桂林医学院宋家乐教授等:茶籽皂苷联合有氧运动改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂代谢及氧化应激水平

2023-09-07作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-

肥胖是一种机体总脂肪积累过度引起一系列与身体系统结构和功能变化有关的慢性代谢性疾病,是现今世界面对的一个重大公共卫生问题。我国是茶叶消费大国,拥有丰富的茶树资源。茶皂苷化合物如油茶皂苷、茶花皂苷、茶籽皂苷(TSS)等,在茶树上的不同部位均存在。TSS又名茶皂素,作为茶叶中的绿色天然提取物,属齐墩果烷型五环三萜类皂苷混合物。现有研究表明,TSS具有抗肥胖、降血糖、抗氧化、抑制肿瘤细胞生长等生理功效,具有巨大的市场开发潜力。

桂林医学院曹文瀞、刘爽、宋家乐*等在前期研究基础上引入有氧运动干预措施,旨在探讨TSS联合有氧运动干预对HFD模式小鼠脂代谢和氧化应激的影响及其作用机制,为将TSS开发成抗肥胖、抗氧化功能性食品提供新的思路。

1 TSS结合有氧运动对HFD小鼠摄食量、体质量和Lee’s指数的影响

将小鼠分为正常对照(control,CON)n=7)和肥胖模型组(n=28),再将肥胖造模组随机分为肥胖对照(HFD)组、TSS组、有氧运动(AE)组及TSS联合有氧运动(TSS-AE)组。
TSS干预期间小鼠摄食量如表1所示,给予HFD喂养的各组小鼠每周摄食量无显著差异(P>0.05)。由表2可知,所有干预组与HFD组小鼠的初始体质量差异均无统计学意义(P>0.05)。实验干预结束后,与CON组相比,给予HFD喂养的模型组小鼠最终体质量和Lee’s指数分别增加了33.96%和10.96%(P<0.05),与HFD组相比,TSS组、AE组及TSS-AE组小鼠体质量分别下降了19.94%、22.13%和24.85%(P<0.05),Lee’s指数分别降低5.61%、5.67%及6.14%(P<0.05)。以上结果表明,TSS和有氧运动干预在不影响小鼠摄食量的前提下能显著降低HFD小鼠的体质量和Lee’s指数。

2 TSS结合有氧运动对HFD小鼠脂肪指数的影响

由图1可知,HFD组小鼠各组织脂肪指数较CON组显著升高(P<0.05)。干预4周后,与HFD组相比,TSS、AE组及TSS-AE组小鼠各组织脂肪指数均降低,其中总脂肪指数分别下降20.47%、22.66%和48.21%,皮下脂肪指数分别下降24.61%、27.56%、48.11%(P<0.05),附睾脂肪指数分别下降41.66%、39.87%、47.12%(P<0.05),肾周脂肪指数分别下降50.10%、44.10%、61.20%(P<0.05),腹部脂肪指数分别下降29.48%、32.63%、48.78%。这一结果提示,TSS和有氧运动干预可以降低小鼠内脏脂肪质量,缓解HFD引起的内脏脂质堆积,从而降低因HFD引起的体质量增加,其中TSS-AE组皮下脂肪及肾周脂肪指数的降低效果优于单一干预措施。

3 TSS结合有氧运动对HFD小鼠肝脏脂肪变性的影响

肝脏是机体调节脂质代谢的中心器官,在脂类的消化、吸收、运输、分解与合成等方面均发挥重要作用。HFD引起的能量过剩直接导致肝脏TG大量积累、肝脏脂肪从头合成增加和脂肪酸氧化减少,是造成肝脏脂肪变性的主要原因。由图2A可知,与CON组相比,HFD组肝脏指数显著增加(P<0.05);与HFD组相比,TSS组、AE组及TSS-AE组肝脏指数分别下降了26.29%、28.83%和24.49%(P<0.05),但3组之间无显著差异。由图2B可知,CON组小鼠肝脏组织结构清晰,肝索呈放射状排列,细胞核仁明显,细胞大小均一,未出现脂肪变性。与CON组相比,HFD组肝脏组织细胞大小不等,部分细胞出现明显的脂滴和气球样病变,细胞质与细胞核之间空隙增大,肝脏脂肪变性程度明显。而经TSS及有氧运动干预4 周后,肥胖小鼠的肝脏脂肪变性程度得到明显改善,脂滴数量减少,细胞间空隙缩小,细胞轮廓逐渐清晰。

4 TSS结合有氧运动对HFD小鼠血清脂代谢水平的影响

由图3可知,与CON组相比,HFD喂养后引起小鼠血清TC、TG、LDL-C浓度显著升高(P<0.05),HDL-C浓度降低;给予TSS、有氧运动及两者共同干预处理后,小鼠血清TC、TG、LDL-C浓度较HFD组显著降低(P<0.05),HDL-C浓度显著升高(P<0.05),其中TC水平分别降低11.34%、28.12%、27.80%,TG水平分别降低57.90%、65.74%、75.15%,LDL-C水平分别降低72.79%、83.92%、78.36%,HDL-C水平分别升高31.47%、39.02%、43.43%。这一结果提示,TSS和有氧运动干预能够改善高脂小鼠体内血脂紊乱,发挥调节脂肪代谢的作用。研究报道运动训练可以减轻小鼠经长期HFD诱导产生的高脂血症等症状。同时,TSS的干预同样也能够有效改善HFD引发的高血脂大鼠“三高一低”症状,并对链脲佐菌素诱导的2型糖尿病模型大鼠的血清代谢谱有改善作用。

5 TSS结合有氧运动对HFD小鼠骨骼肌中TGTC水平的影

如图4所示,与CON组相比,HFD组骨骼肌TG水平显著升高(P<0.05),TC水平升高但无统计学意义。TSS结合有氧运动干预后,与HFD组相比,TSS、AE及TSS-AE组小鼠骨骼肌TG水平分别降低了2.38%、6.36%、26.17%,TC水平分别降低了13.47%、27.72%、37.28%,其中TSS组和AE组无显著差异(P>0.05)。以上结果说明TSS和有氧运动干预能够改善HFD引起的骨骼肌脂肪异位堆积,其中以TSS-AE组干预效果最明显。


如图5所示,与CON组相比,HFD组小鼠骨骼肌中PPARγ的表达水平降低了54.25%(P<0.05);与HFD组相比,TSS和有氧运动干预后均能显著上调小鼠骨骼肌组织中PPARγ蛋白水平(P<0.05),TSS、AE及TSS-AE组分别增加了64.08%、1.12 倍和2.34倍。TSS和有氧运动干预均能改善骨骼肌中的脂质堆积状态,调节脂质代谢,且TSS和有氧运动的协同作用效果优于单一干预措施。6 TSS结合有氧运动对HFD小鼠骨骼肌中PPARγ蛋白表达的影响

7 TSS结合有氧运动对HFD小鼠肝脏AMPK/SIRT1/PGC-1α通路的影响

由图6可知,与CON组相比,HFD组小鼠肝脏p-AMPK、SIRT1、PGC-1α相对表达水平均显著降低(P<0.05)。干预4 周后,与HFD组相比,TSS、AE及TSS-AE组的p-AMPK蛋白相对表达水平分别增加64.19%、1.12倍和1.64倍,SIRT1蛋白相对表达水平分别增加了47.01%、1.48%和67.02%,PGC-1α蛋白相对表达水平分别增加1.03倍、62.93%和1.10倍(P<0.05)。由此可知,TSS和有氧运动干预能够有效改善肝脏的能量代谢紊乱,维持能量平衡,减少肝脏中脂质的积累,其中TSS与有氧运动对于激活AMPK和SIRT1具有协同增效作用,但调节PGC-1α表达的作用效果与TSS相近。

如表3、4所示,HFD组小鼠血清和肝脏中SOD水平低于CON组,血清MDA水平显著升高(P<0.05)。经TSS和有氧运动干预后,TSS、AE及TSS-AE组小鼠血清SOD活力分别上升95.23%、1.37倍和2.41倍(P<0.05),肝脏SOD活力分别上升20.12%、19.37%、31.19%,但均无显著差异(P>0.05);小鼠血清MDA浓度较HFD组分别降低69.43%、75.64%和81.64%(P<0.05),TSS-AE组小鼠肝脏中MDA含量较HFD组显著降低18.60%(P<0.05)。此外,TSS组及TSS-AE组小鼠血清中GSH水平较HFD组分别提高8.59%和59.21%;而TSS、AE及TSS-AE组小鼠肝脏中GSH水平则升高45.68%、86.95%、49.26%。上述结果表明,TSS和有氧运动干预均能显著改善HFD小鼠的氧化应激状态。8 TSS结合有氧运动对HFD小鼠血清氧化应激水平的影响

结 语

TSS和有氧运动干预4周能够有效降低HFD小鼠的体质量,减轻小鼠内脏脂肪组织质量,显著降低小鼠肝脏指数和Lee’s指数,改善肝脏组织脂肪变性的程度;TSS和有氧运动干预还能增强小鼠肝脏组织中p-AMPK、SIRT1、PGC-1α及骨骼肌中PPARγ的蛋白表达,通过调节能量代谢和抑制脂质过氧化,缓解机体组织中的脂质堆积;TSS和有氧运动干预增强血清和肝脏中SOD、GSH水平,降低MDA水平,改善氧化应激状态。综上所述,TSS和有氧运动干预对HFD诱导的小鼠肥胖有一定的改善作用,且TSS联合有氧运动干预措施在改善小鼠内脏脂肪堆积及肝脏脂肪变性程度、激活骨骼肌中PPARγ及AMPK信号通路、提高血清SOD和GSH水平的效果方面优于单一措施。

本文《 茶籽皂苷联合有氧运动改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂代谢及氧化应激水平》来源于《食品科学》2023年44卷11期,作者:曹文瀞, 刘爽, 李嘉丽, 覃会珊, 苏彦民, 梁婵华, 李婉萤, 曾榛, 宋家乐。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220722-255。