果葡糖漿誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性代謝綜合征大鼠模型

張澤生，張楠，馮帆，胡芳，李靜云

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

果葡糖漿誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性代謝綜合征大鼠模型

張澤生，張楠，馮帆，胡芳，李靜云

（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

研究過(guò)量飲用果葡糖漿導(dǎo)致的代謝綜合征。使用不同濃度的果葡糖漿水飼養(yǎng)雄性SD大鼠16周，通過(guò)體重、血壓、血糖和血脂等指標(biāo)的測(cè)定考察其對(duì)代謝綜合征的影響。各模型組，尤其是模型2組和模型3組大鼠較正常組出現(xiàn)了體重、血壓、血脂、空腹血糖、胰島素水平增高，胰島素敏感下降的現(xiàn)象。15%和20%的果葡糖漿水（可溶固形物含量分別為7.2%和14.8%）造成的代謝綜合征效果更明顯。長(zhǎng)時(shí)間大量飲用果葡糖漿會(huì)導(dǎo)致代謝綜合征的產(chǎn)生。

果葡糖漿；代謝綜合征；胰島素抵抗

果葡糖漿作為一種食品添加劑，目前被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)在于其含有40%~90%的果糖，因而與其他甜味劑一同使用時(shí)，具有優(yōu)良的增效協(xié)同作用，能夠明顯的改善食品的口感。且有著相對(duì)蔗糖更加低廉的價(jià)格，又具有冷甜，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗結(jié)晶性好，保濕性好等特性，目前主要應(yīng)用于飲料、冰淇淋等產(chǎn)品中，如在果汁類飲料中，F(xiàn)71型果葡糖漿的添加量約為6%~12%。由于果糖在代謝過(guò)程中沒有限速酶[1]，能很快轉(zhuǎn)化為TG等代謝中間產(chǎn)物，因而有研究認(rèn)為過(guò)量果糖的攝入可能導(dǎo)致肥胖、Ⅱ型糖尿病和血脂異常[2-3]。代謝綜合征（Metabolic Syndrome，MS）就是以中心性肥胖、糖尿病或糖調(diào)節(jié)受損、高血壓、血脂異常以及胰島素抵抗（Insulin resistance，IR）為共同病理生理基礎(chǔ)的一組臨床癥候群[4-5]。當(dāng)前，部分青少年以飲料代替飲水，含有較多果糖的軟飲料消耗逐年穩(wěn)步增加。隨著果葡糖漿在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其帶來(lái)的健康問(wèn)題也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)以雄性SD大鼠為受試對(duì)象誘導(dǎo)代謝綜合征模型[6]，研究長(zhǎng)期攝入不同濃度的果葡糖漿水是否會(huì)導(dǎo)致大鼠患代謝綜合征，通過(guò)其對(duì)大鼠造成的影響來(lái)指示它可能對(duì)生物體產(chǎn)生的效果，從而引起人們對(duì)其潛在威脅的重視。

1 材料

1.1 藥品與試劑

F55型果葡糖漿（可溶固形物含量，江蘇美林農(nóng)林水產(chǎn)有限公司，20120623），血糖試紙（美國(guó)強(qiáng)生，批號(hào)3344919），血脂（TC、TG、HDLC）試劑盒（中生北控生物工程研究所，批號(hào)20120910），大鼠酶聯(lián)免疫分析試劑盒，（R&D，批號(hào)20121109），大小鼠維持飼料（北京華阜康生物科技有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

清潔級(jí)SD雄性大鼠48只，（150±10）g，購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司，動(dòng)物合格證編號(hào)：SCXK（京）2009-0013。

1.3 儀器

XS205萬(wàn)分之一電子天平：METTLER TOLED公司；TDL-5-A離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；TGL-16M高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)：湘儀離心機(jī)廠；BP-2010AUL大鼠血壓儀：softron；3344919血糖儀：美國(guó)強(qiáng)生公司；MultiskanMK3全波長(zhǎng)多功能酶標(biāo)儀：美國(guó)Thermo公司；UV-1800可見-紫外分光光度計(jì)：日本島津儀器公司。

2 方法

2.1 模型的分組及MS模型的建立

適應(yīng)飼養(yǎng)一周后，將48只雄性SD大鼠隨機(jī)分為4組，每組12只，每籠6只，飼養(yǎng)于屏障系統(tǒng)動(dòng)物房，溫度為（22±2）℃，相對(duì)濕度為40%～60%，明暗周期12 h。正常組、模型組均喂食正常飼料，正常組飲用自來(lái)水，模型組分為模型1組、模型2組與模型3組，分別飲用濃度為10%，15%，20%的果葡糖漿水，飼養(yǎng)16周。

2.2 指標(biāo)測(cè)定

一般指標(biāo)的測(cè)定：觀察各組動(dòng)物毛色、精神等，每天記錄進(jìn)食量、飲水量。

體重的測(cè)定：每周測(cè)定各組大鼠的體重。

脂肪系數(shù)：第16周末股動(dòng)脈取血處死大鼠，取腸系膜脂肪、腎周脂肪、附睪脂肪為內(nèi)臟脂肪[7]。

血壓測(cè)定：在安靜的環(huán)境下，血壓儀預(yù)熱后，大鼠在清醒狀態(tài)下，待其穩(wěn)定后，測(cè)定其尾動(dòng)脈的收縮壓（IBP），連續(xù)記錄5個(gè)讀數(shù)，去掉最高和最低值，取其他三個(gè)值的平均值為大鼠血壓，每?jī)芍軠y(cè)定一次[8]。

空腹血糖的測(cè)定：大鼠禁食12 h，剪尾取血測(cè)定其空腹血糖（FBG），每?jī)芍軠y(cè)定一次，在16周末，測(cè)定空腹血糖后，以20%的葡萄糖液灌胃（葡萄糖2 g/kg體重），2小時(shí)后再次剪尾取血，用血糖儀測(cè)定餐后血糖（2 hPG）[9]。

空腹胰島素水平：采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定大鼠血清胰島素水平，胰島素敏感性指數(shù)計(jì)算公式[10]：

血脂的測(cè)定：在10周和16周，眼眶后靜脈叢采血，室溫放置30min后，3 000 r/min離心10min，重復(fù)離心兩次，取血清分別測(cè)定TG、TC、HDLC，而non-HDLC=TC-HDLC。

2.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均以MS±SD表示，采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理，各組組間差異比較采用單因素方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 一般指標(biāo)

經(jīng)過(guò)16周喂養(yǎng)，觀察各模型組毛色發(fā)黃，反應(yīng)較空白組稍遲鈍。各模型組大鼠的日均飲水量極顯著高于空白組（P＜0.01），進(jìn)食量隨著著飲用果葡糖漿水濃度的增加而減少，但各組并未見明顯差異。見表1。

表1 果葡糖漿對(duì)大鼠飲水量和進(jìn)食量的影響（MS±SD，n=12）Table1 Effectsof different concentrationsof fructosesyrup water on theaMountof food intakeand drinkingwater（MS±SD，n=12）

3.2 果葡糖漿對(duì)大鼠體重和脂肪系數(shù)的影響

在第8周時(shí)，與空白組比較，模型1組、2組大鼠體重顯著增長(zhǎng)（p＜0.05），模型3組體重極顯著增長(zhǎng)（p＜0.01）；在第16周結(jié)束時(shí)，與空白組比較，模型1組體重差異顯著（p＜0.05），模型2組3組體重差異極顯著（p＜0.01）。模型組出現(xiàn)不同程度的體重上升，但組間未見顯著差異。與空白組比較，各模型組大鼠脂肪系數(shù)極顯著升高（P＜0.01），且呈現(xiàn)出一定的上升趨勢(shì)，仍未見顯著差異。見表2。

3.3 果葡糖漿對(duì)大鼠血壓的影響

從第4周開始，與空白組比較，各模型組大鼠的收縮壓均極顯著升高（p＜0.01），且隨時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢升高，但于實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)尚未達(dá)到高血壓。

表2 果葡糖漿對(duì)大鼠體重的影響（MS±SD，n=12）Table2 Effectsof different concentrationsof fructose syrup water on bodyweight in rats（MS±SD，n=12）

表3 果葡糖漿對(duì)大鼠收縮壓的影響（MS±SD，n=12）Table3 Effectsof different concentrationsof fructosesyrup water on SBP in rats（MS±SD，n=12）

3.4 果葡糖漿對(duì)大鼠空腹血糖和胰島素水平的影響

在第8周時(shí)，模型組空腹血糖升高，與空白組相比，模型2組大鼠空腹血糖有顯著差異（p＜0.05），模型3組有極顯著差異（p＜0.01）；在16周時(shí)，與空白組相比，模型2組、3組空腹血糖有極顯著差異（p＜0.01）。測(cè)定餐后2 h血糖升高，與空白組相比，模型3組有顯著差異（p＜0.05），模型2組有極顯著差異（p＜0.01）?？崭挂葝u素水平升高，與空白組比較，模型2組3組均有顯著差異（p＜0.05）。胰島素敏感性指數(shù)降低，與空白組比較模型2組3組胰差異極顯著（p＜0.01）。

表4 果葡糖漿對(duì)大鼠空腹血糖、餐后血糖和胰島素水平的影響（MS±SD，n=12）Table4 Effectsof different concentrationsof fructose syrup water on FPG，2hPG，F(xiàn)INS and ISIin SD rat（MS±SD，n=12）

3.5 果葡糖漿對(duì)大鼠血脂水平的影響

在10周時(shí)，模型組TG、TC、non-HDLC含量升高，與空白組相比，各模型組TG有極顯著差異（p＜0.01），模型3組TC和non-HDLC差異極顯著（p＜0.01）；16周時(shí)，與空白組相比，各模型組TG差異極顯著（p＜0.01），模型2組、3組TC差異顯著（p＜0.05），non-HDLC差異極顯著（p＜0.01）。各組HDLC之間差異不顯著。

表5 果葡糖漿對(duì)大鼠血脂水平的影響（MS±SD，n=12）Tab le5 Effectsof different concentrationsof fructosesyrup water on TG，TC，HDLC and non-HDLC in SD rat（MS±SD，n=12）

4 討論

上述結(jié)果中，各模型組體重、脂肪系數(shù)均明顯高于正常組，且模型2組3組大鼠差異極顯著，說(shuō)明模型組大鼠出現(xiàn)肥胖現(xiàn)象；在喂養(yǎng)4周時(shí)，模型組大鼠收縮壓就出現(xiàn)明顯的上升，但之后各模型組大鼠收縮壓維持在130mmHg左右；模型組血糖并未有大幅度增高，但在16周時(shí)模型2組和模型3組與正常組相比出現(xiàn)極顯著性差異，且模型2組3組的空腹胰島素水平出現(xiàn)上升，胰島素敏感指數(shù)顯著降低，說(shuō)明模型2組3組大鼠胰島素對(duì)血糖的調(diào)節(jié)敏感度降低，出現(xiàn)了胰島素抵抗的現(xiàn)象；空腹血糖出現(xiàn)上升的情況較體重和血壓要稍晚，這可能是因?yàn)橐葝u素的代償作用，這也符合胰島素抵抗的規(guī)律；通過(guò)兩次測(cè)定血脂水平，各模型組在10周時(shí)TG水平極顯著增高，說(shuō)明過(guò)量飲用果葡糖漿水對(duì)大鼠TG影響較迅速和明顯，到16周時(shí)各模型組TG、TC、non-HDLC均出現(xiàn)不同程度增高，說(shuō)明各模型組大鼠均患上高血脂癥。

依據(jù)代謝綜合征的特點(diǎn)和診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]，經(jīng)過(guò)16周飼養(yǎng)，給予各組大鼠不同濃度果葡糖漿水會(huì)引起不同程度的代謝綜合征，模型2組和模型3組效果較模型1組更明顯。不同濃度的果葡糖漿在較短時(shí)間內(nèi)均引起體重、血壓、血脂的增高；果葡糖漿未使大鼠空腹血糖上升到11.1mmol/L以上，說(shuō)明在較短時(shí)間內(nèi)過(guò)量飲用果葡糖漿水不會(huì)引起血糖明顯升高，但在胰島素水平方面出現(xiàn)了較為明顯的變化，說(shuō)明果葡糖漿會(huì)導(dǎo)致大鼠胰島素敏感的降低，符合胰島素抵抗的特征。本實(shí)驗(yàn)表明，長(zhǎng)時(shí)間大量飲用果葡糖漿會(huì)導(dǎo)致代謝綜合征的產(chǎn)生。

近些年來(lái)，果糖正作為減輕體重、鍛煉耐力、有益于糖尿病的健康飲食而被廣泛提倡，果葡糖漿也因其良好的特性及低廉的價(jià)格得到廣泛應(yīng)用。在軟飲料大量消費(fèi)的今天，果葡糖漿理應(yīng)受到廣大兒童父母及青年的重視。

[1]王興安,巫冠中.果糖的代謝及其對(duì)健康的影響[J].藥學(xué)與臨床, 2011,19(13)：242-244

[2]Tappy L,Le K A.Metabolic Effects of Fructose and the worldwide Increase in Obesity[J].PhysiolRev,2010,90(1)：23-46

[3]ElliottSS,KeiMN L,Stern JS,etal.Fructose,weightgain,and the insulin resistance syndrome[J].The American journalof clinicalnutrition,2002,76(5)：911-922

[4]李秀鈞.代謝綜合征：胰島素抵抗綜合征[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2007

[5]Reaven GM.Role of insulin resistance in human disease[J].Diabetes,1988,37(12)：1595-1607

[6]潘玲,劉繼林.實(shí)驗(yàn)性胰島素抵抗綜合征大鼠模型[J].華西醫(yī)學(xué), 2000,15(4)：421

[7]楊靜玉,王春明.苦瓜乙醇提取物對(duì)肥胖大鼠糖代謝和內(nèi)臟脂肪的影響[J].中草藥,2012,43(10)：202-207

[8]程海波,司曉晨,尚文斌.高果糖餐誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性胰島素抵抗綜合征大鼠模型[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2006,1(22)：31-33

[9]趙瑛,李蔚.葛根素對(duì)實(shí)驗(yàn)性代謝綜合征大鼠血脂影響的研究[J].中國(guó)中醫(yī)藥科技,2007,1(14)：29-30

[10]李光偉,潘孝仁.檢測(cè)人群胰島素敏感性的一項(xiàng)新指數(shù)[J].中華內(nèi)科雜志,1993,3(10)：656

A Rat Model of Metabolic Syndrome Induced by High Fructose Corn Syrup

ZHANG Ze-sheng，ZHANGNan，F(xiàn)ENG Fan，HU Fang，LIJing-yun
（Collegeof Food Engineeringand Biotechnology，Tianjin UniversityofScienceand Technology，Tianjin 300457，China）

To investigate themetabolic syndrome（MS）induced byexcessive consumption ofhigh-fructose corn syrups（HFCS）.SDmale ratswere fed with different concentrations of fructose syrup water for 16 weeks.The effectof the HFCSon MSmay be showed by themeasurementofbody weight，blood pressure，blood lipids and other indexes.Compared with normal group，the body weight，systolic blood pressure（SBP），fasting plasma glucose（FPG），blood lipid，fasting insulin（FINS）werehigher inmodelgroups，while the insulin sensitivitywas decreased.Especially，the effect caused by 15%and 20%of fructose syrup water（solid content7.2%and 14.8%）wasmore obvious.Themetabolic syndrome could be induced by excessive consumption of HFCS in a longperiod.

high-fructose corn syrups；metabolic Syndrome；insulin resistance

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.18.006

2014-09-15

張澤生（1956—），男（漢），教授，博士生導(dǎo)師，博士，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)。