運(yùn)動對大鼠脂肪組織相關(guān)炎癥因子的影響

韋秀霞 李寧川 侯幸 李淑艷 李續(xù)

摘 要：目的 探討適量的有氧運(yùn)動對肥胖大鼠脂肪組織TNF-α、MCP-1分泌產(chǎn)生的影響及相關(guān)機(jī)理。方法 選用40只雄性5周齡SD大鼠，隨機(jī)分為4組：正常對照組（C組，n=8）、高脂膳食組（HF組，n=11）、正常飲食+60min運(yùn)動組（CE組，n=10），高脂飲食+60min運(yùn)動組（HE組，n=11）。HF組和HE組飼喂高脂飼料，CE組和HE組大鼠每天60min、每周6天共10周無負(fù)重游泳運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后檢測大鼠血清和脂肪組織TNF-ɑ、MCP-1、睪周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA。研究結(jié)果表明，適量的有氧運(yùn)動能夠減少機(jī)體的脂肪含量，有效降低體重；適量的有氧運(yùn)動可抑制脂肪組織對TNF-ɑ、MCP-1的分泌；適量的有氧運(yùn)動可能通過調(diào)節(jié)肥胖大鼠TNF-αmRNA、MCP-1mRNA的表達(dá)，有效改善大鼠的肥胖炎癥狀態(tài)。該結(jié)果顯示，通過長期適量的有氧運(yùn)動可以充分的改善肥胖體質(zhì)，降低肥胖炎癥狀態(tài)；此外，通過飲食與運(yùn)動相結(jié)合的方式，可以使得鍛煉效果更好。

關(guān)鍵詞：有氧運(yùn)動 肥胖 TNF-ɑ MCP-1

中圖分類號：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）01（a）-0023-03

Abstracts：To explore the effects of moderate aerobic exercise on high-fat diet rats adipose tissue and TNF-ɑ and MCP-1 ，intervention effect and related mechanism of aerobic exercise. Methods： Male SD rats were 40，were randomized，divided into four groups rnormal diet control group（group C，n=8），high-fat diet group（group HF，n=11），normal diet+60 min exercise group（group CE，n=10），high-fat diet +60 min exercise group（group HE ，n=l1） .HF and HE group were fed with high fat diet， CE and HE group rats 60min daily， 6 days a week for 10 weeks without weight-bearing swimming exercise. The levels of TNF-ɑ， MCP-1， TNF-ɑmRNA and MCP-1 mRNA in serum and adipose tissue were measured after the end of the experiment.The results showed that aerobic exercise could reduce the fat content of the body and reduce the body weight. The aerobic exercise could inhibit the secretion of TNF-ɑ and MCP-1 in adipose tissue.Moderate aerobic exercise may regulate the expression of TNF-αmRNA and MCP-1mRNA in obese rats， and improve the obesity and inflammation of rats.The results show that through long-term moderate aerobic exercise can fully improve the obese constitution， reduce obesity and inflammatory status； In addition， through diet and exercise in combination， can make the exercise better.

Key Words： Aerobic exercise；Obesity；TNF-α；MCP-1

隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高的同時，也帶了諸多問題，如人們養(yǎng)成的不良生活習(xí)慣包括高脂飲食、久坐不動等，導(dǎo)致肥胖人群的數(shù)量也逐年上升。關(guān)于肥胖，國外學(xué)者研究提出：肥胖其實(shí)是一種慢性炎癥的理論[1]，主要是由于體內(nèi)脂肪過度增殖所引起的，并通過激活機(jī)體自然免疫，從而實(shí)現(xiàn)長時間“低度慢性炎癥”[2]。這種由于脂肪的過量堆積導(dǎo)致的諸多疾病，也越來越多的影響著人們的健康。目前，運(yùn)動的方式依然是控制體重的一種主要手段，通過運(yùn)動的方式可以降低體成分并降低體重[3]。諸多學(xué)者研究指出，運(yùn)動減肥效果從減脂方面評價(jià)較多，從運(yùn)動抵抗炎癥的角度，討論減肥效果研究相對較少。

本研究通過對雄性SD大鼠進(jìn)行高脂膳食喂養(yǎng)建立肥胖模型。探討適量的有氧運(yùn)動干預(yù)對脂肪組織分泌的TNF-ɑ、MCP-1的作用及相關(guān)性；以及對肥胖大鼠肥胖機(jī)體炎癥狀態(tài)的影響，為體育鍛煉促進(jìn)機(jī)體肥胖炎癥狀態(tài)的改善提供合理有效的方法，為運(yùn)動降低肥胖炎癥提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

5周齡雄性SD大鼠40只（由江蘇大學(xué)提供），體重170～200g，隨機(jī)分為4組：正常對照組（C組，n=8只）、高脂膳食組（HF組，n=11）、正常運(yùn)動組（CE組，n=10）、高脂運(yùn)動組（HE組，n=11）。大鼠采用分籠飼養(yǎng)，每籠4～5只，室溫保持在（25±2）℃，自由進(jìn)食和飲水，每天更換墊料，保持籠內(nèi)干燥。各組大鼠采用普通飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，1周后HF、HE組采用高脂飼料喂養(yǎng)。

CE、HE組采取每天下午無負(fù)重游泳運(yùn)動，1h/d，6d/W。大鼠適應(yīng)性游泳1W，第1天游泳時間為10min，以后每天遞增10min，經(jīng)1周后增加至60min，之后保持此運(yùn)動量，時間共持續(xù)10W。訓(xùn)練泳池為100cm×70cm×60cm的游泳桶，水深50cm，水溫控制在32℃～35℃。

1.2 取材

每周末稱量大鼠體重并記錄。每日觀察大鼠的飲食、飲水、尿量、精神狀態(tài)以及毛色等。所有大鼠均于末次游泳訓(xùn)練后，禁食12h，稱重，麻醉，測量各組大鼠體長，并計(jì)算Lees指數(shù)。腹主動脈取血10mL，4℃靜置1h后，3500r/min離心15min。吸取血清保存于-20℃冰箱，以備測腫瘤壞死因子（TNF-ɑ）、單核細(xì)胞趨化因子（MCP-1）?？焖偃〕霾G周脂，生理鹽水清洗吸干后稱取重量，部分放于經(jīng)0.1%DEPC處理的冰生理鹽水中漂洗，后放入液氮中冷凍，再分別轉(zhuǎn)入無RNA酶的Eppendorf管中，置放于-80℃冰箱冷藏，以用于RT-PCR檢測睪周脂TNF-ɑ、MCP-1及mRNA水平。

1.3 指標(biāo)測定

檢測血清及脂肪中TNF-ɑ、MCP-1含量采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）。檢測睪周脂TNF-ɑ、MCP-1的mRNA水平采用RT-PCR法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

用SPS S21.0軟件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)處理結(jié)果采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（s）表示，P<0.05表示存在顯著差異，P<0.01表示存在極顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)大鼠體重、Lees指數(shù)、脂體比

CE組與C組大鼠相比，Lees指數(shù)出現(xiàn)顯著性降低（P<0.05），體重、脂體比無顯著變化，HF組與C組大鼠相比，體重、Lees指數(shù)、脂體比均呈極顯著升高（P<0.01）；HE組與HF組相比，大鼠體重、Lees指數(shù)、脂體比也存在極顯著性差異（P<0.01），見表1。

2.2 實(shí)驗(yàn)大鼠血清TNF-α、MCP-1水平

由表2得，CE組與C組大鼠相比，大鼠血清TNF-ɑ水平存在顯著性降低（P<0.05）、MCP-1水平無顯著性差異；HF組與C組相比，TNF-ɑ、MCP-1均呈極顯著升高（P<0.01）；HE組與HF組相比，TNF-ɑ、MCP-1均呈極顯著性下降（P<0.01）。

2.3 實(shí)驗(yàn)大鼠睪周脂TNF-α、MCP-1mRNA

由表3得，CE組與C組相比，睪周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA無顯著性差異；HF組與C組相比，睪周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA呈極顯著性上升（P<0.01）；HE組與HF組相比，睪周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA的表達(dá)量也呈顯著性升高（P<0.05）。

3 討論

3.1 高脂飲食對大鼠TNF-ɑ、MCP-1分泌水平的影響

靜態(tài)的生活方式、不良的飲食習(xí)慣，大大提高了體脂超標(biāo)的機(jī)率，使肥胖癥患者人群數(shù)量也逐年增加，并成為全球關(guān)注的公共衛(wèi)生問題[4]。據(jù)臨床研究表明，排除造成肥胖癥先天性原因外，久坐不動、缺乏運(yùn)動及過量攝入高熱量食物等都是引發(fā)脂肪堆積導(dǎo)致肥胖的主要原因[5]。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示10周高脂組大鼠體重、Lees指數(shù)、脂體比都呈極顯著升高，說明長期高脂膳食大鼠已出現(xiàn)營養(yǎng)性肥胖。

關(guān)于肥胖，早有國外學(xué)者提出，肥胖已不僅是單純脂肪過度增殖的問題，而是一種“慢性炎癥綜合癥”[6]，以炎癥標(biāo)志物升高為特征的一種低度炎癥狀態(tài)。而脂肪組織可產(chǎn)生多種炎癥因子[7]，如TNF-α、MCP-1、IL-1、IL-6等。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，H組與C組大鼠比較，脂肪組織中TNF-α水平升高，兩者之間存在顯著性差異（P<0.05），這說明高脂膳食引起的大鼠肥胖，可以導(dǎo)致大鼠脂肪組織中TNF-α水平明顯上升，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與馬濤等[8]研究結(jié)果一致。另有研究指出，伴隨著肥胖程度的加重，炎癥因子TNF-α的基因表達(dá)隨之增加[9]。由此我們推測，高脂膳食可以引起大鼠脂肪組織產(chǎn)生炎癥因子，從而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，這也可能是肥胖誘發(fā)其他并發(fā)癥的原因之一。

MCP-1是機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)時的產(chǎn)物之一，它可以通過激發(fā)脂肪組織內(nèi)巨噬細(xì)胞募集、極化從而釋放TNF-α等炎癥因子[10]。脂肪組織中存在MCP-1表達(dá)，其表達(dá)隨BMI增大而增加；調(diào)控TLR4信號通路、促進(jìn)TNF-α釋放，可能是MCP-1表達(dá)增加、誘發(fā)肥胖的機(jī)制[11]。機(jī)體MCP-1過度表達(dá)，可能與增加TNF-α的表達(dá)密切相關(guān)，因?yàn)镸CP-1水平可以激發(fā)TNF-α水平的表達(dá)，而過度表達(dá)的TNF-α又促進(jìn)MCP-1的表達(dá)上調(diào)，從而誘導(dǎo)單核細(xì)胞浸潤，誘發(fā)炎癥反應(yīng)的發(fā)生[12]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，HF組大鼠脂肪組織中MCP-1水平較C組存在顯著性差異。有實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，大鼠進(jìn)行長期的高脂膳食喂養(yǎng)后，能夠使脂肪組織MCP-1水平顯著上升。因此，我們推測，高脂膳食組大鼠，可能通過影響脂肪組織MCP-1的分泌水平，導(dǎo)致脂肪組織產(chǎn)生慢性炎癥反應(yīng)。

3.2 有氧運(yùn)動對高脂膳食誘導(dǎo)大鼠TNF-α、MCP-1分泌的干預(yù)作用

近年來，諸多研究指出，運(yùn)動減肥可以降低肥胖者體內(nèi)TNF-α水平；有氧運(yùn)動可降低血清中促炎因子水平，改善機(jī)體低水平的炎癥狀態(tài)[13]。劉敏等實(shí)驗(yàn)表明，肥胖癥患者經(jīng)4周有氧運(yùn)動后，TNF-α水平出現(xiàn)顯著性下降[14]。脂肪組織中TNF-α的高表達(dá)可能是為了加速分解脂肪細(xì)胞，尤其在脂肪細(xì)胞的生成減少及前脂肪細(xì)胞的凋亡增加上，并通過負(fù)反饋機(jī)制來調(diào)控脂肪組織體積過度增大。從我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，HE組大鼠與H組相比較，HE組大鼠脂肪組織TNF-α水平出現(xiàn)非常顯著的下降（P<0.01）。由此證實(shí)，通過有氧運(yùn)動可降低肥胖大鼠脂肪組織TNF-α水平，從而降低大鼠脂肪組織炎癥狀態(tài)。與C組相比，CE組大鼠脂肪組織中TNF-α濃度出現(xiàn)顯著性下降（P<0.05），有氧運(yùn)動也能夠?qū)е缕胀ù笫笾窘M織TNF-α水平下降，由此可得，運(yùn)動和控制飲食對于降低肥胖炎癥效果更好。

相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，適量的有氧運(yùn)動不僅可以使MCP-1的表達(dá)量顯著降低，還可以減輕機(jī)體感染后MCP-1的上升水平[15]。本實(shí)驗(yàn)通過檢測發(fā)現(xiàn)HE組與HF組相比，脂肪組織MCP-1含量出現(xiàn)極顯著性下降（P<0.01）。由此證明，有氧運(yùn)動可以通過下調(diào)肥胖大鼠脂肪組織中MCP-1的水平。CE組大鼠與C組大鼠對比，脂肪組織中MCP-1水平存在顯著性差異，CE組MCP-1含量出現(xiàn)極顯著性降低（P<0.01），因此，通過本實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，適量的有氧運(yùn)動還可降低普通大鼠脂肪組織MCP-1的含量，通過運(yùn)動和飲食同時干預(yù)更利于調(diào)節(jié)脂肪組織MCP-1的分泌因此，通過本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，長期適量的有氧運(yùn)動，是可以抑制脂肪組織TNF-ɑ、MCP-1的分泌水平，但長期有氧運(yùn)動改善動脈粥樣硬化是否與機(jī)體MCP-1的分泌有關(guān)，還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

（1）適量的有氧運(yùn)動能夠減少機(jī)體的脂肪含量，有效降低體重；（2）適量的有氧運(yùn)動可抑制脂肪組織對TNF-ɑ、MCP-1的分泌；（3）適量的有氧運(yùn)動可能通過調(diào)節(jié)肥胖大鼠TNF-αmRNA、MCP-1mRNA的表達(dá)，有效改善大鼠的肥胖炎癥狀態(tài)。

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