高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠脂代謝相關(guān)指標(biāo)的變化

邱烈峰

(信陽師范學(xué)院體育學(xué)院，河南 信陽 464000)

目前關(guān)于高脂誘導(dǎo)肥胖和血脂代謝紊亂結(jié)果的研究較多，但關(guān)于高脂飲食誘導(dǎo)肥胖和血脂代謝紊亂機(jī)制的研究較少。本研究觀察高脂誘導(dǎo)肥胖大鼠脂代謝相關(guān)指標(biāo)的變化情況，分析高脂飲食誘導(dǎo)肥胖和血脂代謝紊亂的機(jī)制。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)對象及肥胖造模 30只出生21 d，斷奶3 d的健康雄性SD大鼠，體質(zhì)量為(60±10)g。隨機(jī)分為對照組10只和肥胖造模組20只。對照組飼喂普通飼料，肥胖造模組飼喂高脂飼料。高脂飼料配方為：普通飼料60 g/100 g、蛋粉13 g/100 g、奶粉10 g/100 g、豬油10 g/100 g、全白糖7 g/100 g以及濃縮魚肝油10滴〔1〕。大鼠分籠飼養(yǎng)，5只/籠，自由飲食。保持環(huán)境溫度(23±2)℃，濕度(RH)40%～60%，自然晝夜節(jié)律變化光照。6 w后根據(jù)大鼠體重判斷造模是否成功。按照高于對照組平均體重10%的標(biāo)準(zhǔn)〔2〕從造模組隨機(jī)挑選10只肥胖大鼠作為肥胖組，繼續(xù)高脂飼喂4 w。

1.2樣品采集與制備 所有大鼠禁食過夜，稱重。采用腹腔注射10%水合氯醛溶液麻醉，麻醉劑量為30 ml/100 g體重。然后把大鼠固定于解剖臺，腹主動脈取血，靜置、以3 000 r/min離心20 min制備血清。待測。取血后迅速剝離完整附睪脂肪墊、腎周脂肪墊和腓腸肌，用預(yù)冷生理鹽水洗凈血液，濾紙吸干組織表面水分，并分別稱重。然后稱取骨骼肌1 g置于裝有1 ml 0.86%的冰冷生理鹽水的小燒杯中，用無菌手術(shù)小剪刀剪碎，然后用內(nèi)切式組織勻漿機(jī)攪碎后加入8 ml的冰冷生理鹽水制成10%骨骼肌勻漿液。同樣方法制備10%脂肪組織勻漿液。待測。

1.3測試指標(biāo)與方法 血清甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、總膽固醇(TC)采用比色法測定，試劑盒由北京中生生物工程高技術(shù)公司生產(chǎn)；血清瘦素、胰島素采用酶聯(lián)免疫法測定，試劑盒分別由ADL和BPB公司生產(chǎn)。骨骼肌脂蛋白脂酶(LPL)以及脂肪組織脂肪酶(LPS)活性采用比色法測定，試劑盒由南京建成生物研究所生產(chǎn)。蛋白定量測定用考馬斯亮藍(lán)試劑(西安沃爾森公司)，標(biāo)準(zhǔn)蛋白由南京建成生物研究所生產(chǎn)。

2 結(jié) 果

2.1高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠體重、體脂等指標(biāo)的變化 與對照組大鼠相比，用高脂飼料飼喂的肥胖組大鼠體重明顯增加(是對照組平均體重的119.4%)，腎周脂肪墊重、附睪脂肪墊重、腎周脂肪墊與體重比值以及附睪脂肪墊與體重比值也較高(P<0.01)。表明高脂飼料飼喂誘導(dǎo)了大鼠肥胖。見表1。

2.2高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠血脂等指標(biāo)的變化 與對照組相比，肥胖組大鼠血清TG升高(P<0.05)，血清TC和LDL-C也升高(P<0.01)，而HDL-C有下降的趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。

2.3高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠脂代謝相關(guān)激素等指標(biāo)的變化 與對照組相比，肥胖組大鼠血清胰島素和瘦素均升高(P<0.05；P<0.01)。見表3。

表1 高脂誘導(dǎo)肥胖大鼠體重、體脂等指標(biāo)的變化

表2 高脂誘導(dǎo)肥胖大鼠血脂等指標(biāo)的變化

表3 高脂誘導(dǎo)肥胖大鼠血清胰島素和瘦素的變化

2.4高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠脂代謝相關(guān)酶的變化 與對照組相比，肥胖組大鼠腓腸肌中LPL的活性下降(P<0.05)。脂肪組織中LPS的活性雖有下降的趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表4。

表4 高脂誘導(dǎo)肥胖大鼠腓腸肌LPL和腎周脂肪LPS活性的變化

3 討 論

肥胖不僅僅是一種病態(tài)，還是誘發(fā)高血壓、2型糖尿病、腦卒中、冠心病等疾病的重要危險(xiǎn)因素。肥胖的發(fā)生與遺傳、體力活動和飲食習(xí)慣等多種因素有關(guān)。單從能量代謝的角度來看，肥胖是能量過剩造成的。長期的高脂攝入常出現(xiàn)能量失衡，使機(jī)體處于能量正平衡狀態(tài)。多攝入的能量將以脂肪的形式儲備起來，最終導(dǎo)致機(jī)體脂肪堆積、體重增加、體脂與體重的比值提高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，長期高脂飼料干預(yù)，最終導(dǎo)致大鼠肥胖。

高脂血癥是指由各種原因引起的TG及膽固醇長期高于正常水平的脂質(zhì)代謝紊亂綜合征。高脂血癥導(dǎo)致冠心病、心絞痛、心肌梗死、腦梗死、腎損害等動脈栓塞性疾病的獨(dú)立危害因素〔3〕。高脂飲食顯著增加脂質(zhì)異常，是高脂血癥的最主要誘因〔4〕。本實(shí)驗(yàn)中高脂飼料中增加了豬油等脂質(zhì)成分，導(dǎo)致大鼠攝取膽固醇和飽和脂肪酸較多，結(jié)果肥胖組大鼠血清TC、TG和LDL-C的升高。

胰島素抵抗(IR)與血脂代謝紊亂密切相關(guān)〔5〕。脂肪含量較高的飼料喂養(yǎng)大鼠可引起IR和糖耐量異?！?,7〕。本實(shí)驗(yàn)得出相同的結(jié)果。高脂飲食引起肥胖、血漿TG和FFA濃度升高，導(dǎo)致非脂肪組織內(nèi)脂肪的沉積，引起胰島素抵抗〔7〕。當(dāng)然，高脂飲食導(dǎo)致IR還可能與下列因素有關(guān)：①高脂喂養(yǎng)可使腫瘤壞死因子(TNF-α)、抵抗素分泌增高及胰島素受體表達(dá)降低〔8〕；②長期高脂膳食使骨骼肌線粒體融合減少，分裂增多，呼吸功能和ATP合成能力下降，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)堆積〔9〕。

瘦素是由OB基因編碼、主要由白色脂肪組織分泌的多肽類激素，具有抑制食欲、減少能量攝入、增加機(jī)體能量消耗以及抑制脂肪合成等功能〔10,11〕。但是大多數(shù)的肥胖動物以及肥胖人體血清瘦素含量反而較高〔12〕。目前常用瘦素抵抗來解釋這一現(xiàn)象。瘦素抵抗既是肥胖的結(jié)果，也是肥胖的原因〔13〕。瘦素抵抗可以發(fā)生在瘦素受體激活前水平，也可發(fā)生在瘦素受體水平，當(dāng)然也可發(fā)生在瘦素受體后水平。但其具體機(jī)制目前還不清楚。然而有研究表明：①瘦素抵抗與TG降低瘦素通過血腦屏障進(jìn)入中樞有關(guān)〔14〕；②瘦素抵抗與下丘腦leptin信號能力下降有關(guān)〔13～15〕。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示高脂飲食干預(yù)后，大鼠體重增加，血清瘦素升高，出現(xiàn)瘦素抵抗。與大多數(shù)文獻(xiàn)顯示的結(jié)果一致〔15～17〕。高脂膳食所誘導(dǎo)的機(jī)體肥胖及代謝紊亂可能與下列因素有關(guān)：①與脂肪組織中黑色素聚集激素受體1(MCHR1)mRNA上調(diào)和瘦素受體(OB-Rb)mRNA下調(diào)有關(guān)〔17〕；②高脂飲食下調(diào)下丘腦 OB-Rb mRNA表達(dá)，上調(diào)下丘腦細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-3(SOCS-3)mRNA的表達(dá)，SOCS-3基因表達(dá)上調(diào)使瘦素及胰島素受體后JAK-STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制〔15～18〕。

肥胖者常常同時(shí)存在瘦素抵抗和IR〔19〕。高脂飲食可以誘導(dǎo)血清胰島素和瘦素均顯著升高〔20〕。瘦素與胰島素之間存在雙向調(diào)節(jié)作用。正常情況下，瘦素可與胰島β細(xì)胞內(nèi)OB-R結(jié)合產(chǎn)生抑制胰島素分泌的作用。但在肥胖狀態(tài)下瘦素的抑制能力下降，瘦素不能有效地抑制胰島β細(xì)胞胰島素分泌〔21,22〕，或高瘦素血癥通過抑制胰島素傳導(dǎo)通路中胰島素受體底物-1的磷酸化和減少糖異生途徑中限速酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的mRNA表達(dá)，從而減弱胰島素作用，導(dǎo)致肥胖個體發(fā)生高胰島素血癥〔23〕。高胰島素血癥和瘦素的不敏感性使瘦素與胰島素成正反饋，從而促進(jìn)脂肪合成和進(jìn)一步加重高瘦素血癥〔24,25〕。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示高脂飲食導(dǎo)致肥胖大鼠同時(shí)存在胰島素抵抗和瘦素抵抗。

脂蛋白脂酶(LPL)是脂質(zhì)代謝中的關(guān)鍵酶，在脂質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起重要作用，參與脂肪細(xì)胞的分化、脂質(zhì)沉積、脂代謝等過程〔26〕。LPL與肥胖、胰島素抵抗等代謝綜合征的發(fā)病有著密切的關(guān)系〔27〕。LPL廣泛分布在骨骼肌、心肌、脂肪組織，但各組織的LPL的作用各不相同。目前普遍認(rèn)同的是白色脂肪組織中的LPL活性升高有助于機(jī)體脂質(zhì)的貯存，棕色脂肪組織的LPL活性與機(jī)體產(chǎn)熱有關(guān)，而骨骼肌的LPL活性升高有利于機(jī)體利用能量〔28〕。在肌肉中LPL分解TG，產(chǎn)生的FFA主要氧化產(chǎn)能，因此肌肉LPL的變化對脂肪/肌肉LPL活性比值及循環(huán)中FFA流向也會產(chǎn)生重大影響。

目前關(guān)于高脂飲食對LPL影響的研究較多，但絕大多數(shù)是高脂飲食對血漿LPL影響的研究。關(guān)于高脂飲食對骨骼肌、脂肪等組織中LPL影響的報(bào)道較少。目前的研究結(jié)果顯示，高脂飲食不僅降低血漿LPL水平〔29〕，還可使血漿LPL活力下降〔30〕。高脂飲食對骨骼肌和脂肪組織中LPL的影響存在組織差異。高脂飲食飼喂肥胖易感大鼠脂肪中LPL mRNA和活性相對較高，肌肉中LPL mRNA和活性則相對較低〔31〕。尹小儉等〔32〕的研究也表明，高脂飲食導(dǎo)致的肥胖大鼠肌肉LPL表達(dá)下降。

本研究中高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠骨骼肌中LPL活性下降。骨骼肌中LPL活性的下降，使更多FFA流向脂肪組織進(jìn)行能量儲存，促進(jìn)脂質(zhì)積聚，因而為肥胖發(fā)生提供了一個有利的代謝環(huán)境。肥胖者骨骼肌中LPL活性明顯降低，且與患者體重指數(shù)(BMI)存在顯著負(fù)相關(guān)〔33〕。高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠骨骼肌中LPL活性下降可能與其高胰島素血癥有關(guān)。LPL是胰島素敏感性酶，胰島素是LPL的重要調(diào)節(jié)因素。胰島素對骨骼肌中LPL的活性具有抑制作用。高胰島素血癥和IR患者骨骼肌脂蛋白脂酶活性降低。高脂飲食導(dǎo)致高胰島素血癥，繼而骨骼肌LPL活性下降〔34,35〕。

綜上，本研究表明高脂飲食導(dǎo)致大鼠肥胖和血脂代謝紊亂。肥胖、血脂代謝紊亂與IR、瘦素抵抗以及骨骼肌LPL活性下降有關(guān)。

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