膳食纤维对高脂高胆固醇膳食诱导脂代谢紊乱小鼠实验的研究

膳食纤维对高脂高胆固醇膳食诱导脂代谢紊乱小鼠实验的研究

杨江涛韩淑芬焦俊张薇秦立强(通讯作者)

杨江涛韩淑芬焦俊张薇秦立强(通讯作者)

（苏州大学医学部公共卫生学院215123）

【摘要】目的：探讨膳食纤维（dietaryfiber，DF）对脂代谢紊乱小鼠的作用。方法：48只雄性C57BL/6J小鼠按体重随机分为阴性对照组、模型对照组、燕麦DF组和全小麦DF组，以相应饲料连续喂养24周，测定各组小鼠体重、摄食量、血清总胆固醇、甘油三酯、血糖以及炎性因子肿瘤坏死因子α和白介素-6等指标，同时进行肝脏组织病理学检查。结果：与模型对照组比较，燕麦DF和全小麦DF降低了脂代谢紊乱小鼠的体重、血清TC、FFAs和TNFα水平以及肝匀浆TG水平，燕麦DF降低了血糖水平。两组干预组小鼠肝脏脂肪变性程度明显减轻。结论：DF对高脂高胆固醇饲料诱导的脂代谢紊乱小鼠的血脂水平及炎性因子水平具有较好的改善作用，燕麦DF对总胆固醇和血糖的作用优与全小麦DF，全小麦DF对甘油三酯的作用优于燕麦DF。

【关键词】膳食纤维；脂代谢紊乱；血脂；炎性因子

【中图分类号】R965【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2015）20-0051-03

Effectofdietaryfiberonlipidmetabolicdisordermiceinducedbyhigh-fat/cholesteroldiet

YangJiangtao,HanShufen,Jiaojun,ZhangWei,QinLiqiang.Schoolofpublichealth,MedicalCollegeofSoochowUniversity,JiangsuProvince,Suzhou215123,China

【Abstract】ObjectiveToexploretheeffectofdietaryfiber(DF)onlipidmetabolicdisordermice.MethodForty-eightmaleC57BL/6Jmicewererandomlypidedintofourgroupsaccordingtobodyweight.Negativecontrolgroup,modelcontrolgroup,oatfibergroupandwheatbranfibergroupweregivenrespectiveexperimentaldietsfor24weeks.Bodyweight,foodconsumption,serumtotalcholesterol(TC),triglyceride(TG),glucoseandTNFα,IL-6weremeasuredrespectively,liverspecimenswereexaminedwithpathologicaldetection.ResultsComparedwithmodelcontrolgroup,bothoatfibergroupandwheatbranfibergroupsignificantlydecreasedbodyweight,serumTC,FFAs,TNFαandTGlevelinlivertissue,andoatfibergroupdecreasedglucoselevel.Thetwointerventiongroupsignificantlydecreasethedegreeofhepaticsteatosis.ConclusionDFintakecouldimprovelipidandinflammatoryleveloflipidmetabolicdisordermiceinducedbyahigh-fat/cholesteroldiet.

【Keywords】Dietaryfiber;Lipidmetabolicdisorder;Llpidlevel;Inflammatoryfactor

大量流行病学研究已证实，富含膳食纤维（dietaryfiber，DF）的食物能有效降低血脂[1]，改善高脂饮食引起的脂代谢紊乱[2]。本研究采用美国Researchdiets公司高脂高胆固醇饲料诱导小鼠脂代谢紊乱，同时给予富含可溶性DF的燕麦和不可溶性DF的全小麦给以干预，进一步观察DF对脂代谢紊乱小鼠的作用。

1.材料与方法

1.1材料

1.1.1动物健康SPF级雄性C57BL/6J小鼠48只（体重18～20g），购自中国科学院上海动物实验中心（上海斯莱克公司，SCXK(沪)2012-0002），鼠龄6周，每笼6只，自由摄食饮水，室温控制在18℃～28℃，相对湿度50%-70%，通风干燥、安静，12小时光照周期。

1.1.2主要试剂与仪器高脂高胆固醇饲料购自美国Researchdiets公司，燕麦DF和小麦DF购自山西奥特福食品科技有限公司，总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）试剂盒为北京普利莱基因技术有限公司产品，游离脂肪酸（FFAs）试剂盒为日本wako纯化学工业有限公司产品，炎性因子试剂盒肿瘤坏死因子（TNFα）和白介素-6（IL-6））购自美国MerckMillipore公司。多功能酶标仪（BioTek/Synergy2)，低温冷冻离心机（Eppendorf公司）。

1.2方法

1.2.1动物分组及饲料配方：48只小鼠按体重随机分为4组（N=12）：阴性对照组、模型对照组、燕麦DF组和小麦DF组，适应性喂养两周后，分别给予相应的饲料。阴性对照组饲料参考Researchdiets实验室标准动物饲料配方：11.5％能量来自脂肪，67.7％来自碳水化合物，20.8％能量来自蛋白质；模型对照组饲料采用高脂高胆固醇饲料（ResearchdietsD12451+1%胆固醇）：46.0％能量来自脂肪，34.4％来自碳水化合物，19.6％能量来自蛋白质；燕麦DF组和小麦DF组饲料是将高脂高胆固醇饲料磨碎后，分别添加燕麦DF（5g/kg）或全小麦DF（5g/kg），混匀后制成固体晾干。每周称量体重和摄食量。

1.2.2样品采集和生化指标的测定：于实验24w，各组禁食12-14h后内眦采血，分离血清，按照相应试剂盒说明测定各组小鼠TC、TG和FFAs指标。实验结束后，乙醚麻醉处死，解剖取小鼠肝脏、肾脏、脾脏和脂肪组织称重，计算脏体比和脂体比（(睾周+肾周脂肪)/空腹体重）；留取肝左叶进行HE染色。

1.2.3肝组织HE染色：取肝左叶置于10%中性福尔马林溶液中固定，石蜡包埋、切片（4μm）、脱蜡、苏木精-伊红染色，HE病理染色，病理观察。

1.2.4TNFα和IL-6的测定：按试剂盒说明，采用Luminex?xMAP技术进行测定。

1.3统计学处理

采用SPSS17.0统计软件进行数据处理和分析，所有数据均采用均数±标准差（x-±s）表示，组间比较采用one-wayANOVA进行显著性检验，两两比较采用LSD检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1谷物DF对小鼠体重和脏体比及脂体比的影响

如表1所示，阴性对照组小鼠的每日平均摄食量明显高于其它三组（P<0.05），小麦DF组小鼠的每日平均摄食量高于模型对照组和燕麦DF组（P<0.05）；小麦DF组小鼠的每日平均能量摄入明显高于其它三组（P<0.05）。实验结束后，与阴性对照组相比，模型对照组的体重（37.69±2.66g）明显高于阴性对照组（29.88±1.54g）（P<0.05）；与模型对照组相比，燕麦DF和小麦DF组小鼠体重增加量明显下降（P<0.05），燕麦DF组和小麦DF组小鼠体重变化无明显差异（P>0.05）。四组之间的肝体比无显著性差异；燕麦DF组和小麦DF组的脂体比均明显低于模型对组（P<0.05）。

2.2DF对小鼠肝脏组织病理的影响

如图1所见，阴性对照组肝细胞内无脂滴分布，肝窦清晰可见，肝索排列整齐，肝管区无炎细胞浸润，小叶结构完整。模型对照组大鼠肝脏呈淡黄色，边缘钝，切面油腻，肝组织排列紊乱，细胞肿胀，胞质疏松，胞浆内充满大小不一的脂肪空泡，呈现明显的脂肪变性。燕麦DF和全小麦DF两组的小鼠肝脏均呈紫红色，切面油腻感不明显，镜下肝细胞脂肪变性均有不同程度改善，胞浆内脂滴减少，肝窦较清晰，肝索排列明显恢复。

2.3谷物DF对小鼠血脂和肝匀浆水平的影响

如表2所示，与阴性对照组相比，模型组对照组小鼠血清TG、TC、血糖和FFAs水平均明显升高（P<0.05）；与模型对照组相比，燕麦DF降低了小鼠血清TC、血糖及FFAs水平（P<0.05），小麦DF降低了小鼠血清TC和FFAs水平（P<0.05），两DF组小鼠血清TG有降低的趋势，但与模型对照组均无统计学差异（P>0.05）。

与阴性对照组相比，模型对照组的小鼠血清炎性因子TNFα和IL-6水平均显著升高（P<0.05）；与模型对照组相比，燕麦DF和小麦DF均降低了小鼠血清TNFα水平（P<0.05），但对IL-6水平影响不大（P>0.05）。

与模型对照组相比，燕麦DF和小麦DF降低了小鼠肝匀浆TG水平，对TC水平影响不明显。

3.结论

脂代谢紊乱是许多代谢性疾病的一个重要表现，本研究通过高脂高胆固醇饲料诱导C57BL/6J小鼠脂代谢紊乱病理状态，结果表明，经过24周的高脂高胆固醇饲料喂养后，高脂模型对照组小鼠体重、血脂和炎性因子水平及肝匀浆水平均显著高于阴性对照组小鼠，提示C57BL/6J小鼠脂代谢紊乱模型建成功建立。与模型对照组相比，燕麦DF和全小麦DF均降低了脂代谢紊乱小鼠的体重，由于小麦DF组小鼠能量摄入量明显高于燕麦DF组，推测富含不可溶性DF的小麦对体重的控制效果优于富含可溶性DF的燕麦，这一结果跟人群研究相一致[3]。同时，经过24周的DF预防性干预后，两组DF降低了脂代谢紊乱小鼠的TG、TC、血糖、FFAs和TNFα及肝匀浆TC水平，证明DF对改善小鼠脂代谢紊乱具有良好效果，且燕麦DF对TC和血糖的作用优于全小麦DF，全小麦DF对TG的作用优于燕麦DF，人群研究也证实，可溶性DF能降低血糖和TC的作用，预防2型糖尿病和高胆固醇血脂[4,5]。

体内脂质含量增加，导致血中FFAs水平升高，肝细胞摄取过多FFAs促使其合成TG增加。过多的FFAs蓄积会导致TG难以降解，引起脂肪变性和肝脏损伤[6]，我们的研究结果显示，两组DF均降低了脂代谢紊乱小鼠血清FFAs水平和肝脏的脂肪变性，改善了肝脏的脂代谢紊乱。研究表明高脂高胆固醇饲料喂养易引起小鼠脂肪堆积，使得脂肪细胞高度分泌的TNFα和IL-6释放增加[7]，在脂代谢紊乱的发生发展中起了重要作用，我们的研究结果显示，两组燕麦DF均降低了血清TNFα水平，虽对IL-6差异无统计学意义，但存在降低的趋势，需要增加样本量和干预时间进一步证实。谷物DF改善脂代谢紊乱的机理是多因素的综合效果，其具体的机理有待深入研究。

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