α硫辛酸對肥胖大鼠糖脂代謝的影響

閆國超，邵 云，秦小霞

（1.河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院 檢驗科，河北 石家莊 050031；2.河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院 超聲科，河北 石家莊 050031）

隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，尤其是飲食結構和生活方式的改變，越來越多的人正加入肥胖的行列［1］，肥胖已經成為最常見的營養(yǎng)失衡性疾病。肥胖是糖尿病、冠心病、腦血管疾病、高血壓、高脂血癥等多種疾病的危險因子，在上述疾病發(fā)病中起著病因、誘因、加重或兼而有之的作用。本研究擬觀察高脂飲食誘導肥胖大鼠糖脂代謝的變化及強抗氧化劑 α－硫辛酸（alpha－lipoic acid，ALA）對 其影響。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

清潔級8周齡雄性Wistar大鼠50只［購自河北醫(yī)科大學實驗動物中心，合格證號：1108090，許可證號SCXK（冀）2008－1－003］，體重為170～190 g。大鼠同室分籠飼養(yǎng)，每籠5只，自然光照，自由進食和飲水。環(huán)境溫度控制在（23±2）℃，濕度60%。適應性喂養(yǎng)1周后按體重隨機分為正常對照組（NC，n＝10），高脂飲食組（n＝40）。正常對照組給予基礎飼料（購自河北醫(yī)科大學，熱量組成：碳水化合物占65.5%，脂肪占10.3%，蛋白質占24.2%），高脂飲食組喂以純合高脂飼料（購自北京博泰宏達生物技術有限公司，飼料配方主要成分：酪蛋白麥芽糊精（Maltodextrin）、蔗糖（Sucrose）、纖維素（Cellulose BW200）、豆油（Soybean Oil）、豬油（Lard）、礦物質混合物（Mineral Mix）、磷酸氫二鈣（DiCalcium Phosphate）、碳酸鈣（Calcium Carbonate）、檸檬酸鉀（Potassium Citrate，1 H2O）、復合維生素（Vitamin Mix）、酒石酸氫膽堿（Choline Bitartrate），熱量組成及具體配方參見（D12492：60%of kcal as fat；Research Diets，New Brunswick，NJ）。

1.2 實驗組動物處理

高脂喂養(yǎng)大鼠10周后，采用Dobrian的標準，OP大鼠（obesity－prone）定義為大于對照組最重大鼠：以普通飼料喂養(yǎng)的正常對照組中最重的大鼠為判斷標準，高于其體重的高脂飲食組大鼠有32只，將其再隨機分為兩組：HFD組（n＝16）和實驗組（HFD＋ALA組，n＝16）。實驗組大鼠給予ALA（30 mg／kg）腹腔注射2周，硫辛酸注射液購自亞寶藥業(yè)太原制藥有限公司，批號：110702。HFD組、正常對照組給予等量的生理鹽水注射，干預期間繼續(xù)按原方法喂養(yǎng)。（8只肥胖抵抗大鼠亦分組處理，另文分析）。

1.3 檢測指標

1.3.1 實驗期間每周測體重，處死前測定體重和身長。斷頭處死取血后，留取大鼠腦組織、肝臟、腎臟、胰腺、血管及骨骼肌，部分取病理，其余液氮冷凍后備用；內臟脂肪（腎周脂肪＋附睪脂肪）稱重后留取部分組織液氮冷凍保存。

1.3.2 空腹血糖（FBG）、血脂、Hcy和FIns的測定大鼠禁食8～10hr，斷頭取血，靜置血液15 min，離心（4000 r／min，5 min）分離血清，貯存在－40℃冰箱中備用。血糖試劑為美國貝克曼公司生產，甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）高密度脂蛋白膽固醇（HDL－C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL－C）試劑盒購自上海德賽公司；游離脂肪酸（NEFA）購自北京九強公司，儀器為美國貝克曼DXC800全自動生化分析儀。血清胰島素（大鼠胰島素放免試劑盒）購自美國LINCO公司，為RIA法，所用儀器為北京核海高科技有限公司生產的H6003C型放免分析儀。HOMA－IR法計算胰島素抵抗指數（insulin resistance index，IRI），計算公式為：IRI＝胰島素（μU／m L）×葡萄糖（mmol／L）÷22.5。

表1 動物飼料配方

1.4 統(tǒng)計學處理方法

采用SPSS 12.0統(tǒng)計學軟件進行數據處理。組間差異采用t檢驗，P＜0.05為有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠一般情況

見表2。分組喂養(yǎng)后正常對照組、高脂組Wistar大鼠前10w的體重變化見圖1。采用Dobrian的標準，成模大鼠共32只，成模率80%，平均體重為440.2±14.6 g。分組處理后，HFD組體重繼續(xù)緩慢增加，12周后的末期體重為457.6±12.5 g；HFD＋ALA組體重下降，末期體重為426.5±13.7 g，正常對照組末期體重為423.0±12.0 g。HFD組的體重、內臟脂肪、內臟脂肪／體重明顯高于正常對照組 和HFD＋ALA組。

表2 Wistar大鼠的一般情況

2.2 血清學檢測結果

FBG、FIns、血脂結果見表3。從表3可知，3組大鼠FBG結果無明顯差異，HFD組與正常對照組NEFA水平無明顯差異（P＞0.05）。HFD＋ ALA組NEFA水平明顯低于HFD組及正常對照組（P＜0.05）。HFD組與正常對照組相比，FIns、IRI、TC、TG、HDL－C、LDL－C等明顯升高（P＜0.05）。HFD＋ALA 組與 HFD 組 比較，FIns、IRI、TC、TG、HDL－C、LDL－C明顯下降。

表3 3組大鼠血清檢測項目的結果（±s）Control HFD HFD＋ALA Glu（mmol／L）4.86±0.62 4.84±0.72 4.91±0.60 FIns（mIU／L） 22.87±2.61 46.01±4.85 25.23±4.03 HOMA－IRI 4.94±0.5 9.90±1.2a 5.50±1.3b TG（mmol／L） 1.06±0.16 1.37±0.19a 0.98±0.14b CHOL（mmol／L） 1.64±0.13 2.22±0.15a 1.78±0.14a HDL（mmol／L） 1.20±0.07 1.76±0.09a 1.44±0.13a LDL（mmol／L） 0.24±0.04 0.33±0.03a 0.25±0.02b NEFA（mmol／L） 0.93±0.04 0.99±0.11 0.72±0.06ab a：與對照組相比有明顯差異（P＜0.05）；b：與高脂組相比有明顯差異（P＜0.05）。

圖1 高脂飼料（實驗組）和普通飼料（正常對照組）喂養(yǎng)對大鼠體重的影響

3 討論

氧化應激是過度飲食導致肥胖，進而發(fā)生胰島素抵抗的代謝基礎［2］。體內氧化／抗氧化系統(tǒng)的不平衡可使生物大分子氧化損傷增加，即氧化應激；其影響胰島素的信號傳導，導致胰島素抵抗發(fā)生［3］。最近的研究數據支持：哺乳類骨骼肌直接暴露于氧化應激后，激活了絲氨酸激酶p38 MAPK信號傳導通路，減弱了胰島素對胰島素依賴的信號單元刺激和葡萄糖轉運［4］。氧化應激與糖尿病、肥胖、腫瘤、衰老、神經變性性疾病、高血壓、凋亡、心血管疾病、心衰的發(fā)病機制有關，被認為是上述疾病的“最后共同通路”［5］。富含水果、蔬菜的飲食、補充抗氧化劑對氧化應激和胰島素抵抗的改善有利。α－硫辛酸是丙酮酸脫氫酶復合體、酮戊二酸脫氫酶的必需輔基，均參與能量代謝。ALA和其還原形式DHLA均為強抗氧化劑，通過三方面起作用：自由基清除活力；再生其它抗氧化劑：如VitC、Vit E、谷胱甘肽；金屬螯合作用。硫辛酸通過抗氧化應激、抗炎作用改善脂代謝異常，并具有胰島素增敏作用。

本研究用高脂純化飼料喂養(yǎng)沒有遺傳背景的Wistar大鼠，成功誘導了肥胖大鼠模型，表現為體重增加（肥胖）、內臟脂肪顯著升高、存在胰島素抵抗和血脂異常，是與人類肥胖最為接近的食物性肥胖模型，并更具可比性和良好的重復性，可很好的模擬人類不健康的生活方式［6，7］。本研究發(fā)現腹腔注射ALA（30mg／kg）后，Wistar大鼠的進食量明顯減少，體重緩慢下降，而腹腔注射生理鹽水的正常對照組及HFD組大鼠體重繼續(xù)增加。Kim的研究認為ALA顯著降低嚙齒類動物體重的原因主要是由于減少了動物的進食，其機制是ALA下調了下丘腦內AMP－激活的蛋白激酶（AMPK）的活力［8］。

從本研究結果還可以看出：與HFD組相比，HFD＋ALA組血脂各項指標均有下降。值得關注的是，HFD＋ALA組的游離脂肪酸水平較正常對照組及HFD組均低，這可能與ALA增強脂肪酸的氧化供能有關。與HFD組相比，HFD＋ALA組FBG無顯著性差異，但HFD組胰島素水平明顯升高，兩組HOMA–IR也有明顯差異，表明高脂飲食組大鼠存在胰島素抵抗，而ALA明顯改善了大鼠機體的胰島素抵抗狀態(tài)。

實驗證實抗氧化劑補充治療可明顯改善氧化應激、促進糖脂代謝、阻止或延緩組織損傷；但臨床研究仍存在很多爭議。最新研究表明抗氧化治療單獨或與其它藥物聯(lián)用，可為患者帶來益處。Zhang等研究了22名肥胖伴葡萄糖耐量受損（IGT）患者，其中13名患者接受了2周的 ALA（600 mg.iv.d－1）治療；結果治療前后胰島素敏感性明顯提高41%，血脂（FFAs、TG、TC、LDL、sd－LDL、ox－LDL、VLDL）均顯著下降；氧化應激產物（MDA、8－iso－prostaglandin）、慢性炎癥因子腫瘤壞死因子α、IL－6顯著下降，脂聯(lián)素上升［9］。臨床研究（QUALITY）［10］表明奎那普利可改善糖尿病伴一期高血壓患者的內皮功能，并對肥胖因子好轉有益；硫辛酸能顯著增強奎那普利的以上作用，延緩代謝綜合征各種病理生理學改變的發(fā)生。奎那普利40 mg／d，8周后24小時尿微量白蛋白下降27%，奎那普利＋硫辛酸組（600 mg／d）使尿微量白蛋白下降48%。奎那普利組患者脂聯(lián)素增加17%，瘦素下降19%，而奎那普利＋硫辛酸組患者脂聯(lián)素增加33%，瘦素減少40%。奎那普利組FMD結果增加22%，奎那普利＋硫辛酸組增加40%。另一臨床研究（ISLAND）結果表明：依貝沙坦（血管緊張素受體阻滯劑）和ALA可改善內皮功能、降低代謝綜合征的炎性標志物IL－6、纖溶酶原激活物－1［11］。實驗研究證實口服硫辛酸可抑制APOE缺陷、APOE／低密度脂蛋白受體缺陷小鼠動脈粥樣硬化損害發(fā)展，其機制可能是由于抗肥胖、抗高甘油三酯血癥和抗炎作用［12］。

總之，本研究通過動物實驗研究發(fā)現腹腔注射ALA后大鼠食欲降低，體重、內臟脂肪減少；ALA以其獨特的抗氧化應激、降血脂、明顯改善胰島素抵抗等多個層面影響實驗動物的基礎代謝，其詳細機制尚待進一步探討。

作者簡簡：閆國超，40歲，男，碩士，副主任技師，主要從事臨床生物化學檢驗研究。

［1］Kastorini CM，Milionis HJ，Ioannidi A，et al.Adherence to the Mediterranean diet in relation to acute coronary syndrome or stroke nonfatal events：a comparative analysis of a case／case－control study［J］.Am Heart J，2011，162（4）：717.

［2］Dobrian AD，Davies MJ，Prewitt RL，et al.Development of hypertension in rat model of diet－induced obesity［J］.Hypertension，2000，35（4）：1009.

［3］Bisbal C，Lambert K，Avignon A.Antioxidants and glucose metabolism disorders［J］.Curr Opin Clin Nutr Metab Care，2010，13（4）：439.

［4］Henriksen EJ，Diamond－Stanic MK，Marchionne EM.Oxidative stress and the etiology of insulin resistance and type2 diabets［J］.Hypertension，2000，35（4）：1009.

［5］Dario P，Francesco Z，Enrico D S，et al.Oxidative Stress，Nitric Oxide，and Diabetes［J］.Rev Diabet Stud，2010，7（1）：15.

［6］楊麗霞，黃宗濤，劉銅華.代謝性疾病實驗動物模型的建立與評價［J］.中國實驗動物學報，2009，17（4）：318.

［7］龍惠東，林云恩，曾昭華.一種新的代謝綜合征大鼠模型的建立［J］.中國臨床藥理學與治療學，2010，15（12）：1326.

［8］Kim MS，Park JY，Namkoong C，et al.Anti－obesity effects of alpha－lipoic acid mediated by suppression of hypothalamic AMP－activated protein kinase［J］.Nat Med，2004，10：727.

［9］Zhang Y，Han P，Wu N，et al.Amelioration of lipid abnormalities by α－lipoic acid through antioxidative and anti－inflammatory effects［J］.Obesity（Silver Spring），2011，19（8）：1647.

［10］Bobby V Khan，Syed T Rahman，Tahir Haque，et al.Quinapril and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation：results of quinapril and lipoic acid in the metabolic acid in the metabolic syndrome（quality）study［J］.J Am Coll Cardiol，2010，55：A54.E510.

［11］Sola S，Mir MQ，Cheema FA，et al.Irbesartan and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation in the metabolic syndrome：results of the Irbesartan and Lipoic Acid in Endothelial Dysfunction （ISLAND）study［J］.Circulation，2005，111（3）：343.

［12］Zhang WJ，Bird KE，Mc Millen TS，et al.Dietary alpha－lipoic acid supplementation inhibits atherosclerotic lesion development in apolipoprotein E－deficient and apolipoprotein E／low－density lipoprotein receptor－deficient mice［J］.Circulation，2008，117（3）：421.