【摘要】 目的 探讨芝麻素对高脂血症大鼠脂代谢紊乱的作用。方法 选择SD大鼠，喂饲高脂饲料，建立高脂血症大鼠模型。然后对高脂模型大鼠进行芝麻素干预7周后，检测各组大鼠的血脂、抗氧化酶和过氧化产物水平，观察肝脏组织的形态学变化。结果 芝麻素可以降低高脂血症大鼠血清总胆固醇(total cholesterol， TC)、甘油三酯(triglyceride， TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol， LDL-C)及载脂蛋白B(apolipoprotein B， apoB)的水平，适当升高高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol， HDL-C)和载脂蛋白A(apolipoprotein A， apoA)的含量(P<0.05)；可以降低高脂血症大鼠血清自由基代谢产物丙二醛(malondialdehyde， MDA)的含量，同时提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase， SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase， GSH-Px)的活力，提高机体抑制羟自由基的能力(P<0.05)；芝麻素高、中、低剂量组对高脂血症大鼠肝脏的脂肪变性有不同程度的缓解作用。结论 芝麻素可以调节高脂血症大鼠的脂代谢，缓解机体的氧化应激，改善高脂血症大鼠肝脏的脂肪变性。
【关键词】 高脂血症；脂代谢；氧化应激；大鼠；芝麻素
ChinaABSTRACT: Objective To study the effects of sesamin on lipid metabolism disorders in hyperlipidemia rats. Methods The hyperlipidemia SD rat models were established with high-fat diet. These rats had been interfered by sesamin for seven weeks， and then had their levels of serum lipids， antioxidant enzymes and peroxidation products determined. The morphological changes in their livers were observed. Results Sesamin could reduce the hyperlipidemia rats serum total cholesterol， triglyceride， low-density lipoprotein cholesterol and apolipoprotein B levels， and properly increase high-density lipoprotein cholesterol and apolipoprotein A contents (P<0.05). It also reduced the rats free radical metabolites in serum MDA contents， raised the activities of superoxide dismutase and glutathione peroxidase， and enhanced the bodys capacity of inhibiting hydroxyl free radicals (P<0.05). Sesamin of high， medium and low dosage had different effects in relieving liver steatosis of the hyperlipidemia rats. Conclusion Sesamin can regulate lipid metabolism of hyperlipidemia rats， alleviate oxidative stress of the body， and improve liver steatosis.
KEY WORDS: hyperlipidemia; lipid metabolism; oxidative stress; rat; sesamin
随着居民生活方式的改变，糖尿病、心血管疾病等慢性病的发病率逐年增加。我国疾病监测系统资料表明：从1991～2000年中国慢性病死亡人数占总死亡人数的比例呈持续上升趋势，已经由1991年的73.8%上升到2000年的82.1%，2000年全国总死亡人数731万，慢性病死亡者将近600万，其中死于心血管疾病的250万、糖尿病直接死亡9万，分别占总死亡人数的34.2%和1.2%[1]。慢性病已成为我国城乡居民死亡的主要原因，严重威胁人类健康。做好慢性病的一级预防是控制其发病率增长的关键，而引发上述疾病的原因与高脂肪、高胆固醇等高热量膳食摄入有关，特别是与高脂血症密切相关[2-4]。因此，预防和控制脂代谢紊乱，对于有效预防高脂血症，乃至防治代谢相关疾病，均具有重要的理论价值和现实意义。应用食品中的功效成分预防和治疗疾病已成为营养科学研究领域的热点。芝麻作为常用的油料作物，其营养价值已经得到公认[5-6]，但其主要活性成分——芝麻素[7-8]国内研究尚少。本实验主要通过芝麻素干预高脂血症大鼠以初步探索芝麻素调节脂代谢的作用。
1 材料与方法
1.1 受试物和实验动物
芝麻素(sesamin)：淡棕色粉末，批号SE20070603，由陕西慧科生物有限责任公司提供。用食用植物油稀释成8、16、32g/L三种质量浓度，4℃冰箱保存备用。使用前置室温并混匀，按5mL/(kg·d)给动物灌胃。芝麻素干预剂量设计：低(C组)、中(D组)、高(E组)剂量干预组，芝麻素灌胃量分别为40、80、160mg/(kg·d)。另设基础饲料对照组(A组)；高脂饲料模型组(B组)。
健康雄性SD大鼠50只，体重150～180g，由西安交通大学医学院实验动物中心提供，动物合格证编号：医动字第08-005号。大鼠分笼饲养，每笼5只，实验期间每天观察大鼠的一般状况，包括饮食、行为、毛发等情况，每周称量大鼠体重，动物自由摄食、饮水，动物实验室温度18～25℃，相对湿度20%～65%。
1.2 主要试剂和仪器
胆固醇、胆盐、猪大油、蛋黄粉等试剂和TC、TG、MDA、SOD、GSH-Px、羟自由基等试剂盒。7170A全自动生化分析仪、Olympus光学显微镜、LEICA EG1150H包埋机、LEICA RM2245切片机、Motic Med6.0数码医学图像分析系统、E4500 Nikon彩色数码摄像系统等。
1.3 高脂饲料构成和高脂血症大鼠模型的建立
高脂饲料配方(%)：基础饲料73.8，胆固醇1，蛋黄粉10，猪大油15，胆盐0.2。西安交通大学医学院实验动物中心提供基础饲料并加工制作成高脂饲料。实验期间，A组大鼠喂饲基础饲料，其余各组大鼠均喂饲高脂饲料。于实验的第0周和第5周末，将大鼠禁食不禁水12h后，抽取A组及其余各组大鼠的尾血，测定血清TC、TG水平，分析确定高脂血症模型建立情况。
1.4 芝麻素干预
确定大鼠高脂模型建立成功后，按设计剂量及分组从实验第6周至第12周对各干预组进行芝麻素干预。A组和B组同时给予同体积食用植物油。每周按体重调整灌胃量。
1.5 标本采集及观察指标
实验第12周末，将大鼠禁食不禁水12h后，采集血液及脏器标本。大鼠空腹12h后称重，用30g/L戊巴比妥钠溶液腹腔注射麻醉，麻醉剂量为30mg/kg。血液样本：迅速解剖大鼠，心脏取血7mL不加抗凝剂，静置2h后，2000r/min离心15min，取血清用7170A全自动生化分析仪测定TC、TG、HDL-C、LDL-C、apoA、apoB，用酶化学法测定各组大鼠的血清抑制羟自由基能力、SOD、MDA、GSH-Px。肝脏组织标本：取出大鼠的肝脏组织后，用生理盐水洗去血迹，用刀片分割成0.5cm×1.0cm左右的小块放入100g/L的中性甲醛溶液中浸泡固定，HE染色，观察形态学变化。
1.6 统计学分析
应用SPSS13.0 对实验数据进行统计学分析。数据以均数±标准差(±s)表示，显著性检验采用单因素方差分析(One-Way-ANOVA)，多组均数间的两两比较采用LSD-t检验，两组均数间比较采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 大鼠的一般状况
实验期间对照组大鼠一般状况良好，毛色有光泽，活动自如，摄食、饮水正常。高脂模型组大鼠开始进食良好，随着高脂饮食时间的延长，大鼠毛色渐偏黄，光泽度差，进食减少。芝麻素干预前(5周末)，各干预组随机选取一只大鼠解剖，观察高脂模型的建立情况。12周末，解剖大鼠观察心、肾、肺、脾等脏器，未见外观上的异常。
2.2 血脂谱的变化
实验5周末时模型组大鼠的血清TC、TG与对照组比较，模型组的血清TC、TG均高于对照组(表1)；实验12周末时模型组大鼠的血清TC、TG与对照组比较，模型组的血清TC、TG均高于对照组(表2)，表明实验期间模型组大鼠一直维持高脂状态；实验12周末时，芝麻素低、中、高剂量组的血清TC、TG与模型组比较，显示芝麻素可以不同程度的降低各干预组大鼠的血清TC、TG水平(表2)；实验12周末时，芝麻素对低、中、高剂量组大鼠的血清HDL-C、apoA有不同程度的升高作用，而对LDL-C、apoB有不同程度的降低作用(表3)。表1 5周末时对照组和模型组大鼠血清TC、TG值的比较（略）与对照组比较，*P<0.05。表2 实验0周和12周末时各组大鼠血清TC、TG值的比较（略）与对照组比较，*P<0.05；与模型组比较，#P<0.05。表3 芝麻素对各组大鼠HDL-C、LDL-C、apoA、apoB的影响（略）与对照组比较，*P<0.05；与模型组比较，#P<0.05。
2.3 氧化与抗氧化指标的变化
实验12周末时，芝麻素对低、中、高剂量组大鼠的血清MDA有不同程度的降低作用(表4)，而对血清SOD、GSH-Px活力和抑制羟自由基能力有不同程度的升高作用(表4、表5)。表4 各组大鼠血清MDA含量和SOD活力的变化（略）与对照组比较，*P<0.05；与模型组比较，#P<0.05。表5 各组大鼠血清GSH-Px活力和抑制羟自由基能力的变化（略）与对照组比较，*P<0.05；与模型组比较，#P<0.05。
2.4 肝脏组织形态学的变化
各组大鼠肝脏肉眼观察：对照组大鼠肝脏呈暗红色，质地均匀，形态规则，未见异常；高脂模型组大鼠肝脏色泽泛黄，黄白相间，触之有油腻感。肝脏切片HE染色(光镜40×)观察：对照组大鼠的肝脏切片在镜下可见肝窦清晰，肝索排列整齐，肝细胞呈多边形，中央有大而圆的核，核形态正常，细胞质均匀(图1A)。模型组大鼠的肝小叶界限不清，肝窦、肝索排列不规则，细胞内明显脂肪变性，全小叶肝细胞均可见大小不等、数量不一的脂肪空泡，有的为细小的脂滴散布于核周；有的则较大，密布于整个胞浆中；严重者融合为较大的脂泡，肝细胞结构消失，肝脏出现明显的弥漫性脂肪变性(图1B)。芝麻素低剂量组大鼠的肝脏脂肪变性较明显，有较多的脂肪空泡分布于细胞周围，与模型组相比，脂肪变性程度有所减轻(图1C)。芝麻素中剂量组大鼠的肝细胞胞浆内出现大小不等、数量不一的脂肪滴或脂肪空泡，肝细胞脂肪变性主要位于肝小叶周边带，脂肪沉积较多，但与模型组相比，脂肪变性的肝细胞数目减少，胞浆内脂滴减少，肝脏脂肪变性明显减轻(图1D)。芝麻素高剂量组大鼠的肝细胞形态排列较为整齐，细胞核清晰可见，仅有一些细小的脂肪空泡散布在肝小叶周边细胞内，较模型组有明显的改善，肝脏脂肪变性显著减轻(图1E)。
3 讨 论
本实验选择SD大鼠作为实验动物，通过高脂饲料喂饲的方法建立高脂血症动物模型[9]，实验期间对各组大鼠血清TC、TG的监测结果表明模型组大鼠一直维持高脂状态。芝麻素干预7周后，可以降低高脂血症大鼠血清TC、TG、LDL-C及apoB水平，适当升高HDL-C和apoA水平，表明芝麻素具有调节实验性高脂血症大鼠血脂代谢紊乱的作用。同时，肝脏形态学实验结果表明，芝麻素在改善高脂血症大鼠脂代谢紊乱的过程中，可以缓解其肝脏的脂肪变性。芝麻素在改善高脂血症大鼠脂代谢紊乱的过程中，具有较明显的抑制血脂增高的作用，其主要原因可能与芝麻素能降低胆固醇在胆汁酸胶束中的溶解性，从而起到阻碍胆固醇从肠管中的吸收效果有关；芝麻素还可能降低合成胆固醇相关酶(HMG-CoA Reductas)的活性，抑制血清和肝脏中胆固醇的吸收，阻碍胆固醇的合成，从而导致血脂下降[10]。载脂蛋白是脂蛋白在血浆中发挥生理功能的核心部分，其主要功能是作为载体在血中运输各种脂质。芝麻素能降低apoB而适当升高apoA，表明芝麻素能促进脂质的转运和代谢。
SOD、GSH-Px是机体重要的抗氧化酶，对过氧化物质的刺激反应灵敏。MDA则是脂质过氧化的终产物，是反映机体脂质过氧化水平的灵敏指标[11-12]。本实验结果表明高脂血症时机体的脂质过氧化作用增强，机体的氧化-抗氧化状态失衡。模型组的血清MDA含量明显升高，SOD、GSH-Px活性明显降低，表明血脂升高时脂质过氧化作用增强，抗脂质过氧化物酶的活性降低。芝麻素干预高脂血症大鼠后，低、中、高剂量组大鼠的血清MDA水平低于模型组；中、高剂组大鼠血清SOD、GSH-Px水平明显增高。表明芝麻素具有抗氧化作用，可以缓解高脂血症大鼠机体的氧化应激，具有抗脂质过氧化作用。芝麻素具有较强的抗氧化活性，其可能机制：芝麻素是脂溶性木酚素(属多酚类抗氧化物)类化合物，是芝麻中的天然抗氧化剂，能有效地抑制LDL过氧化反应，并能增加肝脏中的总谷胱甘肽过氧化酶(total-GPX)以及谷胱甘肽-S-转移酶的(GSH)活性，抑制血浆中过氧化脂质(lipid peroxide， LPO)的升高[13]，从而导致LDL氧化修饰被抑制，降低了血浆LDL的含量。以上是芝麻素抗氧化作用对脂代谢影响的可能机制。同时，这一机制也与芝麻素能清除体内自由基、抑制过氧化物损伤作用密切相关。
综上所述，芝麻素可以调节高脂血症大鼠机体的脂代谢，改善机体的氧化应激，缓解高脂血症时肝脏的脂肪变性，对预防营养代谢相关疾病有一定的作用，同时也为芝麻素的营养开发提供了理论依据。
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