【doc】植物分离蛋白对卵巢切除大鼠血脂代谢的影响
植物分离蛋白对卵巢切除大鼠血脂代谢的
影响
※营养卫生鱼品科学200&Vo1.29,No.01309 植物分离蛋白对卵巢切除大鼠血脂
代谢的影响
刘雄1,张焕容一,陈雪梅2,阚建全1,海老原清3
(1.西南大学食品科学学院,重庆400716;
2.西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都610041;3.爱媛大学农学部,日本松山790—0855)
摘要:目的:研究大米分离蛋白和大豆分离蛋白对冈雌性激素缺乏引起的高胆固醇血症的影响.方法:将24
只Wistar成年雌鼠随机分为4组.3组大鼠进行双侧卵巢切除手术,分别喂食添加20%酪蛋白(对照组),大米分离
蛋白或大豆分离蛋白的例料.另l组进行卵巢伪切除手术,喂食添加20%酪蛋白的对照饲料,喂养4周后解剖,
测定血清和肝脏中胆固醇,甘油三酯浓度以及粪中胆汁酸排泄量和蛋白表观消化率等指标.结果:卵巢切除明显
增加成年雌鼠血清和肝脏中胆同醇和甘油三酯浓度.与酪蛋白组相比,饲料中添加大豆分离蛋白能显着降低卵巢切
除大鼠血浆总胆固醇和低密度脂蛋白及胆固醇浓度(P<0.05),但对血浆甘油三酯浓度无显着影响,同时明显降低
肝重,肝脏中总脂,总胆固醇,游离胆固醇及甘油三酯总量,以及增加排粪量和胆汁酸排泄量,大豆分离蛋白
表观消化率也明显比酪蛋白和大米分离蛋白高.大米分离蛋白对血脂没有明显降低效果,但肝脏总脂,总胆固醇,
游离胆固醇和甘油三酯浓度明显低十酪蛋白饲料组,而排粪量,粪中胆汁酸排泄量和蛋白表观消化率则与酪蛋白组
无显着差异.结论:抗消化蛋白对冈雌性激素缺乏引起的高胆固醇血症有明显降低
效果,可能的作用机制是由于
该蛋白的低消化性干扰,肠道中胆汁酸代谢,增加粪中胆汁酸的排泄量来降低肝脏
和血浆中胆固醇浓度.
关键词:抗消化蛋白;大豆分离蛋白;大米分离蛋白;卵巢切除;血脂
EffectsofPlantProteinIsolateonSerumLipidsMetabolisminOvariectomizedRats LIUXiong,ZHANGHuan—rongf,CHENXue—mei,KANJian—
quan,KIYOSHIEbihara
(1.CollegeofFoodScience,SouthwestUniversity,Chongqing400716,China; 2.CollegeofLifeScienceandTechnology,SouthwestUniversityforNationalities,Chengdu610041,China;
3.FacultyofAgriculture,EhimeUniversity,Matsuyama790—0855,Japan)
Abstract:Objective:Tostudythehypocholesterolemiceffectsofriceandsoybeanproteinisolateonestrogendeficiency—
inducedhypercholesterolemiainovariectomizedrats.Methods:24Wistarfemalratsweredividedintofourgroups.Three
groupsweredoubleovariectomizedandfedthedietscontainingriceandsoybeanproteinisolatesastwoexperimentalgroupswith
20%caseinascontro1.Theothergroupwassham—
overiectomizedandfedthedietscontaining20%caseinascontro1.Allrats weredissectedafer4weeksoffeedingtoassayconcentrationsofcholesterol,triacylglyceridesinserumandfiverandfecalexcretion
ofbileacidsandapparentproteindigestibility.Results:Concentrationsofcholesterol,triacylglyceridesinserumandliverare
significantlyincreasedinOVXrats.Concentrationsofserumtotalcholesterols,LDLandcholesterolaresignificantlylowerin
soybeanisolatefeedgroupthanincaseinfeedgroup(pd0.05),buttriacylglyceridesareeffectedwithnosignificantdifference.
Liverweight,livertotallipids,totalcholesterol,freecholesterolandtotaltriacylglyceridesarealsosignificantlydecreased.
However,fecalexcretionandfecalexcretionofbileacidsarebeingincreasedandapparentproteindigestibilityofsoybeanprotein
isolategroupishigherthanthatofcaseinandriceproteinisolategroups.Riceproteinisolategrouphasnoapparenteffecton
decreasingserumlipids,butlivertotallipids,totalcholesterol,freecholesterolandtriacylglyceridesofriceproteinisolategroup
aresignificantlylowerthanthoseofcaseingroup.Butfecalexcretion,fecalexcretionofbileacidsandapparentproteindigestibility
ofriceproteinisolategrouphasnoapparentdifferencewithcaseingroup.Conclusions:Resistantproteinmaysignificantlydecrease
收稿日期:2006一l2—07
作者简介:刘雄(1970一),男,剐教授,博士,主要从事粮油精深加工及食品营养学研
究.E—mail:liuxiong848@hotmail_tom
通讯作者:张焕容(1969-),女,实验师,博士,主要从事兽医微生物检疫研究.E—
mail:zhrong05@l63.tom
3102008,VoL29,No.01食品科学※营养卫生
thesev1.1mcholesterolconcentrationinestrogendeficiency—
inducedhypercholesterolemiarats,becausethehypocholesterolemic
effectofresistantproteinappearstobeinterferedwithbileacidsmetabolismandfecalexcretionincreaseintheintestinal
poo1.
Keywords..resistantprotein;soybeanproteinisolate;riceproteinisolate;ovariectomizedrats;serumlipids
中图分类号:R151.41文献标识码:A文章编号:1002—6630(2008)01—0309—05
冠心病已成为导致人类死的主要疾病,高浓度
血浆甘油三酯和胆阎醇是动脉粥样硬化的主要诱冈,也
是心血管疾病发病率和死亡率增高的主要危险广大]素之
.冠心病的发病机率与性别和荷尔蒙水平相关.男
性忠冠心病的机率高于绝经前的女性,尤其是40岁以上 男性…,而妇女在绝绎后冠心病的发病率和死亡率明显 上升,因为更年期女性卵巢功能衰退,雌激素分泌逐 渐减少,促性腺激素水平升高,易出现植物神经功能 紊乱而引起的系列症候群,导致血浆中LDL—C,apoB 和TAG水平均明显升高,而这三者又是冠心病发病的 危险因了【扪.因此,降低血浆中胆固醇和甘油三酯浓度 是防治冠心病的首要目标.许多研究表明,通过膳食 调节能明显改善血浆胆固醇和甘油三酯水平[3-4]. 抗消化蛋白是指为人体消化酶所消化的蛋白组 分,尽管/f为人体提供任何营养成分,但对人体具有 重要的生理功能.已有研究表明,大豆分离蛋白在肠 道中有很低的消化性,是一种抗消化性蛋白[51.与酪蛋 白饲料相比,大豆蛋白饲料能明显降低大鼠[6-7】和兔了f81 血浆胆固醇浓度.虽然,大米蛋白具有相对较高消化 性,但也有研究表明,大米蛋白与大豆白具有相似 的降低血浆胆蚓醇浓度的生理效果.但关十这两种蛋 白对因雌激素缺乏引起的高脂血症的影响方向的研究尚 无相关报道.本实验以卵巢切除大鼠为雌激素缺乏的史 年期妇女血脂代谢模型,研究大米分离蛋白和大豆分离 蛋白对雌激素缺乏导致的高脂血症的影响. 1材料与方法
1.1材料与试剂
6剧龄成年Wistar雌鼠24只(体重约100--120g)日 本SLC株式会社(浜松).
RodenLabDietEQ,PMI大鼠用商品颗粒饲料美 国;大豆分离蛋白,大米分离蛋白和预糊化玉米淀粉 日本食化株式会社;酪蛋白新两兰惠灵顿;蔗糖, 纤维素日本甜菜制糖株式会社;大豆油日本油脂公
一J;矿物质和维生素预混剂依据AIN.93配制;L.光 氨酸}={本NacalaiTesque公司.
1.2方法
1-2.1饲料配制
实验用饲料参考AIN.93配制,配方见表1. 表1实验膳食配方
Table1Compositionofexperimentaldietsd
1.2.2实验动物饲养及分组
24只成年雌性5周龄体重约100,120gWistar大鼠 单独饲养在筛底形锈钢笼中,饲养环境温度保持在23 ?1?左右,12h明暗轮换(7:00,19:00照明).大鼠饲 喂商品颗粒饲料1周,适应喂养环境后,大鼠腹膜注射 戊巴比妥钠30mg/kg体重麻醉后,18只大鼠进行双侧卵 巢切除手术(ovx),6只做伪切除手术(Sham).手术后 经过1周恢复期后,OVX大鼠随机均分为3组,分别 自由取食酪蛋白(CN),大米分离蛋白(RPI),大豆分离 蛋白(Svi)实验饲料,卵巢伪切除大鼠自由取食CN饲 料.所有实验大鼠自由饮水,每天更换饲料时测量体 重和采食量,实验饲料饲喂期4周.
1.2_3样品收集
收集大鼠解剖前3d的粪便装入带盖的塑料管内, 真空冷冻下燥后称量粪T重,粉碎,装袋后贮存在于 燥环境中.饲喂最后'天晚上,大鼠断头从颈部取 血,血液收集在装有抗凝剂肝素钠的采血管中,然后
?3000r/min离心15min,血清分装于微形试管中贮 在4
存一50?待
.收集完血液后,肝脏经冰冷生理盐水 灌流1min后摘除,存冰冷的生理盐水中洗去表面血水后 用吸湿纸除去表面水滴,称总重,再切分1g左右肝块 用铂包裹后于一50?下贮存,用于肝脂检测.
1.2.4生化指标分析
1.2.4.1饲料效率统计
按以下公式计算实验组和对照组饲料效率:
斗—丽老鼠体重增加量(g)
※营养卫生食品科学2008,Vo1.29,No.O1311 1.2.4.2蛋白表观消化率
蛋A含量检测采用凯氏定氮法,蛋A表观消化率采 用以下公式讣算:
蛋白表观消化率c%=oo一
薯×oo
饲料蛋白含量(g/g)
1.2.4_3血脂检测[9
(1)血脂蛋A颗粒的分离:血脂蛋A颗粒(极低密度 脂蛋白VLDL,d<1.006;低密度脂蛋向LDL,d=1.006 —
1.063;高密度脂蛋白HDL,d=1.063—1.210)采用超 高速密度梯度离心分级分离.首先对VLDL分离,0.6ml 血清中添加0.3ml密度为1.006kg/LNaC1溶液,在Beckman TL一1超速冷冻离心机中100000×g,12?离心2.5h,从 上层中移出VLDL,将中层液(约0.15m1)移出后,将下 层溶液(约0.6m1)移入另一试管中分离LDL.上述液体中 加入0.3ml的密度为1.006kg/LNaBr溶液,与分离VLDL 同样条件下离心,从上层分离出LDL,然后,移去中 间层,将下层移入另一试管分离HDL.将0.3ml的浓度 为1.478kg/LNaBr溶液加入到0.6ml底层溶液中,混合离 心4h,从上层移出HDL.所有NaBr密度溶液100ml中 均含有0.5mlNa2EDTA.
(2)血脂检测:血中脂蛋白的胆四醇和甘油三酯含量
以及血浆磷脂浓度的检测采用酶法(用日本和光纯药公司 提供的检测试剂盒).
(3)肝脂含量测定:肝脏中总脂质含量采用Folch 等[10】方法测定.同时用此抽提液测肝中且日围醇,甘油三 酯和磷脂的含量.首先将冻存的已准确称重(约1g)的肝 脏组织放入组织捣碎机中,加入氯仿:甲醇=2:1的混合溶 剂,在冰冷条件下高速搅碎,抽捉液经滤纸过滤收集 到25ml刻度试管中,滤渣用同样的混合有机溶剂冲洗
,然后将滤液加同样的混合有机溶剂定容到 2,3次
25ml,充分混匀后,移出5ml提取液到另一试管中用于 胆固醇和甘油三酯检测.在余下的20ml中加入4ml浓度 为0.37%的KC1溶液,混匀后静置24h以上让其分层. 吸出上层液,用氯仿:甲醇:水=3:48:37的混合溶剂洗下层 液面2,3次,然后将下层提取液移入已干燥至衡重的小 烧杯中,加热除去有机溶剂后,在105?下T燥至衡 重,用重量差法得出总脂含量.肝脏中胆固醇,甘油 三酯和磷脂含量检测采用酶法,用试剂盒检~1]t91. (4)胆汁酸总量检测:粪中总胆汁酸检测采用3Ct.羟 基固醇脱氢酶法【1".
2结果与分析
实验结果以叉?S表示,各组问显着差异性采用训 算机软件包(StatViewVersion4.5,AbacusConcepts,
Berkeley,CA)进行Tukey伞群比较测试,P<0.05被 认为有显着差异.食用对照饲料的卵巢切除和伪切除大 鼠两组问差异性比较采用该软件包中的群群比较法,P <0.05为显着性差异.
2.1植物抗性蛋白对大鼠增重,采食量和饲料效率的 影响
植物抗性蛋白对大鼠增重,采食量和饲料效率的影
响结果见表2.卵巢切除明显增加了大鼠的体重和降低 了饲料效率(p<0.05),但对大鼠采食量没有明显影响. 大米分离蛋白和大豆分离蛋白则对卵巢切除大鼠的体重 和采食量没有明显影响.
表2
Table2
植物抗性蛋白对大鼠增重,采食量和饲料效率的影响 Effectsofdietaryproteinonbodyweight,foodintake
andfoodefficiencyinOVXrats 注:实验数据用平均数?
差表示(n:6):表示卵巢切除对照组与伪 切除组间有显着性差异(p<0.05).一行中数字上标不同字母表示与 其它数据值间存在显着差异(p<0.05). 2.2植物抗性蛋白对大鼠血脂和载脂蛋白的影响 植物抗性蛋白对大鼠血脂,载脂蛋白的影响见表 3.卵巢切除大鼠血浆中总胆固醇和磷脂浓度明显高于 伪切除大鼠(p<0.05),但二者问血浆中甘油三酯浓度没 有明显差异.在卵巢切除大鼠中,大豆分离蛋白组血 浆总胆固醇,低密度脂蛋白胆固醇和磷脂浓度明显低于 对照组和大米分离蛋白组,而大米分离蛋白组与对照组 问没有明显差异.相对于对照组,两种分离蛋白对卵 巢切除大鼠血浆中甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇浓度 没有明显影响.
2_3植物抗性蛋白对大鼠肝重和肝脂的影响
抗性蛋白对大鼠肝脂的影响结果见表4.从表4中 可看出,卵巢切除明显增加大鼠肝重和肝脏总脂,总 胆固醇,游离胆固醇,甘油三酯的总量(p<0.05).卵 巢切除大鼠中,大豆分离蛋白则明显降低该大鼠的肝重 和肝脏总脂,总胆固醇,游离胆固醇,甘油三酯的总 量(p<0.05),大米分离蛋A组肝脏总脂,总胆固醇,
游离胆固醇和甘油三酯的总量也明显比对照组低(p< 0.05).肝中酯化胆固醇含量在各组间则没有明显差异.
大米分离蛋白组和大豆分离蛋白组问的肝脂无明显差异
(p>0.05).
3122008,Vo1.29,No.01食品科学※营养卫生
注:实验数据用平均数?标准荠表示(n=6):表示卵巢切除对照组与伪切除组间有显着性差异(p<O05),同一行中数字上标不同字母表示与其它数 据值间存在显着差(p<O.05).
表4植物抗性蛋白对大鼠肝重和肝脂的影响
Table4EffectsofdietaryproteinonliverweightandliverlipidsinOVXrats
注:实验数据用平均数?标准差表示(n=6):}表示卵巢切除对照组与伪切除组间有显着性差异(p<O.05),同一行中数字上标不同字母表示与其它数 据值间存在显着着异(p<O.05).
2.4植物抗性蛋白对大鼠粪便干重和粪胆汁酸的影响
植物抗性蛋白对实验大鼠粪便下重和粪胆汁酸的影
响见表5.在两个酪蛋白饲料组中,卵巢切除组胆汁酸
排泄量明显高于伪切除组,但排粪量没有明显差异.在
卵巢切除大鼠中,大豆分离蛋白组大鼠排粪量和粪中胆
汁酸总量明显高于酪蛋白组和大米分离蛋白组(p<0.05), 蛋白表观消化率也相应低于酪蛋白组和大米分离蛋白组. 而大米分离蛋白组与酪蛋白组两组的排粪量,粪中胆汁
酸排出量及蛋白表观消化率问均无明显差异(p>0.05). 3讨论
本研究的结果表明,更年期妇女模型OVX成年雌
鼠由于雌性激素缺乏,其体重,血清胆固醇,血脂以
及肝脏总重,总脂,总胆固醇和甘油三酯浓度均明显
增加.产生此结果的原因可能是由于雌性激素的缺乏,
血浆中控制食欲的Leptin浓度明显降低,从而食欲增
加,同时血浆中胰岛素浓度提高,体内脂肪增加,伴
随着体内胆固醇浓度也相应增DN[1.因为雌性激素能保 表5植物抗性蛋白对大鼠粪便干重,粪胆汁酸和蛋白表观 消化率的影响
Table5Effectsofdietaryproteinonfecaldryweight.fecal
excretionofbileacidandapparentproteindlgestibility
注:实验数据用平均数?标准差表示(n=6):表示卵巢切除对照组与伪 切除组间有显着性差异(p<O.05),同一行中数字上标不同字母表示 与其它数据值问存在显着差异(p<O.05). 持机体的胰岛素敏感性],更年期妇女服用雌激素药物
能明显降低肥胖和降低空腹血糖和胰岛素浓度[141,雌二 醇能调节肝糖原活性和骨骼肌中与葡萄糖利用相关的柠 檬酸合成酶的活性[15].卵巢切除的成年雌性动物中也表 现出相同的生理变化现象【l61].
※营养卫生食品科学2008,Vo1.29,No.01313 饲料中添加大豆分离蛋白和大米分离蛋白对OVX大
鼠采食量和体重均没有明显影响,说明两种分离蛋白未 影响大鼠食欲和能量摄入.与酪蛋白饲料组相比,大
豆分离蛋白明显降低OVX大鼠血清总胆固醇和LDL胆固 醇,但对血浆中甘油三酯的浓度没有明显降低效果,大
米分离蛋白对血脂没有明显影响.然而在Morita等【7的 实验中,大豆分离蛋白和大米分离蛋白均明显降低了雄 性大鼠血浆中胆固醇浓度,产生此结果差异的原因可能 是实验中采用了不同的动物模型,因为不同性别和雌激 素水半的人或动物在血脂代谢上表现出明显差异,对膳 食成分的血脂影响效果也表现出不同的反映[18-19].同时 本实验还发现,两种分离蛋白均明显降低了肝脏中总胆 阎醇的浓度,游离胆固醇和甘油三酯浓度,而大豆分
离蛋白的影响效果明显高于大米分离蛋白.这表明,抗 消化蛋白可能是通过降低肝脏中甘油三酯和胆固醇的合 成进而减少向血浆中输送胆固醇和甘油三酯的载体——极 低密度脂蛋白(vLDL)颗粒的合成,进而减少血浆中 VLDL分解产物LDL胆固醇的浓度[20]. 抗消化蛋白降低血浆胆固醇浓度的机理尚小清楚, 通过与肠道胆汁酸结合,T扰胆汁酸的肝肠循环,进而 增加粪中胆汁酸排泄量被认为是其降低血清胆固醇含量的 主要途径[21-2.本研究结果也表明,大豆分离蛋白的添 加明显增加了粪中胆汁酸的排出量,粪中胆汁酸排泄量 与排粪量呈明显的正相关性(r=0.856,p=0.0006),也与 蛋白表观消化率呈明显负相关性(仁一0.827,p=O.oolo),而 血浆中胆固醇浓度与粪便胆汁酸排泄量也呈明显负相关 性(r=0.932,P<0.0001).增加粪中胆汁酸的排泄,会 减少肝肠循环中返回肝脏的胆汁酸的量,而返回肝脏中 胆汁酸流量和组成会反馈调节肝脏中与胆固醇代谢相关 酶的活性及其基因的表达水平】.因此,关于抗消化 蛋白降低血浆胆固醇的分子层次的机理,还有待进一步 研究.
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