全 文 ：蘑芋葡甘聚糖对兔动脉粥样硬化的影响
高启军1 , 万书平1 , 杨广龙1 , 魏辉1 , 于晓玲2
收稿日期:2009-09-13
作者单位:1.天门市第一人民医院心内科 , 湖北 天门 431700;2.辽宁医
学院附属第一医院心内科 ,辽宁 锦州 121001
作者简介:高启军(1975-),男 ,主治医师 , 主要从事冠心病的防治方面的
研究。
【摘要】 目的:观察以膳食纤维蘑芋为主的蘑芋葡甘聚糖对兔动脉粥样硬化形成的影响及其机制。方法:将日本
大耳兔 24只 , 随机分成 3 组各 8 只 ,正常组喂普通饮食 , 模型组喂高脂饮食 , 蘑芋葡甘聚糖组(KGM 组)喂高脂饮
食+7.5%蘑芋葡甘聚糖。于实验开始前及实验第 6、12 周末时采血检测血脂中的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、
高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C), 血清中超氧化物岐化酶(SOD)、氧化型低密度脂
蛋白(ox-LDL)及 C 反应蛋白(CRP)。 12周后处死动物 , 行主动脉 HE 染色 ,分析动脉粥样硬化的病理形态并比较
组间的区别。结果:干预 6 周时 ,模型组及 KGM 组血脂各指标及 ox-LDL、CRP 与干预前及正常组比较均明显升
高(P<0.05 , 0.01), 模型组高于 KGM 组(P<0.01);SOD 浓度 , 模型组
动脉粥样硬化的程度。
【关键词】 动脉粥样硬化;蘑芋葡甘聚糖;血脂;膳食纤维
【中图分类号】 R49;R541.4 【DOI】 10.3870/ zgkf.2010.03.003
Effect of Konjac Glucomannan on Atherosclerosis in Rabbits GAO Qi-j un , WAN Shu-ping , YA NG Guang-long , et
al.Department o f Internal Medicine , Tianmen First Peop les Hospital , Tianmen 431700 , China
【Abstract】 Objective:To study the pro tectiv e effect of konjac glucomannan(KGM)on athe ro scle rosis in rab-
bits.Methods:According to the se rum level of to tal choleste rol , 40 healthy male rabbits were randomly divided into
3 gr oups:g r oup N (norma l cont rol)fed on normal fo od , gr oup M (athero scle ro sis mode l)fed on high-lipid diet ,
and g roup K(KGM)fed on high-lipid diet plus 7.5% KGM.In the mo rning of the D0 , D42 and D91 the blood sam-
ples w ere co llec ted and serum TC , TG , HDL-C , LDL-C , SOD , Ox-LDL and CRP w ere determined.At the end of
the 12th w eek the a rea of athero sclero tic plaque was measured.Morpho lo gic athero sclero sis of ao rta in rabbits wa s
observed by H E staining methods.Results:KGM attenua ted the fo rmation o f a ther osclero tic plaques , inhibited the
lev el o f se rum TC , TG , LDL-C and Ox-LDL , and increased the leve l o f SOD.Conclusion:KGM might significantly
attenua te the development of a ther osclero sis in rabbits fed on high-lipid diet.
【Key words】 a ther oscler osis;g lucomannan lipid
目前我国心血管疾病发病率不断上升 ,其中大多
数是以动脉粥样硬化(AS)为基础的心脑血管疾病。
研究发现可溶性膳食纤维具有调节血脂 、降低体重 、防
治高血压 、增加胰岛素敏感性 、降低冠心病发病率等多
种作用[ 1-5] 。蘑芋葡甘聚糖(KGM)是魔芋干的主要
成分 ,由葡萄糖和甘露糖以 β-l , 4 糖苷键结合而形成
的一种多糖类化合物 ,是一种可溶性膳食纤维 。本实
验拟探讨 KGM 干扰 AS形成的作用及其机制。
1 材料与方法
1.1 材料 ①动物:健康雄性日本大耳白兔 24只(购
自辽宁医学院实验动物中心),体质量(2.1±0.1)kg ,
兔龄 4 ～ 5个月 ,单笼适应性喂养 1周。 ②试剂:胆固
醇(北京邦定生物制药有限公司提供);总胆固醇
(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白
胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)及超氧化物岐化酶
(SOD)浓度测定试剂盒(南京建成生物工程研究所提
供);血浆氧化型低密度脂蛋白试剂盒(ox-LDL ,上海
荣胜生物技术有限公司提供);兔 C 反应蛋白试剂盒
(CRP)(上海朗顿生物技术有限公司提供)。蘑芋葡甘
聚糖(KGM ,购置于湖北襄樊惠葡生化科技工程有限
公司 ,纯度>98%);猪油 。
1.2 方法 ①分组与造模:24只兔随机分成 3组各 8
只 ,正常组给予基础饲料喂养;模型组给予高脂饲料喂
养(1%胆固醇+8%猪油+91%基础饲料充分混匀后
加工成颗粒饲料);KGM 组给予高脂饲料 +7.5%
KGM 喂养。各组兔每日限食 120 ～ 150 g ,自由饮水 ,
连续喂养 12周 。②标本采集:每次采血前 1天各组均
170 C hinese Jou rn al of Rehabili tati on , June 2010 , Vol.25 No.3
喂普通饲料。实验前及实验后第 6 、12周空腹 12 h ,于
兔耳中央动脉取血用于检测 。第 12 周末 3 组兔均用
气体栓塞法处死 ,将主动脉弓起始部至腹主动脉分叉
处的主动脉取出 ,10%甲醛固定 ,取主动脉弓部 ,常规
脱水 、石蜡包埋 ,制成 5 μm 切片 , HE 染色 ,剩余动脉
纵向剖开 ,苏丹 Ⅲ染色 ,待用。
1.3 检测指标 ①生化检测:3 组兔均进行血脂
(TC 、TG 、LDL-c 及 HDL-c)、SOD 、ox-LDL 、CRP 检
测 ,血脂采用酶法 、日立 7170全自动生化分析仪;血清
SOD检测采用黄嘌呤氧化酶法;血浆 ox-LDL 检测采
用 ELISA 双抗体夹心法 ,均按试剂盒说明书操作。 ②
主动脉内膜检测:取 HE染色切片在 Olympus光学显
微镜 100倍下观察切片形态 ,照相 ,输入图像分析仪 ,
各组标本随机选取 5个不同位置 ,测量主动脉内中膜
厚度;取苏丹Ⅲ染色切片照相 ,输入图像分析仪 ,测量
主动脉斑块面积及内膜面积。
1.4 统计学处理 数据资料采用 x-±s表示 ,方差分
析及 t检验 , P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
干预前 ,3组白兔体质量比较差异无统计学意义。
干预 12周时正常组 、模型组 、KGM 组平均体质量分
别为(2.5±0.2 、2.5±0.2 、2.3±0.2)kg , KGM 组体
质量明显低于其它 2组(P<0.05)。
干预前 ,3组白兔生化检测各项指标比较均差异
无统计学意义。干预 6周时与干预前比较 ,模型组及
KGM 组 TC 、TG 、LDL-C 、O x-LDL 及 CRP 浓度均明
显上升 ,并高于正常组;但 KGM 组明显低于模型组。
SOD浓度 ,模型组
面光滑平整 ,无脂质斑块形成 ,苏丹 Ⅲ染色无红色着色
(动脉粥样硬化面积为 0);模型组主动脉内膜表面不
光滑 ,染色后橘红色斑块明显向管腔凸出 ,大多数主动
脉弓附近最为明显 ,严重的有斑块融合成片;KGM 组
以上变化较模型组明显减轻 ,大多数仅见散在的少量
斑块 ,斑块突出不明显。见图 1a-c。
KGM 组的主动脉斑块面积/内膜面积明显低于
模型组(0.4±0与 0.6±0 , P <0.01)。光镜观察 ,正
常组兔主动脉内皮细胞连接紧密 ,平滑肌细胞走行良
好 ,内皮下无泡沫细胞沉积;模型组动脉壁呈弥漫性隆
起 ,斑块环管腔大部或全周 ,内含大量泡沫细胞 ,平滑
肌细胞排列紊乱 ,向内膜下迁移;KGM 组主动脉内膜
大多数仅见局限性脂斑形成 ,少数可见薄层脂斑环管
腔全周 ,泡沫细胞数目明显少于模型组 。主动脉内膜
厚度比较 ,KGM 组显著低于模型组(P<0.01)。
表 1 3 组白兔干预前后血脂浓度变化比较 mmol/ L , x-±s
组别 n TC T G LDL-C HDL-C
正常组 8
干预前 1.7±0.2 0.9±0.2 0.8±0.1 0.5±0.1
干预 6周 1.7±0.2 0.9±0.2 0.8±0.2 0.5±0.1
12周 1.7±0.2 0.9±0.2 0.8±0.2 0.5±0.1
模型组 8
干预前 1.7±0.2 0.9±0.1 0.8±0.1 0.5±0
干预 6周 12.0±1.7＊ 1.5±0.3＊ 9.7±1.5＊ 0.5±0
12周 12.3±1.7＊ 1.4±0.2＊ 9.9±1.5＊ 0.5±0.1#
KGM 组 8
干预前 1.8±0.2 0.9±0.1 0.8±0.1 0.5±0.1
干预 6周 7.6±1.2＊■ 1.2±0.2#■ 4.7±0.6＊■ 0.5±0.1
12周 6.9±1.1＊■ 1.1±0.2#■ 4.2±0.8＊■ 0.5±0.1
与干预前及正常组比较 , ＊ P<0.01 , # P <0.05;与模型组比
较 , ■P<0.01
表 2 3 组白兔干预前后 SOD、ox-LDL 浓度比较 x-±s
组别 n SOD(K U/ L) ox-LDL(μg/ L ) CRP(m g/ L)
正常组 8
干预前 232.9±21.2 265.9±25.0 8.1±2.4
干预 6周 241.6±22.4 258.8±23.5 8.0±2.6
12周 235.1±22.6 253.8±24.7 8.2±2.3
模型组 8
干预前 239.1±22.1 256.3±25.0 8.0±2.4
干预 6周 189.9±17.9＊ 389.1±31.7＊ 15.4±4.1＊
12周 179.1±20.0＊ 396.8±41.7＊ 21.1±5.5 ＊
KGM 组 8
干预前 228.5±19.3 262.3±23.6 8.2±2.2
干预 6周 217.4±20.3#■ 293.3±26.5#■ 11.1±2.8#■
12周 210.6±21.8#■ 288.4±27.9#■ 13.0±3.9#△
与正常组及干预前比较 , ＊ P<0.01 , # P <0.05;与模型组比
较 , ■P<0.05 , △P<0.01
图 1a-c 3 组主动脉内膜细胞表达
3 讨论
AS是由于血脂水平较高或(和)各种原因导致动
脉内膜功能失调 ,血浆脂质进入动脉内膜并沉积在内
膜下间隙 ,经过一系列病理生理过程而逐渐形成的。
本文通过饲喂 1%胆固醇造成兔实验性高脂血症建立
171中国康复· 2010年 6月·第 25卷第 3期
AS动物模型 ,也证明血脂升高可以引起 AS 。
KGM 不能被胃肠道消化 ,可被大肠细菌酵解 ,本
文 KGM 组使用 KGM 后家兔的主动脉病变减轻 ,提
示 KGM 可抑制高脂饮食所致的兔 AS 形成 。血浆胆
固醇升高是 AS发生的一个重要独立危险因子 , TC 每
降低 10%,冠心病的危险性可降低 20%[ 6] 。KGM 组
干预后血脂 TC 、TG 、LDL-C水平较模型组显著降低 ,
显示 KGM 有显著降低血清胆固醇的作用。但 KGM
可溶性膳食纤维降低胆固醇的机制还不完全清楚 ,可
能是在肠道 SDF 与胆固醇和胆汁酸结合及 SDF 使肠
道内容物变得黏稠而使胆固醇不易被吸收;也有研究
显示 ,部分可溶性膳食纤维在大肠细菌作用下的酵解
产物(主要是丙酸 、丁酸)有抑制胆固醇合成的作用[ 7] 。
O x-LDL 具有细胞毒性 ,可使内皮细胞变性 、坏死
和脱落 ,导致巨噬细胞变性 、坏死而形成泡沫细胞致
AS ,因此 Ox-LDL 氧化后致 AS 作用明显增强 。
SOD是人体的一种抗氧化酶 ,可使 O 2 2-转化为
更加稳定的 H 2O 2 ,其在过氧化物酶或谷胱甘肽过氧
化氢酶作用下还原为 H2O , 从而达到清除体内活性
氧 ,减少 LDL 氧化的目的 。本文发现 KMG 可以降低
实验家兔体内氧化应激水平 ,使氧化损伤产物减少 ,有
助于提高机体抗氧化能力和促进自由基的清除 ,从而
阻止 LDL 的氧化修饰。目前其机理还不清楚 。
研究表明 AS 也是一种炎症性疾病 , CRP 升高是
冠心病的独立危险因素[ 8] 。有研究提示膳食纤维摄入
量与血清 CRP 浓度成反比[ 9] , 与本文结果一致。
KGM 组的 CRP 明显减少 ,表明 KGM 有一定的抗炎
作用 。膳食纤维的抗氧化作用使 LDL-C 的氧化产物
ox-LDL减少 ,可以减轻炎症反应 ,使 CRP 降低;另外
膳食纤维的调脂作用可能也是 CRP 降低的原因之一。
综上所述 , KGM 对高脂饲料诱导的家兔 AS形成
具有显著的抑制作用。而这一作用和调节血脂 ,抗氧
化 ,抗炎等多种因素有关 。
【参考文献】
[ 1] Smith SC JR, Allen J , Blair SN , et al.AHA/ACC
guide lines fo r seconda ry prevention for patients with
co ronar y and o ther a ther osclero tic vascular disease:
2006 upda te:endo rsed by the na tional hear t , lung , and
blood institute [ J] .Circulation , 2006 , 113:2363 -
2372.
[ 2] Dav id S , Ludwig , Mark A , e t al.Dietary fiber , w eight
g ain , and ca rdiova scular disease risk facto rs in young a-
dults[ J] .JAM A , 1999 , 282:1539-1546.
[ 3] Keenan JM , Pins JJ , F razel C , et al.Oat ingestion re-
duces systo lic and diastolic blood pressure in patients
w ith mild or bo rderline hyper tension:a pilot trial[ J] .J
Fam Pract , 2002 , 51:369-370.
[ 4] stman EM , F rid AH , Groop LC , et a l.A dietary e x-
change of common bread fo r tailored bread of low g ly-
caemic index and rich in die ta ry fibre im proved insulin e-
conomy in young w omen w ith impaired gluco se to lerance
[ J] .Eur J Clin Nutr , 2006 , 60:334-341.
[ 5] Pereira M A , OReilty E , Augustsson K , et al.Dieta ry fi-
ber and risk of co ronary hea rt disea se:a pooled analy sis
o f cohor t studies[ J] .Arcti Intern Med , 2004 , 164:
370-376.
[ 6] Laro sa JC , Hunnighake D , Bush D , et al.The cholester-
o l facts-A summary o f the evidence relating die tary fa ts ,
serum cholestero l , and co ronar y hear t disease.A joint
sta tement by the american hea rt association and the na-
tional hear t , lung , and blood institute[ J] .Circulation ,
1990 , 81:1721-1733.
[ 7] Gallaher CM , Munion J , Hesslink R, et al.Chole ste rol
reduction by g lucomannan and chitosan is mediated by
changes in choleste rol abso rption and bile acid and fat
e xcretion in rats[ J] .J Nutr , 2000 , 130:2753-2759.
[ 8] Rutter MK , Meig s JB , Sullivan LM , et al.C-reactiv e
pr otein , the metabolic syndrome , and prediction of car-
diovascular events in the F ramingham Offspring Study
[ J] .Circulation , 2004 , 110:380-385.
[ 9] Ma Y , Griffith JA , Chasan-Tabe r L , et al.Association
betw een dietary fiber and serum C-reactiv e pro tein[ J] .
Am J Clin Nutr , 2006 , 83:760-766.
欢迎投稿 欢迎订阅
172 C hinese Jou rn al of Rehabili tati on , June 2010 , Vol.25 No.3