不同配方高脂飼料建立Wistar大鼠肥胖模型的比較*

羅先慧 彭真 向希雄 張菁華 張明 吳晶

(1.湖北中醫(yī)藥大學(xué)，湖北 武漢 430061；2.湖北省中醫(yī)院，湖北 武漢 430065)

全球的肥胖率正以驚人的速度增長(zhǎng)，據(jù)《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告(2015年)》顯示，我國(guó)成人肥胖率為11.9%，同比2002年上升了4.8%，形勢(shì)十分嚴(yán)峻[1-2]。目前肥胖的動(dòng)物模型有高脂飲食誘導(dǎo)肥胖模型、遺傳性肥胖的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型、下丘腦性肥胖模型、內(nèi)分泌性肥胖模型等，由于人類(lèi)肥胖的原因多數(shù)是能量攝入過(guò)多導(dǎo)致脂肪堆積，故高脂飼料喂養(yǎng)是建模最常用的方式[3-5]。實(shí)驗(yàn)研究較常用的大鼠品種主要是SD和Wistar大鼠[6]。張曉林等[7]分析認(rèn)為在大鼠肥胖模型建立時(shí)Wistar大鼠和SD大鼠并沒(méi)有明顯種異性，SD大鼠的性情較為暴戾，而Wistar大鼠性情溫順容易飼養(yǎng)，所以建立大鼠肥胖模型時(shí)Wistar大鼠相對(duì)SD大鼠更為方便。并且相關(guān)研究表明[7]長(zhǎng)期的高脂飼料喂養(yǎng)后Wistar大鼠的肥胖效果要優(yōu)于SD大鼠，然而目前國(guó)內(nèi)報(bào)道的構(gòu)建肥胖大鼠模型以SD大鼠居多，Wistar大鼠的相關(guān)數(shù)據(jù)缺乏。本研究通過(guò)比較不同配方高脂飼料對(duì)Wistar大鼠建模效果的影響，以期為提高構(gòu)建Wistar大鼠肥胖模型成功率提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)雄性Wistar大鼠40只，4周齡，體質(zhì)量(89.61±6.68)g，由湖北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心提供(SCXK(鄂)2015-0018)，飼養(yǎng)于湖北中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心SPF級(jí)屏障系統(tǒng)內(nèi)(SYXK(鄂)2012-0068)，每個(gè)鼠籠飼養(yǎng)5只大鼠，自由飲食，室溫(22±1)℃，濕度55%±2%，動(dòng)物房裝有晝夜明暗交替照明系統(tǒng)，每12小時(shí)輪轉(zhuǎn)照明。

1.2 飼料配方 [大鼠飼料均委托武漢萬(wàn)千佳興生物科技有限公司生產(chǎn)，(SCXK(鄂)2016-0011)]

1.2.1 大鼠繁殖飼料 玉米40%、豆粕20%、進(jìn)口魚(yú)粉7%、面粉23%、進(jìn)口酵母3.5%、復(fù)合礦物鹽4%、復(fù)合維生素0.2%、復(fù)合氨基酸0.8%、油1.5%

1.2.2 17%脂供能高脂飼料 (植物蛋白、動(dòng)物蛋白、玉米淀粉、麥芽糊精、纖維素、油、復(fù)合礦物質(zhì)、膽堿)78.8%、蛋黃粉10%、豬油10%、膽固醇1%、膽酸鈉0.2%

1.2.3 45%脂供能高脂飼料 (玉米、小麥、豆粕、進(jìn)口魚(yú)粉、礦物質(zhì)及復(fù)合維生素、油、復(fù)合氨基酸)51.16%、蔗糖13.95%、豬油11.16%、蛋黃粉18.61%、膽固醇0.19%、膽堿鈉0.28%、進(jìn)口魚(yú)粉4.65%

1.3 實(shí)驗(yàn)血生化儀器 由美國(guó)貝克曼公司提供的全自動(dòng)生化分析儀(型號(hào)：AU5800)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法 40只大鼠均采用普通繁殖飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，1周后隨機(jī)分為4組，其中對(duì)照組10只，高脂飼料A組10只，高脂飼料B組10只，高脂飼料C組10只。對(duì)照組繼續(xù)使用大鼠繁殖飼料喂養(yǎng)，高脂飼料A組給予17%脂供能高脂飼料喂養(yǎng)，高脂飼料B組給予45%脂供能高脂飼料喂養(yǎng)，高脂飼料C組給予大鼠繁殖飼料和45%脂供能高脂飼料1:1混合喂養(yǎng)，每日觀察并記錄大鼠精神狀態(tài)、活動(dòng)欲、飲水量和攝食量，每周定時(shí)測(cè)量并記錄大鼠體質(zhì)量(g)。喂飼至12周所有大鼠統(tǒng)一取材。取材前12小時(shí)禁食禁水。測(cè)量大鼠鼻尖至肛門(mén)長(zhǎng)度(身長(zhǎng))、測(cè)量大鼠體質(zhì)量，腹腔注射10%水合氯醛(3.5mL/kg)麻醉后腹主動(dòng)脈留取血標(biāo)本2mL，3500r/min離心5 min后取血清。大鼠開(kāi)腹后分離腎周脂肪、附睪脂肪組織，先用0.9% 氯化鈉溶液沖洗干凈，用濾紙吸干稱重。根據(jù)公式計(jì)算BMI、Lee’s指數(shù)、脂體比。

BMI=體質(zhì)量(kg)/身長(zhǎng)(m)2

Lee’s指數(shù)=體質(zhì)量(g)^(1/3)/體長(zhǎng)(cm)×103

脂體比=(腎周脂肪+附睪周?chē)举|(zhì)量)/體質(zhì)量×100%

成模標(biāo)準(zhǔn)：個(gè)體體質(zhì)量超過(guò)對(duì)照組平均體質(zhì)量20%的比例[8]。

由美國(guó)貝克曼公司提供的全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)各血清標(biāo)本的ALT、AST、TC、TG、HLD、LLD及Glu指標(biāo)。

2 結(jié)果

2.1 不同配方高脂飼料對(duì)大鼠每日攝食量的影響 在12周的飼養(yǎng)過(guò)程中，高脂飼料各組與對(duì)照組呈現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，B組的每日平均攝食量較其他各組偏低，與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)圖1。

圖1 各組大鼠平均攝食量Figure 1 Average food intake of rats in each group

2.2 不同配方高脂飼料對(duì)大鼠體質(zhì)量的影響 本實(shí)驗(yàn)每周對(duì)各組大鼠的體質(zhì)量進(jìn)行了階段性監(jiān)測(cè)，各組大鼠經(jīng)過(guò)1周的適應(yīng)性喂養(yǎng)分組后，體質(zhì)量無(wú)顯著差異(P>0.05)，喂養(yǎng)至第9周A組和B組大鼠的體質(zhì)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。喂養(yǎng)至第11周，C組大鼠體質(zhì)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 不同配方高脂飼料對(duì)大鼠體質(zhì)量的影響Table 1 The effect of high-fat diets with different formulas on rat body mass

2.3 不同配方高脂飼料對(duì)Wistar大鼠建模成功率的影響 第12周測(cè)量大鼠體質(zhì)量前進(jìn)行了禁食、禁水12小時(shí)的處理，其測(cè)量值不可作為評(píng)判各組大鼠成模率的指標(biāo)，故選用前11周的大鼠體質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)判建模效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)11周的高脂飼料喂養(yǎng)，以高出對(duì)照組大鼠平均體質(zhì)量的20%作為評(píng)判大鼠肥胖模型成模率的指標(biāo)，A組大鼠的成模率在第11周的成模率為50%，而B(niǎo)組的成模率為40%，C組為10%。四組間成模率的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),高脂飼料A組、B組的成模率顯著高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。高脂飼料C組與對(duì)照組的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，高脂飼料A組與高脂飼料B組的成模率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，與C組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。

2.4 不同配方高脂飼料對(duì)大鼠形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響 經(jīng)過(guò)11周的高脂飼料喂養(yǎng)，各組大鼠的身長(zhǎng)較對(duì)照組均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。A組、B組的大鼠的BMI指數(shù)、Lee’s指數(shù)顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。B組大鼠腎周脂肪重量、附睪脂肪重量和脂體比均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。A組大鼠僅有附睪脂肪重量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，腎周脂肪重量、脂體比與對(duì)照組無(wú)顯著性差異(P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2 不同配方高脂飼料對(duì)各組大鼠形態(tài)學(xué)指標(biāo)的影響Table 2 The effect of high-fat diets with different formulas on the morphological indexes of rats in each group

2.5 不同配方高脂飼料對(duì)大鼠血清相關(guān)生物化學(xué)指標(biāo)的影響 B組大鼠血清TC、TG、LDL-C濃度較對(duì)照組顯著升高(P<0.01)，而HDL-C濃度顯著降低(P<0.05)。A組大鼠血清TC濃度較對(duì)照組顯著升高(P<0.05)，HDL-C濃度顯著降低(P<0.05)，C組大鼠血清TC、TG、HDL-C 、LDL-C較對(duì)照組均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。實(shí)驗(yàn)中高脂飼料A組、B組、C組大鼠血清AST、ALT、Glu較對(duì)照組均無(wú)顯著性差異(P>0.05)，見(jiàn)表3。

表3 不同配方高脂飼料對(duì)大鼠血清相關(guān)生物化學(xué)指標(biāo)的影響Table 3 The effect of high-fat diets with different formulas on serum biochemical indexes in rats

3 討論

食源性肥胖模型被認(rèn)為是眾多肥胖動(dòng)物模型中最接近自然狀態(tài)下的肥胖模型，高能量、高營(yíng)養(yǎng)的食物攝入是食源性肥胖主要致肥因素[9-10]。高脂飼料的配方比例是決定大鼠肥胖造模成功與否的關(guān)鍵，目前常見(jiàn)的高脂飼料配方為基礎(chǔ)飼料與添加物 (如:豬油、玉米油、雞蛋、蛋黃粉、膽固醇、膽鹽等) 充分混合而成[11-12]。傳統(tǒng)認(rèn)為脂肪含量越高,老鼠發(fā)生肥胖的程度越大[13]。朱磊等[14]研究發(fā)現(xiàn)高脂飼料含脂量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致大鼠進(jìn)食量減少，不利于建立肥胖模型。目前較為成熟的高脂飼料配方主要為基礎(chǔ)飼料加入豬油(10%～15%)和膽固醇(1%～2%)等[15]。也有文獻(xiàn)報(bào)道[16]采用普通飼料和高脂飼料混合喂養(yǎng)，尊重大鼠的自主選擇，更加符合人類(lèi)肥胖的過(guò)程。本次實(shí)驗(yàn)選用17%、45%的脂供能高脂飼料和45%的高脂飼料與普通大鼠繁殖飼料1∶1混合飼料喂養(yǎng)，并與對(duì)照組普通飼料喂養(yǎng)進(jìn)行比較。以超過(guò)基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)組體質(zhì)量20%為依據(jù)[8]，17%脂供能高脂飼料組和45%的脂供能高脂飼料組的成模率均顯著高于對(duì)照組。

營(yíng)養(yǎng)性肥胖大鼠模型的判斷標(biāo)準(zhǔn)并未統(tǒng)一，通常以高脂飼料喂養(yǎng)組體質(zhì)量超過(guò)基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)組體質(zhì)量20%為依據(jù)，但是近年來(lái)越來(lái)越多的研究指出應(yīng)結(jié)合大鼠的Lee’s指數(shù)、皮下脂肪的堆積程度、血脂、血糖等情況綜合評(píng)判[16]。本研究中，A組和B組的成模率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，B組大鼠的腎周脂肪重量、附睪脂肪重量和脂體比均顯著高于對(duì)照組；血清TC、TG、LDL-C濃度較對(duì)照組顯著升高，HDL-C濃度顯著降低。

有相關(guān)報(bào)道[17]提出普通飼料和高脂飼料混合喂養(yǎng)大鼠,由大鼠自主選擇,在保證正常生長(zhǎng)發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)平衡的同時(shí)通過(guò)額外攝入能量誘導(dǎo)肥胖的發(fā)生。這種喂養(yǎng)方法更符合人類(lèi)肥胖形成過(guò)程中攝食的特點(diǎn)。但本次實(shí)驗(yàn)中45%的高脂飼料與普通大鼠繁殖飼料1∶1混合喂養(yǎng)組成模率低，且與單純高脂飼料組相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這可能是混合喂養(yǎng)雖然模擬人類(lèi)的飲食方式，但因?yàn)轱暳系暮坎粔颍源笫蟮捏w質(zhì)量增長(zhǎng)不顯著，這種過(guò)于理想的造模方式在實(shí)際造模過(guò)程中效果往往不甚理想。

同種屬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在接受相同的高脂飲食喂養(yǎng)后，部分產(chǎn)生明顯肥胖，而部分動(dòng)物的體重增長(zhǎng)比例相對(duì)較低，即會(huì)出現(xiàn)肥胖易感和肥胖抵抗現(xiàn)象。有研究表明[18]，在喂養(yǎng)大鼠的第2～4周剔出具有肥胖抵抗的大鼠可以明顯提高建模率。本次實(shí)驗(yàn)考慮觀察大鼠整體的肥胖成模率，故沒(méi)有剔出肥胖抵抗的大鼠，導(dǎo)致成模率不高，建模時(shí)間長(zhǎng)。高脂飼料各組大鼠雖然長(zhǎng)期高脂、高糖飲食，尚未對(duì)肝功能及血糖造成顯著性影響，但是否存在肝臟組織脂肪變性及糖耐量異常，還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究及探索。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示，45%的高脂飼料更適合構(gòu)建Wistar大鼠肥胖模型。