果葡糖漿和高脂飲食聯(lián)合攝入對未成年小鼠肥胖進展、脂代謝和記憶力的影響*

巴秋平，許瑤，白英龍，張細煥，賈麗紅，翟玲玲，魏薇，孫琦

中國醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院（遼寧沈陽110122）

兒童肥胖是全球備受關(guān)注的公共衛(wèi)生問題。近些年，我國學齡兒童青少年的超重和肥胖檢出率持續(xù)增長［1］。隨著中國城市化和西方飲食習慣的影響，人們對含糖飲料（sugar－sweetened beverages，SSBs）和高脂飲食的消費量迅速增長。果葡糖漿是SSBs生產(chǎn)常用的一種甜味劑，因其高甜度、高溶解度、風味獨特、滲透壓較大等特性，而被食品生產(chǎn)領(lǐng)域大量應(yīng)用。有研究結(jié)果顯示，攝入過多含有果葡糖漿的高熱量飲料可能與肥胖的流行有關(guān)［2］。此外，高脂飲食也是引起肥胖的常見危險因素［3］。目前，人們關(guān)于兩者聯(lián)合作用對兒童肥胖發(fā)生、發(fā)展及健康危害的研究相對較少。另外，有學者認為肥胖超重會影響兒童的學業(yè)成績［4］。2019年6—10月，本研究采用未成年實驗動物攝入含有果葡糖漿飲用水和高脂飼料的模型，模擬兒童進食含糖飲料和高脂飲食，觀察對肥胖進展和記憶力的影響，為探索兒童肥胖病因及健康危害提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及飼養(yǎng) 選取40只3～4周齡C57BL／6雄性小鼠（遼寧長生生物技術(shù)有限公司提供），實驗動物生產(chǎn)許可證號：SCXK（遼）2015－0001。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機分為4組：對照組、果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組，每組10只。對照組飼以基礎(chǔ)飼料（遼寧長生生物技術(shù)有限公司提供，能量：3.784 kcal／g）和飲用水；果葡糖漿組飼以基礎(chǔ)飼料和含有20%果葡糖漿的飲用水（能量：0.625 kcal／g）；高脂組飼以自制高脂飼料（脂肪供能比45%，能量：4.727 kcal／g）和飲用水；聯(lián)合組飼以自制高脂飼料（脂肪供能比45%）和含有20%果葡糖漿的飲用水。實驗共進行13周，每周記錄體重、攝食量和飲水量。13周后，3%戊巴比妥鈉麻醉動物，眼球取血，分離血清，－80℃凍存待測。分離附睪周脂肪和腎周脂肪，稱量后計算脂肪系數(shù)，脂肪系數(shù)＝脂肪重量／體重（g）×100%。

1.2 檢測方法 小動物體成分分析儀（Minisp LF－50，北京Bruker公司）檢測小鼠體脂肪，肌肉和水分含量。測試盒（南京建成生物工程研究所提供）檢測三酰甘油（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL－C）和低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL－C）。水迷宮實驗檢測小鼠的記憶力。

1.3 統(tǒng)計學方法 應(yīng)用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件，計量數(shù)據(jù)用均值和標準差表示，各指標的組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法，檢驗水準α＝0.05。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 能量攝入 果葡糖漿組小鼠的能量攝入（11.15±1.05）kcal與對照組（10.56±0.83）kcal比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），高脂組（12.22±1.64）kcal和聯(lián)合組（12.84±1.61）kcal能量攝入顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。聯(lián)合組小鼠的能量攝入顯著高于果葡糖漿組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），高脂組能量攝入與聯(lián)合組比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見圖1。

圖1 各組小鼠平均能量攝入情況

2.2 體重 每周稱量動物體重，自喂養(yǎng)第2周直至實驗結(jié)束，高脂組顯著高于對照組；第3～13周，聯(lián)合組體重顯著高于對照組（P＜0.05）；果葡糖漿組體重與對照組相比始終差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。第2～13周，聯(lián)合組小鼠的體重顯著高于果葡糖漿組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；第5～13周時，聯(lián)合組小鼠的體重顯著高于高脂組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 各組小鼠體重情況 （±s）g

表1 各組小鼠體重情況 （±s）g

注：*與對照組比較P＜0.05；△與果葡糖漿組比較P＜0.05；▲與高脂組比較P＜0.05

時間 對照組 果葡糖漿組 高脂組 聯(lián)合組第1周 16.20±0.63 16.40±0.70 16.30±0.48 16.20±0.7 9第2周 18.90±1.10 18.40±0.84 19.90±0.99* 19.60±0.97△第3周 20.40±1.43 20.10±0.99 21.80±1.23* 22.00±0.67*△第4周 21.30±1.34 21.40±0.97 22.10±0.99 22.20±1.32 23.30±0.95 23.10±0.99* 23.80±0.92*△第5周 22.00±1.25 24.10±1.10* 25.20±1.23*△▲第6周 22.00±1.49 24.10±0.99* 25.50±1.08*△▲第7周 22.60±1.17 25.30±0.95* 27.50±1.35*△▲第8周 23.30±1.34 23.60±1.07 25.50±1.18* 27.70±1.25*△▲第9周 24.00±1.33 24.90±0.99 25.60±1.07* 29.50±1.35*△▲第10周 24.20±1.32 24.70±0.95 26.50±1.43* 31.00±1.76*△▲第11周 24.80±1.40 24.80±1.23 26.50±1.35* 30.50±1.90*△▲第12周 24.90±1.37 24.60±1.107 26.70±1.57* 29.80±1.55*△▲第13周 25.10±1.37 25.10±1.10 27.36±1.63* 32.89±1.45*△▲

2.3 體成分

2.3.1 脂肪含量 飲食干預(yù)13周后，果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組小鼠的脂肪含量分別為（7.60±1.67）g、（11.63±4.41）g、（18.68±1.67）g顯著高于對照組（3.09±0.79）g，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。聯(lián)合組小鼠的脂肪含量顯著高于果葡糖漿組和高脂組（P＜0.05）。見圖2。

2.3.2 肌肉含量 果葡糖漿組和高脂組小鼠的肌肉含量（16.31±0.58）g、（17.64±1.25）g與對照組（16.97±1.06）g相比差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。聯(lián)合組小鼠體內(nèi)的肌肉含量（18.19±0.58）g顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。高脂組小鼠的肌肉含量顯著高于果葡糖漿組（P＜0.05），聯(lián)合組小鼠體內(nèi)的肌肉含量顯著高于果葡糖漿組（P＜0.05）。見圖2。

2.3.3 水分含量 果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組小鼠的水分含量分別為（1.53±0.18）g、（1.78±0.35）g、（2.61±0.18）g顯著高于對照組（1.09±0.15）g，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。聯(lián)合組小鼠的水分含量顯著高于果葡糖漿組和高脂組（P＜0.05）。見圖2。

圖2 各組小鼠體成分比較

2.4 脂肪系數(shù)

2.4.1 附睪周脂肪系數(shù) 果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組的附睪周脂肪系數(shù)分別為（1.85±0.25）%、（2.04±0.76）%、（3.19±0.59）%均高于對照組（0.97±0.34）%，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。聯(lián)合組小鼠的附睪周脂肪系數(shù)顯著高于果葡糖漿組和高脂組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見圖3。

圖3 各組小鼠脂肪系數(shù)比較

2.4.2 腎周脂肪系數(shù) 果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組的腎周脂肪系數(shù)分別為（0.63±0.15）%、（0.73±0.41）%、（1.09±0.35）%均高于對照組（0.28±0.21）%，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。聯(lián)合組小鼠的腎周脂肪系數(shù)顯著高于果葡糖漿組和高脂組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見圖3。

2.5 血脂 與對照組相比，果葡糖漿組小鼠的TG水平降低（P＜0.05），但是TC和LDL－C水平顯著升高（P＜0.05），HDL－C水平顯著降低（P＜0.05）。與對照組相比，高脂組小鼠的TG、HDL－C和LDL－C水平差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），TC水平顯著升高（P＜0.05）。與對照組相比，聯(lián)合組小鼠的TG水平顯著降低（P＜0.05），但TC水平顯著升高，HDL－C和LDL－C水平顯著降低（P＜0.05）。與高脂組比較，果葡糖漿組和聯(lián)合組小鼠的HDL－C水平顯著降低（P＜0.05）；與果葡糖漿組比較，高脂組和聯(lián)合組小鼠的LDL－C水平顯著降低（P＜0.05）；與高脂組比較，聯(lián)合組小鼠的LDL－C水平顯著降低（P＜0.05）。見表2。

表2 各組小鼠血脂水平 （±s）mmol／L

表2 各組小鼠血脂水平 （±s）mmol／L

注：*與對照組比較P＜0.05；△與果葡糖漿組比較P＜0.05；▲與高脂組比較P＜0.05

分組 對照組 果葡糖漿組 高脂組 聯(lián)合組TG 0.61±0.13 0.42±0.10* 0.56±0.22 0.43±0.19*TC 5.30±0.72 6.09±0.82* 6.53±0.57* 6.13±0.83*HDL－C 1.57±0.25 1.14±0.24*▲ 1.74±0.28 1.27±0.20*▲LDL－C 0.36±0.08 0.58±0.16* 0.42±0.09△ 0.26±0.07*△▲

2.6 學習記憶功能 果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組小鼠穿越目標區(qū)域次數(shù)分別為（4.63±1.51）次、（5.25±1.16）次、（5.38±1.51）次與對照組（3.88±1.17）次比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。果葡糖漿組、高脂組和聯(lián)合組尋找平臺潛伏期（6.09±3.83）s、（4.6±2.64）s、（7.54±3.79）s與對照組（5.96±2.51）s比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見圖4。

圖4 各組小鼠學習記憶比較

3 討論

近年研究發(fā)現(xiàn)，兒童期肥胖很有可能延續(xù)至成年，并且對機體健康造成危害［5］，容易增高心血管疾病、2型糖尿病等慢性疾病的發(fā)病風險［6－7］。本研究觀察到，與對照組比較，長期飲用含有果葡糖漿的飲用水對幼鼠的體重影響不顯著，與Collison等［8］的動物實驗結(jié)果一致，原因在于含糖水有抑制食欲作用，最終的總能量攝入與對照組差別不大。但是體成分結(jié)果分析顯示，飲用含果葡糖漿水小鼠的體脂肪含量、附睪周脂肪系數(shù)及腎周脂肪系數(shù)均明顯增加，提示長期飲用含果葡糖漿水也會引起隱性肥胖發(fā)生。有研究表明，高脂飼料會引起小鼠體重增加，誘導(dǎo)小鼠發(fā)生肥胖［9］。本研究顯示，喂養(yǎng)高脂飼料小鼠的能量攝入、體重、體脂肪含量、附睪周脂肪系數(shù)及腎周脂肪系數(shù)等均明顯增加，表明長時間高脂飲食可誘導(dǎo)機體肥胖發(fā)生。Hussain等［10］使用含有20%果葡糖漿的飲用水和高脂肪飼料聯(lián)合喂養(yǎng)大鼠，發(fā)現(xiàn)干預(yù)組大鼠的能量攝入和體重也都高于對照組。與我們的實驗結(jié)果一致，表明長時間聯(lián)合進食果葡糖漿和高脂飼料可導(dǎo)致未成年動物肥胖發(fā)生。聯(lián)合組喂養(yǎng)小鼠的體脂肪含量、附睪周脂肪系數(shù)及腎周脂肪系數(shù)明顯高于果葡糖漿和高脂飼料單獨飼養(yǎng)組的小鼠，提示果葡糖漿和高脂飲食聯(lián)合攝入可能加劇肥胖進展。本研究結(jié)果提示，我們在對兒童進行健康教育時，各方面應(yīng)加強對高脂飲食和含糖飲料健康危害效應(yīng)的認識，培養(yǎng)兒童良好的飲食習慣。

血液是人們常用的研究對象，其中含有各種脂類，代表性的指標包含TG、TC、LDL－C以及HDLC等。外周血中這些指標的含量及變化可以反映體內(nèi)的脂代謝情況，人們通常將TC、TG、LDL－C和HDL－C的水平超出正常范圍作為血脂異常的判斷依據(jù)［11］。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著肥胖程度的增加，血脂異常檢出率增高［12］。人們普遍認為，血脂異常是動脈粥樣硬化性心血管疾病的重要危險因素之一［13］，血脂紊亂可增高糖尿病的發(fā)病風險［14］。我們看到，13周果葡糖漿和高脂飲食攝入會引起實驗動物血脂異常。TC是指血液中所有脂蛋白所含膽固醇之總和，是致動脈粥樣硬化的高度危險因素之一，低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）通過血管內(nèi)皮進入血管壁內(nèi)，在內(nèi)皮下層滯留的LDL被修飾成氧化型LDL，巨噬細胞吞噬氧化型LDL后形成泡沫細胞，后者不斷增多、融合，構(gòu)成動脈粥樣硬化斑塊的脂質(zhì)核心，當LDL超出正常值時易形成動脈粥樣硬化，而HDL－C可減少膽固醇在血管壁的沉積，有抗動脈粥樣硬化作用。本研究觀察到，果葡糖漿組小鼠的TC、LDL－C水平與對照組比較顯著升高，高脂組和聯(lián)合組TC水平與對照組比較顯著升高，果葡糖漿組和聯(lián)合組小鼠的HDL－C水平較高脂組顯著降低，說明果葡糖漿和高脂飲食聯(lián)合攝入會增高患心血管疾病的風險。這提示我們，對于有食用高脂膳食和飲用含糖飲料習慣的兒童，應(yīng)加強監(jiān)測血脂水平。

既往有學者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，兒童超重／肥胖的檢出率與其學習成績呈負相關(guān)關(guān)系［15］，肥胖兒童學習成績落后的部分原因是他們的一般工作記憶力較弱［4］。另有研究結(jié)果顯示，超重／肥胖兒童與正常體重同伴在一般工作記憶廣度任務(wù)方面的差異不明顯［16］。本實驗通過水迷宮檢測，各組小鼠在穿越目標區(qū)域次數(shù)和尋找平臺潛伏期兩個指標與對照組的差異不顯著，表明果葡糖漿和高脂飲食未對肥胖小鼠的記憶力產(chǎn)生影響。在實際生活中，記憶力受生活方式、家庭和社會環(huán)境［17－18］等多因素共同作用，我們建議兒童可以通過巧用最佳記憶時間、豐富生活環(huán)境、保持規(guī)律睡眠和保持健康的飲食習慣等方法來達到提高學習記憶能力。

由上可見，果葡糖漿和高脂飲食聯(lián)合攝入可加劇機體肥胖進展，干擾血脂代謝，但可能未對記憶能力產(chǎn)生明顯影響。為遏制兒童肥胖流行，提高和改善兒童身體健康，我們應(yīng)加強健康飲食教育，提倡合理膳食，減少高脂飲食和含糖飲料的消費。在實際工作中，我們還應(yīng)該著眼于學校和社區(qū)作為公共衛(wèi)生跟蹤的潛在目標，確定高危人群，預(yù)防兒童發(fā)生肥胖。