玉米爽对高脂血症大鼠血管壁的保护作用*

谭文波,杨付明

(湖北民族学院医学院,恩施 445000)

玉米爽是选用产于世界硒都—湖北恩施的富硒鲜嫩甜玉米为主要原料,以先进的生产工艺,配以硒矿泉水精制而成,含有多种人体所需的氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素及有机硒等矿物质,是一种不添加任何防腐剂的纯天然营养保健饮品。科学研究证实,硒是一种人体必须的微量元素,硒在人体中有保肝护肝、防癌抗癌、保护心脑血管、防治血栓、保护胰岛、防治糖尿病及其并发症等多种作用[1]。而玉米中的营养成份具有增强人体免疫力、抗衰老、降血压、调节血糖、调理肠胃、减少胆固醇在血管中的沉积、预防冠心病和心肌梗塞等功效[2]。目前有关硒或玉米中主要成份对人体的单独作用已有大量研究,但以硒和甜玉米为主要原料制成的玉米爽,作为一种普通饮料,人们更关心它的营养成份和口味,科技工作者对这方面的研究比较重视[3],而对其生物学活性研究少有报道。为此,我们观察了本地区玉米爽对高脂血症大鼠血管壁的保护作用,旨在为恩施富硒玉米的深度开发提供实验数据。

1 材料与方法

1.1 试剂和仪器

玉米爽:湖北希之源生物工程有限公司生产;大鼠血清总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三脂(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白 (high density lipoprotein,HDL-C)、低密度脂蛋白 (low density lipoprotein,LDL—C)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、丙 二 醛 (malondialdehyde,MDA)、一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)ELISA试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。756型紫外分光光度计,TL-16G型高速冷冻离心机,Multikan MK3酶标仪,CM1950冷冻切片机,Neusoft-770SS显微镜。

1.2 动物分组及喂养

健康清洁级Wistar大鼠30只(华中科技大学同济医学院动物中心提供),雌雄不限,2周龄,体重30～40 g,喂养 1周后,随机分为 3组(n=10):对照组、模型组和实验组。对照组喂以标准饲料(湖北省医学科学院实验动物中心提供),模型组和实验组均喂以高脂饲料(1%胆固醇+14%猪油+5%蛋黄+0.5%胆酸钠+79.5%标准饲料),其中实验组按5 ml/kg灌服玉米爽,对照组和模型组灌服等量5%蔗糖脂肪酸酯水溶液,每日一次,实验室温度(20±2)℃,按上述要求持续喂养15周。

1.3 观察指标

喂养15周后,禁食12 h,颈动脉取血,3 500 r/min离心15 min,取血清置于-4℃冰箱储存备用。按试剂盒说明书检测大鼠血清TC、TG、HDL-C、LDL—C 、SOD、GSH-Px、MDA、NO 和NOS 的含量 。 大鼠取血后脱颈椎处死,解剖取出主动脉弓,置10%中性福尔马林溶液中固定24 h后,梯度酒精脱水,石蜡包埋,水平切面制备4 μ m厚的石蜡切片,HE染色,光镜观察。

1.4 统计学方法

所有结果用SPSS 16.0软件进行统计学处理,计量资料用均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验。

2 结果

2.1 玉米爽对高脂血症大鼠血脂的影响

与对照组比,模型组动物血清中TC、TG和LDLC明显升高(P＜0.01),HDL-C明显降低(P＜0.01);与模型组比,实验组动物血清中TC、TG 、LDLC明显降低(P＜0.01),HDL-C明显升高(P＜0.01,表1)。

2.2 玉米爽对高脂血症大鼠血清SOD、GSH-Px及MDA的影响

与对照组比,模型组动物血清中SOD、GSH-Px明显降低(P＜0.01),MDA含量显著增加(P＜0.01);与模型组比,实验组动物血清中SOD、GSH-Px显著增加(P＜0.01),MDA含量显著减少(P＜0.01,表 2)。

Tab.1 Effects of Corn Shuang on blood lipid of hyperlipidemic rats(mmol/L, ±s,n=10)

Tab.1 Effects of Corn Shuang on blood lipid of hyperlipidemic rats(mmol/L, ±s,n=10)

TC:Total cholesterol;TG:Triglyceride;HDL-C:High density lipoprotein;LDL-C:Low density lipoprotein**P＜0.01 vs control group;## P＜0.01 vs model group

Group TC TG HDL-C LDL-C Control 4.62±0.38 1.06±0.13 1.16±0.11 0.82±0.14 Model 8.51±0.56**6.52±0.37**0.65±0.12**1.79±0.23**Test 5.84±0.41##2.78±0.33##1.35±0.16##1.48±0.17##

Tab.2 Effects of CornShuang on SOD,GSH-Px and MDA of hyperlipidemic rats in serum(±s,n=10)

Tab.2 Effects of CornShuang on SOD,GSH-Px and MDA of hyperlipidemic rats in serum(±s,n=10)

SOD:Superoxide dismutase;GSH-Px:Glutathione peroxidase;MDA:Malondialdehyde**P＜0.01 vs control group;## P＜0.01 vs model group

Group SOD(U/ml)GSH-Px(μ mol/L)MDA((nmol/ml)Control 185.32±4.96 169.47±6.13 5.63±1.15 Model 138.84±3.75**134.76±6.04**10.28±1.76**Test 171.61±4.52##161.55±7.66##6.74±1.61##

2.3 玉米爽对高脂血症大鼠血清NO和NOS的影响

与对照组比,模型组动物血清中NO和NOS明显降低(P＜0.01);与模型组比,实验组动物血清中NO和NOS显著增加(P＜0.01,表3)。

Tab.3 Effects of Corn Shuang onNO andNOS of hyperlipidemic rats in serum(±s,n=10)

NO:Nitric oxide;NOS:Nitric oxide synthase**P＜0.01 vs control group;## P＜0.01 vs model group

Group NO(μ mol/ml) NOS(U/ml)Control 73.38±9.55 14.58±2.81 Model 47.20±8.73** 11.24±2.06**Test 70.16±12.68## 14.29±2.83##

2.4 玉米爽对高脂血症大鼠主动脉壁组织形态的影响

光镜下,对照组血管壁结构清晰,内膜完整光滑无脱落,中层平滑肌排列均匀、厚度正常,外层为疏松结缔组织;模型组动脉管壁明显增厚,内膜部分内皮细胞脱落消失,部分向腔内突起,内膜下有炎细胞浸润,泡沫细胞增多,中膜可见平滑肌纤维增生;实验组血管壁病变明显轻于模型组,主动脉壁结构基本正常(图1)。

3 讨论

高脂血症是指血中TC、TG和(或)LDL-C过高,HDL-C过低。血浆高浓度TC、TG、LDL-C和低水平的HDL-C均可导致血管壁损伤,尤其是LDL-C异常增高后在体内被氧化成氧化型低密度脂蛋白,可直接损伤内皮细胞,使内皮细胞变性、皱缩、通透性增加,甚至死亡;氧化型低密度脂蛋白还可诱导血管平滑肌细胞迁移、增生和凋亡,导致血管壁受损。而高密度脂蛋白是一种保护性脂蛋白,可拮抗低密度脂蛋白氧化,通过参与胆固醇的逆向转运调节细胞内外胆固醇平衡,阻止动脉粥样硬化的形成[4]。本实验发现,与模型组比,实验组动物血清中TC、TG、LDL-C明显降低,HDL-C明显升高,尤其是血清HDL-C不仅显著高于模型组,还高于对照组,与李红艳等报道的玉米黄质的作用一致[5],但其升高HDLC机制不明。由此可见玉米爽具有调血脂作用,可通过降低TC、TG、LDL-C和升高HDL-C发挥对血管壁的保护作用。

大量的研究表明,高脂血症时体内许多自由基清除剂活性降低,使自由基清除能力大为下降,导致自由基在体内蓄积,蓄积的自由基会攻击脂质大分子,引起脂质过氧化反应[6]。而MAD作为自由基作用于脂质发生过氧化反应的终产物,可引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合,且具有细胞毒性,可造成严重血管壁损伤[7]。生化研究发现SOD和GSH-Px为有效的抗脂质过氧化物酶,能够迅速分解脂质过氧化物,清除病理过程中所产生的活性氧,终止自由基连锁反应,阻止一氧化氮的灭活,防御自由基损伤[8]。实验结果表明,玉米爽能显著提高SOD和GSH-Px活性,降低MDA含量,提示玉米爽能抑制血管壁脂质过氧化损伤。

研究证实高脂血症会损害内皮细胞,使NO生成减少,被清除速度加快,导致内皮依赖性血管舒张功能受损是促进动脉粥样硬化形成的机制之一[9]。而N0S广泛分布于血管内皮细胞中,可催化精氨酸生成瓜氨酸和NO[10]。实验结果提示,玉米爽既可以通过提升NOS的含量促进NO的生成,也可以通过提高SOD和GSH-Px活性减少一氧化氮的灭活,从而维护一氧化氮的浓度,保护内皮细胞的功能。

形态学观察发现,模型组动脉管壁明显增厚,内膜部分内皮细胞脱落消失,部分向腔内突起,内膜下有炎细胞浸润,泡沫细胞增多,中膜可见平滑肌和纤维组织增生;实验组血管壁病变明显轻于模型组,主动脉壁结构基本正常。证实玉米爽对血管壁(尤其是内皮细胞)的形态具有明确保护作用。

综上所述,无论是从物质代谢,还是从形态学观察均证明玉米爽对高脂血症大鼠血管壁有很好的保护作用,其作用机制可能为:(1)调血脂;(2)增强抗氧化能力;(3)维护NO代谢。因此,长期饮用玉米爽有利于心血管系统疾病的防治与保健。

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