体重管理机理与模型之对雄性大鼠脂代谢的影响及降脂机理

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体重管理机理与模型之对雄性大鼠脂代谢的影响及降脂机理

功效：降脂作用
机理：通过激活脂联素-5’-腺苷-磷酸激活的蛋白激酶（Adipo-AMPK）信号通路，进而抑制脂肪酸合成途径中的关键因子（SREBP-1，ACL，ACC，FAS）、增强脂肪酸氧化途径中的关键因子基因（ACO，ATGL，MCD，PPARα）的表达，最终降低雄性大鼠体内脂肪的沉积。
模型：雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠
指标：1）体质量及肝脏、睾脂指数
           2）血清脂代谢相关生化指标（TG、TC、FFA和血糖水平）
           3）肝脏TG和TC水平
           4）肝脏脂肪合成代谢相关基因表达（SREBP-1，ACL，ACC，FAS）
           5）肝脏脂肪分解代谢相关基因表达（ACO，ATGL，MCD，PPARα）
           6）AMPKα1和AMPKα2基因表达
           7）脂联素及其受体基因表达
活性成分：藤黄果提取物（羟基柠檬酸）
依据：1）脂联素(Adiponectin/ADPN)是一种主要由脂肪组织分泌的脂肪细胞因子，它所介导的信号通路中，脂联素首先要与脂联素受体结合，进而传递信号激活下游信号通路，其中AMPK是脂联素信号调节的重要关键因子。
           2）5’-腺苷-磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)在调节动物机体脂肪酸的合成、胆固醇的合成、促进脂肪酸的氧化等方面均有重要的作用。脂肪代谢过程中的关键因子SREBP-1、ACC、MCD、ATGL等均是AMPK下游的靶蛋白因子。已有研究报道，活化的AMPK通过磷酸化乙酰辅酶A羧化酶抑制其活性，并促进MCD表达及活化，从而降低丙二酰CoA水平，解除对CPT-1的抑制，促进脂肪酸氧化。
（丙二酰辅酶A是一种辅酶A的衍生物，是在乙酰辅酶A羧化酶的作用下使乙酰辅酶A羧化而形成的。在脂肪酸合成中，它为脂肪酸提供二碳单位，将二碳单位加到延长中的脂肪酸碳链中；肉毒碱棕榈酰基转移酶是长链脂肪酸由胞浆转移到线粒体氧化供能的关键限速酶）
          3）肝脏脂肪合成代谢相关基因表达：固醇调节元件结合蛋白-1（SREBP-1）脂肪合成基因的重要转录调节因子,又称脂肪细胞决定和分化因子，它是动物肝脏中主要的转录物, 它通过调节脂肪代谢相关酶的基因表达来调控动物体内的脂肪合成；动物脂肪代谢与脂肪的合成、分解过程息息相关。ATP-柠檬酸裂解酶（ACL）是一种线粒体外酶，该酶参与线粒体外脂肪酸的合成；乙酰辅酶A羧化酶（ACC）是催化脂肪酸合成的限速酶，其可催化胞液中乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA；脂肪酸合成酶（FAS）继而催化丙二酸单酰CoA和乙酰CoA缩合、还原等一系列反应，最终生成脂肪酸。
（注：脂肪酸合成起始于乙酰CoA转化成丙二酸单酰CoA。合成脂肪酸的主要原料是乙酰CoA，主要来自葡萄糖。进入胞液的乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶催化下生成丙二酰CoA。）
         4）肝脏脂肪分解代谢相关基因表达：乙酰辅酶A氧化酶（ACO），乙酰辅酶A是能源物质代谢的重要中间代谢产物，在体内能源物质代谢中是一个枢纽性的物质，乙酰辅酶A有多种代谢去路，可以合成脂肪酸、胆固醇、酮体等，乙酰辅酶A彻底氧化释放能量的途径是三羧酸循环。通过三羧酸循环和氧化磷酸化，乙酰CoA氧化产生CO2、H2O，释放能量推动ATP合成；脂肪三酰甘油脂肪酶（ATGL）是脂肪分解的关键酶，与TG的分解代谢过程密切相关。ATGL可以显著的提升甘油三酯酯酶的活性并且催化脂类分解的第一步限速反应；丙二酰辅酶脱羧酶（MCD）可以降低丙二酰CoA水平，进而解除对肉毒碱棕榈酰转移酶-1（CPT-1）的抑制，促进脂肪酸氧化；过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）属于细胞核受体超家族，是配体依赖的转录因子，其调节脂类及脂蛋白代谢，影响脂肪酸的摄取和分解。PPARα是PPARs家族成员之一，它的下游基因如ACO和肉毒CPT-1等参与脂类分解。
        5）血清甘油三酯(TG)是血酯的成分之一。在人体当中甘油三酯处于动态平衡。血清中甘油三酯主要存在于极低密度脂蛋白（VLDL）和乳糜微粒（CM）中，高甘油三酯血症是心血管疾病的危险因素之一。临床检测血清甘油三酯浓度主要用于高脂血症、胰腺炎、肝肾疾病、动脉粥样硬化症和营养学评价。
       6）血清总胆固醇(TC)是指血液中所有脂蛋白所含胆固醇之总和。总胆固醇包括游离胆固醇和胆固醇酯，肝脏是合成和贮存的主要器官。胆固醇是合成肾上腺皮质激素、性激素、胆汁酸及维生素D等生理活性物质的重要原料，也是构成细胞膜的主要成分，其血清浓度可作为脂代谢的指标。指临床上将血总胆固醇增高称为高胆固醇血症。
       7）游离脂肪酸，简称：FFA，存在于人体内的脂质，大致可以分为胆固醇、中性脂肪（三酸甘油脂）、磷脂质、游离脂肪酸等4种。游离脂肪酸是中性脂肪分解成的物质。血清中游离脂肪酸的浓度与脂类代谢、糖代谢、内分泌功能有关，游离脂肪酸的浓度会因为糖尿病、重症肝障碍、甲状腺功能亢进等疾病而上升。
       8）藤黄果提取物，也称藤黄果抽出物，是植物藤黄果的果皮抽出，精致萃取其有效份HCA(Hydroxy Citric acid;羟基柠檬酸)。HCA源于纯天然提取物，同时又有西药原料明确的化学成分和减肥机理。它通过抑制脂肪的合成，促进脂肪酸的燃烧，减少食物的摄入，三位一体，达到瘦身减肥的作用，是一种不可多得的，目前减肥效果最理想、最健康的减肥保健原料之一。
在欧美是减肥瘦身保健品的首选原料。HCA对帮助减肥瘦身后防止体重增加（反弹）效果更好。对于那些好不容易将体重减下来的人来说，通过摄取添加了HCA原料的产品，会更有效保持自己的体重。
HCA特别适合东方人：特别需要注意的是，由于柠檬酸裂解酶(citrate lyase)仅仅在碳水化合物过度摄入的情况下起作用，所以特别适合以淀粉为主食的东方人。换句话说中国人使用HCA用于减肥瘦身效果比欧美人更好。

实验：
1.动物分组
60 只SD大鼠饲养期间，自由采食饮水，自然光照。适应性饲养一周后，随机分为4 组：（1）普通饮食组（NC组，n=15）、
（2）藤黄果提取物低剂量组（NC＋L组，n=15）
（3）藤黄果提取物中剂量组（NC＋M组，n=15）
（4）藤黄果提取物高剂量组（NC＋H组，n=15）
2.相关指标变化
1）藤黄果提取物对大鼠体质量增加及肝脏、睾脂指数的影响
结果：图1A可知，不同剂量的藤黄果提取物对实验大鼠体质量增加量的影响均无统计学上的显著性变化。但添加中剂量和高剂量的藤黄果提取物有降低大鼠体质量增加的趋势，其体质量分别较普通饮食组降低了7%和2%。与普通饮食组相比，添加不同剂量的藤黄果提取物均可显著降低雄性大鼠肝脏指数（P＜0.01）（图1B）；睾脂指数虽无显著性变化（P＞0.05），但添加高剂量的藤黄果提取物使睾脂指数较普通饮食组降低了14%（图1C）。
2）藤黄果提取物对大鼠血清脂代谢相关生化指标的影响
结果：如图2所示，日粮中添加低、中剂量的藤黄果提取物均可显著降低大鼠血清中TG的含量（P＜0.05），添加高剂量的藤黄果提取物则可极显著降低血清中TG的含量（P＜0.01）。与普通饮食组相比，添加中、高剂量的藤黄果提取物可显著降低血清中血糖的含（P＜0.05），添加高剂量的藤黄果提取物可显著降低血清FFA的含量（P＜0.05）；但与普通饮食组相比，添加不同剂量的藤黄果提取物对血清中TC的含量均无显著影响（P＞0.05）。
3）藤黄果提取物对大鼠肝脏TG和TC水平的影响
结果：如图3所示，日粮中添加不同剂量的藤黄果提取物对大鼠肝脏中TC含量无显著影响（P＞0.05）。但添加高剂量的藤黄果提取物显著降低肝脏组织中TG的含量（P＜0.05）。
4）藤黄果提取物对大鼠肝脏脂代谢相关基因表达的影响
4.1 藤黄果提取物对大鼠肝脏脂肪合成代谢相关基因表达的影响
结果：如图4所示，与普通饮食组相比，日粮中添加高剂量的藤黄果提取物可降低大鼠肝脏组织中固醇调节元件结合蛋白-1（sterol regulatory element-binding proteins-1，SREBP-1）基因的表达（P＜0.01）和ATP-柠檬酸裂解酶（ATP citrate lyase，ACL）（P＜0.05）基因的表达水平。添加不同剂量的藤黄果提取物对肝脏组织中乙酰辅酶A羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）基因表达均无统计学上的显著影响（P＞0.05），但高剂量藤黄果提取物处理组大鼠肝脏组织中ACC及FAS基因表达水平分别较普通饮食组下降了55%和49%。
4.2 藤黄果提取物对大鼠肝脏脂肪分解代谢相关基因表达的影响
结果：由图5可知，乙酰辅酶A氧化酶（acyl-CoA oxidase，ACO）、脂肪三酰甘油脂肪酶（adipose triglyceride lipase，ATGL）基因表达水平在高剂量藤黄果提取物处理组均显著高于普通饮食组（P＜0.05）；丙二酰辅酶脱羧酶（malonyl CoA decarboxylase，MCD）和过氧化物酶体增殖物激活受体α（peroxisome proliferators-activativated receptor-α，PPARα）基因表达水平在中剂量藤黄果提取物处理组均显著高于普通饮食组（P＜0.05），而在高剂量藤黄果提取物处理组则极显著高于普通饮食组（P＜0.01）。
2.5 藤黄果提取物对大鼠AMPKα1和AMPKα2基因表达的影响
结果：如图6所示，5’-腺苷-磷酸激活的蛋白激酶α1（adenosine 5’-monophosphate（AMP）-activated protein kinase，AMPKα1）基因表达水平在高剂量藤黄果提取物处理组显著高于普通饮食组（P＜0.05），但添加不同剂量的藤黄果提取物对5’-腺苷-磷酸激活的蛋白激酶α2
（adenosine 5’-monophosphate （AMP）-activated protein kinase，AMPKα2）基因表达则无显著影响（P＞0.05）。
2.6 藤黄果提取物对脂联素及其受体基因表达的影响
结果：如图7所示，不同剂量藤黄果提取物处理对脂联素基因表达水平无显著影响（P＞0.05）。脂联素受体-1（adiponectin receptor-1，AdipoR-1）基因表达水平在中、高剂量藤黄果提取物处理组均显著高于普通饮食组（P＜0.05或P＜0.01），但不同剂量的藤黄果提取物处理对脂联素受体-2（adiponectin receptor-2，AdipoR-2）基因表达水平则无显著影响（P＞0.05）。
3.结论
综合以上结果分析，日粮中添加藤黄果提取物可能通过激活Adipo-AMPK信号通路，进而抑制脂肪酸合成途径中的关键因子、增强脂肪酸氧化途径中的关键因子基因的表达，最终降低雄性大鼠体内脂肪的沉积。