钙对高脂膳食小鼠血清抗氧化能力与血脂的影响

肖 瀛，杜 丹

(1.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院食品系，上海200235; 2.江阴百泰生物科技有限公司，江苏江阴214434)

钙对高脂膳食小鼠血清抗氧化能力与血脂的影响

肖 瀛1，杜 丹2

(1.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院食品系，上海200235; 2.江阴百泰生物科技有限公司，江苏江阴214434)

探究了膳食钙水平对饲喂高脂膳食小鼠机体的抗氧化能力与血脂代谢的影响，以及二者之间关系。实验选用5周龄C57BL/6雄性小鼠，随机分为4组(n=10):对照组、高脂模型组、高脂低钙组、高脂高钙组。饲喂6周，高脂模型组和高脂低钙组小鼠的血浆TG、TC、LDL-C值显著高于对照组，而抗氧化能力指标和脂蛋白酯酶(LPL)活性显著低于对照组(P＜0.05)。高脂高钙组的TG、TC值显著低于高脂模型组，LPL活性和抗氧化能力指标则显著高于高脂模型组。相关性分析表明，总抗氧化能力(T-AOC)与TG(r=-0.976，P=0.012)、TC(r=-0.989，P=0.006)呈现显著的负相关，而与LPL(r=0.945，P=0.028)呈显著正相关。结果表明，高膳食钙可改善高脂膳食性脂代谢紊乱的作用可能与提高机体抗氧化能力有关。

血脂代谢紊乱，膳食钙，抗氧化，小鼠

1 材料与方法

1.1 实验动物与实验设计

实验选用6周龄C57BL/6雄性小鼠，体重约(14 ±1)g(中国科学院上海实验动物中心)，饲喂正常饲料5d后，根据体重随机分为4组，每组10只，即对照组(正常饲料，0.7%Ca，0.5%P)、高脂模型组(高脂膳食，HFD)、高脂低钙组(LCHFD，0.35%Ca，0.3%P)、高脂高钙组(HCHFD，1.6%Ca，0.7%P)，饲料配方见表1。小鼠同室分笼饲养，自然光照，自由饮水和采食。环境温度控制在(23±2)℃，湿度60%，饲喂6周。

表1 饲料成分

1.2 样品采集与制备

饲喂6周后禁食12h，眼球采血法取血于1.5mL抗凝管内，离心(4000r/min，15min)取上清，制备血浆，-20℃保存待用。

1.3 生化指标分析

血浆总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL -C)均采用相应的试剂盒(中生北控生物科技股份有限公司)测定;血浆中的还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性、总抗氧化能力(TAOC)和丙二醛(MDA)、脂蛋白酯酶活性(LPL)和血钙均采用相应的试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定。

1.4 数据分析

采用SPSS15软件中的ANOVA方法对实验数据进行差异显著性检验(Duncan test)，结果以平均数±标准偏差(¯x±SD)表示，并用 SPSS做 Pearson’s correlation coefficient相关性分析。

2 结果与分析

2.1 体重与血脂的变化

饲喂6周，小鼠的体重和血脂代谢的结果如表2所示。高脂膳食组小鼠较对照组体重显著增加，TG、TC、HDL、LDL四项血脂指标均显著增高。而高脂低钙组小鼠体重最低，但与对照组无显著差异，可能低钙组的钙不能满足小鼠生长的营养需要。相反，高脂高钙组小鼠体重显著低于高脂组，且TG、TC也均显著低于高脂组，而HDL和LDL无显著性变化，表明钙补充可在一定程度上改善高脂膳食导致的血脂代谢紊乱。血钙是不易受到膳食钙水平影响的稳定指标，对于表2中血浆钙的水平，高脂高钙组较高脂低钙组显著增加，而其余各组间无显著差异，表明低钙高脂组的钙的摄入是不足的。LPL在血脂代谢中扮演了重要的角色，高脂膳食可导致LPL的活性显著降低，而高脂高钙膳食较其它两组高脂膳食组可显著提高LPL活性。

从血浆钙可以看出，高钙组的膳食实际上并没有产生明显的调节血钙的作用，与正常组无差异。

2.2 抗氧化能力的变化

表3显示的血浆抗氧化能力的结果表明，高脂膳食导致小鼠体内抗氧化能力(SOD、CAT、T-AOC)显著降低，氧化还原状态(GSH/GSSG比值)失衡，氧化损伤指标(MDA)显著增大，而高脂低钙膳食可导致这样趋势更加显著。相反，膳食钙补充可显著提高高脂膳食小鼠的抗氧化能力，维持氧化还原状态的平衡，改善氧化损伤。

2.3 抗氧化与血脂代谢的相关性分析

将血浆总的抗氧化能力指标T-AOC、氧化还原状态指标GSH/GSSG、氧化损伤指标MDA与血脂代谢指标(TG、TC、LDL-C、HDL-C、LPL)进行Pearson’s相关性分析，结果见表4。血浆T-AOC、GSH/GSSG比值与TC、TG、LDL-C呈现显著负相关，与LPL活性呈现显著正相关，而与HDL-C无显著相关性。MDA则与TC、TG、LDL-C呈现显著正相关，与LPL活性呈现显著负相关，与HDL-C也无显著相关性。

表2 血脂代谢的变化

表3 血浆抗氧化相关指标的变化

表4 血脂代谢与抗氧化的相关性分析

3 讨论与结论

本研究主要探究了高脂膳食小鼠的钙摄入水平与血脂代谢和抗氧化能力之间关系。结果表明，高脂膳食中补充钙的摄入可以改善高脂膳食引发的血脂代谢紊乱，也可改善高脂膳食性氧化损伤。尽管Zemel等［8］和 Parra等［7］也分别报道了类似的结果，但是本研究的抗氧化与血脂代谢的相关性分析提示高钙的补充对改善高脂膳食性血脂代谢紊乱的作用机制可能与抗氧化能力有关。本研究为更好地开发辅助改善高脂血症的保健食品和扩展钙补充剂的保健功效提供了新的思路。

Yang等研究表明高脂膳食性氧化应激是导致血脂代谢紊乱的重要原因，并且LPL的活性与抗氧化能力呈现正相关，而与氧化损伤指标MDA呈现负相关［4，6］。对于LPL在高脂血症中的作用近年来备受关注，LPL可由脂肪、心脏、肌肉等组织产生，在分解乳糜微粒和 VLDL中的甘油三酰起了重要的作用［10］。降低LPL活性可导致TG增高，HDL-C减少［11-12］。由于自由基是一种调控基因表达的信号因子，同时蛋白质中巯基易受到氧化还原状态的影响，因此自由基水平和氧化还原状态的变化可影响到蛋白质的活性，其也与许多疾病的发生或进展有关［13-14］。Yang等研究证实LPL的活性易受到氧化还原状态的影响［6］。本研究也表明LPL的活性与血浆抗氧化能力(T-AOC)呈现正相关，也与还原型谷胱甘肽的含量(GSH/GSSG)呈现正相关，而与氧化损伤(MDA)呈现负相关。因此，高水平钙的摄入可以提高机体抗氧化能力，维持氧化还原状态的平衡，可能由此提高LPL活性，改善高脂膳食性血脂代谢紊乱。

高钙的摄入可改善高脂膳食性氧化应激的原因比较复杂。多项研究表明钙代谢与氧化应激有着密切的关系［15］。本文的高钙组血钙没有显著增加，这主要是由于血钙受到各类激素的调控而保持稳定的水平，而调控的重要激素就是1，25-二羟基维生素D3(1，25VD3)。高水平膳食钙的摄入可以降低1，25VD3的含量，1，25VD3有调控细胞内钙离子浓度的作用，而细胞内的钙离子有调控基因表达的作用［16-17］，目前研究发现1，25VD3能增加抗氧化酶、解偶联蛋白2(UCP2)和UCP3表达［18］。UCP起氧化磷酸化解偶联作用，增加UCP表达可以抑制电子传递链中电子的泄露，降低能量代谢中产生的自由基［9］，由此可提高机体抗氧化能力，改善氧化应激。高脂膳食可以降低钙的吸收［19］，从而可能升高1，25VD3水平，增加氧化应激，而补充钙后可以增加钙的吸收量，降低1，25VD3水平，可能由此改善氧化应激。此外，高钙能与脂肪形成大量的皂化钙而减少脂肪的吸收，由此调节血脂代谢和减少自由基水平，也是改善氧化应激和抗氧化能力可能的原因之一。

本研究表明，高脂膳食中补充钙的摄入改善脂代谢紊乱的作用可能与其提高机体抗氧化能力调控氧化应激有关，但其作用机制还需要更深入的研究。

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Effects of dietary calcium on antioxidant capacity and blood lipid in mice fed high-fat diet

XIAO Ying1，DU Dan2
(1.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai 200235，China; 2.Jiangyin BridgeBio Biotechnology Company，Jiangyin 214434，China)

The aim was to investigate effects of calcium intake levels on blood lipids metabolism and antioxidant capacity in mice fed high-fat diet(HFD)and relation between them.C57BL/6 mice(5 weeks old)were randomly assigned to four groups(n=10).The mice of four groups were fed with normal diet，HFD，HFD with low calcium (LCHFD)，and HFD with high calcium(HCHFD)，respectively.After 6 weeks feeding，the LCHFD and HFD induced a significant increase in plasma TG，TC and LDL-C and a significant decrease in LPL activity and antioxidant capacity in mice compared with the control mice(P＜0.05).In contrast，HCHFD reduced significantly TG，TC，and LDL-C and improved significantly HDL-C，LPL activity，and antioxidant capacity compared with the HFD-fed mice.The total antioxidant capacity(T-AOC)was positively correlated with LPL(r=0.945，P=0.028)and was negatively correlated with both TG(r=-0.976，P=0.012)and TC(r=-0.989，P=0.006).The present results suggested that high dietary calcium attenuates dyslipidemia in HFD-fed mice，which might be attributed to its effects of improving antioxidant status.

dyslipidemia;dietary calcium;antioxidant;mice

TS201.4

A

1002-0306(2011)11-0387-04

随着我国经济的发展，居民膳食结构发生了变迁，油脂摄入的比例不断增加［1-2］。高脂膳食可导致人体血脂、血糖增高，并且可导致体内抗氧化能力下降，引发机体氧化应激［3-6］。而高钙饮食有改善高脂血症和肥胖的作用［7］，并且最近的研究表明，膳食钙的补充可提高抗氧化能力，改善高脂膳食诱发的机体氧化损伤［8-9］。本工作旨在探究不同膳食钙水平对饲喂高脂膳食小鼠的抗氧化能力和血脂代谢的影响以及二者之间的关系，为进一步探究膳食钙补充剂调节生理的机制奠定基础，也为拓展钙补充剂的保健功能提供新的思路和理论依据。

2011-07-18

肖瀛(1981-)，男，讲师，博士，研究方向:分子与应用营养学。

上海市教委优青基金(yyy11068);校科研项目(YJ2011-09)。