低聚木糖对大鼠骨钙及血钙的影响

低聚木糖对大鼠骨钙及血钙的影响

近年来，人们普遍重视钙营养不足的问题。老年人和儿童都应该考虑钙营养，而钙是世界上的一个问题。钙缺乏不仅引起佝偻病、骨质疏松,而且还与结肠癌和高血压等疾病的发生有关。如在美国,尤其是50岁以上绝经后的妇女骨质疏松症发病率较高,我国的膳食组成以植物性食品为主,含钙少。且存在草酸、植酸等多种不利钙吸收的因素,所以钙是我国人民最易缺乏的营养素。为解决缺钙问题,需寻求来源丰富、使用方便、安全无毒、吸收利用率高的钙源。益生元物质因其非消化性,能够被盲肠微生物选择性地代谢的属性,具有改善人类健康状况的重要性,能够促进机体钙等矿物质的吸收。低聚木糖是益生元物质的杰出代表,是由2~7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖,具有独特的功能特性。表现为:高选择性增殖双歧杆菌,功效是其它聚合糖类的10~20倍;不易被消化吸收而直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用,增殖人体有益菌,并抑制其它有害菌滋生、繁殖,其能量几乎为零,既不影响血糖浓度,也不增加血糖中胰岛素水平,并且不会形成脂肪沉淀,特别适合糖尿病、肥胖症、高血压等患者食用;酸、热稳定性好,pH2.5~8.0范围内,加热至125℃基本不分解;有效摄入量少,其有效剂量为0.7~1.4g/d。通过研究低聚木糖对大鼠股骨长度及干重,骨钙及血钙的影响,为低聚木糖在钙吸收方面提供参考数据。1材料和方法1.1科技股份有限公司受试物95%低聚木糖粉,山东龙力生物科技股份有限公司提供;动物清洁级雌性断乳SD大鼠65只,体重60~70g,上海斯莱克实验动物有限责任公司提供。1.2实验动物及分组实验开始前对动物进行适应期7d饲养,随后将大鼠按体重随机分为四个大组,每组15只。另取5只大鼠,为本底对照组(零周亚组)。实验大鼠进行单笼饲养,饲料放于不锈钢饲料罐内,大鼠自由饮食,其供试样品通过饮水给予,共饲养3周,每周进行一次实验指标的观察。其观察指标:股骨干重、股骨长度、骨钙及血钙含量。其方法为:采集大鼠血液,之后将大鼠处死,并分离左侧股骨,105℃烘干至恒重,游标卡尺测其长度;电子天平测其重量;原子吸收分光光度计测定骨钙及血钙含量。动物详细分组如下:Ⅰ组:低钙对照组(低钙饲料,低钙饲料配方见表1);Ⅱ组:正常对照组(基础饲料,基础饲料为常规大鼠饲料);Ⅲ组:低钙饲料+2%低聚木糖;Ⅳ组:基础饲料+2%低聚木糖。每个大组又分为三个亚组,每组大鼠5只,分别为1周亚组、2周亚组、3周亚组。2结果与分析2.1大鼠股骨重、长度检测由表2可以看出,在喂食低聚木糖三周时,大鼠股骨重有了明显的增加(P<0.05)。其中Ⅲ组的股骨重达到0.30g左右,比其Ⅰ组增加了20%;Ⅳ组的股骨重达到0.33g左右,比Ⅱ组增加了13.8%。在喂食低聚木糖两周时,Ⅲ组大鼠股骨长达到28.18cm左右,Ⅳ组大鼠股骨长达到29.21cm左右;在喂食低聚木糖三周时,Ⅲ组大鼠股骨长达到28.86cm左右;Ⅳ组大鼠股骨长达到29.62cm左右,较其相应的对照组,都有明显的增加(P<0.05)。由此可以判断,无论是正常条件下,还是低钙条件下,对大鼠喂食低聚木糖都能够提高大鼠的股骨干重及长度,并且对股骨干重的影响要比对其长度的影响明显。2.2大鼠骨钙含量由表3可以看出,在喂食低聚木糖两周时,大鼠骨钙含量就有了明显的提高(P<0.05)。其中Ⅲ组大鼠骨钙含量达到47.96mg左右,比Ⅰ组增加了22.6%;Ⅳ组大鼠骨钙含量达到121.24mg左右,比Ⅱ组增加了22.3%。在喂食低聚木糖三周时,Ⅲ组大鼠骨钙含量达到73.04mg左右,比Ⅰ组增加了31.9%;Ⅳ组大鼠骨钙含量达到139.06mg左右,比Ⅱ组增加了25.1%。与相应的对照组相比较,低聚木糖对增加大鼠血钙的影响不是很明显。3低聚木糖对大鼠血钙等代谢的影响众所周知,钙对机体正常的生长发育起着重要的作用,它不仅是人体骨骼生长发育并保持其坚固所必需的建筑材料,而且也是维持和调节神经、肌肉、血液、细胞膜以及多种酶活性正常生理功能的必需元素。其主要在十二指肠和空肠吸收,通过主动(需能)和被动(扩散)转运。其吸收机制按钙的吸收过程可分为离子钙和分子钙吸收;吸收途径有两条:饱和的跨细胞途径和不饱和的旁细胞途径。人体内的钙平衡存在于3个部位:肾脏、骨骼和胃肠道,主要受甲状腺激素PTH、降钙素和钙三醇的调控。人体血钙浓度被严格调控在1.1~1.3mmol/L之间,若浓度下降过低,可能引发低血钙症,出现手足抽搐,引起感觉异常(发痒、皮肤刺痛)、喉痉挛、呼吸停止和心律失常,并且能导致死亡;血浆中钙过度沉积会导致高钙血症。当血钙浓度升高时,抑制甲状腺激素PTH的释放,从而降低血钙浓度;相反,则促进甲状腺激素PTH的释放,提高血钙浓度。本研究发现,低聚木糖对大鼠血钙含量没有明显的影响(其始终保持在2.2~2.4mmol/L之间),这与PTH激素的严格调控有关。当机体严重缺钙,而细胞的钙浓度足够大时,机体主要通过被动扩散来增加钙吸收,随着机体内钙含量的平衡,其对钙的吸收方式转为主动运输,进行细胞间的传递。其主动运输方式与钙转运体系密切相关(主要包括:钙转运体、钙结合蛋白、钙输出蛋白)。本研究发现,低聚木糖能够有效地提高大鼠股骨干重及长度,及骨钙的含量。其中低钙饲料组中,股骨干重增加11%~20.0%,股骨长度也有明显的增加(P<0.05);低钙饲料组中,骨钙含量增加9%~32%,普通饲料组中,骨钙含量每周分别增加5%~26%。有报道说,双歧杆菌粘附肠上皮细胞过程中,会作为一种细胞外刺激因素引起靶细胞跨膜信号传递,激活细胞膜上某种受体而开启细胞的Ca2+通道,使细胞外Ca2+跨膜向细胞内扩散;在双歧杆菌增殖过程中能够产生短链脂肪酸(醋酸、丙酸、丁酸及乳酸),从而降低结肠的pH,创造一个酸性环境,提高离子钙的浓度,增加Ca2+通过细胞旁路的被动扩散,而促进钙的吸收;Ohta等报道,在大鼠膳食中添加低聚果糖能提高结肠中钙结合蛋白的浓度,有助于结肠细胞对Ca2+的主动转运。低聚木糖作为一种益生元物质能有效地促进双歧杆菌在肠上皮黏膜上的附着增殖,其促进钙吸收的作用机体包括上述的几种可能,但详