青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食大鼠動(dòng)脈硬化脂代謝的影響

李 悅 劉雪梅 胡古月

(長(zhǎng)春大學(xué)1， 長(zhǎng)春 130022) (長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)2， 長(zhǎng)春 130000) (吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院3，長(zhǎng)春 130012)

青稞屬禾本科大麥屬，在植物學(xué)上屬于栽培大麥的變種，青稞耐寒性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，高產(chǎn)早熟，在青藏高原已有3500多年的種植歷史[1]。廣泛種植于我國(guó)的四川、西藏、青海等地區(qū)[2]。青稞的營(yíng)養(yǎng)較為全面，其具有高蛋白、高纖維、高維生素、低脂肪以及低糖等，另外青稞中富含β-葡聚糖、花青素、黃酮類化合物、維生素、膳食纖維等功能性成分[3-4]。

當(dāng)前，青稞加工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的青稞麩皮，并且它是生產(chǎn)加工中的副產(chǎn)品，僅僅作為動(dòng)物飼料或者直接廢棄，造成了巨大的資源浪費(fèi)。青稞麩皮資源豐富，有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。目前對(duì)于青稞麩皮的研究主要集中于對(duì)青稞麩皮的功能性成分的相關(guān)提取，錢俊偉[5]等對(duì)青稞麩皮油脂肪酸成分分析及其對(duì)高血脂癥大鼠脂質(zhì)代謝的影響，朱穎秋[6]等對(duì)青稞麩皮油進(jìn)行了提取并研究了對(duì)高血脂大鼠的降脂作用研究，馬超[7]等對(duì)青稞麩皮油進(jìn)行了分析以及對(duì)其含有的β-葡聚糖的含量進(jìn)行了測(cè)定。青稞麩皮中主要營(yíng)養(yǎng)成分為淀粉(43.80%)、蛋白質(zhì)(10.50%)以及膳食纖維(39.23%)[8]。另外，青稞麩皮中β-葡聚糖的含量大約為15%，具有降低膽固醇、降血糖、增強(qiáng)免疫力、抗癌功能等功效。維生素E含量較高(0.3～0.8 mg/100 g)，具有降血脂、防止動(dòng)脈硬化和血栓的形成的功效[9]。青稞麩皮中花青素的含量大約為7.0 mg/g，花青素是水溶性自由基清除劑，能夠保護(hù)細(xì)胞和組織不被自由基氧化，具有降血脂、抗脂質(zhì)過(guò)氧化、改善血液循環(huán)等功能[10]。鑒于青稞麩皮油的對(duì)于降低膽固醇、降血糖、降血脂的功效較好，并且國(guó)內(nèi)對(duì)于青稞麩皮油的相關(guān)功能性研究較少。本研究通過(guò)制備青稞麩皮油并且聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)動(dòng)脈硬化大鼠模型脂代謝的影響，為青稞麩皮的開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑青稞麩皮(Hordeum)：室溫干燥儲(chǔ)藏；正己烷：分析純；甘油三脂(Triglyceride，TG)試劑盒、總膽固醇(Total cholesterol，TC)試劑盒、高密度脂蛋白(High density lipoprotein cholesterol，HDL-C)試劑盒、低密度脂蛋白(Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)試劑盒、基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix Metalloprotein-9,MMP-9)試劑盒、金屬蛋白酶組織抑制因子(Tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP-1)試劑盒；高脂飼料(4%膽固醇、0.5%膽酸鈉、10%豬大油、5%蛋黃粉、80.5%的基礎(chǔ)飼料)。

選取SPF級(jí)雄性SD大鼠50只，體重在(160±5)g：上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司，許可證編號(hào)：(SYXK(滬)2017—0008)。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

DD-5M型離心機(jī)，JJ523BC型電子天平，F(xiàn)W-100型粉碎機(jī)，BQS-1020型超聲波清洗機(jī)，ZS-PT-Ⅲ型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)跑臺(tái)。

1.3 方法

1.3.1 青稞麩皮油的制備

將青稞麩皮洗凈晾干，粉碎過(guò)80目篩收集備用。稱量青稞麩皮粉末若干，置于錐形瓶中，分別加入提取溶劑正己烷100 mL，在超聲功率140 W、超聲溫度40 ℃、超聲時(shí)間處理20 min。將得到的提取液在4 000 r/min的條件下離心10 min，取上清液，利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑進(jìn)行濃縮，將濃縮物置于干燥箱中烘干至恒重，得到青稞麩皮油[11]。

1.3.2 青稞麩皮油理化指標(biāo)測(cè)定

過(guò)氧化值測(cè)定：參考GB5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》；酸值測(cè)定：參考GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測(cè)定》；皂化值測(cè)定：參考GB/T 5534—2008《動(dòng)植物油脂皂化值的測(cè)定》；碘值：參考GB/T5532—2008《動(dòng)植物油脂碘值的測(cè)定》。

1.3.3 動(dòng)脈硬化模型建立

選取SPF級(jí)雄性SD大鼠50只，體重在(160±5)g，隨機(jī)分成5組，每個(gè)小組10只大鼠，分成對(duì)照組、模型組、運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油組、青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組。50只SD大鼠雄性大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后，其中對(duì)照組每天給予普通飼料，其他4組給予高脂飼料(4%膽固醇、0.5%膽酸鈉、10%豬大油、5%蛋黃粉、80.5%的基礎(chǔ)飼料)，并且大鼠通過(guò)腹腔注射維生素D3注射液(60萬(wàn)U/kg)，每2天1次注射，建立大鼠動(dòng)脈硬化模型。其中青稞麩皮油組以及青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組每天灌胃200 mg/kg的青稞麩皮油。大鼠正常飲水，試驗(yàn)時(shí)間總共6周[12，13]。

1.3.4 訓(xùn)練方法與測(cè)試

將大鼠放置在實(shí)驗(yàn)跑臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，第1周對(duì)大鼠進(jìn)行適應(yīng)訓(xùn)練，訓(xùn)練時(shí)間每次跑步15 min，每天2次。第2周開(kāi)始將跑臺(tái)參數(shù)設(shè)置成0°、10m/min，使大鼠跑步訓(xùn)練保持20 min；第3周開(kāi)始將跑臺(tái)參數(shù)設(shè)置成5°、15m/min，訓(xùn)練保持在20 min。試驗(yàn)時(shí)間總共6周。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用1%戊巴比妥鈉對(duì)大鼠進(jìn)行麻醉，取大鼠腹部的主動(dòng)脈血做血脂分析，測(cè)試TG、TC、HDL-C、LDL-C、MMP-9，TIMP-1并且按照試劑盒說(shuō)明測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.5 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理要求

在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的倫理要求，充分考慮動(dòng)物的利益，試驗(yàn)期間善待動(dòng)物，防止或減少動(dòng)物的應(yīng)激、痛苦和傷害，尊重動(dòng)物生命，制止針對(duì)動(dòng)物的野蠻行為、采取痛苦最少的方法處置動(dòng)物。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本文使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)均使用均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，采取組間進(jìn)行對(duì)比，P<0.05表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 青稞麩皮油理化指標(biāo)及質(zhì)量控制

青稞麩皮油理化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果如表1所示，青稞麩皮油呈淡黃色，無(wú)異味，殘留溶劑小于50mg/kg，并且測(cè)定結(jié)果符合GB/T 2716—2018《食品安全國(guó)家植物油標(biāo)準(zhǔn)》。

質(zhì)量控制：原料青稞麩皮采購(gòu)時(shí)控制相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)；控制超聲萃取時(shí)相關(guān)的試驗(yàn)參數(shù)；控制提取溶劑的量，防止殘留溶劑超標(biāo)；防止油脂氧化，造成酸敗。

表1 青稞麩皮油理化指標(biāo)

2.2 青稞麩皮油對(duì)動(dòng)脈硬化大鼠MMP-9、TIMP-1的影響

從表2分析得出，模型組與對(duì)照組相比MMP-9水平明顯升高(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組，MMP-9水平呈下降趨勢(shì)，青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組與模型組相比MMP-9水平明顯降低(P<0.05)；模型組與對(duì)照組相比TIMP-1水平明顯降低(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油組、青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組，TIMP-1水平呈上升趨勢(shì)，青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組與模型組相比TIMP-1水平明顯升高(P<0.05)。動(dòng)脈硬化的主要病理基礎(chǔ)是血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、脂質(zhì)的沉積、內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、泡沫細(xì)胞的出現(xiàn)以及血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移，并且細(xì)胞外基質(zhì)降解失衡是動(dòng)脈硬化形成的重要環(huán)節(jié)。MMPs是一組幾乎能降解細(xì)胞外基質(zhì)中各種蛋白成分的重要酶類。MMP-9是MMPs家族中的一個(gè)重要成員，主要作用是降解所有的細(xì)胞外基質(zhì)，從而減弱斑塊的纖維帽強(qiáng)度，導(dǎo)致纖維組織薄弱，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)促進(jìn)吞噬細(xì)胞聚集，從而導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定和斑塊破裂。TIMP-1是MMP-9的天然特異性抑制劑，其可以競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合MMP-9催化區(qū)中的Zn2+活性中心，形成MMP-9/TIMP-1 復(fù)合物，抑制MMP-9的活性。說(shuō)明青稞麩皮油可以有效緩解大鼠動(dòng)脈硬化的癥狀，能夠抑制炎癥反應(yīng)，降解細(xì)胞外基質(zhì)，同時(shí)對(duì)TIMP-1起到拮抗作用，盡可能避免TIMP-1對(duì)MMP-9造成影響。另外，大鼠通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練可以對(duì)動(dòng)脈硬化起到影響，但是兩者單獨(dú)作用沒(méi)有兩者聯(lián)合作用效果好。

表2 青稞麩皮油對(duì)動(dòng)脈硬化大鼠MMP-9酶、TIMP-1酶的影響

2.3 青稞麩皮油對(duì)動(dòng)脈硬化大鼠脂代謝的影響

從表3可以分析得出，模型組與對(duì)照組相比血清TC水平明顯升高(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組，血清TC水平呈下降趨勢(shì)，青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組與模型組相比血清TC水平明顯降低(P<0.05)；模型組與對(duì)照組相比血清TG水平明顯升高(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組，血清TG水平呈下降趨勢(shì)，青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組與模型組相比血清TG水平明顯降低(P<0.05)；模型組與對(duì)照組相比血清HDL-C水平明顯降低(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組，血清HDL-C水平呈上升趨勢(shì)，青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組與模型組相比血清HDL-C水平明顯升高(P<0.05)；模型組與對(duì)照組相比血清LDL-C水平明顯升高(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)組、青稞麩皮油、青稞麩皮油聯(lián)合運(yùn)動(dòng)組，血清LDL-C呈下降趨勢(shì)，青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組與模型組相比血清LDL-C水平明顯降低(P<0.05)。高脂血癥是目前公認(rèn)的最重要的導(dǎo)致動(dòng)脈硬化的危險(xiǎn)因素之一，動(dòng)脈硬化的重要防御因子中的一個(gè)主要因素就是血漿血脂中的HDL-C，而血漿中血脂主要成分包括 TC、TG、HDL-C和LDL-C，對(duì)于動(dòng)脈硬化的發(fā)生具有明顯的抑制作用，并且對(duì)動(dòng)脈硬化的消退也有明顯的作用。說(shuō)明青稞麩皮油可以降低TC、TG、LDL-C的水平，提高HDL-C的水平，可以通過(guò)改善脂代謝來(lái)抑制動(dòng)脈硬化的形成。另外，大鼠通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練可以對(duì)動(dòng)脈硬化起到影響，但是兩者單獨(dú)作用沒(méi)有兩者聯(lián)合作用效果好。

表3 青稞麩皮油對(duì)動(dòng)脈硬化大鼠脂代謝的影響

3 結(jié)論

本文通過(guò)在高脂飲食的情況下建立大鼠動(dòng)脈硬化模型，研究青稞麩皮油聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠脂代謝的影響。結(jié)果表明，青稞麩皮油呈淡黃色，無(wú)異味，殘留溶劑小于50 mg/kg，表明青稞麩皮油品質(zhì)較好。并且青稞麩皮油可以有效緩解大鼠動(dòng)脈硬化的癥狀，能夠抑制炎癥反應(yīng)，降解細(xì)胞外基質(zhì)，同時(shí)對(duì)TIMP-1起到拮抗作用，盡可能避免TIMP-1對(duì)MMP-9造成影響。另外，青稞麩皮油還可以降低TC、TG、LDL-C的水平，提高HDL-C的水平，可以改善脂代謝來(lái)抑制動(dòng)脈硬化的形成。另外，大鼠通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練可以對(duì)動(dòng)脈硬化起到影響，但是兩者單獨(dú)作用沒(méi)有兩者聯(lián)合作用效果好。