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白苏油对非酒精性脂肪肝作用的研究



全 文 : 2008, Vol. 29, No. 12 食品科学 ※营养卫生658
白苏油对非酒精性脂肪肝作用的研究
蒋利和1,2,史 岩1,张玉芳1,古二超1,杨志荣1,*
(1.四川大学生命科学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川 成都 610065;
2.广西大学科技处,广西 南宁 530004)
摘 要:实验用超临界CO2萃取法从白苏种子提取得白苏油,并用白苏油对非酒精性脂肪肝进行研究,结果表明,
白苏油能显著降低非酒精性脂肪肝大鼠血清和肝脏丙氨酸转换酶(ALT)及谷草氨基酸转换酶(AST)的活性,减少丙二
醛(MDA)、总甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)的含量及肝脏指数,提高高密度脂蛋
白胆固醇(HDL-c)的含量和超氧化歧化酶(SOD)的活性,组织切片也显示了白苏油良好的治疗效果。结果表明:一
定量的白苏油具有调节血脂保护肝脏的作用,其机制可能与抗氧化有关。
关键词:超临界CO2;气相色谱-质谱联用;白苏油;非酒精性脂肪肝
Effects of Perilla frutescens (linn) Britt Seed Oil on Nonalcoholic Fatty Liver in Rat
JIANG Li-he1,2,SHI Yan1,ZHANG Yu-fang1,GU Er-chao1,YANG Zhi-rong1,*
(1.College of Life Sciences, Sichuan University, Key Laboratory of Bio-resources and Eco-environment, Ministry of Education,
Chengdu 610064, China;2.Sience and Technology Division, Guangxi University, Nanning 530004, China)
Abstract :Perilla frutescens (linn) Britt seed oil (PO) was extracted with supercritical-CO2 method. This s udy aimed to evaluate
the effects of PO on nonalcoholic fatty liver. The results showed that the PO significantly lowers the activities of aminotransferase
(AST), and alanise aminonsferase (ALT), and reduces the contents of malondialdeh1yde (MDA), total Ch lesterol(TC),
triacylglycerol (TG), low density lipoprotein cholesterol (LDL-c), the peroxidation product, malondialdehyde (MDA) and liver
indexes and elevates the activity of superoxide dismutase (SOD) and high density lipoprotein cholesterol (HDL-c) in serum and
liver of male Wistar rats. Histological examination is consistent with physiological indicators. In conclusion the PO can be
proposed to protect the liver against fatty liver in rats, and the protective effect on liver may be correlated with its antioxidant
and free radical scavenger effects.
Key words:supercritical-CO2 extraction;GC-MS ;Perilla frutescens (linn) Britt seed oil;nonalcoh lic fatty liver
中图分类号:R151.2 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2008)12-0658-05
收稿日期:2007-10-26
基金项目:2005四川省科技条件平台(中药细胞分子生物学实验平台建设)项目[川财教(2005172)]
作者简介:蒋利和(1976-),男,博士研究生,研究方向为现代生物技术与遗传学。E-mail:lhjaaaa162@sina.com
﹡通讯作者:杨志荣(1951-),男,教授,研究方向为现代生物技术与遗传学。E-mail:au72191@gmail.com
非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease,
NAFLD)是一类肝组织学病变,它与酒精性肝病相类
似,属于一种无过量饮酒史的临床病理综合症。在病
理上包括非酒精性单纯性脂肪肝[1](nonalcoholic fatty
liver,NAFL),非酒精性脂肪肝炎(nonalcoholic
steatohepatitis,NASH)和非酒精性脂肪肝硬化三种类
型。近年来NAFLD的发病率逐年升高[2],而且越来越
多的研究表明 NAFL是隐源性肝硬化的重要病因[3],甚
至可发展为肝癌[4]。但其发病机制尚未完全明确,可能
与脂质代谢异常、脂质过氧化及胰岛素抵抗等因素有关[5]。
目前临床上药物治疗效果尚不理想[1]。中药在临床治疗
非酒精性脂肪肝过程中无副作用,而且还具有多方面改
善人体机能的作用。因此,从传统中医宝库中挖掘对
非酒精性脂肪肝具有治疗作用的特色中药具有重大的现
实意义,也是开发治疗非酒精性脂肪肝的有效措施之
一 。
白苏(Labiatac, Perilla frutescens (linn.) Britt),别名
荏子、玉苏子,但在民间将其当成紫苏。苏属唇形科
紫苏属植物,又名野紫苏、白紫苏、假紫苏等。白
苏是紫苏的同属植物,据《中国植物志》记载将唇形
科(Labiatae)植物紫苏和白苏,合并为一种Penilla
frutescens (Li n.) Britt,在分类学当作同一物种,在《中
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国药典》未收载[6],但不少地区仍有栽培,在中国四
川、贵州、江苏等地与紫苏同等使用,但是也有些地
区不认为是一种中药,白苏其含有丰富的生物活性成
分,开发潜力巨大。但目前苏麻的药理及药用价值研
究一直涉入较少,有待深入研究,提高白苏应用价值。
因此本实验探索用超临界CO2萃取的白苏油对非酒精性
脂肪肝的治疗效果。
1 材料与方法
1.1材料与试剂
Wistar大鼠,8w龄,体重344±21g,自由取食
(均饲喂基础饲料)。鼠和鼠料均购于四川省医学科学院
医学实验动物中心。
白苏种子 成都市中药材市场;白苏油用白苏籽进
行超临界CO2萃取法提取;辛伐他汀、丙基硫氧嘧啶
上海复星朝晖药业有限公司;胆固醇 四川大学生化技
术实验厂;脱氧胆酸钠 北京奥博星生物技术有限公
司;血清谷丙转氨酶(ALT)试剂盒、谷草转氨酶(AST)
试剂盒、超氧化歧化酶(SOD)试剂盒、丙二醛(MDA)试
剂盒 南京建成生物工程研究所。总胆固醇 (TC)试剂
盒、总甘油三酯 (TG)试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇
(HDL-c)试剂盒 四川迈克科技有限公司;低密度脂蛋白
胆固醇(LDL-c)试剂盒 四川同昌公司。其他试剂均为国
产分析纯。
1.2 仪器与设备
U23310 紫外可见光光度仪 日本日立公司;JAUAS
离心机;DK-98-1电子恒温水浴锅。
1.3方法
1.3.1白苏油的提取
用超临界CO2萃取法提取。200g白苏子粗粉置于萃
取釜中,通过压缩泵对其加压,当压力分别达到7MPa
时循环开始,循环程序为7MPa 0.5h、10MPa 0.5h、
28MPa 1h、40MPa 1h,CO2流量为40kg/h,恒温恒
压萃取6h,得金黄色透明油状液体,得率为29%±2%。
1.3.2实验动物分组
60只Wistar 雄性大鼠体重344 ± 21g。按体重随
机分为正常组(control group)、模型组(model group)、
白苏油大剂量组(POL group)、中剂量组(POM group)、
小剂量组(POS group)、辛伐他汀组(ST group),每组10
只。实验动物自由饮无菌水和进食,饲养于22~24℃,
相对湿度40%~45%,明暗各12h的清洁级动物实验室
内。动物笼具为塑料盒,不锈钢丝盖,大鼠笼(40cm
×30cm×20cm),每笼5只。
1.3.3造模
正常组喂普通饲料,其余四组喂高脂高胆固醇饲料
(86.6%普通饲料、猪油10%、胆固醇3%、丙基硫氧
嘧啶0.2%、脱氧胆酸钠0.2%),先喂高脂高胆固醇饲料
2w后,每周一次40% CCl4的橄榄油溶液3ml/kg皮下注
射共6w,同时给予高脂高胆固醇饲料,实验一共8w。
1.3.4给药
从第2w开始,正常组和模型组给予生理盐水10ml/
kg bw、白苏油大剂量组2.4ml/kg bw、白苏油中剂量
1.8ml/kg bw、白苏油小剂量1.2ml/kg bw、辛伐他汀组
给予4mg/kg bw辛伐他汀。每日一次灌胃,持续用药6W。
1.3.5生化指标测定
肝指数测定:大鼠处死后,取肝脏用电子天平称
重,肝指数=(肝脏重/体重)×100%;血清ALT、AST
活性测定均为赖氏法;血清和肝组织中TG、TC含量测
定用GK- GPOPOD酶比色法,LDL- C测定用直接法,
HDL- C根据Friedwaid计算;200mg肝脏4℃下制成10%
的生理盐水肝匀浆液,离心取上清液按说明书操作,测
定SOD和MDA,用硫代巴妥酸(TBA)比色法测MDA、
用黄嘌呤氧化酶法测SOD,按照试剂盒说明书操作,在
紫外可见光光度仪上测定;蛋白质浓度测定采用考马斯
亮兰法。
1.3.6肝组织常规HE染色
取肝脏左叶同一部位相同大小的肝组织,甲醛固
定,石蜡包埋进行苏木素-伊红染色,光镜下观察肝脏
的病理损伤情况,光镜下评估肝脂肪及炎症活动度计分。
1.3.7统计分析
采用statistica 6.0处理数据,结果以均数±标准差
表示,组间比较用t检验。
2 结果与分析
2.1白苏油对大鼠的肝脏指数的影响
组名 体重(g) 肝脏重(g) 肝脏系数
对照组 385.63±1 .76 13.52±1.34 3.50± .28
模型组 307.08±31.62aabb 14.21±1.13aabb 4.64±0.21aabb
辛伐他汀组 345.29±31.21aacc 12.53±1.05cc 3.63±0.14cc
小剂量组 324.16±23.73aabbc 13.08±0.97cc 4.05±0.30aabbc
中剂量组 354.21± 6.68aacc 13.71±0.95cc 3.89±0.29cc
大剂量组 358.61±16.75aabcc 13.27±0.64cc 3.70± .15cc
表1 白苏油对大鼠的肝脏指数的影响
Table 1 Effects of PO on liver indexes
注:a.与正常组比较,差异显著(p<0.05);aa.与正常组比较,差异极
显著(p<0.01);b.与与阳性药物组比较,差异显著(p<0.05);bb.与阳
性药物组比较,差异极显著(p<0.01);c.与模型组比较,差异显著(p
<0.05);cc.与模型组比较,差异极显著(p<0.01)。下同。
表1中的数据表明,模型组的肝/体重指数(肝湿重/
体重×100%)比对照组均显著增高(p<0.01;p<0.05);
白苏各剂量组的肝指数显著低于模型组,其中白苏各剂
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量与模型组的肝指数差异达显著水平(p<0.01;p<0.05);
辛伐他汀组的肝指数比白苏油组少,辛伐他汀组除了与
白苏小剂量组差异达到了显著水平(p<0.01),与大剂
量和中剂量各个组差异没有达到显著水平(p>0.05)。
空白组与白苏各个组差异达显著水平(p<0.01)。实验
中,模型组肝脏肿大,饮食不正常,导致体重下降(见
表1)。
2.2白苏油对大鼠血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶
(AST)影响
组名 AST(U/L) ALT(U/L)
对照组 128.44±7.27 69.60±5.05
模型组 222.47±10.52aabb 98.31±2.24aabb
辛伐他汀组 142.15±5.20acc 73.37±2.32aacc
小剂量组 199.57±14.48aabbcc 89.61±5.06aabbcc
中剂量组 174.85± .93aabbcc 78.23±3.67aabcc
大剂量组 149.41±8.99aabcc 73.25±3.54aacc
表2 白苏油对大鼠血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)影响
Table 2 Effects of PO on ALT and AST activities in rat serum
由表2可知,模型组肝组织中AST与ALT与对照
组和辛伐他汀组差异都有达到极显著性水平(p<0.01),
白苏各组与模型组比较,其中AST和ALT的值有所下
降,白苏各组与模型组显著性水平(p<0.01)。而辛伐
他汀的ALT与白苏大剂量组的差异差异未达显著水平(p
<0.01),与小剂量和中剂量各组都达到了显著水平(p<
0.01;p<0.05),但辛伐他汀组的AST与白苏各剂量组
的差异均达显著水平(p<0.01;p<0.05)。
2.3白苏油对大鼠血清和肝组织中TC、TG、HDL-c、
LDL-c的影响
实验结果表明,在血清中,模型组与空白组和辛
伐他汀组相比,其LDL-c、 HDL-c、TG、TC 均差异
达到显著水平(p<0.01)。与模型组相比,白苏油各剂
量组的TC、TG、HDL-c、LDL-c的差异均达到了显著
水平(p<0.01),具体结果见表3。
在肝组织中,模型组与对照组和辛伐他汀组相比,
模型组的LDL-c、 HDL-c、TG、TC 差异均达到显著水
平(p<0.01)。与模型组相比,白苏油各剂量组的TC、
组名
TC TG HDL-c LDL-c
(mmol/L) (mmol/L) (mmol/L) (mmol/L)
对照组 1.56±0.6 0.38±0.05 0.93±0.04 0.32±0.08
模型组 3.15±0.11aabb 0.82±0.06aabb 0.49±0.03aabb 0.77±0.06aabb
辛伐他汀组 1.13±0.18aacc 0.42±0.29acc 0.85±0.05cc 0.37±0.07acc
小剂量组 2.42±0.15aabbcc0.50±0.04aabbcc0.70±0.03aabbcc0.52±0.09aabbcc
中剂量组 1.63±0.16aabbcc0.44±0.02acc 0.77±0.04aabbcc0.46±0.04aabbcc
大剂量组 1.35±0.06aabbcc 0.39±0.03cc 0.82±0.03aacc 0.38±0.04acc
表3 白苏油对大鼠血清中的 TC、TG、HDL-c、LDL-c影响
Table 3 Effects of PO on TC,TG,HDL-c and LDL-c contents in
rat serum
组名
TC TG HDL-c LDL-c
(mmol/L) (mmol/L) (mmol/L) (mmol/L)
对照组 1.75±0.17 0.29±0.07 1.13±0.18 0.45±0.08
模型组 6.25±0.59aabb 1.23±0.14aabb 0.71±0.14aabb 1.87±0.48aabb
辛伐他汀组 2.26±0.21aacc 0.49±0.08aacc 1.23±0.21cc 0.89±0.17aacc
小剂量组 5.24±0.46aabbcc1.07±0.11aabbcc0.82±0.13aabbcc1.52±0.39aabbc
中剂量组 3.63±0.32abbcc0.85±0.17aabbcc0.94±0.11aabbcc1.24±0.34aabbcc
大剂量组 2.87±0.29aabbcc0.61±0.08aabbcc1.25±0.23cc 1.15±0.29aabbcc
表4 白苏油对大鼠肝组织中 TC,TG,HDL-c,LDL-c的影响
Table 4 Effects of PO on TC,TG,HDL-c and LDL-c contents in
rat liver tissue
2.4白苏油对大鼠血清和肝组织中丙二醛(MDA)含量及
超氧化歧化酶(SOD)活力的影响
模型组血清和肝匀浆中 SOD酶活性显著低于对照
组、辛伐他汀组和白苏油组(p<0.01);模型组MDA含
量显著高于正常组、辛伐他汀组和白苏油组(p<0.01;
p<0.05)。对照组SOD 活性比辛伐他汀组和白苏油组要
高。对照组MDA含量比辛伐他汀组和白苏油组要低。
辛伐他汀组血清的SOD酶活性与白苏大剂量组差异
达到了显著水平(p<0.05),与小剂量、中剂量的差异
达到极显著水平(p<0.01)。辛伐他汀组肝组织中的SOD
与其他各个组的差异达到极显著水平(p<0.01)。模型组
血清的SOD酶活性与白苏各组差异达显著水平(p<0.01;
p<0.05)。而模型组肝组织中的SOD酶活性与其他各个
组的差异达显著水平(p<0.01)。
对于MDA含量,模型组血清的MDA与其他各个
组都差异达显著水平(p<0.01)。但在肝组织中,模型
组与小剂量组差异没有达到显著水平(p>0.05),与中剂
量、大剂量的差异差异达显著水平(p<0.01)。辛伐他
SOD MDA
组名 血清 肝组织 血清 肝组织
(U/ml) (U/mg 蛋白) (nmol/ml)(nmol /mg 蛋白)
对照组 236.77±1 .41 82.66±4.12 6.96±0.54 3.44±0.45
模型组 98.05±11.87aabb 35.02±4.82aabb 16.56±1.77aabb 7.42±0.91aabb
辛伐他汀组 232.38±21.55cc 81.84±2.34cc 7.82 ± 0.30cc 4.46 ± 0.57cc
小剂量组 122.05±18.45aabbc39.86±7.97aabbc12.17±1.57aabbc7.23±0.88aabb
中剂量组 167.82±19.53aabbcc48.27±10.11aabbcc10.09±1.39aabbcc5.53±0.56aabbcc
大剂量组 212.76±20.37bcc 54.19±10.59aabbcc9.68±1.61aabbcc5.11±0.43aabcc
表5 白苏油对大鼠血清和肝组织中丙二醛(MDA)含量及超氧化歧化酶
(SOD)活力的影响
Table 5 Effects of PO on MDA content and SOD activity in rat
serum and liver tissue
TG、HDL-c、LDL-c的差异都达到了极显著性水平(p<
0.01)。辛伐他汀组的LDL-c、HDL-c与白苏组小剂量、
中剂量的差异都达到了显著水平(p<0.01);辛伐他汀组
与大剂量相比,除了HDL-c未达到显著水平(p>0.05),
其他各项指标都达到了显著水平(p<0.01),具体结果见
表4。
661※营养卫生 食品科学 2008, Vol. 29, No. 06
汀组血清和肝匀浆中MDA与其他各个组都差异达到极
显著性水平(p<0.01),具体结果情况见表5。
2.5大鼠肝脏外观和切片分析
大鼠标本肉眼观察:正常组大鼠肝色鲜红、边缘
锐利、质韧;模型组大鼠肝外观呈奶油黄或红黄相间,
体积明显增大,边缘变钝,质地变软,切面略带油腻
感,切片模型组肝组织可见广泛弥漫性肝细胞脂肪变
性,脂质沉积,肝索排列紊乱,肝细胞体积增大,血
窦腔隙缩小,有明显的炎症反应;药物防治组肝外观均
接近正常。
光镜观察:正常组大鼠肝小叶清晰,肝细胞索排
列整齐,模型组肝小叶中央静脉区小泡状脂肪变,小
叶内及门管区灶性炎细胞浸润;高倍镜下,大鼠肝小叶
中心带肝细胞中出现大小不等的脂肪滴,一些肝细胞核
则被脂肪滴挤得明显偏位。白苏油组肝病理学改变较模
型组显著减轻,辛伐他汀组较模型组病变明显减轻(见
图1)。具体结果见表6,统计方法参照卫生部《保健
食品检验与评价技术规范》进行。
A.正常组;B.辛伐他汀组;C.模型组;D.大剂量白苏油组;
E.中剂量白苏油组;F.小剂量白苏油组。
图1 实验各组肝组织切片结果(40×)
Fig.1 Histological examinations of liver tissue section stained
with hematoxylin and eosin dye (40×)
注:记分标准为:0分代表肝细胞无脂肪变;1分代表有少于25%的肝
脂肪变;2分代表有大于25%,但小于50%的肝脂肪变;3分代表
有50%,但小于75%的肝脂肪变;4分代表肝脂肪变大于75%。
组名
脂肪变性
总得分(分)
0分 1分 2分 3分 4分
对照组 9 1 0 0 0 1
模型组 0 0 1 2 7 36aabb
辛伐他汀组 1 6 2 1 0 13cc
小剂量组 0 1 4 2 3 27aabbcc
中剂量组 0 1 5 2 1 21aabbcc
大剂量组 0 3 6 1 18aabbcc
表6 实验各组的组织切片得分统计结果(n=10)
Table 6 Histological injury scores of rat liver and statistic results
(n=10)
3 讨 论
非酒精性脂肪肝是遗传-环境-代谢应激相关性疾
病,与胰岛素抵抗及相关的代谢综合症和遗传易感性密
切相关。“二次打击”学说可以解释其复杂的发病机
制。以氧应激和脂质过氧化为轴心的“二次打击”学
说已成为探讨脂肪肝发病机制的热点。本实验通过改良
的高脂饲料在短期内快速成功的建立了大鼠非酒精性脂
肪肝模型,其原理主要是在高脂饮食的基础上添加了药
物胆酸钠和丙硫氧嘧啶。它干扰了甘油三脂(TG) 的代
谢,快速引起脂代谢紊乱[4]。肝脏脂肪的动态平衡受到
破坏,且由于肝内氧应激、细胞内反应氧化类体
(reactive oxygenspecies,ROS)生成增加等机理,很快
实现由初次打击转向第二次打击[7],该模型制备稳定,
造模时间短、死亡率低,是一理想的模型。丙二醛
(MDA)是一种强有力的脂质过氧化产物,常常作为判断
脂质过氧化的指标。因此,降低肝MDA和提高超氧化
物歧化酶(SOD)活性能对抗氧应激状态,清除氧自由
基,提高机体抗氧化能力,从而对治疗脂肪肝有显著
功效。
本实验将白苏种子用超临界CO2萃取白苏油,其中
白苏油含有大量的α-亚麻酸,α-亚麻酸是一种无法由
人体自身合成,日常膳食结构稀缺的人体必需脂肪酸和
血液营养素,它在链加长酶和脱氢酶作用下转化成
EPA、DHA等功效物质。有研究报道ω-3 PUFA是生
成参与生命过程的必需,并且能转化、代谢成其他成
分,具有调节、平衡人体内分泌和抗衰老等诸多药用
价值和营养价值[8]。TC和TG升高常见于原发性高脂血
症或继发于其他疾病,如肾病、糖尿病和内分泌失调
等。TC、TG水平增高是导致动脉粥样硬化的危险指
标,而HDL-C被认为是预防冠状动脉疾病的重要因素。
保持TC、TG的较低水平和HDL-C的较高水平对预防心
血管疾病和肝脏疾病具有重要意义[7]。血脂浓度的高低
除受到机体代谢,特别是内分泌系统的调控外,外源
A B
C D
FE
由表6可见,模型的平均得分高于空白组,差异
均有显著性意义(p<0.01),说明模型成立。白苏油剂
量组与模式对照组之间的平均分异有显著意义(p<0.01),
各剂量组肝细胞坏死程度减轻,与模型组差异有显著
意义(p<0.01)。
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性物质的影响也是很重要的一个方面。李湛军等观察表
明不饱和脂肪酸对化学毒物所致大鼠对脂肪肝的形成有
明显的预防作用,还表明有抗脂质过氧化作用,使
CYP2E1表达下调,肝MDA、FFA浓度降低,SOD 活
性逐渐升高,抗氧化能力增强,防止肝细胞的脂肪变
性和肝脏损伤,促进肝内脂代谢[8]。
实验表明白苏种子油能显著降低A S T、A L T、
TC、TG、LDL-C水平,提高HDL-C的水平,因此认
为白苏种子油具有降低血脂的作用。同时,本实验显
示白苏油可显著提高在模型组中表现低下的SOD活性和
降低丙二醛(MDA)的含量,也显示了其抗肝损伤的作
用。因此实验认为超临界CO2萃取白苏油不仅具有降低
非酒精性脂肪肝损害作用,而且还能提高机体内的抗氧
化作用。
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