游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂血癥大鼠的改善作用

李偉強(qiáng) 李發(fā)炘 黎杰軒 李香香 梁延昌 焦?jié)櫵?/p>

(廣州中醫(yī)藥大學(xué)體育與健康學(xué)院，廣東 廣州 510006)

高脂血癥是由于機(jī)體脂代謝紊亂引起血脂異常升高的全身代謝性疾病，是動(dòng)脈粥樣硬化的最主要危險(xiǎn)因素，可導(dǎo)致冠心病、腦梗死、高血壓、糖尿病等心腦血管疾病，是致死、致殘的重要原因〔1〕。隨著飲食習(xí)慣和生活作息方式的改變，我國(guó)高脂血癥的發(fā)生率呈現(xiàn)上升和年輕化的趨勢(shì)。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)高膽固醇血癥〔總膽固醇(TC)〕、高三酰甘油(TC)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)血癥患病率分別為4.9%、13.1%、33.9%，血脂異?？傮w患病率高達(dá)40.40%〔2〕。高脂血癥將使我國(guó)未來(lái)20年心血管病事件增加約920萬(wàn)〔3〕。目前治療高脂血癥的藥物主要有他汀類(lèi)和貝特類(lèi)，降脂效果顯著，但存在肝損傷、橫紋肌溶解和誘發(fā)糖尿病等副作用。因此，尋找一種安全、有效的輔助治療方法為研究的熱點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)療法是指南推薦的治療血脂異常的基本策略。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可以提高機(jī)體脂質(zhì)的利用率和降低血清TC、TG、低密度脂蛋白固醇(LDL-C)和提高HDL-C的水平，但其作用機(jī)制尚不明確〔4〕。本實(shí)驗(yàn)復(fù)制了高脂血癥大鼠模型，用游泳運(yùn)動(dòng)進(jìn)行干預(yù)，探討游泳運(yùn)動(dòng)改善高脂血癥大鼠的作用和可能機(jī)制。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康雄性SD大鼠40只，體重190～210 g，由廣州中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供〔生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK(粵)2018-0034〕，飼養(yǎng)于廣州中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心〔使用許可證號(hào)：SYXK(粵)2018-0085〕。飼養(yǎng)環(huán)境：室溫23℃，相對(duì)濕度45%～55%，通風(fēng)良好，氧氣充足，分籠喂養(yǎng)，光照12 h明暗交替。普通飼料和高脂飼料(膽固醇2%，膽酸鈉0.5%，豬油10%，普通飼料87.5%)由廣州市白云區(qū)龍歸興科動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)提供〔許可證號(hào)：SCXK(粵)2017-0042〕。

1.2藥品、試劑和儀器 TC、TG、HDL-C、LDL-C試劑盒(上海一基實(shí)業(yè)有限公司)；載脂蛋白(Apo)A、ApoB試劑盒(北京孚博生物科技有限公司劑盒)；TNF-α、IL-6、NF-κB、MDA、SOD、CAT、GSH-Px、HL 酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒(西寶生物科技(上海)股份有限公司)；日本東芝TVA-120FR全自動(dòng)生化分析儀；ESK-1電子天平(沈陽(yáng)龍騰電子有限公司)；SUNRISE 酶標(biāo)儀(奧地利TECAN 泰康公司)。

1.3動(dòng)物分組和模型構(gòu)建 大鼠進(jìn)行適應(yīng)性喂養(yǎng)1 w后隨機(jī)分為對(duì)照組(n=10)和造模組(n=30)，對(duì)照組給予普通飼料(120 g/d)喂養(yǎng)，造模組給予高脂飼料(120 g/d)喂養(yǎng)，連續(xù)喂養(yǎng)4 w，喂養(yǎng)期間所有大鼠自由飲水。喂養(yǎng)4 w后各組大鼠禁食不禁飲12 h，眼眶內(nèi)眥靜脈取血2 ml，檢測(cè)血清血脂水平。高脂血癥模型建立成功的標(biāo)準(zhǔn)〔5〕：造模組大鼠血清TC、TG、LDL-C水平明顯高于對(duì)照組，且超出參考值正常范圍。造模4 w后，造模組所有大鼠造模成功，造模過(guò)程中無(wú)1只大鼠出現(xiàn)死亡。隨后將造模組30只大鼠隨機(jī)分為模型組、游泳組和他汀組各10例。

1.4干預(yù)方法 他汀組大鼠給藥劑量按人與大鼠之間體表面積折算〔6〕等效劑量為8 g/(kg·d)，給予阿托伐他汀鈣片8 g/(kg·d)灌胃。游泳組大鼠給予游泳運(yùn)動(dòng)：制備100 cm×60 cm×80 cm的玻璃泳池，水溫(30±2)℃，適應(yīng)性游泳運(yùn)動(dòng)1 w，最初游泳時(shí)間為10 min/d，1 w內(nèi)逐漸增加至60 min/d，每周游泳5 d，共5 w。對(duì)照組和模型組大鼠下水后即撈出，不游泳。

1.5血清指標(biāo)檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)第9周結(jié)束后所有大鼠禁食不禁飲12 h，用3%戊巴比妥鈉(20 mg/kg)腹腔麻醉，腹主動(dòng)脈取血10 ml，3 000 r/min離心，取上清液，采用酶法檢測(cè)血清TC、TG、LDL-C、HDL-C的水平，ELISA檢測(cè)TNF-α、IL-6、NF-κB、MDA、SOD、CAT、GSH-Px、HL的水平。

1.6體重 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用電子天平對(duì)大鼠進(jìn)行稱(chēng)重。

1.7肝系數(shù) 大鼠處死后，剖腹取肝臟稱(chēng)濕重，肝系數(shù)=肝濕重(mg)/體重(g)。

1.8Lee指數(shù) 大鼠腹腔麻醉后用直尺測(cè)量鼻子到肛門(mén)的距離，Lee指數(shù)=〔體重(g)×1 000/體長(zhǎng)(cm)〕1/3。

1.9統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行單因素方差分析及LSD-t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1各組體重、Lee指數(shù)、肝濕重、肝系數(shù)比較 與對(duì)照組比較，模型組體重、Lee指數(shù)、肝濕重、肝系數(shù)水平明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，游泳組及他汀組均明顯降低(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 各組體重、Lee指數(shù)、肝濕重、肝系數(shù)比較

2.2各組血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、ApoA、ApoB水平比較 與對(duì)照組比較，模型組血清TC、TG、LDL-C、ApoB水平明顯升高(P<0.05)，HDL-C、ApoA水平明顯降低(P<0.05)；與模型組比較，游泳組、他汀組血清TC、TG、LDL-C、ApoB水平明顯降低(P<0.05)，HDL-C、ApoA水平明顯升高(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 各組血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、ApoA、ApoB水平比較

2.3各組血清TNF-α、IL-6、NF-κB水平比較 與對(duì)照組比較，模型組血清TNF-α、IL-6、NF-κB水平明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，游泳組均明顯降低(P<0.05)。見(jiàn)表3。

2.4各組血清AST、ALT、HL、PL水平比較 與對(duì)照組比較，模型組血清AST、ALT水平明顯升高，HL、PL水平明顯減低(P<0.05)；與模型組比較，游泳組、他汀組血清AST、ALT水平明顯降低，HL、PL水平明顯升高(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 各組血清TNF-α、IL-6、NF-κB、AST、ALT、HL、PL水平比較

2.5各組血清SOD、GSH-Px、MDA、CAT水平比較 與對(duì)照組比較，模型組血清SOD、GSH-Px、CAT水平明顯降低(P<0.05)，MDA水平明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，游泳組、他汀組血清SOD、GSH-Px、CAT水平明顯升高(P<0.05)，MDA水平明顯降低(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 各組血清SOD、GSH-Px、MDA、CAT水平比較

3 討 論

高脂血癥是心腦血管疾病最重要的危險(xiǎn)因素，具有較高的發(fā)病率、患病率和最終致殘率，是影響人類(lèi)健康的重要疾病之一。高脂血癥還可以導(dǎo)致肝損害，發(fā)生脂肪肝，主要表現(xiàn)為AST、ALT水平升高。積極治療高脂血癥對(duì)改善患者的預(yù)后和預(yù)防心血管病、肝損害的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用。他汀和貝特類(lèi)藥物是治療高脂血癥的最主要藥物，但存在肝損傷、橫紋肌溶解和誘發(fā)糖尿病等問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)療法是一種安全、有效降低血脂的輔助治療方法，研究表明運(yùn)動(dòng)可以降低血脂水平，但是具體機(jī)制尚不明確〔5〕。ApoA是HDL-C的重要組成部分，參與膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，具有降低血脂的作用〔7〕。ApoB是LDL-C的重要組成部分，間接反映LDL-C的水平〔7〕。高脂血癥存在慢性低度炎癥反應(yīng)，炎癥因子相互誘生，共同影響脂質(zhì)代謝，介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展〔8〕。高血脂癥造成血脂異常沉積于血管內(nèi)壁，促進(jìn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，激活炎癥細(xì)胞釋放TNF-ɑ、IL-6等促炎癥因子，進(jìn)一步通過(guò)NF-κB信號(hào)通路激活炎癥瀑布級(jí)聯(lián)炎癥，加快動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程〔9〕。炎癥反應(yīng)可以損傷肝臟，導(dǎo)致肝臟調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝功能障礙，加重高脂血癥，形成惡性循環(huán)。炎癥反應(yīng)也可以激活氧化應(yīng)激反應(yīng)，造成肝臟和機(jī)體氧化損傷，加重動(dòng)脈粥樣硬化和脂質(zhì)代謝障礙〔10〕。SOD是機(jī)體內(nèi)重要的氧自由基清除劑，具有清除自由基和保護(hù)細(xì)胞膜、線(xiàn)粒體的完整性等作用〔11〕。MDA是機(jī)體內(nèi)一種脂質(zhì)過(guò)氧化物質(zhì)，可以反映機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化和氧化損傷程度〔11〕。GSH-Px是一種催化過(guò)氧化氫分解的酶，具有抑制脂質(zhì)過(guò)氧化、保護(hù)細(xì)胞膜的完整性等作用〔12〕。CAT主要存在肝臟，是一種催化過(guò)氧化氫分解的酶，具有抗氧化損傷的作用〔12〕。當(dāng)機(jī)體內(nèi)SOD、CAT、GSH-Px等生成減少或MDA生成增多，引起肝臟過(guò)氧化損傷，引起脂質(zhì)代謝紊亂。而高脂血癥反過(guò)來(lái)引起機(jī)體氧化損傷，加重肝臟損傷，加重脂質(zhì)代謝紊亂〔13〕。HL是一種由肝臟合成的具有多種脂酶活性物質(zhì)，可以促進(jìn)肝臟吸收TC和ApoB，也可以促進(jìn)LDL-C與受體結(jié)合水解和TC水解為膽汁酸排出體外〔14〕。LPL是一種三酰甘油水解酶，可以促進(jìn)TG分解為脂肪酸，降低血液中TG水平〔15〕。因此，炎癥因子、氧化損傷、HL、LPL等在高脂血癥的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用。

本研究結(jié)果表明高脂血癥大鼠模型建立成功，而且高脂血癥大鼠存在炎癥反應(yīng)、氧化損傷，引起肥胖和肝損害。另外，本研究結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)可以降低高脂血癥大鼠的血脂水平，抑制炎癥反應(yīng)和氧化損傷，保護(hù)肝細(xì)胞功能，促進(jìn)HL、LPL的表達(dá)。提示游泳運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、抗氧化和抑制炎癥等改善高脂血癥大鼠血脂。