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大量流行病学资料表明,高脂血症,特别是高胆固醇血症是动脉粥样硬化发生的危险因素,心脏冠状动脉发生粥样硬化会导致冠心病的发生,而脑动脉发生粥样硬化则会使脑中风的发生率大大增加,对人们生命健康构成了严重威胁,高脂血症已成为21世纪人类社会的普遍健康问题。因此有效降低TC、LDL—C、TG浓度和提高HDL—C浓度,已成为心血管疾病一级和二级预防的重要措施。
大豆蛋白可以降低血脂,但其相应的作用机制并未被完全证实。有许多研究人员尝试解释膳食中大豆蛋白影响血浆和肝脏中脂类浓度的机制。这些研究包括大豆蛋白氨基酸种类和含量的研究,胰岛素、胰高血糖素等激素方面的研究,一些转录因子如固醇调节元件结合蛋白转录因子(SREBPs)和过氧化物酶体增值物激活受体(PPAR)的研究,胆固醇合成酶和甘油三酯合成酶的研究,LDL受体(LDL—R)的研究,肠道对胆固醇的吸收作用及粪胆汁酸排泄等方面研究。另外大豆异黄酮、大豆卵磷脂、大豆活性肽、大豆中膳食纤维这些成分都有降血脂作用,这使得大豆蛋白降血脂作用机制目前仍然解释不清楚。
本研究以酪蛋白为对照,研究大豆蛋白的质量评价及其对大鼠血脂代谢的影响,且以大豆蛋白的氨基酸组成、胰岛素、胰高血糖素作为研究目标,旨在探讨大豆蛋白是否通过氨基酸组成和激素水平降低血脂,揭示大豆蛋白降血脂作用机制,为合理利用大豆蛋白调节血脂浓度,防治心血管疾病提供理论依据。
研究目的:
1、大豆蛋白经消化率修正后的氨基酸酸评分;
2、观察大豆蛋白对大鼠氧化水平的影响;
3、观察大豆蛋白对大鼠血脂水平的影响;
4、观察大豆蛋白对大鼠激素水平的影响。
研究方法:
1、实验方法
1.1蛋白质消化率校正后的氨基酸评分(Protein Digestibility—Corrected Amino Acid Score,PDCAAS)研究
广东省实验动物中心购买SPF级雄性SD(Sprague—Dawley)断乳大鼠24只,体重50~70g。将大鼠饲养在中山大学公共卫生学院SPF级动物房,进食普通饲料适应4天,再进食AIN—93G纯配方饲料适应4天后,按体重分层随机分两组,大豆蛋白组12只,酩蛋白组12只,代谢笼单笼饲养。先进食无蛋白配方9天,前4天为预备期,在后5天的平衡期每天收集粪便。再进食10%实验蛋白配方9天,前4天为预备期,在后5天的平衡期每天收集粪便,记录每天每只大鼠的饲料摄入量。
1.2大豆蛋白对大鼠血脂代谢的研究
广东省实验动物中心购买SPF级雄性SD大鼠48只,体重200~240g。进食基础饲料适应性喂养2周,按体重分层随机分4组,大豆蛋白组12只,酪蛋白组12只,大豆蛋白高脂组12只,酪蛋白高脂组12只,普通笼单笼饲养,进食实验饲料28天。
实验结束后,经大鼠股动脉采血,脱颈椎处死大鼠,血液样品室温静置1小时后,3000rpm/min,4℃离心15分钟,取上清后移入—80℃冰箱保存待测。分离大鼠心脏、肝脏、肾脏、附睾脂肪组织,称重,—80℃保存待测指标。动物饲养期间,大鼠自由饮水,每周测一次体重。动物房温度20~25℃,相对湿度40%~70%,昼夜明暗交替12/12h。
2、指标测定
2.1氨基酸含量测定:高效液相色谱法
2.2氮含量测定:微量凯氏定氮法
2.3血脂水平测定:全自动生化分析仪
2.4血清胰岛素和胰高血糖素测定:ELISA法
2.5氧化水平测定:采用试剂盒方法
3、统计学分析
用Microsoft Excel2003建立数据库,用SPSS13.0软件进行统计分析。计量资料指标用(-x)±S表示。两组间均数比较采用t检验方法。显著性检验水平为0.05。
实验结果:
1蛋白质消化率较正后的氨基酸评分(PDCAAS)研究
1.1大鼠的进食量及粪便排出量
将大豆蛋白组和酪蛋白组在无蛋白阶段和10%蛋白阶段的日平均进食量和粪便排出量进行比较,结果显示两组大鼠的日平均进食量和粪便排出量差异无统计学意义(P>0.05)。
1.2大鼠的体重
9天无蛋白饲养阶段,大豆蛋白组和酪蛋白组大鼠体重均下降,但体重变化差异无统计学意义(P>0.05)。9天10%低蛋白饲养阶段,两组大鼠体重均有增长,但体重变化差异无统计学意义(P>0.05)。
1.3蛋白质中氨基酸组成
与酪蛋白相比,大豆蛋白的氨基酸组成中,天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、胱氨酸含量偏高;苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸、色氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸含量偏低。与酪蛋白相比,大豆蛋白中赖氨酸含量较少,精氨酸含量较多,赖氨酸与精氨酸比值(简称赖/精比值)小。另外蛋白质中含硫氨酸含量差异也比较大,大豆蛋白中的蛋氨酸含量几乎是酪蛋白的1/3,而酪蛋白中胱氨酸含量是大豆蛋白中的2/3。
1.4蛋白质的真消化率和PDCAAS
大豆蛋白组和酪蛋白组的真消化率差异有统计学意义(P<0.05),酪蛋白的真消化率是99%,大豆蛋白的真消化率是96%。大豆蛋白经消化率修正后的氨基酸酸评分为0.90,酪蛋白经消化率修正后的氨基酸评分为1.0。
2、大豆蛋白对大鼠血脂代谢的研究
2.1大鼠的体重、脏器的重量及指数
实验结束后,酪蛋白组和大豆蛋白组大鼠体重变化差异无统计学意义(P>0.05)。酪蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠体重变化差异无统计学意义(P>0.05)。
酪蛋白组和大豆蛋白组大鼠的肝脏、附睾脂肪组织、心脏、肾脏的重量差异无统计学意义(P>0.05)。酪蛋白组和大豆蛋白组大鼠的肝脏指数、附睾脂肪指数、心脏指数、肾脏指数差异无统计学意义(P>0.05)。酪蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠的肝脏、附睾脂肪组织、肾脏的重量差异无统计学意义(P>0.05),大豆蛋白高脂组大鼠的心脏重量低于酪蛋白高脂组,差异有统计学意义(P<0.05)。酩蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠的肝脏指数、附睾脂肪指数、心脏指数、肾脏指数差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2大豆蛋白对大鼠氧化水平的影响
实验结束后,酪蛋白组和大豆蛋白组大鼠肝脏组织的GSH—Px、T—AOC、SOD、CAT活性,MDA和GSH水平差异无统计学意义(P>0.05)。酪蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠肝脏组织的GSH—Px、SOD、CAT活性,MDA和GSH水平差异无统计学意义(p>0.05),大豆蛋白高脂组大鼠肝脏组织的T—AOC活性低于酪蛋白高脂组,差异有统计学意义(P<0.05)。
酪蛋白组和大豆蛋白组大鼠血清中GSH—Px、T—AOC、SOD、CAT活性差异无统计学意义(P>0.05),大豆蛋白组大鼠血清的MDA和GSH水平低于酪蛋白组,差异有统计学意义(P<0.05)。酪蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠血清中GSH—Px和CAT活性,MDA和GSH水平差异无统计学意义(P>0.05),大豆蛋白高脂组大鼠血清的T—AOC活性高于酪蛋白高脂组,差异有统计学意义(P<0.05),大豆蛋白高脂组大鼠血清的SOD活性低于酪蛋白高脂组,差异有统计学意义(P<0.05)。
2.3大豆蛋白对大鼠血脂水平的影响
实验结束后,与酪蛋白组相比,大豆蛋白组大鼠血清TG浓度低了19%,LDL—C浓度低了14%,但差异无统计学意义(P>0.05);与酪蛋白组相比,大豆蛋白组大鼠TC浓度低了31%,TC/HDL—C比值低了14%,差异有统计学意义(P<0.05)。大豆蛋白组血清中HDL—C浓度比酪蛋白组低,差异有统计学意义(P<0.05)。
与酪蛋白高脂组相比,大豆蛋白高脂组大鼠血清TC浓度低了30%,TG浓度低了33%,LDL—C浓度低了19%,TC/HDL—C比值低了27%,差异有统计学意义(P<0.05)。酪蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠血清HDL—C浓度差异无统计学意义(P>0.05)。
2.4大豆蛋白对大鼠激素水平的影响
实验结束后,酪蛋白组和大豆蛋白组大鼠血清中胰岛素的差异有统计学意义(P<0.05),与酪蛋白组相比,大豆蛋白组大鼠血清胰岛素浓度低了45%。大豆蛋白组血清胰高血糖素浓度略高于酪蛋白组,差异无统计学意义(P>0.05)。
酪蛋白高脂组和大豆蛋白高脂组大鼠血清中胰高血糖素和胰高血糖素的差异有统计学意义(P<0.05),与酪蛋白高脂组相比,大豆蛋白高脂组大鼠血清胰岛素浓度低了32%,胰高血糖素浓度高了26%。
结论:
1、大豆蛋白的真消化率为96%及其经消化率修正后的氨基酸酸评分为0.90。
2、大豆蛋白对大鼠的抗氧化能力无明显改善作用。
3、以大豆蛋白作为基础饲料蛋白质来源时,大鼠血清TC浓度和TC/HDL—C比值比酪蛋白组低;以大豆蛋白作为高脂饲料蛋白质来源时,大鼠血清TC、TG、LDL—C浓度和TC/HDL—C比值比酪蛋白高脂组低。提示大豆蛋白具有调节血脂作用,其作用机制可能与其氨基酸组成及胰岛素与胰高血糖素比率下降有关。