不同脂肪酸組成的飲食對大鼠血脂及糖代謝的影響

摘 要：目的：觀察各種不同高脂飲食對大鼠血脂代謝以及胰島素敏感性的影響。方法：50只雄性Wistar大鼠，隨機分5組，對照組給予普通大鼠飼料，實驗組分別給予含混合油脂、茶油、豆油或牛油的高脂飼料。10周后行靜脈糖耐量實驗，測定血糖等血生化指標及評估胰島敏感性。結果：各高脂飲食組TG，TC，LDL-CHO明顯高于對照組(P<0.05)，高脂組間比較差異無顯著性。空腹血糖各高脂組顯著高于對照組，空腹胰島素各組間無差異。對照組的ISI高于其它各組。結論：高脂肪飲食長期喂養可導致大鼠血脂代謝異常。在大鼠，不同類型高脂食物均會導致胰島素抵抗；飽和脂肪酸或多不飽和脂肪酸比例增加較單不飽和脂肪酸組分可能造成更嚴重的胰島素抵抗。

關鍵詞：脂肪酸；飲食；胰島抵抗；靜脈糖耐量試驗

中圖分類號：R587 文獻標識碼：A 文章編號：1673-2197(2008)06-018-03

在肥胖和糖尿病的研究中，脂代謝異常受到特別的關注。大量研究表明體內游離脂肪酸(free fatty acids，FFAs)升高是Ⅱ型糖尿病發病的獨立危險因素。高FFAs血癥是聯系肥胖與糖尿病的紐帶，是預測糖耐量低減是否發展為Ⅱ型糖尿病的指標^[1]。FFAs水平增高導致肌肉、肝臟和脂肪組織發生胰島素抵抗，還可導致β細胞凋亡和胰島素釋放異常。不同類別的FFAs對糖代謝產生的影響是不完全相同的，對這一問題已經展開了不少研究，但完全闡明其具體作用方式、作用機制仍有待深入研究，本研究擬通過給予大鼠長時間相同脂肪含量、不同脂肪類型的飲食，觀察各種不同高脂飲食中，以高飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸為主的飲食結構對大鼠血糖、胰島素分泌、葡萄糖耐量、胰島素敏感性及大鼠血脂代謝的影響。

1 材料與方法

1.1 動物模型

50只200~250g Wistar大鼠(華中科技大學同濟醫學院實驗動物學部)，隨機分5組。動物自由進食進水，各組動物飼以不同飼料。空白組(B組)飼以SPF大鼠飼料(北京科澳協力飼料有限公司，脂肪<4%，供能約為11.5%)。實驗組每天喂食前分別向飼料中添加等量不同成分的油脂(每100g添加16.5g油脂，脂肪供能約為40%)。其中：混合高脂組(C組)添加混合油脂(牛油∶豆油∶茶油=3∶4∶1，飽和∶單不飽和∶多不飽和FFAs比例接近1∶1∶1)，飽和脂肪酸組(S組)添加牛油，單不飽和脂肪酸組(M組)添加茶油，多不飽和脂肪酸組(P組)添加豆油。動物飼養70d，每周測定大鼠體重變化。

1.2 靜脈糖耐量試驗

動物隔夜禁食12h后以0.6%的戊巴比妥鈉，6mL/kg腹腔麻醉。于一側股靜脈置靜脈留置針，麻醉以后1h取空腹血2次，每次1mL。于別一側股靜脈快速輸入20%葡萄糖液(2.5mL/kg)。于輸注葡萄后2，4，6，8，10，12，14，16，19，22，25，30，40，60，90，120min分別從靜脈留置針抽血0.3mL。

1.3 測定

以日立7 600全自動生化分析儀(廣州市紅十字會醫院檢驗科)測定血糖、甘油三酯(TG)，總膽固醇(TC)，高密度脂蛋白膽固醇(HDL-CHO)，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-CHO)以及極低密度脂蛋白膽固醇(VLDL-CHO)。胰島素測定用大鼠專用放免試劑盒(RI-13K試劑盒，美國Linco公司，批號：RIR-1744)，以SN-695B型智能放免r測量儀(上海應用物理所日環光電儀器有限公司)計數。

1.4 胰島素抵抗評價

胰島素敏感性指數(Si)、葡萄糖耐量(Sg)以Bergman微小模型法計算。程序由廣州市紅字會醫院內分泌科提供。其它指標：急性胰島素反應(acute insulin response，AIR)：2，4，6min胰島素濃度的平均值減去空腹胰島素濃度；胰島素(AUCins)、血糖(AUCg)曲線下面積的計算根據梯形計算法。

1.5 統計學方法

組間比較采用單因素方差分析，靜脈糖耐量血糖，胰島曲線分析用重復測量方差分析。

2 結果

(1)動物進食量及其體重變化。動物初始體重，試驗結束時體重各組間比較均無明顯差異(P>0.05)，見表1。

(2)各組動物空腹血漿甘油三酯，膽固醇等數據，具體數據見表1。各高脂飲食組TG，TC，LDL-CHO明顯高于空白對照組(P<0.05)，各高脂組間比較無顯著性差異；各組間HDL-CHO，VLDL-CHO比較差異無顯著性。

(3)靜脈糖耐量試驗各組空腹胰島素、血糖、以及Si，Sg，AUCg，AUCins等組間比較 見表2。各組動物靜脈糖耐量實驗血糖曲線見表1，靜脈糖耐量試驗胰島素曲線見表2。空腹血糖各高脂組均顯著高于空白對照組(P<0.05=；各高脂組間比較無顯著差異；空腹胰島素各組間比較無顯著差異。B組ISI最高，高于其余各組(P<0.05=C組與M組比較，差異無統計學意義，但分別均高于P組，S組(P<0.05=P組與S組間差異無統計學意義。空白組葡萄糖曲線下面積低于各高脂組(P<0.05)，P組高于C組(P<0.05)，其余各高脂組間比較差異無顯著性。

以重測量設計的方差分析進行組間比較：各組差異有顯著性(P<0.01)，其中B組各時間點血糖值與其余各組間差異有顯著性(P<0.05)，其余各組間差異無顯著；分組因素與時間因素之間的交互作用有統計學意義。

以重復測量設計的方差分析進行比較：各組間差異有顯著性(P<0.001=，其中S組各時間點胰島素值高于M組(P<0.05=，其余各組間差異有顯著性；分組因素與時間因素之間的交互作用有統計學意義。

3 討論

LICHTENSTEIN等^[2]在一項流行病學研究中指出在人體，高脂肪飲食導致胰島素敏感性的下降，導致人體出現葡萄糖代謝的紊亂，這一現象與飲食脂肪酸結構無關。部分學者對此提出不同看法。動物試驗發現不僅改變飲食脂肪總量，而且改變飲食脂肪的類型能調節胰島素效應。飽和脂肪酸明顯增加胰島素抵抗，而單不飽和脂肪酸以及多不飽和脂肪酸對胰島素抵抗的影響較小^[3]。日本的一項研究^[4]則顯示，在對健康人進行以下不同飲食干預3個月后，富含單不飽和脂肪酸的飲食相對于富含飽和脂肪酸的飲食有改善健康人的胰島素敏感性的作用，但當飲食脂肪供能超過總能量37%時，這種有益作用消失。本試驗擬進一步分析飲食脂肪總量以及結構對機體糖代謝的影響。

本試驗采取了插管后1h左右進行取血及靜脈糖耐量試驗是由于根據文獻^[5]，以戊巴比妥麻醉的動物進行手術，其急性應激反應可在約1h左右消散，動物的胰島素敏感性與慢性置管的清醒動物無明顯差異。本方法操作簡單，但試驗條件要求更嚴格。

本研究中低脂飲食及各種脂肪酸構成比的不同高脂飲食對大鼠體重增長的影響不大但各組間日均進食量不同，這一結果與前人的研究相似^[6]。這可能是試驗大鼠受圈養或多食少動的生活模式的影響，即使給予低脂飲食，這種生活模式都可導致大鼠肥胖。

試驗發現高脂飲食明顯升高TG，TC以及LDL-CHO，但對HDL-CHO，VLDL-CHO無顯著影響，高脂飲食組動物的空腹血糖，胰島素敏感性，葡萄糖曲線下面積均較對照組差異有顯著性。高TG血癥與胰島素抵抗綜合征之間存在非常密切的關系。高TG血癥影響胰島素敏感性的可能機制：①TG水平升高導致葡萄糖的氧化及利用發生障礙，導致胰島素抵抗。②干擾胰島素在周圍組織中與受體結合，使胰島素的生物效應降低。③使胰島素受體數目和活性相對下降。此外TG長期持續的升高還導致細胞內TG堆積，這是引起β細胞功能障礙的重要原因^[7]，是“脂毒性”的關鍵所在。細胞內TG堆積的長期作用還可能通過細胞凋亡途徑影響β細胞功能。我們的研究還表明TG濃度與總脂肪攝入量有關，故降低食物中的脂肪含量將對降低血TG水平，改善胰島素抵抗以及β細胞功能功能有重要意義。

各種不同高脂飲食對葡萄糖負荷后胰島素分泌的影響程度不一，這可能與食物中的各種不同類別的脂肪酸對胰島素敏感性有著不同程度的影響，胰島素分泌的變化可能是對胰島素敏感性變化的一種代償。研究發現不同脂肪酸對胰島素敏感性的影響具體機制是不同的。如通過對肌細胞內長鏈酰基CoA濃度的產生不同影響，繼而影響肌細胞胰島素刺激的葡萄糖轉運/磷酸化過程^[8]。此外單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸可阻斷基礎及胰島素刺激的糖原合成，而飽和脂肪酸只對后者起作用^[9]。我們的研究表明在大鼠，不同脂肪酸熱能比例達到40%的高脂食物，均會導致機體胰島素抵抗，其中飽和脂肪酸以及多不飽和脂肪酸較單不飽和脂肪酸可以造成更嚴重的胰島素低抗。

本研究僅觀察了不同脂肪酸對大鼠胰島素敏感性以及血脂代謝的影響，以及之間的聯系。具體脂肪酸對葡萄糖代謝的影響及其機制仍需深入研究。目前各種脂肪酸長期升高影響葡萄代謝的機制目前仍不十分明確。繼續深入探討和理解各種脂肪酸的作用，將會有利于我們合理指導糖尿病患者的飲食治療，有利于預防和控制糖尿病及其并發癥的發生與發展。

參考文獻：

[1] CHARLES M A，ESCHWEGE E，THIBULT N，et al.The role of non-estenified fatty acids in the deterioration of glucose tolerance in Cau-casian subjects： results of the Paris Prospective Study[J].Diabetlol-gia，1997，40(9)：1101~1106.

[2] LICHTENSTEIN A H，SCHWAB U S.Relationship of dietary fat to glucose metabolism[J].Athetosclerosis.2000，150(2)：227~243.

[3] RIVELLESE A A，DE NATALE C，LILLI S.Type of dietary fat and insulin resistance[J].Ann N Y Acad Sci，2002，967：329~335.

[4] VESSBY B，UNSITUPA M，Hermansen K，etal.Substituting dietary saturated for minounsaturated fat impairs insulin sensitivity in healthy men and women：The KANWU Study[J].Diabetologia，2001.44(3)：312~319.

[5] NATALUCCI S，RUGGERI P，COGO C E，etal.Insulin sensitivity and glucose effectiveness estimated by the minimal model techinque in spontaneously hypertensive and normal rats[J].Exp Physiol，2000，85(6)：775~781.

[6] 李連濤，林麗香，陳剛.鏈脲佐菌素和高脂肪飼料誘導的實驗性2型糖尿病大鼠模型[J].福建醫藥，2003，25(2)：115~117.

[7] MAN Z W，HIRASHIMA T，MORI S，etal.Decrease in triglyceride accumulation in tissues by restricted diet and improvement of diabetes in Otsuka Long-Evans Tokushima fatty rats，a non-insulin-dependent diabetes model[J].Metabolism，2000，49(1)：108~114.

[8] THOMPSON AL，LIM-FRASER M Y，KRAEGEN E W，etal.Eects of individual fatty acids on glucose uptake and glycogen synthesis in soleus muscle in vitro[J].Am J Physiol Endocrinol Metab，2000，279(3)：577~584.

[9] SCHMITZ-PEIFFER C，CRAIG D L，BBIDEN T J.Ceramide gener-ation is sufficient to account for the inhibition of the insulin-stimulated PKB pathway in C2C12 skeletal muscle cells pretreated with palmitate [J].J Biol Chem，1999，274(34)：24202~24210.

(責任編輯：姜付平)