余甘子是藏族习用药材,为大戟科植物余甘子的干燥成熟果实,其味甘、酸、涩,但营养价值丰富,是国家卫生健康委员会(原卫生部)批准的药食同源物质,具有清热凉血、消食健胃、生津止咳的功效,常用于治疗血热血瘀、消化不良、腹胀、咳嗽、喉痛、口干等疾病。同时诸多研究显示,余甘子还具有抗氧化、抗癌、抗菌抗炎、降血脂、降血压等作用。另外研究显示,茶多酚具有调节肠道菌群和抗肥胖作用。而左旋肉碱属于类维生素,与动物体内的脂肪酸代谢密切相关,能够通过低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)调节血脂水平达到减肥效果。

东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室的任兴远、王少康*、孙桂菊等采用高脂饲料建立大鼠预防肥胖模型,通过单独给予余甘子或将余甘子与茶多酚、左旋肉碱配伍使用,以评价余甘子的预防肥胖功效,为余甘子的进一步开发利用提供理论依据和实验支持。

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1 大鼠基本特征

实验期间,各组大鼠体质量均正常增长,精神状态、行为活动、摄食摄水、粪便、尿液以及各腔道分泌物等均未见明显异常。如图1所示,各组大鼠摄食量也无明显差异,但NC组每周能量摄入明显低于高脂饮食干预组。

各组大鼠在不同时期的体质量变化如图2A所示。干预开始之前,各组大鼠体质量均衡,差异无统计学意义。干预开始后,各组大鼠体质量在实验期间均呈上升趋势,其中MC组增长最快,其次是FP-GTP组,再次FP组和FP-LC组,PC组和NC组增长缓慢。干预4 周后,MC组大鼠体质量高于NC组大鼠,且差异具有统计学意义(P<0.001),说明高脂饮食诱导大鼠肥胖模型构建成功。在干预7 周后,FP组、FP-GTP组、FP-LC组及PC组大鼠体质量均明显低于MC组大鼠,且除FPGTP组外,其余各组与MC组间的差异均具有统计学意义(P<0.05)。这说明余甘子单独使用或与左旋肉碱配伍使用均能在一定程度上能够控制大鼠体质量增加。

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各组大鼠在不同时期的体质量变化如图2A所示。干预开始之前,各组大鼠体质量均衡,差异无统计学意义。干预开始后,各组大鼠体质量在实验期间均呈上升趋势,其中MC组增长最快,其次是FP-GTP组,再次FP组和FP-LC组,PC组和NC组增长缓慢。干预4 周后,MC组大鼠体质量高于NC组大鼠,且差异具有统计学意义(P<0.001),说明高脂饮食诱导大鼠肥胖模型构建成功。在干预7 周后,FP组、FP-GTP组、FP-LC组及PC组大鼠体质量均明显低于MC组大鼠,且除FPGTP组外,其余各组与MC组间的差异均具有统计学意义(P<0.05)。这说明余甘子单独使用或与左旋肉碱配伍使用均能在一定程度上能够控制大鼠体质量增加。

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2 余甘子对大鼠脂肪系数和肝脏系数的影响

干预7 周后各组大鼠脂肪系数和肝脏系数差异如表1所示。MC组予以高脂饲料喂养后导致大鼠发生肥胖,与NC组相比,MC组睾周脂肪、肾周脂肪质量明显增加,相应的脂肪系数也明显高于NC 组,且差异具有统计学意义(P <0.0 0 1),而肝脏质量虽高于NC组,但肝脏系数差异无统计学意义(P>0.05),说明高脂饮食诱导大鼠发生肥胖不会导致大鼠的肝脏出现水肿、充血或增生肥大等不良生理反应。

与MC组相比,FP组、FP-GTP组、FP-LC组及PC组大鼠肾周脂肪质量均较低,肾周脂肪系数也较低,且差异均具有统计学意义(P<0.05)。此外,FP组和PC组大鼠睾周脂肪质量和睾周脂肪系数显著低于MC组外(P<0.05),FP-GTP组、FP-LC组大鼠睾周脂肪质量和睾周脂肪系数与M C 组大鼠间差异并不显著(P>0.05)。同时,各干预组肝脏质量与肝脏系数与MC组之间也无显著差异(P>0.05)。

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3 余甘子对大鼠脂代谢指标的影响

3.1 余甘子对大鼠血清和肝脏中脂质水平的影响

实验干预7 周后,大鼠血清中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平的变化如图3所示,MC组大鼠血清TC、TG、LDL-C水平均高于NC组,HDL-C水平低于NC组,且具有显著性差异(P<0.001)。与MC组相比,FP组、FP-LC组、PC组大鼠血清中TC、TG、LDL-C水平均显著下降(P<0.05、P<0.001),HDL-C水平显著增加(P<0.05、P<0.001)。而FP-GTP组大鼠血清中TC、TG、LDL-C水平虽低于MC组,HDL-C水平高于MC组,但差异并不显著(P>0.05)。

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对大鼠进行解剖后取肝脏组织匀浆,测量肝脏组织中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平,结果如图4所示,肝脏组织中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平变化情况与血清中变化情况相同。MC组大鼠肝脏组织中TC、TG、LDL-C水平均高于NC组,HDL-C水平低于NC组,且具有显著性差异(P<0.001)。与MC组相比,FP组、PC组大鼠肝脏组织中TC、TG、LDL-C水平均显著下降(P<0.001),HDL-C水平显著增加(P<0.001)。而FP-LC组和FP-GTP组大鼠肝脏组织中TC、TG、LDL-C水平虽低于MC组,HDL-C水平高于MC组,但差异整体上并不显著(P>0.05)。

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大鼠血清和肝脏组织中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平变化结果显示,高脂饮食能够造成大鼠TC、TG、LDL-C水平升高,HDL-C水平降低,而使用余甘子或将余甘子和左旋肉碱配伍使用能够改善高脂饮食诱导的大鼠血脂紊乱的现象。同时结果还显示FP-GTP组降低TC、TG、LDL-C水平的效果差异并不显著(P>0.05),这说明余甘子与茶多酚配伍使用干预效果并不显著。

3.2 余甘子对大鼠血清中瘦素、抵抗素、脂联素水平的影响

瘦素、抵抗素、脂联素均是由脂肪组织分泌的相关脂肪细胞因子,研究显示肥胖发生后瘦素、抵抗素、脂联素水平会发生改变:血清中瘦素与抵抗素水平与动物脂肪组织大小呈正比,在肥胖时会升高;而脂联素水平则与体质量呈负相关。

干预7 周后,各组大鼠血清中瘦素、抵抗素和脂联素水平差异如表2所示。与NC组相比,MC组大鼠血清瘦素、抵抗素的水平明显升高,脂联素水平下降,且差异均具有统计学意义(P<0.001),说明高脂饮食喂养大鼠造成大鼠肥胖后,大鼠血清中瘦素、抵抗素水平升高,脂联素水平下降。与MC组相比,各实验组大鼠的瘦素、抵抗素水平下降,且除FP-GTP组外,差异均具有统计学意义(P<0.05);各实验组大鼠血清脂联素水平也高于MC组,接近NC组的水平,且除FP-GTP组外,差异均具有统计学意义(P<0.05)。各组大鼠血清中瘦素、抵抗素、脂联素水平差异说明使用余甘子干预可在一定程度上预防高脂饮食诱导的大鼠肥胖。

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4 余甘子对大鼠脂肪组织AMPKα-1、AMPKα-2、Sitr1的mRNA表达影响

如表3所示,MC组与NC组相比,大鼠脂肪组织AMPKα-1、AMPKα-2、Sitr1的mRNA表达下调,但差异并不显著(P>0.05),说明高脂饮食诱导大鼠肥胖可能不会使AMPKα-1、AMPKα-2、Sitr1的表达发生改变。然而与MC组相比,FP组及各配伍组大鼠脂肪组织内AMPKα-2的表达显著上调(P<0.05、P<0.001),说明余甘子提取物可能通过影响AMPKα-2基因的表达进而预防高脂饲料对大鼠造成的肥胖。

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5 余甘子对大鼠肝损伤水平影响

肝细胞受损后会造成细胞膜通透性增加,导致分布于肝细胞线粒体和细胞质中的AST大量释放到血液中。肝损伤还会导致肝脏中肝酶活力升高,AKP和ALT大量释放到血液中,导致AKP和ALT活力上升。SOD活力的高低间接反映了机体清除氧自由基的能力,而MDA含量的高低又间接反映了机体内脂质过氧化的程度,间接地反映出细胞损伤的程度。同时当动物机体发生慢性肝实质性损伤如急性肝炎、肝硬化等时,会导致肝细胞合成蛋白质功能障碍,引起总蛋白减少。所以结合大鼠肝脏AKP、AST、ALT、SOD活力和MDA、总蛋白水平的差异,可以说明各组间大鼠肝脏的受损情况。

干预7 周后,各组大鼠肝脏匀浆中AKP、AST、ALT、MDA、SOD水平差异如表4所示。与NC组相比,MC组予以高脂饲料喂养后,造成了大鼠肥胖,导致大鼠肝脏内AKP、AST、ALT、MDA水平上升,SOD活力下降,且各项指标之间的差异均具有统计学意义(P<0.001),说明大鼠体内氧化应激失衡,出现氧化损伤,进而导致肝脏损伤。与MC组相比,余甘子及各配伍组大鼠肝脏内AKP、AST、ALT、MDA水平下降,SOD活力上升,但只有FP组各项指标均接近于NC组,且差异均具有统计学意义(P<0.05、P<0.001),而其余各组虽然ALT、MDA水平下降,SOD活力有所上升,但与MC组之间的差异均无统计学意义(P>0.05)。各实验组大鼠AKP活力均有所下降,且接近于NC组水平,各组的差异均具有统计学意义(P<0.05、P<0.001);而对于AST,各实验组大鼠活力均下降,且接近于NC组水平,除FP-GTP组外,各组与MC组差异均具有统计学意义(P<0.05、P<0.001)。这说明余甘子提取物可预防肥胖对大鼠肝脏造成的氧化应激和脏器损伤,其中以FP组效果最好。然而各组间总蛋白水平并无显著性差异,说明高脂饮食引起的肝损伤并不严重,并未出现慢性肝实质性损害。

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6 讨论

余甘子含有丰富的多糖类、多酚类、鞣质类、黄酮类和三萜类等药用成分,兼具药用价值高和安全性好的特点。同时作为新食品原料,在食品领域逐渐得到广泛应用。目前,国内余甘子的加工产品主要有果脯、蜜饯、腌制品、果酒、果汁、果酱、果干、冻干片、果茶、袋泡茶、余甘粉、含片、喉片、保健三勒浆、口服液、糖果等。本研究用余甘子作为干预物并与茶多酚和左旋肉碱配伍使用,探讨其对高脂饮食诱导大鼠肥胖的预防作用,为余甘子保健功能的开发提供科学依据。

本研究通过高脂饲料建立大鼠预防肥胖模型,并分别使用余甘子、余甘子与茶多酚配伍、余甘子与左旋肉碱配伍对实验动物进行干预,以研究余甘子的预防肥胖功效。对MC组给予高脂饲料喂养7 周后,其体内TC、TG、LDL-C水平,体质量、内脏脂肪质量及其系数均显著高于NC组,HDL-C水平低于NC组,这与肥胖患者血脂水平改变情况相同,说明高脂饮食诱导大鼠肥胖成功。

研究还发现,7 周的灌胃实验过程中,各组大鼠均正常生长,精神状态、行为活动、摄食摄水、粪便、尿液以及各腔道分泌物等均未见明显异常,说明仅使用余甘子干预或与茶多酚或左旋肉碱配伍使用均不会对大鼠生长产生任何副作用。与MC组相比,在余甘子的调节作用下,FP组大鼠体质量显著下降,肾周脂肪和睾周脂肪含量也显著降低,血清中TC、TG、LDL-C、瘦素、抵抗素水平显著降低,HDL-C、脂联素水平升高;肝脏内TC、TG、LDL-C水平下降,HDL-C水平上升。说明余甘子干预能够改善高脂饮食诱导的大鼠血脂紊乱的现象,影响脂代谢相关指标。AMPK信号通路可以调节脂质代谢、氧化还原平衡、线粒体自噬等,外周组织中的AMPK的激活可以抑制脂质的合成。AMPK是由α、β、γ亚基组成的三聚体,α亚基包括α1和α2亚型。AMPKα-1广泛存在于人类各组织器官中,而AMPKα-2在骨骼肌、心脏和肝脏等脏器中表达较高。此次研究也发现了经过余甘子干预的肥胖大鼠脂肪组织内AMPKα-2的表达显著上调,这也证明了余甘子具有抑制大鼠体质量增加、调节大鼠血脂异常指标的作用,并通过AMPK信号通路调节能量稳态,改善肥胖大鼠体内脂肪堆积的现象,进而达到预防肥胖功效。同时肝脏内AKP、AST、ALT、MDA活力下降,SOD活力上升,说明余甘子提取物可预防肥胖对大鼠肝脏造成的氧化应激和脏器损伤;然而肝脏中TP水平无明显改变,说明高脂饮食并未造成严重的肝损伤,尚未影响肝脏合成蛋白质的能力。

同时,FP-LC组大鼠体质量较MC组也有所下降,肾周脂肪和睾周脂肪含量显著降低,这说明余甘子与左旋肉碱配伍使用调节大鼠血脂异常指标的作用也十分显著;但在预防肥胖功效方面,效果不如仅用余甘子进行干预的FP组。虽然有研究显示,茶多酚能够通过调节机体脂肪吸收和代谢达到预防肥胖功效,但此次研究结果显示,FP-GTP组大鼠体质量虽然也低于MC组大鼠,但差异不具显著性,各项指标结果也显示余甘子与茶多酚配伍使用不具有预防肥胖功效。这可能是由于配伍使用后二者存在某种拮抗作用影响了其本身预防肥胖的效果,亦或是因为实验干预时间为7 周,还不足以使FPGTP组大鼠的各项指标发生显著变化,具体机制还有待研究。

本次实验中PC组使用临床常见减肥药奥利司他对肥胖大鼠进行干预,结果显示其减肥效果十分显著。奥利司他作为一种脂抑素的衍生产物,通过抑制胃肠道的胰脂肪酶,阻止三酰甘油水解为游离脂肪酸和单酰基甘油酯,减少肠腔黏膜对膳食中脂肪(三酰甘油)的吸收,促使脂肪排除体外。目前已有研究显示,有些酚类物质也可以通过降低消化道对胰脂肪酶的活性抑制脂肪吸收,阻止其进去体内沉积。余甘子的主要功效成分为酚类物质,主要包括没食子酸鞣质类和逆没食子酸鞣质类等鞣质类化合物、没食子酸类衍生物和黏酸类衍生物等酚酸类化合物、槲皮素和山柰酚等黄酮类化合物。因此余甘子预防肥胖的机制可能与奥利司他相似,通过酚类物质降低消化道对胰脂肪酶的活性达到预防肥胖的功效。此外,越来越多的研究证明没食子酸具有强大的抗肥胖能力,能够减少肥胖人群的脂质过度储存,还能特异性靶向脂肪组织,抑制脂肪的生成。另有人群调查研究结果显示,肥胖人群槲皮素摄入量明显低于正常人群,高槲皮素摄入水平可降低肥胖风险,随着槲皮素摄入水平的增加,肥胖率具有降低的趋势。因此余甘子的减肥功效可能与其主要功效成分对脂质代谢的影响有关,但具体机制仍有待进一步研究。

7 结论

研究证实了余甘子通过控制肥胖大鼠TC、TG、LDL-C、瘦素、脂联素水平的升高,改善肥胖大鼠的血脂水平,并降低肥胖大鼠的体质量、内脏脂肪质量及其系数,达到预防高脂饮食诱导大鼠肥胖的效果,且效果优于余甘子与茶多酚或左旋肉碱配伍使用。同时研究也证实了余甘子可以作为绿色、天然、安全、高效的预防肥胖的食品,为余甘子的进一步开发利用提供了理论依据和实验支持。

作者简介

通信作者

王少康,男,1975年出生,中共党员,博士,教授,博士生导师,注册营养师,东南大学公共卫生学院营养与食品卫生学系主任,西藏民族大学医学院副院长(援藏专家)。多年来一直从事营养与肿瘤、食品毒理与食品功效、妇幼营养与健康等方面的研究,主持国家自然基金3项,国家科技支撑计划子课题1项,中国营养学会营养科研基金1项,中国疾控中心达能营养基金1项,江苏省实验动物协会科研课题1项,江苏省预防医学基金1项,主持教改项目8项,主编或参编论著16部,发表学术论文200余篇(SCI论文65篇),参与项目曾获得江苏省营养学会科学技术奖二等奖、盐城市科技进步三等奖,个人曾获江苏省优秀营养科技工作者、全国营养行业先进工作者等荣誉称号,现为中国营养学会理事、中国营养学会“科学传播百名专家”成员、中国营养学会营养与保健食品分会常务委员、中国营养学会基础营养分会常务委员、中国抗癌协会肿瘤营养专业委员会营养预防学组委员、中国老年学和老年医学学会营养食品分会委员、江苏省首席科技传播专家、江苏省食品安全委员会专家委员会委员、江苏省实验动物管理咨询专家、江苏省营养学会常务理事、江苏省营养学会公共营养专业委员会委员、江苏省营养学会学生营养与健康促进专业委员会委员、江苏省老年学学会老年营养专业委员会委员、江苏省妇幼保健协会营养学分会副主任委员、江苏省家政学会常务理事、江苏省实验动物协会理事、南京营养学会副秘书长,担任学术期刊《Nutrition & Metabolism》、《BiologicalTrace Element Research》、《Food Science & HumanWellness》、《食品科学》、《东南大学学报(医学版)》等杂志的论文审稿人。

第一作者

任兴远,男,2000年生,中共党员,东南大学公共卫生学院营养与食品卫生学系硕士研究生,主要研究方向为营养与肿瘤。本人在校期间学习认真,完成了全部专业课程的学习,学习成绩优秀,具备完善的知识结构和理论水平,参加多次学术会议,动手能力强,可熟练进行PCR、western blot等实验操作,熟练使用Flow Jo、Image J等软件,曾荣获“东南大学三好研究生”称号。曾参加中国疾病预防控制中心公共卫生领域卫生健康标准评估项目《WS/T 578.3-2017《中国居民膳食营养素参考摄入量第 3 部分:微量元素》标准评估》。积极参与各类志愿服务活动,如南京市第一医院导医志愿服务等。

本文《余甘子与茶多酚、左旋肉碱配伍对高脂饮食诱导大鼠肥胖的预防作用》来源于《食品科学》2023年45卷第8期96-104页,作者:任兴远,王文博,桂兰兰,郝润华,王少康,陈希民,孙桂菊。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230707-070。点击下方 阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑:天津商业大学 梁雯菁,责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。