原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對高脂模型小鼠的降血脂作用

畢云楓1,閆 璐1,王溪竹1,陶偉明1,鄭明珠1,劉景圣1,王麗娜

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,吉林長春 130118;2.吉林醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院,吉林吉林 132013)

高血脂癥(hyperlipidemia)是當(dāng)今社會普遍存在的一種疾病,是心血管疾病的主要危險因素[1]。其臨床表現(xiàn)主要是血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)過高或高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)過低[2-7]。人參(PanaxginsengC.A. Mey)屬五加科草本植物,作為我國傳統(tǒng)的名貴中藥,其應(yīng)用于中醫(yī)臨床已有幾千年歷史[8]。人參皂苷是人參的主要有效成分,現(xiàn)已分離并能確定結(jié)構(gòu)的人參皂苷有50多種。結(jié)構(gòu)分析表明,它們都含有由30個碳原子排列成4或5個環(huán)的三萜母核,依照母核骨架的不同分為達瑪烷型和齊墩果酸型。達瑪烷型人參皂甙可分為兩類:原人參二醇(protopanaxdiol,PPD)和原人參三醇(protopanaxtriol,PPT)型。PPD型人參皂苷包括人參皂苷Rb1,Rb2,Rc,Rd,Rg3,F2,Rh2,Compound K等。而常見的PPT型人參皂苷包括Re,Rf,Rg1,Rg2,F1,Rh1等。人參皂甙可以通過腸道微生物群的作用降解為去糖基化形式[9-10]。一般來說,只有人參皂甙CK和Rh1(或F1),PPD和PPT類型的降解形式,才能在口服攝入后被吸收到循環(huán)系統(tǒng)中[11]。同時研究表明,從人參中提取的PPT具有較強的抗氧化能力、具有抗腫瘤、改善心血管功能、增強身體機能等生理學(xué)功效,在食品、醫(yī)藥和保健品等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用[11-16]。

金若晨等[17]通過試驗證實了人參皂苷可以抑制單核細胞趨化因子和腫瘤壞死因子,對波動性高糖所致血管病變有一定的保護作用。Li Z[18]等通過試驗證實人參根和人參漿果對高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖具有有益的作用;Zhang[19]等通過試驗研究證實了人參皂苷PPT降低了高脂飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠血脂水平,改善了胰島素抵抗和脂質(zhì)積累。談博等[20]發(fā)現(xiàn)了人參各劑量均能使肝組織中脂變肝細胞數(shù)目明顯減少,胞漿內(nèi)脂滴數(shù)目減少或消失,從而驗證了人參具有改善肝功能的作用,對脂質(zhì)代謝紊亂有良好的調(diào)節(jié)作用;孟凡麗等[21]研究結(jié)果表明,當(dāng)人參皂苷Rb3劑量為30 mg·kg-1時,能有效降低糖尿病小鼠血清中丙二醛(MDA)的含量,提高血液中超氧化物歧化酶(SOD)的活力。

由上述可知,人參皂苷的降脂功能具有重要研究意義。但當(dāng)前大多數(shù)研究都是對原人參二醇組皂苷的研究,還沒有看到相關(guān)文獻對原人參三醇組皂苷的降脂研究,因此本文對原人參三醇組皂苷及其對應(yīng)的酶解產(chǎn)物進行降脂研究。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,開發(fā)中藥化學(xué)和藥理學(xué)技術(shù)變的先進起來,人們進一步深入了解了人參降脂的研究,多組分、多作用靶點是中藥固有特點,所以想要明確人參降脂的確切作用機理并不是一件容易的事,因此現(xiàn)代更多研究者集中于人參中的某些確切成分對血脂的影響及其作用機理的研究上來。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

6周雄性昆明小鼠(18～22 g)60只、基礎(chǔ)飼料 長春市生物制品研究所有限責(zé)任公司[動物健康合格證編號:SCXK(吉2017-0005)];原人參三醇組皂苷(PPT) 吉林省宏久生物科技股份公司;原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物(PPTEP)由本實驗室制備(經(jīng)本實驗室構(gòu)建的葡萄糖苷酶酶解[22],酶解產(chǎn)物經(jīng)HPLC檢測,主要成分為Rg2:23.4%、Rh1:5.5%及少量的原人參三醇皂苷苷元);降脂寧 白山市長白山制藥有限責(zé)任公司;蛋黃粉 鄭州奇華頓化工廠;膽固醇 武漢紅禾杉生物科技有限公司;豬油市售;總膽固醇(TC)試劑盒、甘油三酯(TG)試劑盒、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)試劑盒、超氧化物歧化酶活力測定試劑盒、丙二醛含量測定試劑盒 南京建成生物科技有限公司。

JE502型電子天平 上海普春測量儀器有限公司;GL-206-IJ型高速冷凍離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;DZKW-4型電熱恒溫水浴鍋 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;KE-0012812微量式移液器、BS-360E全自動生化分析儀 深圳市邁瑞醫(yī)用儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 高脂飼料的制備 5%蛋黃粉、2%膽固醇、10%豬油和83%基礎(chǔ)飼料。

1.2.2 動物分組與模型的建立 60只小鼠飼養(yǎng)在干燥、清潔、通風(fēng)良好的環(huán)境中,溫度為(24±1) ℃,將小鼠隨機分成7組,每組8只,各組小鼠分籠飼養(yǎng),體重?zé)o顯著性差異?？瞻讓φ战M飼喂基礎(chǔ)飼料,其它各組飼喂高脂飼料。預(yù)飼1周后,空白組:飼喂基礎(chǔ)飼料并灌胃生理鹽水;陽性對照組:飼喂高脂飼料并灌胃降脂寧0.25 g/(kg BW·d);高脂模型組:飼喂高脂飼料并灌胃生理鹽水;PPT組:飼喂高脂飼料并灌胃20 mg/(kg BW·d)PPT溶液;PPT酶解產(chǎn)物(PPTEP)低劑量組:飼喂高脂飼料并灌胃10 mg/(kg BW·d)PPT酶解產(chǎn)物溶液;PPT酶解產(chǎn)物中劑量組:飼喂高脂飼料并灌胃20 mg/(kg BW·d)PPT酶解產(chǎn)物溶液;PPT酶解產(chǎn)物高劑量組:飼喂高脂飼料并灌胃30 mg/(kg BW·d)PPT酶解產(chǎn)物溶液。每天上午8～10點灌胃一次。

1.2.3 動物處理 試驗期間各組小鼠自由飲水和進食,每周末稱重。持續(xù)飼養(yǎng)并灌胃30 d,末次灌胃禁食12 h,實驗結(jié)束時,眼球采血,室溫下靜置30 min,6000 r/min離心10 min,取血清。

1.2.4 指標(biāo)測定 采用全自動生化分析儀測定血清中的總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)含量。按照試劑盒說明書檢測血清中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)的活性。

1.3 統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件進行t檢驗分析,結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,統(tǒng)計學(xué)顯著性設(shè)定為P<0.05或P<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 各組小鼠體重變化

由表1可知,6組試驗小鼠預(yù)飼一周高脂飼料后,空白對照組小鼠與其它組小鼠體重差異均達顯著水平(P<0.05)。在30 d的實驗動物喂養(yǎng)期間,7組實驗小鼠體重均呈增長的趨勢。各組實驗小鼠體重的增長率不同,高脂模型組增長率最大,為39.77%,與空白對照組差異顯著(P<0.01)。從表1可以看出,與高脂模型組比較,PPT組、PPT酶解產(chǎn)物三組實驗小鼠體重均有所減少(P<0.05),其中PPT酶解產(chǎn)物三組均和PPT組差異極顯著(P<0.01),且PPT酶解產(chǎn)物組比PPT組降低小鼠體重效果好。

表1 原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對高脂小鼠體重的影響Table 1 Effect of protopanaxatriol group saponin hydrolysate on body weight of hyperlipidemic mice

注:與空白組比較,#P<0.05,##P<0.01;與高脂模型組比較,*P<0.05,**P<0.01;與PPT組比較,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01;表2、圖1、圖2同。

表2 原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對實驗小鼠血脂水平的影響Table 2 Effect of protopanaxatriol group saponin hydrolysate on serum lipid level in experimental mice

2.2 原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對實驗小鼠血脂水平的影響

由表2可知,高脂模型組小鼠血清中TC、TG、LDL-C與空白對照組相比顯著升高,而HDL-C顯著降低(P<0.01),說明造模成功。與空白對照組相比,高脂模型組鼠TG、HDL-C含量顯著或極顯著下降(P<0.05或P<0.01),同時,TC、LDL-C含量極顯著升高(P<0.01)。飼喂不同劑量的PPT酶解產(chǎn)物后,TC、TG含量均有不同程度的降低,其中PPT酶解產(chǎn)物中濃度組對降低TC、TG含量的能力最強,結(jié)果接近空白對照組;與高脂模型組相比,PPT酶解產(chǎn)物低、高濃度組,PPT組降低TC、TG能力均與高脂模型組達到統(tǒng)計學(xué)上的顯著水平(P<0.05),除此之外,不同PPT酶解產(chǎn)物組分對HDL-C和LDL-C含量有不同的作用;與PPT組相比,PPT酶解產(chǎn)物低、中、高濃度組對降TG、提高HDL-C效果均達到顯著效果(P<0.05)。但PPT酶解產(chǎn)物中濃度劑量組效果極顯著(P<0.01)。PPT酶解產(chǎn)物低、高濃度組對降TC、HDL-C能力較PPT組無明顯差異,PPT酶解產(chǎn)物中濃度組與PPT組比較達到統(tǒng)計學(xué)上的顯著水平(P<0.05)。綜上可知,使用PPT酶解產(chǎn)物中濃度劑量組對控制小鼠血脂水平最有效。

2.3 原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對小鼠血清中SOD活性和MDA含量的影響

由圖1和圖2可知,經(jīng)高脂造模誘導(dǎo)后,高脂模型組小鼠血清中SOD水平極顯著低于空白對照組(P<0.01)。飼喂PPT與PPT酶解產(chǎn)物后,各劑量組血清中SOD活性均顯著升高(P<0.05)。同時,各劑量組小鼠血清中MDA含量較高脂模型組顯著下降(P<0.05)。與空白對照組相比,高脂模型組鼠在SOD活性顯著下降(P<0.05)的同時,血脂在升高。飼喂不同劑量的PPT酶解產(chǎn)物后,血清中SOD活性有上升的趨勢;與高脂模型組相比,PPT酶解產(chǎn)物中濃度組小鼠血清中SOD上升顯著(P<0.05),除此之外,PPT酶解產(chǎn)物低、高濃度組的SOD活性與高脂模型組達到顯著差異。與PPT組相比,PPT酶解產(chǎn)物低、中、高濃度組的SOD活性顯著上升(P<0.05),但PPT酶解產(chǎn)物中濃度組效果極顯著(P<0.01)。PPT酶解產(chǎn)物低、高濃度組對血清中MDA含量較PPT組無明顯差異,PPT酶解產(chǎn)物組血清的MDA含量差異顯著(P<0.05)。

圖1 原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對血清SOD活力的影響Fig.1 Effect of protopanaxatriol groupsaponin hydrolysate on serum SOD activity

圖2 原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物對血清MDA含量的影響Fig.2 Effect of protopanaxatriol groupsaponin hydrolysate on serum MDA content

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn),與高脂組相比,PPT對小鼠體重和血脂指標(biāo)有調(diào)節(jié)作用;但與PPT組相比,使用PPT酶解產(chǎn)物中濃度劑量組后,小鼠體重顯著降低(P<0.05),TC和TG顯著降低(P<0.05);小鼠血清中HDL-C顯著增加,表明原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物可以降低血清TC、TG的濃度,促進HDL-C的生成,減輕小鼠體重(P<0.05),通過調(diào)節(jié)脂肪代謝,進而預(yù)防動脈粥樣硬化的發(fā)生。

超氧化物歧化酶(SOD)能清除超氧陰離子自由基并保護細胞免受損傷。因此,測定血清中SOD的活性可間接反映身體清除自由基的能力[23]。MDA是細胞膜脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物,其含量高低可以反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度,測定血清中MDA含量,可以間接反映細胞受氧化損傷的程度。本試驗結(jié)果顯示,與高脂對照組相比,使用PPT可以提高小鼠血清抗氧化作用,但與PPT組相比,使用原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物中濃度劑量后SOD升高顯著(P<0.05)、MDA降低顯著(P<0.05),使SOD及MDA值更趨近于正常值。

人參的降血脂作用及其對肝臟的保護作用已通過實驗和臨床驗證[24]。本研究中,原人參三醇組皂苷經(jīng)檢測主要成分為Re和Rg1,原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物主要成分為Rg2和Rh1。資料證明Re具有降血脂功效[25],而無論是從抑制脂質(zhì)堆積方面看,還是從降血脂、對血液的保護和抗氧化水平綜合來看,PPT與PPT酶解產(chǎn)物均具有顯著降脂效果,而我們的研究表明原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物降脂效果要比原人參三醇組皂苷更好一些,尤其是原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物20 mg/kg濃度,與陽性對照藥物降脂寧基本無差別,其主要影響因素是PPT酶解之后Re和Rg1轉(zhuǎn)換為Rg2和Rh1,這也為原人參三醇組皂苷酶解產(chǎn)物在降脂醫(yī)藥保健食品上的應(yīng)用打下堅實的理論基礎(chǔ)。