植物甾醇對肉雞腸道氧化還原狀態的影響

傅夢月，胡 倩，唐元元，姜 葦，丁蓉蓉，唐 雪，2，*

（1.江南大學食品學院食品營養與功能因子研究中心，江蘇無錫214122；2.江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇無錫214122）

隨著人們生活方式的改變，居民膳食結構發生了巨大變化，營養因素、環境因素以及其他易感的遺傳因素疊加，帶來了許多健康問題。過多的能量攝入在提高機體代謝水平，同時也相應增加代謝副產物—ROS生成[1]。長期代謝紊亂可使ROS產生顯著增多，改變機體氧化還原狀態促發慢性氧化應激，由能量代謝誘導的氧化還原狀態失衡是導致機體病變的主要原因之一[2]。胃腸消化道是營養素消化和吸收的主要場所，腸道是維持機體內環境穩定的重要因素之一[3]。腸道粘膜極易受到由于飲食導致的氧化物和內源性ROS的攻擊[4]。添加抗氧化劑可清除腸道ROS并有效預防由代謝紊亂促發的氧化應激，恢復腸道粘膜正常功能。因此，維護腸道氧化還原狀態平衡，將對防治慢性代謝性疾病發生以及其避免自由基損傷機制具有重要意義。植物甾醇是一種天然甾體，主要存在于植物中[5]。有關研究表明，植物甾醇在抗氧化、抗癌、抗炎以及調節動物生長，促進健康等方面具有積極作用[6]。具抗氧化功能的植物甾醇的共同特征是它們分子側鏈上都有一個亞乙基[7]。劉慧瓊等[8]研究表明，β-甾醇具有清除羥自由基和抑制超氧陰離子的作用。植物甾醇具有生長調節功能，可以調節應激條件下動物的生長[9]。植物甾醇還可作為免疫調節因子，刺激淋巴細胞和T細胞增殖[10]?？梢?，植物甾醇是一種純天然具有調節機體免疫功能的抗氧化功能因子。而關于植物甾醇攝入機體后是否影響腸道的氧化還原狀態，國內未見相關報道。因此，本實驗擬設計不同水平植物甾醇日糧，研究植物甾醇對肉雞腸道氧化還原狀態的影響，進一步闡明植物甾醇抗氧化功能，為其應用與開發提供新的理論依據與思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1日齡健康雄性羅斯肉雞（體重約44g） 江蘇無錫祖代雞場有限公司；植物甾醇 渭南瑞源生物科技有限責任公司。

5430R型離心機 德國Eppendorf公司；F96型熒光分光光度計 上海棱光技術有限公司；KJ-300型超聲波發生器 無錫市科潔超聲電子設備有限公司；DK-600型電熱恒溫水槽、722型光柵分光光度計 上海精宏實驗設備有限公司；Mk3型酶標儀 美國Thermo公司；WH-3型微型旋渦混合儀 上海滬西分析儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗動物分組與飼養 1日齡雄性羅斯肉雞105只，隨機分為：對照組和實驗組（L1、L2、L3、H1、H2、H3）。對照組飼喂基礎日糧，實驗組飼喂基礎日糧分別添加0.015‰、0.020‰、0.025‰的低羥基值植物甾醇組（L組）和0.025‰、0.050‰、0.075‰的高羥基值植物甾醇組（H組）。每組3個重復（籠），每個重復5只雞。

肉雞基礎日糧參照《家禽營養需要》[11]，基礎日糧組成見表1。前期和中期飼料均制成顆粒。實驗期46d，采用籠養，24h光照，自由采食與飲水。1～21日齡飼喂前期顆粒料，22～46日齡飼喂中期顆粒料。按常規方法進行免疫接種。

1.2.2 樣品制備 在實驗的第46d采集樣品（每個重復取2～3只，每組共取8只）。肉雞稱重后斷頸取血處死。取十二指腸、空腸、回腸，用預冷生理鹽水按1∶10（W/V）制備組織勻漿液，測定氧化還原指標。

1.2.3 氧化還原狀態的測定 組織的氧化還原指標：還原型與氧化型谷胱甘肽的比值（GSH/GSSG）、總抗氧化能力（T-AOC）和丙二醛（MDA），采用試劑盒測定，所有測定步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3 數據處理與統計

實驗數據經Excel 2003初步處理后，用SPSS 16.0統計軟件進行單因子方差分析和鄧肯氏多重比較，分析各組間的差異顯著性。顯著水平為p＜0.05。數據用±SD表示。

表1 基礎日糧組成及營養成分（%）Table 1 Ingredient composition of the basal diets（%）

2 結果與分析

2.1 植物甾醇對肉雞十二指腸氧化還原狀態的影響

谷胱甘肽是體液中含量最豐富、維持生物大分子-SH和-S-S-氧化還原平衡的關鍵分子，已有研究表明，谷胱甘肽與體液的氧化還原平衡有著非常緊密的內在聯系[12]，故可用GSH/GSSG比率借以評估脂質過氧化損傷情況。機體防御體系的總抗氧化能力（T-AOC）的強弱與健康程度存在著密切聯系。脂質過氧化反應會產生具有細胞毒性的丙二醛（MDA），因此MDA含量的高低可間接反映出細胞損傷的程度。因此，通過測定這幾個指標可以間接反映出機體的抗氧化水平。

表2 植物甾醇對肉雞十二指腸氧化還原狀態的影響Table 2 Effect of phytosterols on redox state of duodenum of broiler chickens

植物甾醇對肉雞十二指腸GSH/GSSG、T-AOC、MDA的影響可見表2。由表2可知，在基礎日糧中添加植物甾醇可使肉雞十二指腸的GSH/GSSG比值顯著升高（p＜0.05），其中0.075‰ H3組、0.050‰ H2組、0.025‰ H1組GSH/GSSG比值相應高于0.025‰ L3組、0.020‰ L2組、0.015‰L1組。與對照組相比肉雞十二指腸的T-AOC均降低，與0.015‰ L1組、0.025‰H1組相比，0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的T-AOC顯著降低（p＜0.05）。與對照組相比，0.025‰ H1組、0.050‰ H2組的MDA降低，0.015‰ L1組的MDA升高，0.020‰ L2組、0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的MDA無顯著差異。

2.2 植物甾醇對肉雞空腸氧化還原狀態的影響

植物甾醇對肉雞空腸GSH/GSSG、T-AOC、MDA的影響可見表3。由表3可知，在基礎日糧中添加植物甾醇可使肉雞空腸GSH/GSSG比值顯著升高（p＜0.05），其中0.075‰ H3組、0.050‰ H2組、0.025‰ H1組GSH/GSSG比值相應高于0.025‰ L3組、0.020‰ L2組、0.015‰L1組。與對照組相比肉雞空腸T-AOC均降低，與0.015‰ L1組、0.025‰ H1組相比，0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的T-AOC顯著降低（p＜0.05）。與對照組相比肉雞空腸MDA均降低，其中0.015‰L1組、0.025‰L3組、0.075‰ H3組的MDA顯著降低（p＜0.05）。

表3 植物甾醇對肉雞空腸氧化還原狀態的影響Table 3 Effect of phytosterols on redox state of jejunum of broiler chickens

2.3 植物甾醇對肉雞回腸氧化還原狀態的影響

植物甾醇對肉雞回腸GSH/GSSG、T-AOC、MDA的影響可見表4。由表4可知，在基礎日糧中添加植物甾醇可使肉雞回腸GSH/GSSG比值顯著升高（p＜0.05），其中0.075‰ H3組GSH/GSSG比值顯著高于0.025‰H1組，0.025‰ L3組GSH/GSSG比值顯著高于0.015‰L1組（p＜0.05）。與對照組相比，0.015 L1‰組、0.050‰H2組和0.075‰H3組肉雞回腸T-AOC均提高。與對照組相比，肉雞回腸MDA均升高，其中0.015‰L1組、0.025‰ L3組、0.075‰ H3組的MDA顯著升高（p＜0.05）。

表4 植物甾醇對肉雞回腸氧化還原狀態的影響Table 4 Effect of phytosterols on redox state of ileum of broiler chickens

3 討論與結論

腸道作為主要的免疫器官之一，亦是潛在的ROS損傷位點。正常情況下，機體中自由基的產生和清除處于動態平衡狀態，但由于種種原因，導致機體自由基產生增多或機體清除自由基能力下降時，促發氧化應激[13]。當機體處于氧化應激狀態，產生的自由基超出清除系統的能力所時，過量的自由基會給機體造成不可逆轉的氧化損傷[14]。李武等[15]研究表明，高脂日糧引發小鼠腸道氧化還原狀態失衡，硫辛酸通過直接清除自由基以及提高抗氧化通路相關功能基因表達水平解除氧化應激，有助于防治高脂日糧引發的腸道功能損傷。因此，維持腸道氧化還原狀態的平衡對于維持腸道正常功能以及機體健康具有重要意義。

眾多研究表明，植物甾醇具有抗氧化能力[16-19]。植物甾醇具有清除羥自由基和抑制超氧陰離子的作用，并且能顯著提高荷瘤小鼠CAT活性，抑制由四氯化碳所致的小鼠和大鼠肝臟丙二醛（MDA）的生成[20]。這種抗氧化效果與其自身分子結構（分子側鏈上的亞乙基）密切相關[7]。因此，植物甾醇維持腸道氧化還原穩態可能與其分子結構及抗氧化活性有關。此外，植物甾醇在腸道的吸收率要顯著低于膽固醇，并且能夠沉淀小腸中的膽固醇，使其呈現不溶解狀態，進而不能被吸收[20]?？梢?，植物甾醇對消化系統功能的調節可能通過影響腸道對養分的吸收利用速度，保證營養物質能夠緩慢、平和地進入體循環，有利于進食后機體內環境的相對穩定。由此可知，腸道內環境的穩定是植物甾醇多方面共同作用的結果。

本實驗以雄性羅斯肉雞作為研究對象，通過在基礎日糧中添加不同劑量植物甾醇，測定了反映機體抗氧化水平的幾個主要的生化指標，研究其對腸道氧化還原狀態的影響。結果表明，基礎日糧中添加0.015‰、0.05‰和0.075‰植物甾醇可使肉雞回腸總抗氧化水平（T-AOC）提高。同時，GSH/GSSG比值亦顯著升高，且隨植物甾醇含量的增加而升高。大量人體和動物研究發現植物甾醇能降低血液中膽固醇含量且不會對機體產生任何副作用[20]。本研究發現，植物甾醇具有降低氧化產物MDA水平的作用。與對照組相比，肉雞空腸MDA均降低，而在回腸則無此明顯變化。推測，植物甾醇可能有選擇性的在腸道內不同部位的發揮抗氧化效果。長期攝入高脂飲食可導致機體抗氧化能力顯著降低，ROS和MDA顯著升高，形成慢性氧化應激[15]。在基礎日糧中添加植物甾醇能降低脂質過氧化物產物MDA的含量，說明植物甾醇具有防止慢性氧化應激的功能，且存在組織特異性[21]。

綜上，植物甾醇能具有提高腸道抗氧化能力，維持腸道氧化還原穩態的功能，但其抗氧化作用的具體機理有待進一步研究證實。

[1]Xiu H S，Wei C，Qingya T，et al.Oxidative stress in a rat model of dietary-induced obesity[J].Journal of Hygiene Research，2007，36（4）：440-442.

[2]Yumi Tohyama， Tomoko Takano， Yamamura H.B Cell Responses to Oxidative Stress[J].Curr Pharm Design，2004，10：835-839.

[3]Holmgern J，Czerkinsky C，Lycke N，et al.Mucosa Immunity：implication for Vaccine Development[J].Immunolbiol，1992，184（2-3）：157-179.

[4]Blaise Corth?sy.Secretory immunoglobulin A：well beyond immune exclusion at mucosal surfaces[J].Immunopharmacology and Immunotoxicology，2009，31（2）：174-179.

[5]張喜春，韓振海.植物體內甾醇的合成和生理作用[J].植物生理學通訊，2001，37（5）：411-427.

[6]賈代漢，周巖民，王恬.植物甾醇降膽固醇作用研究進展[J].中國油脂，2005，30（5）：55-58.

[7]吳時敏，吳謀成.植物甾醇的研究進展與趨向（II）-植物甾醇的應用基礎和開發研究[J].中國油脂，2002，27（3）：60-63.

[8]劉慧瓊，郭書好，沈英森，等.半夏中β-谷甾醇的抗氧化作用研究[J].廣東藥學院學報，2004，20（3）：281-283.

[9]Maitani Y，Hazama M，Tojo H，et al.Effects of orally administered liposomes with soybean-derived sterols and their glucosides on rat body weight[J].Biol Pharm Bull，1995，18（11）：1551-1555.

[10]Bouic PJ，Lamprecht JH.Plant sterols and sterolins：a review of their immune-modulating properties[J].Altern Med Rev，1999，4（3）：170-177.

[11]美國國家研究委員會.家禽營養需要[M].第九版.蔡輝益，文杰，楊祿良，等譯.北京：中國農業科技出版社，1994.

[12]Moriarty SE，Shah JH，Lynn M，et al.Oxidation of glutathione and cysteine in human plasma associated with smoking[J].Free Radic Biol Med，2003，35（12）：1582.

[13]顧莞婷，王恬，沈益新，等.植物甾醇對肉鴨膽固醇代謝和抗氧化性能的影響[J].畜牧與獸醫，2008，40（1）：13-17.

[14]褚啟龍.氧化應激與細胞凋亡關系的研究進展[J].衛生研究，2003，32（3）：276-278.

[15]李武，施用暉，楊瑞麗，等.硫辛酸對高脂飲食小鼠腸道氧化還原狀態及消化吸收功能的影響[J].中國病理生理雜志，2009，25（3）：577-580.

[16]尉芹，馬希漢，張玲.七葉樹葉提取物抗氧化性能的研究[J].西北農林科技大學學報：自然科學版，2001，29（3）：41-44.

[17]吳時敏，吳謀成，馬莉.植物甾醇在菜籽高級烹調油中的抗氧化作用（I）-常溫下抗氧化作用的研究[J].中國油脂，2003，28（4）：52-54.

[18]吳時敏，吳謀成，馬莉.植物甾醇在菜籽高級烹調油中的抗氧化作用（II）-高溫下抗氧化作用的研究[J].中國油脂，2003，28（5）：32-33.

[19]P Rayas-Duarte，W G McGlynn，B J Stoecker.擁有全面營養的谷類食品[J].食品科學，2004，25（10）：437-444.

[20]韓軍花.植物甾醇的性質、功能及應用[J].國外醫學衛生學分冊，2001，28（5）：285-291.

[21]Dong F，Li Q，Sreejayan N，et al.Metallothionein Prevents High-Fat Diet-Induced Cardiac Contractile Dysfunction[J].Diabetes，2007，56（9）：2201-2212.