攝入反式脂肪酸對大鼠脂質(zhì)代謝的影響

張 佳，李 靜,*，鄧澤元,2，曹 君，劉 蓉，范亞葦，胡蔣寧

(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌大學(xué)高等研究院，江西 南昌 330047)

攝入反式脂肪酸對大鼠脂質(zhì)代謝的影響

張 佳1，李 靜1,*，鄧澤元1,2，曹 君1，劉 蓉1，范亞葦1，胡蔣寧1

(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌大學(xué)高等研究院，江西 南昌 330047)

人群跟蹤調(diào)查表明，反式脂肪酸(trans fatty acids，TFA)增加冠心病危險及死亡率，可能主要通過影響血脂和炎癥反應(yīng)引起某些慢性疾病。實驗在脂肪供能33%(目前中國居民膳食供能比)的情況下，通過 90d的大鼠飼養(yǎng)實驗探討以TFA為主的脂肪攝入對大鼠體內(nèi)脂質(zhì)代謝的影響。結(jié)果表明：與基礎(chǔ)飼料對比，以TFA為主的脂肪攝入顯著升高大鼠血液甘油三酯(TG)含量，顯著降低大鼠高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)含量，顯著降低血漿肝素前脂蛋白脂酶(LPL)和肝脂酶(HL)的活力，顯示TFA可能改變大鼠脂肪酸代謝，引起甘油三酯代謝異常；TFA同時顯著降低大鼠血液血清總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量，且對C反應(yīng)蛋白(CRP)沒有影響，顯著升高HDL-C/ LDL-C，表明以TFA為主的脂肪攝入可能并不引起大鼠膽固醇代謝異常，這可能是由于除基礎(chǔ)飼料外，植物油的攝入沒有引入外源膽固醇，且大鼠本身缺乏膽固醇轉(zhuǎn)移蛋白(CETP)。

反式脂肪酸；膽固醇代謝；C反應(yīng)蛋白；脂酶

Abstracts：Epidemiological studies have demonstrated that trans-fatty acid (TFA) intake from diet increase the risk of some chronic diseases through blood lipid metabolism and inflammation pathway. Under the condition of oil added TFA with cholesterol-free (0% cholesterol) and 33% energy supplement from fat, the effect of TFA on lipid metabolism of rats was observed during 90 d feeding. The experimental diet with TFA significantly increased TG, lowered HDL-C, LPL and HL activity,suggesting that TFA could change fatty acid profile to induce the abnormity of TG metabolism. Meanwhile, TFA significantly depressed TC and LDL-C and improved HDL-C/LDL-C ratio, but did not exhibit effect on C-reactive protein (CRP) due to having no effect on the abnormity of cholesterol metabolism.

Key words：Trans fatty acids；cholesterol metabolism；C-reactive protein；lipase

反式脂肪酸(trans fatty acids，TFA)主要來源為氫化油，反芻動物制品和體內(nèi)自行產(chǎn)生(輻射和衰老等影響)[1]。大量流行病學(xué)跟蹤調(diào)查表明TFA引起血脂代謝異常、炎癥反應(yīng)，與內(nèi)皮損傷和心腦血管疾病正相關(guān)[2-3]。盡管TFA與血漿脂蛋白膽固醇濃度的研究已經(jīng)很多[4-5]，但其影響的潛在機制研究較少。人類和靈長類動物的實驗表明血漿中LDL-C/HDL-C增加是由于血漿中膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白(cholesteryl ester transfer protein，CETP) 增加之故。CETP催化血漿脂蛋白之間非極性脂質(zhì)特別是膽固醇酯(CE)的交換和平衡，關(guān)系到各種脂蛋白顆粒大小和脂質(zhì)組成，決定高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)質(zhì)和量的變化，在膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(RCT)中起關(guān)鍵作用[6]。我國居民膳食脂肪不斷升高，脂肪供能比已達(dá)到33%，引起脂質(zhì)代謝異常、動脈粥樣硬化、肥胖等慢性病發(fā)病率不斷上升。據(jù)調(diào)查表明，隨著生活節(jié)奏的加快，東西方交流的增加，我國居民膳食結(jié)構(gòu)也悄然發(fā)生改變，TFA攝入量也不斷升高。根據(jù)目前我國居民脂肪供能比的現(xiàn)狀，以TFA為主的脂肪攝入對脂質(zhì)代謝及我國居民健康的影響都是急需要了解的。

本研究基于TFA對血脂的不良影響，將部分氫化大豆油與棕櫚油混合添加到大鼠膳食中，使TFA占膳食供能的8%，觀察脂肪供能符合中國居民膳食33%的情況下，TFA對大鼠脂質(zhì)代謝及炎癥反應(yīng)因子和脂酶變化的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

選用上海西普爾-必凱實驗動物有限公司提供的SPF級SD(Sprague Dawley)雄性大鼠20只，體質(zhì)量160～180g，合格證號：SCXK(滬)2008-0016。

1.2 動物飼料

基礎(chǔ)飼料購自江西醫(yī)學(xué)院動物實驗中心，基礎(chǔ)飼料組成為：玉米粉47%、豆粉21%、麥麩17%、四號粉5%、進(jìn)口魚粉5%、磷酸氫鈣1.5%、石粉1.4%、食鹽1%、植物油0.6%、混合添加劑0.5%。營養(yǎng)成分為：碳水化合物51.16%、粗蛋白20%、粗脂肪4%、水分12.18%、粗灰分6.74%、粗纖維3.76%、Ca 1.32%、P 0.84%。氫化大豆油和棕櫚油來自市售。實驗飼料：基礎(chǔ)飼料89.45%、添加油量10.55%，飼料中脂肪酸供能比見表1。

表1 飼料中脂肪酸供能比Table 1 Ingredient energy composition of rat diets %

1.3 儀器與設(shè)備

HITACHI 7180型全自動生化分析儀 日本Hitachi公司；

C反應(yīng)蛋白(CRP)測定試劑盒(免疫比濁法)、脂蛋白脂酶(LPL)和肝脂酶(HL)試劑盒 南京建成生物化學(xué)有限公司；Hewlett-Packard6890N型氣相色譜儀，配備CP Sil88熔融石英毛細(xì)管柱(100mm×0.25mm，Chrompack，Bridgewater，NJ) 美國Agilent公司；721可見分光光度計 上海精科儀器有限公司。

1.4 方法

1.4.1 動物實驗

飼料中脂肪用氯仿-甲醇提取，堿法甲基化后，經(jīng)氣相色譜儀測定[7]。脂肪酸的百分含量用面積歸一化的方法確定(以峰值面積的百分比表示)。

大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)基礎(chǔ)飼料 1周后，測其體質(zhì)量，尾靜脈采血測得血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平后隨機[8]分為兩組。基礎(chǔ)組10只，實驗組10只，90d喂養(yǎng)。

根據(jù)中國居民膳食脂肪酸調(diào)查結(jié)果[7]確定實驗組大鼠進(jìn)食總脂肪供能為33%，為中國居民目前的平均膳食脂肪量。其中TFA占總供能的8%，由部分氫化大豆油提供。而基礎(chǔ)組大鼠進(jìn)食總脂肪占供能8.4%。

大鼠自由采食與飲水，實驗組根據(jù)前一天攝入基礎(chǔ)飼料量，按供能比計算灌胃油量；基礎(chǔ)組灌胃生理鹽水。實驗結(jié)束隔夜禁食，斷頭處死，取血液，用于測定大鼠的血脂4項、CRP、血漿肝素前脂蛋白脂酶(LPL)和肝脂酶(HL)活性。

1.4.2 血清中TC、TG、HDL-C、 LDL-C和CRP的測定

全自動生化分析儀測定血清TC、TG、HDL-C 和LDL-C；CRP檢測采用免疫散射比濁法。

1.4.3 血漿中LPL和HL活性的測定

在37℃、pH8.3的條件下提取待測液保溫20min，待測液中的LPL與HL可將底物中TG水解為甘油和游離脂肪酸(FFA)，用銅試劑法測定生成游離脂肪酸的量，即可分別得出LPL和HL的活性。

1.4.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果與分析

90d喂養(yǎng)實驗結(jié)束，基礎(chǔ)組與實驗組大鼠體質(zhì)量分別為(474.18±31.28)g和(458.69±52.27)g，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.1 實驗各組血脂水平

表2 大鼠血脂水平(±s，n=10)Table 2 Effect of ingestion of trans-fatty acids on blood lipid profile in rats (±s,n=10)

表2 大鼠血脂水平(±s，n=10)Table 2 Effect of ingestion of trans-fatty acids on blood lipid profile in rats (±s,n=10)

注：同行不同上標(biāo)字母表示兩組間具有顯著性差異(P＜0.05)。下同。

血脂 基礎(chǔ)組 實驗組TC 1.94±0.29a 1.50±0.25bLDL-C 0.29±0.11a 0.13±0.04bHDL-C 1.32±0.23a 1.03±0.19bTG 0.22±0.07b 0.44±0.13aHDL-C/ TC 0.69±0.03b 0.74±0.04aHDL-C/ LDL-C 5.11±2.0b 8.62±2.0a

由表2可知，與基礎(chǔ)組相比，實驗組大鼠的TC、LDL-C與LHD-C均降低且有顯著性差異，TG則顯著性升高。實驗組大鼠血液TC和LDL-C含量顯著降低，HDL-C/ TC 與HDL-C/ LDL-C顯著升高。

2.2 肝素前脂蛋白脂酶(LPL)和肝脂酶(HL)

表3 大鼠血漿中脂酶和CRP水平(±s，n=10)Table 3 Effect of ingestion of trans-fatty acids on plasma lipase and CRP levels in rats (±s,n=10)

表3 大鼠血漿中脂酶和CRP水平(±s，n=10)Table 3 Effect of ingestion of trans-fatty acids on plasma lipase and CRP levels in rats (±s,n=10)

項目 基礎(chǔ)組 實驗組LPL/(FFA μmol/(mL血漿· h)) 1.01±0.65a 0.32±0.25bHL/(FFA μmol/(mL血漿· h)) 3.63±1.2a 0.90±0.71bCRP /(mg/L) 1.15±0.02 1.05±0.03

由表3可知，LPL與HL在各組中呈相同的變化趨勢?；A(chǔ)組的LPL和HL活性高于實驗組且有顯著性差異。

2.3 C反應(yīng)蛋白(CRP)

CRP是機體組織受到各種損傷或炎癥刺激后由肝臟產(chǎn)生的一種急性期蛋白。我國健康人群CRP水平范圍為0.58～1.13mg/L。有實驗測得正常大鼠CRP在2mg/L左右，糖或脂質(zhì)代謝異常的大鼠CRP會顯著性升高[9-10]。在本實驗中基礎(chǔ)組的CRP為(1.15±0.02) mg/L，實驗組為(1.05±0.03)mg/L，表明實驗組動物沒有炎癥反應(yīng)或炎癥反應(yīng)不明顯。

3 討 論

3.1 除基礎(chǔ)飼料，添加無膽固醇植物油，TFA可能引起大鼠脂質(zhì)代謝異常，但對膽固醇代謝影響不大

人群跟蹤調(diào)查表明，TFA攝入增加冠心病危險及死亡率，與某些慢性病呈顯著正相關(guān)。Mozaffarian等[11]對13個膳食對照實驗和前瞻性隊列研究做了Meta分析，認(rèn)為TFA的危害性為人群隊列研究的50%。并且隊列研究表明TFA與心腦血管疾病直接的正相關(guān)性大于其通過影響血脂引起心腦血管疾病的相關(guān)性，所以推測炎癥反應(yīng)也是TFA影響疾病的一條途徑[3]。與基礎(chǔ)組對比，實驗組大鼠血液TG含量顯著升高，HDL-C含量顯著降低，顯示TFA改變大鼠脂肪酸代謝，引起甘油三酯代謝異常；實驗組大鼠血液TC和LDL-C含量顯著降低，HDLC/ TC 與HDL-C/ LDL-C顯著升高，表明TFA可能并不引起大鼠膽固醇代謝異常。有研究發(fā)現(xiàn)TFA可能增加了將膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸過程中的限速酶——膽固醇7α羥化酶的活性，從而加速了膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸并隨糞便的排出，降低了血清TC的含量[12-13]。賈曼雪等[14]研究中，無添加膽固醇的膳食，不同配比植物油的兩組大鼠TC與基礎(chǔ)組都無顯著性差異。Gatto等[5,15]在實驗中證明攝入反油酸與順式油酸相比，大鼠體內(nèi)TC顯著性降低。Huang等[12]觀察到喂食TFA的實驗組大鼠與對照組相比，TC與HDL-C顯著降低；這些結(jié)果與本實驗一致。CRP差異不大，表明炎癥反應(yīng)可能不是TFA影響冠心病的獨立通路，而是由于血脂異常導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。

TFA不引起大鼠膽固醇代謝異常，可能是由于1)大鼠本身缺乏膽固醇轉(zhuǎn)移蛋白(CETP)；2)除基礎(chǔ)飼料含有微量膽固醇，添加植物油中無膽固醇。CETP催化血漿脂蛋白之間非極性脂質(zhì)特別是膽固醇酯(CE)的交換和平衡，將HDL-C的CE運輸給LDL-C，決定HDL和LDL質(zhì)和量的變化，在膽固醇逆向轉(zhuǎn)運，動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵性作用。人體實驗中，TFA攝入可以明顯增加CETP的活力[16]。CETP隨物種的不同變化很大，人、兔子、雞、鮭魚含有C E T P，但鼠、豬、馬、狗和牛體內(nèi)則沒有[17]。大多的人群調(diào)查發(fā)現(xiàn)CETP基因缺陷患者冠心病(CHD)發(fā)病率降低；但近年來幾個較大樣本CETP基因缺陷調(diào)查表明，CETP基因缺陷組當(dāng)HDL-C顯著升高時，其CHD發(fā)病率卻明顯高于對照組[6]。Gatto等[15,18]用兔觀察到，添加與不添加膽固醇的膳食，反式脂肪酸的攝入均會引起LDL-C顯著性升高，HDL-C顯著性降低，但TC與TG均無顯著性差異。在未添加膽固醇膳食中，極低密度脂蛋白(VDL)、中密度脂蛋白(IDL)、LDL升高，HDL降低更為明顯。本研究中實驗組的LDL-C低于基礎(chǔ)組可能原因是由于大鼠缺乏CETP，影響了在HDL-C與LDL-C間的轉(zhuǎn)化。

3.2 TFA引起大鼠脂肪酸代謝異?？赡芘c降低LPL和HL活性有關(guān)

部分氫化大豆油和棕櫚油在體內(nèi)都是以脂蛋白形式存在。LPL是清除血漿脂蛋白中所含甘油三酯的限速酶，并且廣泛分布于體內(nèi)多種組織中。HL由肝細(xì)胞合成，分泌并定位于肝臟的血管內(nèi)表面，催化殘粒脂蛋白和HDL-C中的甘油三酯和磷脂水解。有報道前肝素LPL與血漿脂質(zhì)、脂蛋白、內(nèi)臟脂肪、胰島素抵抗、動脈粥樣硬化成顯著的相關(guān)性。并且LPL與HDL-C有強的正相關(guān)，與TG負(fù)相關(guān)，與LDL-C無顯著相關(guān)性[19]。在本研究中，與基礎(chǔ)組對比實驗組大鼠血漿LPL活性顯著降低，與HDL-C成正相關(guān)，與TG負(fù)相關(guān)。本實驗LPL與脂質(zhì)代謝相關(guān)性與人群觀察一致，表明以TFA為主的脂肪攝入引起大鼠脂肪代謝異?？赡芘c降低LPL和HL活性有關(guān)，但具體是否由單一TFA引起需做進(jìn)一步實驗研究。

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Effect of Ingestion of Trans-Fatty Acids on Lipid Metabolism in Rats

ZHANG Jia1，LI Jing1,*，DENG Ze-yuan1,2，CAO Jun1，LIU Rong1，F(xiàn)AN Ya-wei1，HU Jiang-ning1
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China；2. Institute for Advanced Study of Nanchang University, Nanchang 330047, China)

TS201.2

A

1002-6630(2010)19-0363-04

2010-06-27

江西省學(xué)術(shù)帶頭人計劃項目(2008DD00900)；教育部博士點基金項目(20070403002)；國家自然科學(xué)基金項目(30972482)

張佳(1985—)，女，碩士研究生，研究方向為營養(yǎng)與人體健康。E-mail：zhangjia.198510@yahoo.com.cn

*通信作者：李靜(1982—)，女，講師，博士，研究方向為脂肪酸與健康。E-mail：dengzy28@yahoo.com.cn