高脂膳食對(duì)大鼠血液內(nèi)糖脂代謝相關(guān)激素水平的影響*

李 翔，史仍飛，婁淑杰

（上海體育學(xué)院上海市人類運(yùn)動(dòng)能力開發(fā)與保障重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200438）

肥胖是一種能量代謝失衡性疾病，主要表現(xiàn)為全身脂肪 組織過度堆積，體重超重，與高血壓、高血脂、冠心病、糖尿病等代謝性疾病密切相關(guān)，嚴(yán)重影響身體健康。胰島素（insulin）、瘦素（leptin）、胰高血糖素（glucagon）和單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）是調(diào)節(jié)機(jī)體攝食和糖脂代謝的重要激素，胰多肽（pancreatic polypeptide，PP）和酪酪肽（peptide YY，PYY）也具有調(diào)節(jié)機(jī)體糖脂代謝和平衡攝食的作用。高脂膳食可能引起激素分泌異常，使機(jī)體攝食或糖脂代謝發(fā)生紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致肥胖的發(fā)生。以往研究多注重于肥胖與insulin和leptin之間的因果關(guān)系［1-3］，而關(guān)于肥胖和glucagon、MCP-1、PP和PYY關(guān)系的研究的報(bào)道較少。本研究觀察了高脂膳食對(duì)大鼠血液內(nèi)insulin、leptin、glucagon、MCP-1、PP和PYY的影響，并探討這些激素在高脂膳食誘導(dǎo)大鼠肥胖過程中可能發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

4周齡清潔級(jí)SD雄性大鼠40只，體重160～180 g，由上海第二軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供［SCXK（滬）2008-0016］，飼養(yǎng)溫度（22±2）℃，濕度40%～60%。

1.2 動(dòng)物分組

將SD大鼠隨機(jī)分為高脂飼料組（H組，n＝25）和普通飼料組（C組，n＝5）。H組大鼠給予高脂飼料喂養(yǎng)，C組給予普通飼料喂養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)全程大鼠自由飲水，每周日測(cè)量大鼠體重。8周后，將H組大鼠中體重超過C組平均體重20%的大鼠作為肥胖易感組（OS組，n＝8），未超過C組平均體重20%的大鼠隨機(jī)選取8只作為肥胖抵抗組（OR組）［4］。

1.3 飼料配方

普通飼料購(gòu)于上海仕林生物科技有限公司，其中糖、脂肪和蛋白質(zhì)含量分別為64%、4%和19%，飼料配方見表1。

高脂飼料是在普通飼料基礎(chǔ)上參考那立欣等［5］飼料配方加工制成，其中糖、脂肪和蛋白質(zhì)含量分別為 52.8%、19.2%和15.7%，配方見表2。其中豬油由研究人員自行提取于豬脂肪組織，蔗糖購(gòu)于上海德福糖業(yè)有限公司，蛋黃粉購(gòu)于上海藍(lán)平實(shí)業(yè)有限公司，麻油購(gòu)于瑞福油脂股份有限公司，膽酸鈉購(gòu)于上海源葉生物科技有限公司，食鹽購(gòu)于上海鹽業(yè)有限公司。

Tab.1 Composition of ordinary feed（%）

Tab.2 Composition of high-fat feed（%）

1.4 主要試劑及儀器

大鼠新陳代謝激素磁ELISA珠檢測(cè)試劑盒（MILLIPLEX?MAPKit）購(gòu)于美國(guó)Merck Millipore公司。使用Bio-Rad Bioplex 200系統(tǒng)檢測(cè)（Bio-Bad公司產(chǎn)品）。

1.5 取材

8周高脂飼料喂養(yǎng)后，用10%水合氯醛麻醉大鼠，用量為0.4ml／100 g體重。待大鼠進(jìn)入麻醉狀態(tài)后由腹腔靜脈取血至肝素鈉抗凝管，4℃下離心10min，轉(zhuǎn)速為3 000 r／min。分離血漿，并放置于-80℃冰箱保存。

1.6 指標(biāo)檢測(cè)

采用 ELISA檢測(cè)大鼠血液內(nèi) leptin、insulin、glucagon、MCP-1、PP和PYY水平。具體步驟參照試劑盒說明。

1.7 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ˉx±s）表示，所有數(shù)據(jù)均用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。差異檢驗(yàn)采用單因素ANOVA檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 高脂飼料對(duì)大鼠體重的影響

8周高脂飼料喂養(yǎng)后，OS組大鼠體重顯著高于C組和OR組，OR組大鼠體重與C組無顯著性差異（表3）。

Tab.3 Average weight of the rats（g，ˉx±s）

2.2 高脂飼料對(duì)大鼠血液內(nèi)部分激素水平的影響

8周高脂飼料喂養(yǎng)后，與C組比較，OS組大鼠leptin、insulin、glucagon和MCP-1水平均顯著升高，OR組大鼠glucagon水平顯著升高，PYY水平顯著下降；與OR組相比，OS組大鼠leptin和insulin水平顯著升高（表4）。

3 討論

Leptin能夠抑制脂肪合成，并可通過抑制食物攝入和增加能量消耗發(fā)揮減體重作用。leptin及其基因的突變可引起病態(tài)肥胖［6］。長(zhǎng)期高脂膳食可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)應(yīng)激和炎癥通路激活，還可促進(jìn)細(xì)胞因子信號(hào)抑制劑3和蛋白酪氨酸磷酸酶1B的分泌，抑制 leptin的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以引起 leptin抵抗［1，2］。本研究中，8周高脂飼料喂養(yǎng)后，OS組大鼠leptin水平升高，而OR組大鼠血leptin水平基本正常。反映了高脂膳食條件下大鼠出現(xiàn)肥胖抵抗／易感的leptin相關(guān)機(jī)制，此對(duì)闡明肥胖的發(fā)生具有重要意義，但高脂膳食未引起OR組大鼠出現(xiàn)高血leptin的機(jī)制還有待研究。

Tab.4 Levels of hormones in the plasma of rats（pg／ml，ˉx±s）

Insulin主要促進(jìn)合成代謝，以維持血糖穩(wěn)定。Glucagon可通過促進(jìn)糖原和脂肪分解、促進(jìn)糖異生等生物學(xué)效應(yīng)，達(dá)到升高血糖的作用［7］。正常情況下，insulin可以直接作用于胰島A細(xì)胞抑制glucagon基因的表達(dá)［3］。近年來研究顯示，高脂膳食會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)insulin抵抗的發(fā)生，而胰島A細(xì)胞同其他靶細(xì)胞一樣也存在insulin抵抗［8］。因此長(zhǎng)期高脂膳食很可能使胰島 A細(xì)胞產(chǎn)生了 insulin抵抗，導(dǎo)致 insulin對(duì)glucagon分泌的抑制作用減弱。同時(shí)，高脂膳食導(dǎo)致大鼠血脂水平升高，也促進(jìn)了glucagon的分泌。本研究中，OS組大鼠血insulin和glucagon水平皆高于C組大鼠，但在OR組大鼠僅血glucagon水平高于C組大鼠，顯示高脂膳食雖可誘導(dǎo)大鼠血glucagon水平升高，但可能與肥胖發(fā)生無關(guān)，而insulin水平升高與肥胖發(fā)生關(guān)系密切。

MCP-1會(huì)導(dǎo)致脂肪組織內(nèi)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，進(jìn)而通過炎癥機(jī)制引起insulin抵抗和脂肪代謝異常［9］。有研究表明肥胖大鼠MCP-1水平高于非肥胖大鼠［10］。與此一致的是，本研究中 OS組大鼠血 MCP-1水平顯著高于 C組和 OR組。Younce等發(fā)現(xiàn)小鼠前脂肪細(xì)胞中MCP-1與其受體蛋白結(jié)合后，可誘導(dǎo)脂肪生成［11］。同時(shí)MCP-1還可刺激血管生成，促進(jìn)脂肪組織微循環(huán)建立［12］，從而促進(jìn)脂肪組織的擴(kuò)展和重構(gòu)。所以，MCP-1可能參與了高脂飼料誘發(fā)的大鼠肥胖。而OR組與C組大鼠血液內(nèi)MCP-1水平無顯著性差異，也從另一側(cè)面顯示了MCP-1和肥胖發(fā)生之間的關(guān)系。

本研究中OS組、C組和OR組大鼠間血PP水平卻無顯著性差異，提示高脂膳食誘導(dǎo)的大鼠肥胖可能與PP無關(guān)。而PYY可作用于神經(jīng)系統(tǒng)或促進(jìn)神經(jīng)肽Y分泌，抑制攝食行為［13］。研究表明血PYY水平的降低，可導(dǎo)致食欲增強(qiáng)、胃腸運(yùn)動(dòng)加快及能量攝入增多。本研究中OS組大鼠PYY無明顯變化，OR組大鼠血PYY明顯下降，提示PYY除了調(diào)節(jié)食欲外，還可能具有促進(jìn)能量消耗的作用。

［1］ Penna G，MondainiN，Amuchastegui S，etal.Seminal plasma cytokines and chemokines in prostate inflammation：interleukin 8 asa predictive biomarker in chronic prostates／chronic pelvic pain syndrome and benign prostatitis hyperplasia［J］.Eur Urol，2007，51（2）：524-533.

［2］ Lund IK，Hansen JA，Andersen HS，et al.Mechanism of protein tyrosine phosphatase 1B-mediated inhibition of leptin signalling［J］.JMol Endocrinol，2005，34（2）：339-351.

［3］ Leung YM，Ahmed I，Sheu L，et al.Insulin regulates islet a1pha-cell function by reducing KATP channel sensitivity to ATP inhibition［J］.Endocrinology，2006，147（5）：2155-2162.

［4］ Chandler PC，Viana JB，Oswald KD，et al.Feeding response tomelanocortin agonistpredicts preference for and obesity from a high-fat diet［J］.Physiol Behav，2005，85（2）：221-230.

［5］ 那立欣，趙 丹，寧 華，等.減肥功能實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的改良［J］.衛(wèi)生研究，2010，39（2）：162-164.

［6］ 衣雪潔，王 卉，李秋萍，等.運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂膳食雌鼠性發(fā)育和瘦素受體mRNA表達(dá)的影響［J］.中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志，2009，25（4）：454-456.

［7］ 王金濤，張校軍，徐世文.冷應(yīng)激對(duì)雛雞能量代謝的影響［J］.中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志，2009，25（2）：172-176.

［8］ Tsuchiyama N，Takamura T，Ando H，etal.Possible role of α-cell Insulin resistance in exaggerated glucagon responses to argininein type 2 diabetes［J］.Diabetes Care，2007，30（10）：2583-2587.

［9］ 陳 冰.單核細(xì)胞趨化蛋白-1與代謝綜合征［J］.內(nèi)科，2011，6（5）：473-475.

［10］ Sartipy P，Loskutoff DJ.Monocyte chemoattractant protein 1 in obesity and insulin resistance［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（12）：7265-7270.

［11］Younce CW，Azfer A，Kolattukudy PE.MCP-1（monocyte chemotactic protein-1）-induced protein，a recently identified zinc finger protein，induces adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes without peroxisome proliferator-activated receptor gamma［J］.JBiol Chem，2009，284（40）：27620-27628.

［12］Salcedo R，PonceML，Young HA，etal.Human endothelial cells express CCR2 and respond to MCP-1：direct role of MCP-1 in angiogenesis and tumor progression［J］.Blood，2000，96（1）：34-40.

［13］ Batterham RL，Cowley MA，Small CJ，et al.Gut hormone PYY（3-36）physiologically inhibit food intake［J］.Nature，2002，418（6898）：650-654.