不同因素致亞健康大鼠血液生化、血氣電解質(zhì)指標(biāo)的影響

王德軍，陶 濤，朱科燕，屠 玨，潘穎穎，艾秀峰，肖 慧，潘永明，陳民利

(浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗研究中心/比較醫(yī)學(xué)研究中心，杭州 310053)

亞健康是處于健康與疾病之間可相互轉(zhuǎn)化的中間狀態(tài)，一般存在一些輕微的早期生化改變，并無器質(zhì)性損害，臨床上通常會表現(xiàn)出不適、活力降低等生理狀態(tài)［1］。據(jù)統(tǒng)計，我國已有超過7億的人群處于亞健康狀態(tài)，占全國總?cè)藬?shù)的60% ～70%，且該比例有繼續(xù)上升的趨勢［2］。目前臨床上用于亞健康狀態(tài)的診斷和評估方法有許多種，但主要分為以下三類:癥狀標(biāo)準(zhǔn)診斷法、量化診斷法、MDI健康評估法［3］。而量化診斷法中的一種常規(guī)的檢查方式，即體液微觀篩查技術(shù)，就是對血液代謝性指標(biāo)，心肌酶譜等生化指標(biāo)進(jìn)行檢測。由于亞健康狀態(tài)的誘因有眾多，如疲勞、不良生活方式、工作壓力等，不同因素誘導(dǎo)產(chǎn)生的亞健康狀態(tài)的臨床癥狀與實驗室檢測指標(biāo)均有所不同［4］。因此，本文采用熱水游泳、睡眠剝奪和束縛等單因素或多因素方式建立亞健康狀態(tài)大鼠，觀察亞健康狀態(tài)大鼠的血液生化、血氣電解質(zhì)指標(biāo)的變化，為進(jìn)一步了解不同成因?qū)εR床亞健康狀態(tài)形成的影響機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

雄性SPF級Wistar大鼠，體重為(150～170)g，60只，購自上海斯萊克實驗動物有限公司［SCXK(滬)2007-0005］，飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗研究中心屏障系統(tǒng)內(nèi)［SYXK(浙)2008-0115］，環(huán)境溫度為(23±1)℃，相對濕度為50% ～65%，飼喂全價營養(yǎng)顆粒飼料，自由飲水。

1.2 主要儀器與試劑

7020日立全自動生化分析儀，日本日立株式會社;NOVA血氣電解質(zhì)分析儀，美國 NOVA公司;丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、總蛋白(TP)、白 蛋 白 (ALB)、尿 素 氮 (BUN)、肌 酐(CREA)、血糖(GLU)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、肌酸磷酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)等試劑盒由上海申能德賽技術(shù)診斷有限公司生產(chǎn)，血氣試劑包由美國NOVA公司生產(chǎn)。

1.3 分組及造模處理方法

大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，按體重隨機(jī)分成5組，即多因素組(multifactor group，MF)、熱水游泳組(warm swimming group，WS)、睡眠不足組(sleep deficiency group，SD)、單純束縛組(purely constraint group，PC)和正常對照組(control group，C)，每組12只。各組處理方法如下:MF組大鼠每天在水溫(43±0.5)℃的水槽中游泳3 min，之后擦干被毛，將大鼠放置睡眠剝奪裝置中剝奪睡眠10 h，隨后放回飼養(yǎng)籠中，并在晚上19∶00加入足量的普通飼料，暴食1 h后取出剩余飼料;SW組大鼠每天在水溫(43±0.5)℃的水槽中游泳3 min，之后擦干被毛放回飼養(yǎng)籠中，正常飼養(yǎng);SD組大鼠每天上午開始睡眠剝奪10 h，之后放回飼養(yǎng)籠中正常飼養(yǎng);PC組大鼠每天下午放入束縛桶內(nèi)限制活動3 h;C組大鼠不做任何處理，正常飼養(yǎng);造模5 d后，各組處死6只，剩余動物進(jìn)行恢復(fù)飼養(yǎng)3 d后處死。

1.4 指標(biāo)觀察

分別在造模結(jié)束后和恢復(fù)3 d時，將大鼠用3%的戊巴比妥鈉溶液0.1 mL/100 g腹腔注射麻醉，麻醉后打開腹腔，取腹主動脈肝素抗凝血0.5 mL測定大鼠動脈血氣電解質(zhì)指標(biāo);取腹主靜脈血離心血清，測定血清中 ALT、AST、TP、ALB、BUN、CREA、GLU、TC、TG、CK和 LDH等指標(biāo)，所有操作均按試劑盒說明書進(jìn)行。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 不同因素致亞健康模型大鼠肝腎功能的影響

與正常對照(C)組比，造模5 d后多因素(MF)組的大鼠 BUN水平顯著降低(P＜0.05)，同時CREA水平顯著升高(P＜0.01)，恢復(fù)3 d后，MF組的大鼠ALT、ALB和BUN水平均明顯高于C組(P＜0.05);而其它各模型大鼠的肝腎功能均未見明顯變化(P＞0.05)，見表1。

2.2 不同因素致亞健康模型大鼠糖脂代謝和心肌酶的影響

與正常對照(C)組比，造模5 d后各模型組的大鼠GLU濃度均顯著升高(P＜0.01);多因素(MF)組的大鼠血清中 AST、CK、CK/AST比值和LDH水平均顯著升高，并且TG水平顯著降低(P＜0.01);熱水游泳(WS)組的大鼠血清中 TC、CK、CK/AST比值和LDH水平亦升高顯著(P＜0.01);恢復(fù)3 d后，MF組TC含量明顯升高(P＜0.01)，且MF組和WS組的大鼠血清 AST、CK、CK/AST比值和LDH水平仍顯著高于C組(P＜0.01)，睡眠不足(SD)組的大鼠CK亦顯著高于 C組(P＜0.05)，其余各模型大鼠 AST、CK、CK/AST和 LDH均略高于C組，但差異不顯著(P＞0.05);見表2。

2.3 不同因素致亞健康模型大鼠血氣指標(biāo)的影響

與正常對照(C)組比，造模5 d后多因素(MF)組、睡眠不足(SD)組和單純束縛(PC)組的大鼠PCO2、Hct和 Hb明顯升高(P ＜0.05，P ＜0.01)，同時，熱水游泳(WS)組 Hct和 Hb亦升高顯著(P＜0.01)，但MF組的大鼠PO2和SO2%均顯著降低(P＜0.05);恢復(fù)3 d后，除各造模大鼠的血液pH值和PO2均明顯下降(P＜0.05，P＜0.01)外，MF組、SD組和PC組的大鼠PCO2升高并伴有SO2%的降低(P＜0.05，P＜0.01)，見表 3。

表1不同因素致亞健康模型大鼠肝腎功能的影響ˉ±s，n=6)Tab．1 Effects of different factors on liver and kidney function in the sub-health model rats

表1不同因素致亞健康模型大鼠肝腎功能的影響ˉ±s，n=6)Tab．1 Effects of different factors on liver and kidney function in the sub-health model rats

注:與正常對照(C)組比，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．Note:Compared with the control group，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．

時期Period組別Groups丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶ALT(IU/L)總蛋白TP(g/L)白蛋白ALB(g/L)尿素氮BUN(mmol/L)肌酐CREA(μmol/L)造模5 d Modeling for 5 days多因素組(MF) 40.60±1.82 49.80±1.30 29.40±1.14 4.86±0.69* 49.40±0.89＊＊熱水游泳組(WS) 42.17±5.27 48.67±1.03 27.50±0.55 5.43±0.46 41.67±2.34睡眠不足組(SD) 39.67±3.50 47.67±1.21 27.17±0.98 5.28±0.50 39.17±1.72單純束縛組(PC) 40.50±3.78 49.33±1.97 27.83±1.17 5.38±0.54 40.17±1.83正常對照組(C) 42.67±2.42 51.83±1.72 28.50±0.84 5.98±0.6737.83±1.33恢復(fù)3 d Recovery for 3 days 42.33±3.27多因素組(MF) 60.67±16.06* 51.67±4.32 28.50±2.81* 5.70±0.70* 46.17±10.28熱水游泳組(WS) 49.33±10.84 48.17±1.60 26.33±1.03 4.92±0.24 42.50±3.02睡眠不足組(SD) 48.17±9.33 47.67±1.37 26.00±0.63 4.92±0.56 41.67±5.05單純束縛組(PC) 53.67±10.89 49.00±1.41 26.33±0.52 4.48±0.45 41.67±1.63正常對照組(C) 42.33±3.88 49.00±1.26 26.00±0.63 4.65±0.59

表2不同因素致亞健康模型大鼠糖脂代謝和心肌酶的影響(ˉ±s，n=6)Tab．2 Effects of different factors on blood sugar and lipid metabolism and myocardial enzymes in the sub-health model rats

表2不同因素致亞健康模型大鼠糖脂代謝和心肌酶的影響(ˉ±s，n=6)Tab．2 Effects of different factors on blood sugar and lipid metabolism and myocardial enzymes in the sub-health model rats

注:與正常對照(C)組比，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．Note:Compared with the control group，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．

時期Period組別Groups血糖GLU(mmol/L)總膽固醇TC(mmol/L)甘油三酯TG(mmol/L)天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶AST(IU/L)肌酸磷酸激酶CK(U/L)肌酸磷酸激酶/谷草轉(zhuǎn)氨酶CK/AST乳酸脫氫酶LDH(IU/L)多因素組(MF) 9.12 ±1.12＊＊ 1.26 ±0.15 0.38 ±0.10＊＊ 146.8 ±7．2* 934.8 ±73．1＊＊ 6.37 ±0.38＊＊ 2 314.8 ±160.8＊＊4.2±121．8 5.09±0.57 962.2±235.9造模 熱水游泳組(WS) 9.40±0.55＊＊ 1.62±0.06* 0.82±0.15 121.7±16．2 633.3±125．0＊＊ 5.18±0.39＊＊ 1 382.3±347.3＊＊Modeling for 睡眠不足組(SD) 9.93±1.31＊＊ 1.42±0.09 0.90±0.19 104.2±7．4 408.0±58．4 3.92±0.52 855.2±111.4 5 days 單純束縛組(PC)11.58±2.49＊＊ 1.34±0.09 0.56±0.19 95.8±15．42 336.5±97．3 3.47±0.54 642.2±225.1正常對照組(C) 6.18±0.48 1.40±0.23 0.80±0.09 121.3±17．0 362.8±128．2 2.93±0.71 833.8±300.7多因素組(MF) 8.89±0.37 1.76±0.21＊＊ 0.64±0.23 155.3 ±20．0＊＊ 886.8 ±131．4＊＊ 5.92±0.37* 1801.8±410.0＊＊恢復(fù) 熱水游泳組(WS) 9.20±0.85 1.34±0.08 0.77±0.11 152.8 ±27．9＊＊ 931.2 ±170．7＊＊ 6.10±0.39* 1861.5±499.6＊＊Recovery for 睡眠不足組(SD) 9.76±0.69 1.29±0.04 0.65±0.26 139.0±27．6 794.3±139．4* 5.75±0.57 1418.8±210.0 3 days 單純束縛組(PC) 9.15±0.84 1.33±0.06 0.77±0.25 141.3±16．3 752.5±94．3 5.34±0.51 1329.2±251.8正常對照組(C) 9.37±0.61 1.37±0.09 0.78±0.38 111.3±11．6 56

表3不同因素致亞健康模型大鼠血氣指標(biāo)的影響(ˉ±s，n=6)Tab．3 Effects of different factors on blood gas parameters in the sub-health model rats

表3不同因素致亞健康模型大鼠血氣指標(biāo)的影響(ˉ±s，n=6)Tab．3 Effects of different factors on blood gas parameters in the sub-health model rats

注:與正常對照(C)組比，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．Note:Compared with the control group，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．

時期Period組別Groups氫離子濃度指數(shù)pH二氧化碳分壓PCO2(mmHg)氧分壓PO2(mmHg)二氧化硫SO2(%)紅細(xì)胞比容Hct(%)血紅蛋白Hb(mg/mL)多因素組(MF) 7.43 ±0．03 40.90±4．59* 73.42 ±10．72* 94.02±2．48* 42.83±2．64＊＊ 14.25±0．93＊＊38.50 ±2．59 12.60 ±0．66造模 5 d 熱水游泳組(WS) 7.47 ±0．01 37.02 ±2．32 76.45 ±5．39 95.63 ±1．20 40.83 ±0．75＊＊ 13.60 ±0．25＊＊Modelimg for 睡眠不足組(SD) 7.44 ±0．02 41.35 ±7．04* 77.27 ±9．64 94.85 ±2．62 41.17 ±2．14＊＊ 13.78 ±0．73＊＊5 days 單純束縛組(PC) 7.45 ±0．03 44.00 ±4．20＊＊ 76.68 ±1．14 95.36 ±0．30 41.83 ±1．72＊＊ 13.88 ±0．57＊＊正常對照組(C) 7.45 ±0．04 33.22±5．36 85.85 ±8．03 96.58±0．95 36.83±1．72 12.20±0．58多因素組(MF) 7.39 ±0．01＊＊ 44.00 ±3．30* 61.55 ±8．35＊＊ 86.35 ±5．54＊＊ 33.00 ±2．97* 11.02 ±0．97恢復(fù) 3 d 熱水游泳組(WS) 7.40 ±0．01＊＊ 40.60±3．53 69.38 ±2．30* 91.73±0．86 35.67±2．25 11.92±0．71 Recovery for 睡眠不足組(SD) 7.37 ±0．03＊＊ 47.88 ±4．55＊＊ 63.73 ±4．37＊＊ 87.00 ±3．25＊＊ 34.00 ±3．16 11.40 ±1．05 3 days 單純束縛組(PC) 7.38 ±0．01＊＊ 43.44 ±3．18* 68.24 ±6．55＊＊ 89.82 ±2．38* 35.17 ±4．17 11.78 ±1．40正常對照組(C) 7.47 ±0．02 35.73±7．30 79.83 ±5．42 96.10±1．06

表4不同因素致亞健康模型大鼠電解質(zhì)指標(biāo)的影響(ˉ±s，n=6)Tab．4 Effects of different factors on electrolytes parameters in the sub-health model rats

表4不同因素致亞健康模型大鼠電解質(zhì)指標(biāo)的影響(ˉ±s，n=6)Tab．4 Effects of different factors on electrolytes parameters in the sub-health model rats

注:與正常對照(C)組比，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．Note:Compared with the control group，*P ＜0.05，＊＊P ＜0.01．

時期Period組別Groups鈉離子Na+(mmmol/L)鉀離子K+(mmmol/L)鈣離子Ca2+(mmmol/L)鎂離子Mg2+(mmmol/L)碳酸氫根離子HCO－3(mmmol/L)多因素組(MF) 133.57±1．47 3.23±0．51* 0.22±0．02 0.09 ±0．02 27.40±2．19*6.27 ±4．84造模 5 d 熱水游泳組(WS) 130.03±2．37＊＊ 2.54±0．21 0.20±0．04 0.09 ±0．02 27.07±1．28*Modeling for 睡眠不足組(SD) 132.32 ±1．71 2.95 ±0．28 0.24 ±0．04 0.11 ±0．02 27.92 ±4．17＊＊5 days 單純束縛組(PC) 132.75 ±2．14 2.88 ±0．19 0.26 ±0．08 0.12 ±0．03 29.97 ±2．23＊＊正常對照組(C) 135.57±0．76 2.72±0．19 0.23±0．06 0.12 ±0．03 23.03±2．12多因素組(MF) 133.13±1．57* 3.12±0．19 0.23±0．04 0.10 ±0．01 26.60±1．68恢復(fù) 3 d 熱水游泳組(WS) 131.23±2．23＊＊ 3.09±0．20 0.18±0．04 0.09 ±0．02 25.17±2．05 Recovery for 睡眠不足組(SD) 134.68±2．83 3.35±0．22* 0.28±0．07 0.19±0．04＊＊ 27.80±2．43 3 days 單純束縛組(PC) 133.55±1．26 3.15±0．24 0.23±0．02 / 25.88±1．18正常對照組(C) 136.67±3．07 3.27±0．29 0.24±0．05 0.13 ±0．03 2

2.4 不同因素致亞健康模型大鼠電解質(zhì)指標(biāo)的影響

3 討論

隨著人類社會的高速發(fā)展和生活方式的改變，亞健康將是危險人類健康的最大敵人之一［5］，由于其隱匿性和潛伏期長的特點，容易忽視其危害性。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變和健康觀念的更新，亞健康問題逐漸成為醫(yī)學(xué)研究的熱點。當(dāng)前對亞健康狀態(tài)的形成原因還不明確，可能會由多種因素引起，而引起的主要癥狀往往有多個，臨床表現(xiàn)多樣復(fù)雜且不固定，因此，如何切實有效、準(zhǔn)確客觀評價和診斷亞健康狀態(tài)一直是該研究領(lǐng)域的難點。本文前期采用熱水游泳、睡眠不足和束縛等方法進(jìn)行建模，能夠很好的模擬人類臨床上軀體疲勞、生活方式不良、心理應(yīng)激、社會壓力大等亞健康的形成原因，而中醫(yī)理論認(rèn)為亞健康形成以氣虛、氣郁及濕證為主，情志失調(diào)是亞健康發(fā)生的重要因素［6］，故我們認(rèn)為通過血液微環(huán)境的改變很有可能是了解機(jī)體亞健康狀態(tài)的重要的定量指標(biāo)，并能有效評估亞健康狀態(tài)的氣血狀態(tài)。

本研究結(jié)果顯示，多因素大鼠的肌酐濃度有顯著增高，這可能與腎臟的排泄功能降低有關(guān)。有報道顯示，腎小球濾過率的降低，腎小管重吸收作用的選擇性降低可能會導(dǎo)致臨床上CREA濃度的升高［7］。因此，相對于單因素誘導(dǎo)亞健康模型大鼠，多因素誘導(dǎo)的亞健康狀態(tài)更易使機(jī)體代謝負(fù)荷增加或加重。另外，研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動負(fù)荷的大小、肌肉酸痛與血清中 CK水平高度相關(guān)［8］。正常情況下，肌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整，功能正常，使CK極少滲出細(xì)胞膜而進(jìn)入血液，但在劇烈運(yùn)動時，無論是大強(qiáng)度還是低強(qiáng)度的訓(xùn)練都會促使細(xì)胞內(nèi)CK釋放，進(jìn)入血液使血清中CK濃度升高。本實驗中熱水游泳和多因素復(fù)合誘導(dǎo)的亞健康狀態(tài)大鼠的血液CK濃度升高的機(jī)制可能與此相關(guān)。此外，在測量代謝水平時，還發(fā)現(xiàn)各亞健康狀態(tài)大鼠的血糖濃度和 CK/AST的比值明顯升高，提示亞健康狀態(tài)使易導(dǎo)致機(jī)體處于明顯的應(yīng)激狀態(tài)。有研究顯示，當(dāng)機(jī)體處于應(yīng)激時，胰高血糖素、生長激素、腎上腺糖皮質(zhì)激素促進(jìn)糖原分解和糖異生過程，從而導(dǎo)致血糖濃度升高［9］。但在實際的生活中，亞健康狀態(tài)的形成往往可能是由多種因素和多種環(huán)節(jié)共同誘導(dǎo)作用的結(jié)果，本研究也發(fā)現(xiàn)多因素誘導(dǎo)的亞健康狀態(tài)除上述指標(biāo)明顯的變化外，血液生化指標(biāo)也伴有諸如TG、AST、LDH等水平的改變，這與臨床上亞健康狀態(tài)人群常伴有輕度或臨界的代謝異常［10］較為符合，也表明亞健康狀態(tài)出現(xiàn)的糖、脂代謝紊亂是氣虛血瘀證候的重要生物學(xué)基礎(chǔ)［11］。

血氣分析顯示，不同因素致亞健康狀態(tài)大鼠的Hct和Hb均有顯著的升高，提示大鼠出現(xiàn)較明顯的應(yīng)激變化。據(jù)資料顯示［12］，應(yīng)激引起 Hct升高的原因可能是動物由于受到不同因素的刺激，脾臟內(nèi)受體激動，促使高濃縮血液排出，從而使血液濃縮。另外，可能由于長時間大強(qiáng)度持續(xù)反復(fù)的應(yīng)激反應(yīng)，引起模型動物的大量出汗，水分丟失，從而造成血漿容量及血容量減少血液濃縮HCT升高。Hb的升高伴隨著Hct的升高，從而提高血液攜氧量，適應(yīng)應(yīng)激后的代謝需要，具有重要的生理意義。臨床研究顯示，亞健康狀態(tài)臨床上常見的證候為脾氣虛弱等，且脾虛患者的紅細(xì)胞膜上CoA受體有異常變構(gòu)，從而引起紅細(xì)胞膜帶Ⅲ蛋白發(fā)生變構(gòu)，不能正常進(jìn)行陰離子交換而缺氧。本研究結(jié)果顯示，各亞健康狀態(tài)大鼠的濃度升高可能與此有關(guān)［13］。且熱水游泳、睡眠不足、以及多因素組大鼠伴有Na+、K+、Mg2+等離子的改變，這可能應(yīng)激引起的鈉鉀泵工作異常有關(guān)。

此外，我們也發(fā)現(xiàn)處于恢復(fù)期的亞健康大鼠的pH、PO2、SO2等出現(xiàn)持續(xù)的降低，并伴有 PCO2和LDH的升高，說明亞健康狀態(tài)體液酸堿平衡出現(xiàn)紊亂和氣虛證候，且即使采取有效的適應(yīng)性休息亦不能有效緩解亞健康狀態(tài)的疲勞和乳酸積聚等各種癥狀和指標(biāo)的迅速恢復(fù)。因此，采取有效的中藥干預(yù)可能有效緩解這些癥狀的發(fā)生［14］。

綜上所述，采用不同因素誘導(dǎo)的亞健康狀態(tài)大鼠的血液生化、血氣電解質(zhì)指標(biāo)均出現(xiàn)了不同程度上的改變，并與臨床上亞健康狀態(tài)出現(xiàn)的癥狀較為一致;并在這些誘導(dǎo)因素中以睡眠不足相關(guān)的引起亞健康狀態(tài)相對較為嚴(yán)重，故通過血液生化和血氣電解質(zhì)指標(biāo)可有效評估亞健康狀態(tài)機(jī)體血液微環(huán)境的改變，為亞健康狀態(tài)的有效干預(yù)提供可靠地診斷技術(shù)和方法。

亞健康狀態(tài)是人的身心情感處于疾病與健康之間的一種健康低質(zhì)狀態(tài)，這種狀態(tài)不是界于健康與疾病之間的一個“邊緣”，而是一個很寬的“過渡帶”。本文用熱水游泳、睡眠不足和束縛等模擬人類臨床上軀體疲勞、生活方式不良、心理和社會壓力加重造成的腦力和體力的透支而導(dǎo)致亞健康狀態(tài)，但僅進(jìn)行了造模5 d和停止造模后恢復(fù)3 d的檢測，而未進(jìn)行造模過程的動態(tài)檢測和延長恢復(fù)時間后的檢測，對亞健康狀態(tài)形成過程和發(fā)展過程的動態(tài)變化仍未能了解，有待進(jìn)一步探討。

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［2］ 夏忠誠，李敬會，趙霞．中醫(yī)藥防治亞健康狀態(tài)芻議［J］．遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2011，13(1):93－95．

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