电刺激＜1mA)，整个实验过程共持续8Weeks。将所有动物在第8Week末静食12h后次日进行取材、制备血清、血浆和肝组织匀浆液，测试运动和芒柄花素磺酸钠对大鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白．胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)、血管紧张素(AngⅡ)、内皮素(ET)、血睾酮(T)、皮质酮(C)、瘦素以及肝匀浆TC、TG的含量、肝谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、谷氨酰氨基转移酶(GGT)的活性；并观察肝组织形态学和免疫组织化学指标的变化。 结果： 1高脂膳食可导致大鼠TC、TG、LDL升高，HDL降低；运动与芒柄花素磺酸钠作用后TC、TG、LDL显著性降低，HDL显著性升高；载脂蛋白Apo A显著性升高，Apo B显著性降低；血清瘦素显著性降低。说明运动与芒柄花素磺酸钠的降脂作用与载脂蛋白和血清瘦素的关系密切， 2高脂膳食可导致大鼠肝脏TC和TG显著性升高，肝功能显著性降低(ALT和AST升高)，但经过运动和芒柄花素磺酸钠干预后TC和TG显著性降低，肝功能显著性升高。而芒柄花素磺酸钠降脂效果稍高于运动组。表明运动和芒柄花素磺酸钠可预防和治疗脂肪肝，改善肝功能的作用，且肝功能的改善与肝脏脂肪代谢有一定的关系。 3高脂膳食可导致大鼠血浆AngⅡ和ET含量显著性升高，但经过运动和芒柄花素磺酸钠干预后均显著性降低，表明有氧运动和芒柄花素磺酸钠对高脂膳食大鼠血管内皮有保护作用；有氧运动和芒柄花素磺酸钠干预后，大鼠血睾酮含量显著性下降，表明运动和芒柄花素磺酸钠可对由血睾酮升高引起的内皮细胞功能紊乱、促进脂质沉积、导致内皮损伤有预防和治疗作用。 4高脂膳食可使大鼠肝组织NF-κB、Bax和UCP-2表达增加，运动训练和芒柄花素磺酸钠作用后可显著性降低NF-κB、Bax和UCP-2的表达，使肝细胞凋亡减少，NF-κB调控的炎症因子受到抑制，从而起到保护肝组织的作用；UCP-2表达降低可调节肝细胞脂肪的代谢。因此，运动和芒柄花素磺酸钠的降脂保肝作用与肝组织Bcl-2、Bax、NF-κB和UCP-2的表达关系密切。 结论：芒柄花素磺酸钠和运动可显著降低高脂大鼠血清和肝脏中TC的含量，减轻肝细胞脂滴堆积，降低肝酶活性，具有降脂护肝作用；芒柄花素磺酸钠和运动的降脂护肝作用机理与AngⅡ、ET、NF-κB和UCP-2以及细胞凋亡关系密切。