涂杜,张军丽,彭新宇,袁明贵,高彪,向蓉,徐志宏
(广东省农业科学院动物卫生研究所广东省兽医公共卫生公共实验室,广东省畜禽疫病防治研究重点实验室,农业部兽用药物与诊断技术广东科学观测实验站,广东省中兽药工程技术研究中心,广东 广州 510640)
营养性肥胖已经成为一种全球性疾病,以脂肪组织聚集为主要特征,表现出机体能量摄入大于消耗的能量平衡状态,它是慢性疾病发生的主要诱因[1],而且还会引起一系列并发症,参与高血压、2 型糖尿病、冠心病、脑血管疾病甚至某些肿瘤的发生过程[2-3]。现代人生活节奏的加快和膳食结构的改变,导致肥胖症及相关代谢性疾病的流行,并变成了对公众健康的主要威胁,因此预防肥胖的发生和发展有着非常重要的现实意义。
植物多酚作为一种天然绿色化合物,被称为“第七营养素”[4]。由于其独特的生物活性,植物多酚已成为当今研究开发的热点,并在传统工业如制革工业、石油开采及木材应用,和精细加工产业如日化用品、医药、农业和食品添加剂及功能高分子材料方面均得到广泛应用[5-10]。研究表明植物多酚对人体衰老以及诸如肿瘤、心血管疾病等代谢性疾病具有预防和控制作用[11],同时可防或治疗肥胖的效果[12-14],对脂肪代谢、食物摄入等具有调节作用,从而减轻体重和逆转肥胖[15]。
荔枝中含有大量的多酚类物质,能有效缓解机体损伤、调节脂肪代谢、抑菌消炎,抗氧化、抗病毒、提高机体的免疫力,具有预防疾病、预防癌症和抗肥胖的作用[16-18]。但目前对荔枝多酚的研究多集中在多酚的结构及抗氧化能力分析上,对其抗肥胖研究很少,因此本文试图探讨荔枝多酚(litchi polyphenol,LP)对高脂性肥胖小鼠减肥及免疫力的影响,可为进一步探究天然植物活性成分(多酚)治疗由于脂质代谢异常引起的肥胖症、高血压、糖尿病以及心血管疾病的研究奠定基础,而且将荔枝壳中的多酚类物质进行利用,开发新的植物多酚资源,对我国荔枝资源的综合利用、荔枝产后深加工技术的开发有积极意义。
SPF 级 C57BL/6 小鼠(雄性):(体质量 13 g~15 g,3~4 周龄,生产许可证号:SCXK 鲁 20140007):济南朋悦实验动物繁育有限公司。小鼠养于SPF 级屏障系统中,许可证号:SYXK(粤)2016-0165,正压通风,空调调节温度,温度为(26±1)℃,光照周期12 h 明12 h暗,小鼠自由饮食与饮水,适应性饲养一周。
荔枝多酚(纯度90%):华中农业大学食品科学技术学院自制;左旋肉碱胶囊(左旋肉碱含量为69 g/100 g胶囊):绿瘦健康产业集团有限公司;高脂饲料(40%,配方:正常繁殖鼠饲料50 g/100 g,猪油18.9 g/100 g,蔗糖15 g/100 g,酪蛋白11.3 g/100 g,胆固醇1.3 g/100 g,胆盐0.3 g/100 g,鼠用预混料2 g/100 g,麦芽糊精1.2 g/100 g):上海普路腾生物科技有限公司;普通饲料(配方:玉米28%、面粉15%、麸皮16%、豆粕11%、进口鱼粉12%、苜蓿10%、酵母1.8%、油脂1.2%、石粉1%、磷酸氢钙1.2%、复合维生素2%、微量元素0.8%):北京华阜康生物科技股份有限公司;小鼠免疫球蛋白 A(immunoglobulin A ,IgA)ELISA 试剂盒、小鼠免疫球蛋白 G(immunoglobulin G ,IgG)ELISA 试剂盒、小鼠免疫球蛋白 M(immunoglobulin M ,IgM)ELISA 试剂盒:上海酶联生物科技有限公司;其他试剂均为国产分析纯。
XS-205DU 型十万分一天平:瑞士mettler-toledo;ELX-800 型全自动酶标仪:美国伯腾;Eppendorf-5804R 型低温/高速离心机:德国Eppendorf。
1.3.1 试验设计
试验前,供试C57BL/6 小鼠在清洁屏障环境下适应性喂养1 周,按体质量随机分为2 组,其中正常组12 只,每3 只1 笼,饲喂基础饲料;其余60 只饲喂高脂饲料,每周称量一次小鼠体重。第4 周造模成功后,高脂小鼠随机分成5 组,分别为模型组、阳性对照(左旋肉碱)组、LP 高剂量组、中剂量组、低剂量组,每天各组定时按10 mL/kg 体重灌胃蒸馏水或药物,其中正常组、模型组给予蒸馏水,左旋肉碱组按500 mg/kg 浓度灌胃;荔枝多酚高、中、低剂量组分别按500、400、300 mg/kg 的浓度灌胃,动物继续给予高脂饲料,同时灌胃给予上述药物2 周。小鼠摘眼球取血,按照实验动物标准处死小鼠,解剖,快速分离小鼠脾脏、胸腺及体脂(双肾周、肠系膜和附睾脂肪)并称重。
1.3.2 体重、摄食量及Lee's 指数
试验第 1、7、14、21、28、35、42 天定时(8:00)称量小鼠体重,并计算处理各组小鼠采食量和平均摄食量。摄食量=饲料投放量-饲料剩余量;平均摄食量=3只小鼠总摄食量/3。
小鼠肥胖模型建立成功后及实验终点称量小鼠体重,测量体长(鼻尖至肛门外沿的距离),计算Lee's指数[19]:
Lee's=103×体重(g)1/3/体长(cm)
1.3.3 血清生化指标和脂肪指标
小鼠禁食24 h,摘眼球采血静置后,4 000 r/min 离心5 min 分离血清于-20 ℃保存,按试剂盒检测IgA、IgG、IgM 含量。
精确分离腹腔内(包括肠系膜,肾周围,附睾双侧)脂肪组织,用滤纸吸干后称重。
1.3.4 数据处理与分析
所有试验数据均使用SPSS17.0 统计软件分析。多组间比较采用单因素方差分析(One-way Anova),两两比较采用Duncan 法。结果以均数±标准差表示,p<0.05有显著性意义。
高脂饲料对小鼠体质量、摄食量和Lee's 指数的影响见表1。饲料对促进小鼠营养型肥胖有显著性作用,实验造模是成功的。
表1 高脂饲料对小鼠体质量、摄食量和Lee's 指数的影响Table 1 The effect of high-fat diets on body weight,mean food intake,Lee's index of mice
由表1可以看出,造模结束后,高脂组小鼠体重增加明显,相对于正常组有显著差异(p<0.05)。在摄食量方面,高脂组的小鼠摄食量有显著上升;在Lee's 指数方面,高脂组小鼠Lee's 指数有显著增加,说明高脂饲料对促进小鼠营养型肥胖有显著性作用,实验造模成功。
LP 对小鼠体质量、摄食量、Lee's 指数的影响见表2。
表2 LP 对小鼠体质量、摄食量、Lee's 指数的影响(n=10)Table 2 The effect of LP on body weight,mean food intake,Lee's index of mice(n=10)
模型组、阳性对照组、荔枝多酚高剂量组、中剂量组和低剂量组分别喂药两周后,从表2可以看出,正常组最终体重与其他各组小鼠体重差异显著(p<0.05),阳性对照组和高剂量组最终体重显著低于模型组(p<0.05),说明小鼠在摄食高脂饲料时,如果同时灌胃一定剂量的左旋肉碱或者高剂量的LP 有助于抑制高脂饲料对小鼠体质量减轻,起到减肥作用。另一方面,摄食量也是影响小鼠体重的关键因素,在试验中,模型组小鼠对食物的摄入量是最多的,达到40.94 g,小鼠体重增重较明显;高剂量组、中剂量组和低剂量组摄食量与模型组差异显著(p<0.05),表明LP 能抑制小鼠进食或抑制对高脂饲料的转化和吸收,从而体现出降脂减肥的作用,高剂量组小鼠摄食量和最终体重均最低。阳性对照组、高剂量组Lee's 指数显著低于模型组也充分体现了减肥效果。
LP 对小鼠脂肪湿重的影响见表3。
表3 LP 对小鼠脂肪湿重的影响(n=10)Table 3 The effect of LP on fat wet weight of mice(n=10)
由表3可见,阳性对照组、高剂量组小鼠肠系膜、双肾周、附睾湿重均明显低于模型组,而中剂量组、低剂量组的双肾周、附睾湿重低于模型组(p<0.05),表明LP 有助于减少小鼠体内脂肪蓄积。
LP 对小鼠血清中IgG、IgA 和IgM 含量的影响见表4。
表4 LP对小鼠血清中 IgG、IgA 和 IgM 含量的影响(n=10)Table 4 The effect of LP on IgG、IgA and IgM of serum in mice(n=10)
由表4知,正常组小鼠血清中IgA、IgG、IgM 含量均显著高于模型组(p<0.05),表明小鼠进食高脂饲料后,机体免疫力下降。高剂量组小鼠血清中的IgA 含量显著高于模型组(p<0.05),与正常组无显著性差异,其他组间差异不显著;中剂量组、低剂量组的IgG、IgM 含量均显著高于模型组(p<0.05)。
多酚具有促进脂肪及类脂代谢等生理作用,能够抑制碳水化合物在小肠的消化和葡萄糖的吸收,刺激胰腺β-细胞胰岛素的分泌,调节肝脏内葡萄糖的释放,激活胰岛素受体和促进胰岛素敏感性组织内的葡萄糖摄取,调节细胞内信号通路与基因表达[20]。Kitano-Okada T 等[21]研究了豆类多酚具有促进皮下脂质代谢而减肥,Kim S 等[22]研究表明白藜芦醇能通过抑制galanin 介导的脂肪生成信号级联抑制肠系膜和附睾的脂肪组织,从而发挥抗肥胖作用。本研究建立高脂小鼠肥胖模型,通过荔枝多酚处理后,能显著降低肥胖小鼠的体重、摄食量、Lee's 指数及脂肪湿重(p<0.05),其中高剂量荔枝多酚处理效果最佳,与左旋肉碱相当。与Wu 等[23]研究也表明荔枝花提取物(主要是多酚)对小鼠的生长性能有一定的影响,它能够减少肝脏的大小,肾周和附睾的脂肪。本研究表明荔枝多酚可通过减少肥胖动物的摄食量,抑制内脏脂肪的沉积,减轻体重,起到减肥效果,减肥效果与剂量有关,高剂量减肥效果更好。
免疫器官和体液免疫是衡量机体免疫功能的重要指标,其数值高低的变化可以反映机体免疫功能的状态。大量研究表明多酚类物质对于机体的免疫力提高有显著性作用,其中LP 中含有6 种独立存在的多酚物质:没食子酸、绿原酸、儿茶素、咖啡酸、表儿茶素和芦丁[24]。Zhao 等[25]研究发现荔枝果皮提取物用乙酸乙酯洗脱出的混合物(原花青素B2、原花青素B4、表儿茶素)和从混合物中分离出的表儿茶素对小鼠脾细胞具有显著的增殖作用,从而表现出免疫调节的功能。胡兆军发现“亿福林”(主要成分为茶多酚)可提高人体血清中免疫球蛋白的含量,尤其是IgM 和IgA 的含量[26]。本研究发现高剂量LP 组小鼠血清中的IgA 含量显著高于模型组(p<0.05),中、低剂量组的 IgG、IgM 含量均与模型组差异显著(p<0.05),表明荔枝多酚对提高肥胖小鼠体液免疫力具有重要作用,但是不同剂量发挥的作用还需进一步研究。
综上,LP 对高脂饲料引起的小鼠肥胖模型具有很好的减肥、提高免疫力的效果。但限于条件、本文仅通过体液免疫研究了LP 的免疫调节功能,未能深入对细胞免疫及免疫细胞分泌的一些细胞因子如白细胞介素、肿瘤坏死因子及干扰素的影响进行测定,值得进一步研究;且LP 成分复杂,其各单成分在机体免疫调节中的作用机制、量效和构效关系有待进一步研究。