番茄红素对动脉粥样硬化兔脂质过氧化损伤的保护作用
导师：杨向东
汇报人：唐湘宇
南华大学心血管病研究所，衡阳 421001
研究背景
脂质过氧化损伤在冠心病、动脉粥样硬化（AS）等疾病的发病中日益受到重视。研究证实，高胆固醇血症可导致氧自由基及其他活性氧成分释放增多，氧自由基介导的脂质过氧化损伤参与了AS形成和发展的病理过程，氧自由基不仅氧化修饰低密度脂蛋白，促进泡沫细胞形成，而且还可以破坏血管内皮细胞，导致其功能障碍，从而促进动脉粥样硬化发生。
血管内皮细胞功能障碍是动脉粥样硬化的早期病理改变，而脂质过氧化则可能为内皮功能受损的始动环节之一。内皮功能受损可致血管舒缩异常，张力增加，血小板粘附、聚集、血栓形成及动脉中膜平滑肌细胞增殖，由此内皮受损对冠状动脉疾病的发生、发展具有始动和促进作用。
Ox-LDL可以被巨噬细胞的清道夫受体迅速的识别、摄取，促进巨噬细胞转变为泡沫细胞。而且，Ox-LDL对内皮细胞、血管平滑肌细胞有较强的毒性作用，并能促进平滑肌细胞迁移和增殖，增加血小板的黏附和聚集等等，从而加速动脉粥样硬化的形成。
番茄红素(lycopene)是一种重要的类胡萝卜素，它广泛存在于水果及蔬菜中，其中尤以番茄中的含量为最高。番茄红素由碳、氢两种元素构成，它的分子式为C40H56。在血浆中番茄红素和β-胡萝卜素主要通过LDL转运，这是保护的主要部位。
Mortensen等发现番茄红素可以通过物理的和化学的方式来清除活性氧。
Paolo等报道了类胡萝卜素和生育酚等30余种生物抗氧化剂猝灭单线态氧的作用，番茄红素是最强的，其猝灭单线态氧的速率常数较β-胡萝卜素高2倍。
1998年，Rao报道，摄食番茄红素可以有效抑制脂质、蛋白质和DNA的氧化，明显减少血清中脂质过氧化产物。
Rissanen等则在芬兰东部进行的一项520例样本的调查中发现：低血浆番茄红素浓度和颈动脉壁内膜-中层厚度增加相关，这意味着番茄红素有可能可以预防早期动脉硬化。
接着,他们在725例46～64岁的样本群体中观察了番茄红素血浆浓度与急性心肌梗死和脑卒中的关系，结果显示，血浆低番茄红素有更高的急性心肌梗死和脑卒中的危险性。
Kohlmeier等在欧洲10个国家进行的多中心病例对照研究中发现：在α 胡萝卜素、β 胡萝卜素和番茄红素之中，仅番茄红素摄入量与心肌梗死的发病率呈线性相关。他们的结论是：番茄红素有可能是蔬菜水果中抗心肌梗死的关键因子之一。
2000年，在荷兰城市鹿特丹的一项包含108例样本的病例对照研究中，Klipstein Grobusch等检测了样本血浆中的α 胡萝卜素、β 胡萝卜素、番茄红素、β 隐黄质、叶黄素及玉米黄素的含量和大动脉粥样硬化之间的关系。以腹主动脉钙化斑作为评价大动脉粥样硬化的标志，结果发现，血浆番茄红素与大动脉粥样硬化呈负相关。他们认为：在动脉粥样硬化的发生中番茄红素可能是一个重要的保护性因子。
大量的流行病学资料显示，番茄红素有益于动脉粥样硬化疾病的防治，但其防治这些疾病的具体机制尚不清楚。番茄红素是很好的抗氧化剂，通过阻断或抑制脂质过氧化损伤可能是番茄红素抗动脉粥样硬化的形成的一条途径，于是我们试图初步探讨其抗动脉粥样硬化疾病的作用及机制。
实验方法
正常对照组
高脂模型组
番茄红素组
血清生化指标 病理形态学观察
实验前1天、第2、4 、６、8周 8周末
TG、TC、HDLC、LDLC、 苏丹Ⅳ染色
SOD、MDA、NO、NOS、 HE染色
实验结果
A: control group B: model group C: lycopene group
A: control group B: model group C: lycopene group
讨论
以往研究表明，高脂血症可导致氧自由基及其他活性氧成分释放增多，引起动脉内皮脂质过氧化损伤，并造成大量LDL被氧化。本研究结果表明，AS家兔体内抗氧化酶SOD活性明显降低，而MDA水平明显升高，说明抗氧化能力低下可能也是诱发AS家兔体内脂质过氧化损伤的重要因素之一。 组织学观察发现，AS家兔主动脉内皮细胞有不同程度的损伤，病灶处有大量泡沫细胞堆积，说明高脂饮食可致脂质过氧化损伤，促进AS斑块形成。
本研究结果显示，食物中添加番茄红素能够显著地提高机体的抗氧化酶SOD活力，减少血清中的脂质过氧化产物。SOD是预防机体形成超氧阴离子自由基损害的主要活性酶，SOD活力增高，可对自由基清除增加，从而减轻对组织的氧化损伤和抑制LDL的氧化，因此起到抗动脉粥样硬化作用。
NO是由NOS催化L-精氨酸而产生的，其能保持血管内皮依赖性舒张活动，调节组织血流灌注，预防血管痉挛和减轻内皮细胞损伤；抑制血小板在内膜粘附、聚集和激活，阻止附壁血栓形成；抑制血管平滑肌细胞增生，并抑制多种粘附分子的表达和低密度脂蛋白的氧化修饰；从而抑制AS的发生和发展。
内皮细胞损伤可使NO合成释放减少，本研究结果显示，高脂饲料可使血清NO含量减少，可能与内皮细胞脂质过氧化损伤有关。
虽然番茄红素组与高脂模型组NOS活力无明显区别，但番茄红素组血清NO明显高于高脂模型组。可能因为番茄红素清除氧自由基，减轻了内皮脂质过氧化损伤，减少了NO与自由基的反应破坏，使番茄红素组血清NO明显高于高脂模型组，通过NO途径产生抗动脉粥样硬化作用。
与高脂模型组相比，番茄红素组的TG明显降低。目前发现高甘油三酯是 AS 的一个新显现的独立危险因素，因此对于 AS 的防治目前主张积极的降脂治疗，使病人的胆固醇降低到目标植，如果同时降低 TG，则可获得进一步的临床疗效，从本研究我们可以发现药物组血清 TG 浓度一直保持在一个稳定的水平，并没有像高脂模型组那样血清 TG 浓度不断上升，这可使机体免受高甘油三酯引起的脂质过氧化损伤。
我们的实验表明，降甘油三酯，抗脂质过氧化损伤及保护血管内皮功能可能是番茄红素产生抗动脉粥样硬化作用的重要机制之一。