条斑紫菜提取物对大鼠高血压的改善作用

任姗姗，李鹏高,*，唐玉平，张淑华，肖忠新，吴惠惠，魏守刚

(1.首都医科大学公共卫生与家庭医学学院，北京 100069；2.首都医科大学燕京医学院，北京 101300)

条斑紫菜提取物对大鼠高血压的改善作用

任姗姗1，李鹏高1,*，唐玉平2，张淑华1，肖忠新1，吴惠惠1，魏守刚1

(1.首都医科大学公共卫生与家庭医学学院，北京 100069；2.首都医科大学燕京医学院，北京 101300)

为研究条斑紫菜(Porphyra yezoensis)的抗高血压作用，用不同方式制备其提取物后灌胃给予自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)和血压正常的Wistar大鼠，监测颈总动脉血压变化情况。结果显示：条斑紫菜水提物和醇提物均无显著降压作用，而其胃蛋白酶酶解物、中性蛋白酶酶解物均具有一定程度的降压作用，且对心率及血压正常的Wistar大鼠血压无不良影响。与血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利相比，降压作用的大小顺序为卡托普利＞中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。表明条斑紫菜蛋白经中性蛋白酶和胃蛋白酶酶解后产生的活性肽具有高血压改善作用。

条斑紫菜；提取物；颈总动脉；高血压

根据中国居民第四次营养调查结果，我国高血压患者已超过1.6亿人，但其人群知晓率和控制率均较低，已成为一种严重影响我国居民身体素质和生活质量的慢性病，造成沉重的社会医疗负担[1]。研究表明，饮食因素在高血压的发生发展过程中起重要作用，通过合理膳食可有效预防和控制高血压[2]。此外，天然食物中含有的血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂等抗高血压物质也可起到平稳降血压的作用[3-4]。因此，研究开发此类食品具有广阔的应用前景，也符合社会发展趋势。

条斑紫菜(Porphyra yezoensis)属红藻门、原红藻纲、红毛菜科、紫菜属(Porphyra)，蛋白质含量高达39.4%～50.4%(干基)[5]。研究表明，其酶解多肽(peptides from Porphyra yezoensis，PPY)具有ACE抑制剂活性，可显著降低自发性高血压大鼠(SHR)的尾动脉压[3]；此外，膳食补充条斑紫菜也能显著降低高血压患者的血压并改善血管舒张功能[6]。

因此，本实验以自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats，SHR)为实验对象，通过颈动脉插管血压监测术观察各种条斑紫菜提取物的降压作用，为开发相关产品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

新鲜、干燥的条斑紫菜由宁波市鄞州繁达保健食品厂提供。

雄性SHR及雄性Wistar大鼠，体质量(300±50)g，由首都医科大学实验动物中心提供(SCXK(京)2006-0009)。动物实验符合《实验动物管理条例》，并经首都医科大学伦理委员会认可。

卡托普利 福建古田药业有限公司；乌拉坦 齐鲁制药有限公司；AS.1398中性蛋白酶 江苏无锡酶制剂公司；戊巴比妥钠和胃蛋白酶(pepsin) 美国Sigma公司。

BL-420F生物机能实验系统及TM_WAVE 1.0分析软件 成都泰盟科技有限公司；旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；真空冷冻干燥机 北京四环科学仪器厂；索式提取器 上海第三仪器厂；DC10电热恒温水槽、BP3105电子天平 德国Thermo Haake公司；E250酸度计 美国Beckman公司。

1.2 方法

1.2.1 条斑紫菜各种提取物的制备

水提物的制备：以去离子水为溶剂，料水比为1:20(m/V)，100℃煮1h，提取3次，合并提取液，旋转蒸发仪浓缩、冷冻干燥备用。

醇提物的制备：以无水乙醇为溶剂，料液比为1:25 (m/V)，用索式提取器室温下回流提取醇溶性成分7h，浓缩、冻干备用。

条斑紫菜蛋白质提取：参照文献[3,7]方法，将新鲜采集的条斑紫菜真空冷冻干燥、粉碎、取20g加入1L磷酸缓冲液(pH6.8)中，室温溶胀1h后在冰浴中超声10min，5000r/min离心20min，取上清液在0℃缓慢加入(NH4)2SO4使成60%饱和度，搅拌、静置8h后10000r/min离心10min得到粗蛋白，称质量后复溶在20mL磷酸缓冲液中透析除盐，得粗蛋白溶液。

胃蛋白酶解物制备方法为：将20mL粗蛋白溶液调至pH2，加胃蛋白酶在37℃条件下水解20h，100℃煮10min终止反应，调至pH7.0，冻干，称质量备用。

中性蛋白酶解物制备：取20mL粗蛋白溶液，调至pH7.5，加入中性蛋白酶40℃条件下反应20h，100℃、10min终止反应，冻干、称质量备用。

提取物得率/%=(m1/m2)×100

式中：m1为提取物质量/g；m2为提取所用条斑紫菜质量/g。

1.2.2 颈动脉血压监测

大鼠禁食12h后，腹腔注射戊巴比妥钠(20mg/kg)和乌拉坦(500mg/kg)麻醉[8]，固定于手术板上，颈部正中开口，插入气管插管以保持呼吸通畅。行一侧颈总动脉插管并与压力换能器相连，经放大器测量颈动脉血压。连接标准Ⅱ导联记录心电图，以BL420F型生物信号采集与处理系统每5min取一次值，记录血压和心率的变化。待指标稳定后经食管插管给予各种提取物，动物分组及灌胃剂量如下：1)对照组：5mL去离子水；2)卡托普利组：50mg/kg；3)水提物组：2500mg/kg；4)醇提物组：2500mg/kg；5)中性蛋白酶酶解物组：500mg/kg；6)胃蛋白酶酶解物组：500mg/kg；每组10只，各组基线收缩压(SBP)无显著性差异。灌胃后连续监测120min，以血压的变化值(Δ)反映提取物的降压作用。对于有降压作用的提取物，进一步以血压正常的Wistar大鼠为实验对象观察其对正常血压的影响。

1.2.3 统计分析

采用SPSS 10.0统计软件，实验数据以x±s表示，两组均数间差异比较采用t检验，多组均数间差异比较采用单因素方差分析，以P＜0.05为有统计学显著性意义。

2 结果与分析

2.1 条斑紫菜各种提取物的得率

各种提取物的得率如表1所示。

表1 条斑紫菜各种提取物的得率(n=3)Table 1 The yields of various extracts from purple laver (n=3)

2.2 麻醉对SHR大鼠血压的影响

SHR大鼠是研究原发性高血压的良好动物模型，也是用得最多的高血压模型动物[9]。表2显示，本实验所用SHR基线血压(SBP/DBP)水平在200/140mmHg左右，与人类高血压水平相近。麻醉后SHR血压出现明显下降，但仍保持高水平，与文献[8]报道一致；约30min后降至170/130mmHg左右，并可保持稳定约120min，因此本实验从麻醉后30min开始灌胃给予各种提取物，并连续监测120min血压的变化情况。

表2 SHR大鼠基线血压和心率(n=10)Table 2 Basal blood pressure and heart rate of SHR (n=10)

2.3 条斑紫菜提取物对SHR大鼠颈动脉SBP的影响

血压形成取决于心脏收缩、大血管弹性、血液本身、血液的黏稠度及外周阻力等因素。心脏收缩形成SBP，大动脉回缩形成DBP。根据世界卫生组织规定，成人SBP≥140mmHg或(和)DBP≥90mmHg时即可确诊为高血压。在临床中，SBP增高最常见，往往与年龄增长相关，也更难控制，SBP高说明大动脉弹性低，动脉已经硬化，往往比SBP和DBP都高的患者还要严重[10]。

图1 条斑紫菜各种提取物对SHR大鼠颈动脉收缩压(SBP)的影响Fig.1 Effects of various extracts from purple laver on carotid artery SBP in SHR

图1显示了给予条斑紫菜各种提取物后各组SHR大鼠颈动脉SBP变化值(ΔSBP)。其中，去离子水、水提物和醇提物组的ΔSBP围绕着0上下波动，既均未表现出明显的降压作用；在灌胃30min后，只有卡托普利、中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物组的ΔSBP一致性地呈现为负值，表明SBP下降，且降压作用逐渐明显。降压作用的大小顺序为卡托普利＞中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。105min时卡托普利组SBP基本降低到正常水平，中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物组的降压幅度分别为(30.07±8.53)mmHg和(14.45±5.11)mmHg，均具有统计学显著性意义(P＜0.05)。

卡托普利是临床应用时间最长的一种ACE抑制剂，适用于各种类型的高血压，但其长期应用副作用较多，对中枢神经系统、心血管系统、胃肠道、血液系统、肾脏、皮肤等均有一定的损害。因此，开发具有ACE抑制活性的天然食物具有重要意义。近年来发现能从许多食物中分离出ACE抑制肽[11]，条斑紫菜就是其中一种[3]，其降压作用虽没有卡托普利强，但作为一种营养丰富的食品，具有许多卡托普利不可比拟的优势。

2.4 条斑紫菜各种提取物对SHR大鼠颈动脉舒张压(DBP)的影响

临床上还有一些患者SBP不高但是DBP比较高，在年轻人甚至儿童中更常见[12]。DBP升高往往与紧张、交感神经活性增高、外周血管阻力增高有关[13]。

图2 条斑紫菜各种提取物对SHR大鼠颈动脉舒张压(DBP)的影响Fig.2 Effects of various extracts from purple laver on carotid artery DBP in SHR

图2显示，条斑紫菜各种提取物对SHR大鼠DBP的影响与SBP类似，去离子水、水提物和醇提物组ΔDBP围绕着0波动，未显示明显的降低DBP作用；只有中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物显示出一致的降压作用，降压作用的大小顺序为卡托普利＞中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。但其对DBP的作用没有对SBP的作用强，显示为DBP的下降幅度较小，表明这两种酶解物降低SBP的作用更明显。

2.5 条斑紫菜各种提取物对SHR大鼠心率的影响

在实验观察期间，各种提取物对SHR大鼠的心率均无显著影响。

2.6 条斑紫菜蛋白酶酶解物对正常血压的影响

为进一步观察条斑紫菜中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物对正常血压的影响，以血压正常的Wistar大鼠为实验对象，同样采用颈动脉血压监测术观察了灌胃给予相同剂量的中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物后Wistar大鼠颈动脉压的变化情况。Wistar大鼠基线血压值为(112.47±9.65)mmHg /(79.54± 6.38)mmHg，麻醉后血压略有波动，但很快恢复到正常水平。给予中性蛋白酶酶解物和胃蛋白酶酶解物后，血压仍然围绕着基线水平波动(图3)，无明显下降(P＞0.05)，表明这两种酶解物对血压正常的动物无不良影响，不会使正常血压降低，因此是比较安全的。

图3 条斑紫菜蛋白酶酶解物对Wistar大鼠颈动脉血压的影响Fig.3 Effects of neutral protease and pepsin hydrlysates from purple laver on carotid artery BP in Wistar rats

3 结 论

实验结果表明，水煮提取和乙醇回流提取的条斑紫菜提取物无显著降低SHR大鼠颈动脉压的作用，而将条斑紫菜蛋白质经中性蛋白酶和胃蛋白酶酶解后得到的酶解物均能降低SHR大鼠颈动脉的SBP和DBP，具有明显的降高血压功效，尤其对SBP的降压效果更明显，降压作用的大小顺序为中性蛋白酶酶解物＞胃蛋白酶酶解物。而且，两种酶解物对心率及血压正常的Wistar大鼠的血压无不良影响，因此食用比较安全，具有研究开发价值。

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Anti-hypertensive Effect of Extract from Purple Laver (Porphyra yezoensis) in Rat

REN Shan-shan1，LI Peng-gao1,*， TANG Yu-ping2，ZHANG Shu-hua1，XIAO Zhong-xin1，WU Hui-hui1，WEI Shou-gang1
(1. School of Public Health and Family Medicine, Capital Medical University, Beijing 100069, China；2. Yanjing Medical College, Capital Medical University, Beijing 101300, China)

In order to investigate the anti-hypertensive effects of various extracts from purple laver (Porphyra yezoensis), spontaneously hypertensive rats (SHR) administered with extracts from purple laver by intragastric infusion and the change in blood pressure (BP) of the rats was monitored by carotid artery catherization. The results showed that water and ethanol extracts from purple laver had no effect on BP in SHR, but neutral protease and pepsin hydrlysates of purple laver had a significant BP-lowering effect. No adverse effect on heart rate and BP in normotensive Wistar-Kyoto rats was observed. The decreasing sequence of BP-lowering effect of the neutral protease and pepsin hydrlysates and captopril was found as follows: captopril ＞ neutral protease hydrolysate ＞ pepsin hydrolysate. Based on this study, it could be concluded that peptides derived from neutral protease or pepsin hydrolysis of purple laver protein have an anti-hypertensive effect in SHR.

Porphyra yezoensis；extract；common carotid artery；hypertension

R151.1；TS255.1

A

1002-6630(2011)07-0296-04

2010-08-26

国家自然科学基金项目(30800912)

任姗姗(1984—)，女，硕士研究生，研究方向为营养与食品卫生学。E-mail：renshanshan06@163.com

*通信作者：李鹏高(1974—)，男，副教授，博士研究生，研究方向为营养与食品卫生学。E-mail：penggao@ccmu.edu.cn