討論 - 中國醫藥大學機構典藏 China Medical University Repository, Taiwan:Item 310903500/41352

Carnosine 可藉由 carnosinase 降解為 histidine 及β-alanine，其中 histidine 可再經由 L-histidine decarboxylase 分解產生 histamine (Brown, Stevens et al. 2001)。本實驗室過去的研究指出，在酒精性肝損傷及糖尿病模式下的小鼠，飲水中添加 0.05%、

0.1% histindine 或 carnosine 可提供抗發炎、抗氧化的保護效果 (Lee, Hsu et al. 2005;

Liu, Liu et al. 2008)。而預先給予 histindine 或 carnosine，對於 acetaminophen 誘發的急性肝損傷小鼠，也可減緩肝臟氧化及發炎傷害(Yan, Wu et al. 2009)。此外，本實驗室另一份研究發現餵食 5%奶油的飽和脂肪飲食之小鼠，在飲水中添加 0.1%

histindine 或 carnosine 後，有降低胰島素阻抗、血脂質及內臟脂肪堆積等效果 (Mong, Chao et al. 2011)。因此，本實驗更進一步設計探討 histidine 對於更高量(15%)飽和油脂飲食的影響。另一方面，由於先前實驗於飲水中添加 histindine 或 carnosine，結果發現兩者有相似的保護效果，而 histidine 為 carnosine 的代謝產物之一，但是 carnosine 卻比較昂貴，因此本實驗設計為利用不同濃度的 histidine 去探討 histidine 對於高飽和脂肪飲食是否有不同的影響。實驗結果發現，15%奶油飲食增加體重與副睪脂質重，顯示高飽和油脂飲食確實可誘發肥胖及脂肪堆積。本實驗於飲水中添加不同濃度的 histidine 與高油飲食 control 組相較，對於體重，肝臟脂肪酸組成及副睪脂質沒有明顯影響，但降低了因高飽和油脂所提高的胰島素、血清 TC、肝臟 TG 及 LDL-C 的量。

一、高飽和脂肪酸飲食

由【表 5-3】可知本實驗所使用的一般與特殊飼料的脂肪酸組成差異，表中含奶油飼料的組成中，飽和脂肪酸約 60%，遠高於一般飲食所含的 18%；而多不飽和脂肪酸則是只含 20%，明顯低於一般飼料的 59%。由此可知，餵食含此奶油飼料的

小鼠與一般飲食相較，會攝取到較高量的飽和脂肪。而結果【表 5-4】顯示，給予含 15%高飽和脂肪飲食會影響小鼠肝臟脂肪酸組成，增加了 SFA 及 MUFA 的比例，

降低 PUFA 比例。然而給予 0.1%或 0.2%的 histidine 對於肝臟脂肪酸組成與高油飲食 control 組相較，沒有顯著性影響。這結果說明 histidine 對於肝臟脂肪酸 SFA、

MUFA 及 PUFA 代謝的影響不大。另有文獻指出，18：2 脂肪酸可在體內經由酵素的延長及去飽和作用生成 20：4 等 n-6 系列脂肪酸；肝臟中的 18：3 脂肪酸也可經由相同酵素作用生成 22：5 與 22：6 等 n-3 系列脂肪酸 (Mathias, Vergara et al. 2010)，

文獻也表示 20：4 脂肪酸的增加，也會藉由酵素 cyclooxygenase 和 lipoxygenase 的氧化作用，提高 PGE₂、TXA₂及 LTB₄等促發炎因子生成；而 n-3 系列脂肪酸則是會與 n-6 系列脂肪酸競爭酵素的作用，並生成 PGE3、TXA3 及 LTB4 降低發炎反應 (Mathias, Vergara et al. 2010; Simopoulos 2010)。【表 5-4】中高飽和油脂飲食與一般飲食組別相較，其 18：2 及 18：3 脂肪酸比例皆顯著降低，而 20：4、22：5 與 22：6 脂肪酸比例顯著增加，此暗示餵食高飽和脂肪飲食可能會增加肝臟中 n-6 與 n-3 脂肪酸競爭 cyclooxygenase 和 lipoxygenase 的作用及影響發炎反應的進行。本實驗 0.1%

histidine 飲水的組別與 control 組相較，其 18：3 脂肪酸仍然明顯降低，而 20：4、

22：5 與 22：6 脂肪酸比例顯著增加；0.2% histidine 組的 20：4、22：5 與 22：6 脂肪酸比例則顯著較 0.1% histidine 組低。目前已知 histidine 可經由 HDC 催化生成 histamine (Brown, Stevens et al. 2001)。動物研究指出，histamine 可以透過 histamine H2 receptor 降低 arachidonic acid (20：4 脂肪酸)的釋出以及堆積 cAMP (Traiffort, Ruat et al. 1992)。另一體外研究也表示，histamine 抑制 LTB4的生成是透過 histamine H2 receptor 抑制 arachidonic acid 釋出以及抑制 5-lipoxygenase 轉位至核膜 (Flamand, Plante et al. 2004)。根據以上研究結果推測，低濃度 histidine 對於合成 n-6 與 n-3 脂肪酸可能有促進效果，但是是否影響發炎反應仍無法證實。此外，0.2%的 histidine 可能一部分在體內代謝為 histamine，進而抑制 arachidonic acid 的生成、減少發炎因

子合成，而可能因此降低發炎反應。本實驗結果【表 5-1】中，觀察到脾臟重量在高飽和脂肪飲食 control 組顯著增加，而給予 0.2% histidine 的飲水有明顯降低脾臟重量。研究指出，在發炎的小鼠身上可觀察到其脾臟重量顯著較正常小鼠的重，實驗給予抗發炎物質後，有降低小鼠脾臟重量的效果 (Cho, Shin et al. 2010; Komiyama, Andoh et al. 2011)。本實驗室之前研究已證實，給予小鼠含 histidine 的飲水有降低其肝臟中 IL-6、TNF-α含量等抗發炎的效果 (Lee, Hsu et al. 2005; Liu, Liu et al. 2008;

Yan, Wu et al. 2009)。故推測給予此高飽和脂肪飲食可能暗示著發炎反應的發生，而在飲水中添加 0.2% histidine 可能可以降低發炎反應。

目前已有很多研究指出，高脂肪飲食及高飽和脂肪飲食可以誘發人類及老鼠各種系統的改變，包括體重增加、高三酸甘油脂血症及胰島素阻抗，甚至是代謝症候群等慢性疾病 (Sumiyoshi, Sakanaka et al. 2006; Isharwal, Misra et al. 2009; de Melo, Queiroz et al. 2010)。文獻指出飽和脂肪飲食會造成脂肪堆積、LDL-C 升高、胰島素阻抗及發炎反應，為導致心血管疾病的危險因子 (Siri-Tarino, Sun et al. 2010)。也有研究指出，人體內堆積過多的內臟脂肪，對心血管疾病、胰島素阻抗及代謝症候群是一個高危險因子 (Despres 2007)。餵食高飽和油脂飲食之大鼠，可以誘發其體重增加，產生肥胖，並且增加血中 TG、TC 及 LDL 的濃度，在副睪脂質與肝臟也有脂肪堆積現象，可能會導致脂肪肝等非酒精性肝臟疾病 (Ha, Kim et al. 2011)。本實驗結果與以上研究結果有一致性，餵食高飽和油脂飲食的組別(control 組)其體重、

副睪脂質重、insulin、血清中 TC 及 TG、肝臟中 TG 及 LDL-C 皆顯著增加。

二、胰島素阻抗之探討

實驗結果【表 5-2】指出 15%飽和脂肪的飲食顯著提高胰島素濃度及 HOMA-IR 值。此結果顯示在此飲食造成體內需要更多胰島素去維持血糖的恆定，因此推測飲

食中飽和脂肪使小鼠體內的胰島素敏感度下降。流行病學研究指出，食用富含飽和脂肪的西方飲食與人體胰島素阻抗有正相關，如果飲食中減少攝取 SFA 約 8~14%

(佔總熱量的百分比)，空腹胰島素濃度可減少 18%，餐後胰島素濃度也可降低 25%

(Parker, Weiss et al. 1993)。由此可知高飽和脂肪飲食會造成體脂肪堆積及降低體內對胰島素的敏感度，導致血中胰島素濃度上升。本實驗結果顯示在飲用含 histidine 飲水後，對血糖沒有顯著影響，但降低了由飽和脂肪所提高的胰島素的量及 HOMA-IR 值。本實驗室過去研究發現，給予飲水含 0.1%的 histidine 或 carnosine，在餵食含 5%飽和脂肪飲食的小鼠，可以降低血中胰島素濃度以及 HOMA-IR 的效果 (Mong, Chao et al. 2011)；該文獻也指出，histidine 與 carnosine 降低胰島素阻抗可能是藉由減少脂質生合成、降低血中 TG 及 TC 濃度，因而增加胰島素的敏感度，減少胰島素的分泌。另一研究指出，糖尿病小鼠的飲水中給予 0.1% 的 histidine 或 carnosine 可幫助刺激胰島素分泌、降低血糖，並改善脂質代謝，減少心臟與肝臟 TG 及 TC 的濃度 (Lee, Hsu et al. 2005)。因此推測在本實驗中，給予含 histidine 的飲水對於降低胰島素阻抗，可能是透過增加胰島素的敏感度，減少胰島素分泌，進而降低 HOMA-IR。

三、Histidine 對於體脂肪之影響

本實驗結果發現與 normal 組相較，餵食高飽和脂肪飲食顯著增加了體重【圖 5-1】、副睪脂質重【表 5-1】、血清與肝臟的 TG【圖 5-3】、TC【圖 5-4】及 LDL-C

【圖 5-5】。前人的研究顯示，給予小鼠高飽和脂肪飲食會造成體重顯著增加，副睪

脂肪重、胰島素、血清 TG 及 TC 量也明顯增加 (Araújo, Leite et al. 2011)。而本實驗給予小鼠含 15%飽和脂肪酸飲食所產生的結果與以上研究結果具有一致性。且實驗結果顯示給予小鼠 0.1%及 0.2%的 histidine 飲水，可降低其血清 TC、肝臟 TG 及 LDL-C 的量，但血清 TG 及肝臟 TC 沒有顯著性影響。本實驗室之前的研究顯示，

給予含 5%飽和脂肪酸飲食的小鼠，其飲水中添加 0.1% histidine 或 carnosine 後，發現其副睪脂質重，血清及肝臟中 TG、TC 有降低的效果，並指出此結果是透過減少 malic aicd、FAS、HMG-CoA reductase、SREBP-1c 和 SREBP-2 的活性或 mRNA 表現量 (Mong, Chao et al. 2011)。本研究結果顯示，提高飼料的脂肪含量(15%)後，0.1%

的 histidine 仍然有降低肝臟 TG 效果。另有文獻指出，大鼠腹腔注射 histidine 可以透過 histamine H3 receptor 拮抗劑活化交感神經而加速白色脂肪組織的分解 (Yoshimatsu, Tsuda et al. 2002)。Uncoupling protein (UCP) -1 的基因表現是由甲狀腺荷爾蒙所調控，在動物研究中，於冷刺激下發現 UCP-1 在產熱效應與調控體溫機制中扮演重要的角色 (Silva and Rabelo 1997)。研究指出，大鼠飼料中添加不同濃度的 histidine，可以提高 UCP-1 的表現量，進而增加老鼠的產熱效應，提高能量的消耗 (Kasaoka, Tsuboyama-Kasaoka et al. 2004)。由以上研究結果推測，低濃度 histidine 對於體內脂肪的影響可能是透過降低脂質生合成相關酵素的活性或表現量，而減少肝中脂質生合成；或是藉由活化交感神經增加棕色脂肪組織產熱效應，加速脂肪組織的分解。此外，有研究顯示大鼠的飲食中給予大量 histidine (2.5%、5%)，反而會增加肝臟中 TG 以及 TC 的堆積 (Hitomi-Ohmura, Amano et al. 1992; Kasaoka, Tsuboyama-Kasaoka et al. 2004)。本實驗結果在 0.2% histidine 組的肝臟 TG、TC 與 0.1% histidine 組相較，有增加的趨勢，含量雖未顯著高於高油 control 組，但這可能是一個過量的警訊。本實驗給予 histidine 飲水可使肝臟 LDL-C 顯著下降，而肝臟中總膽固醇卻沒有顯著差異。文獻指出，LDL-C 在循環之中可將膽固醇酯釋出，而膽固醇酯可再進入 HDL 送回肝臟 (Klerkx, El Harchaoui et al. 2006)。然而，本研究未測血液循環中的 LDL-C 及 HDL-C 之變化 (因小鼠血液不足)，因此，推測肝臟中 LDL-C 可能轉變成 HDL，而使肝中總膽固醇含量維持不變。

四、細胞激素之影響

Ghrelin 為一種經由胃分泌的荷爾蒙，會與 GHS-R 結合，刺激生長激素的分泌，

並可透過活化下視丘 NPY 神經元與 AgRP 作用，刺激食慾，增加食物的攝取並減少脂肪的利用，進而導致體重增加 (Ukkola 2003; Klok, Jakobsdottir et al. 2007)。動物研究指出，大鼠餵食高飽和油脂飲食與低油飲食相較，高油飲食組的血漿 ghrelin 濃度顯著低於低油飲食組，表示肥胖和飲食中油脂所佔的量與 ghrelin 的濃度為負相關 (Li, Wang et al. 2010)。另有研究發現，餵食高油飲食的大鼠，其血中 ghrelin 的濃度與副睪脂質重量成反比 (Yamauchi, Kamon et al. 2001)。此外，在人體血漿中 ghrelin 濃度也與體脂肪量及空腹胰島素濃度成反比 (Tschop, Weyer et al. 2001)。在人體中，

ghrelin 與其接受器廣泛表現在體內，包含胰臟的β細胞，有文獻指出 ghrelin 的增加可經由調控神經元，而抑制胰島素的分泌 (Wierup, Svensson et al. 2002)。本實驗小鼠在餵食高飽和油脂飲食後，ghrelin 明顯下降，其體重與胰島素濃度顯著增加，此

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