高脂飲食誘導肥胖大鼠脂代謝相關指標的變化

邱烈峰

(信陽師范學院體育學院，河南 信陽 464000)

目前關于高脂誘導肥胖和血脂代謝紊亂結果的研究較多，但關于高脂飲食誘導肥胖和血脂代謝紊亂機制的研究較少。本研究觀察高脂誘導肥胖大鼠脂代謝相關指標的變化情況，分析高脂飲食誘導肥胖和血脂代謝紊亂的機制。

1 材料與方法

1.1實驗對象及肥胖造模 30只出生21 d，斷奶3 d的健康雄性SD大鼠，體質量為(60±10)g。隨機分為對照組10只和肥胖造模組20只。對照組飼喂普通飼料，肥胖造模組飼喂高脂飼料。高脂飼料配方為：普通飼料60 g/100 g、蛋粉13 g/100 g、奶粉10 g/100 g、豬油10 g/100 g、全白糖7 g/100 g以及濃縮魚肝油10滴〔1〕。大鼠分籠飼養，5只/籠，自由飲食。保持環境溫度(23±2)℃，濕度(RH)40%～60%，自然晝夜節律變化光照。6 w后根據大鼠體重判斷造模是否成功。按照高于對照組平均體重10%的標準〔2〕從造模組隨機挑選10只肥胖大鼠作為肥胖組，繼續高脂飼喂4 w。

1.2樣品采集與制備 所有大鼠禁食過夜，稱重。采用腹腔注射10%水合氯醛溶液麻醉，麻醉劑量為30 ml/100 g體重。然后把大鼠固定于解剖臺，腹主動脈取血，靜置、以3 000 r/min離心20 min制備血清。待測。取血后迅速剝離完整附睪脂肪墊、腎周脂肪墊和腓腸肌，用預冷生理鹽水洗凈血液，濾紙吸干組織表面水分，并分別稱重。然后稱取骨骼肌1 g置于裝有1 ml 0.86%的冰冷生理鹽水的小燒杯中，用無菌手術小剪刀剪碎，然后用內切式組織勻漿機攪碎后加入8 ml的冰冷生理鹽水制成10%骨骼肌勻漿液。同樣方法制備10%脂肪組織勻漿液。待測。

1.3測試指標與方法 血清甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、總膽固醇(TC)采用比色法測定，試劑盒由北京中生生物工程高技術公司生產；血清瘦素、胰島素采用酶聯免疫法測定，試劑盒分別由ADL和BPB公司生產。骨骼肌脂蛋白脂酶(LPL)以及脂肪組織脂肪酶(LPS)活性采用比色法測定，試劑盒由南京建成生物研究所生產。蛋白定量測定用考馬斯亮藍試劑(西安沃爾森公司)，標準蛋白由南京建成生物研究所生產。

2 結 果

2.1高脂飲食誘導肥胖大鼠體重、體脂等指標的變化 與對照組大鼠相比，用高脂飼料飼喂的肥胖組大鼠體重明顯增加(是對照組平均體重的119.4%)，腎周脂肪墊重、附睪脂肪墊重、腎周脂肪墊與體重比值以及附睪脂肪墊與體重比值也較高(P<0.01)。表明高脂飼料飼喂誘導了大鼠肥胖。見表1。

2.2高脂飲食誘導肥胖大鼠血脂等指標的變化 與對照組相比，肥胖組大鼠血清TG升高(P<0.05)，血清TC和LDL-C也升高(P<0.01)，而HDL-C有下降的趨勢，但無統計學意義。見表2。

2.3高脂飲食誘導肥胖大鼠脂代謝相關激素等指標的變化 與對照組相比，肥胖組大鼠血清胰島素和瘦素均升高(P<0.05；P<0.01)。見表3。

表1 高脂誘導肥胖大鼠體重、體脂等指標的變化

表2 高脂誘導肥胖大鼠血脂等指標的變化

表3 高脂誘導肥胖大鼠血清胰島素和瘦素的變化

2.4高脂飲食誘導肥胖大鼠脂代謝相關酶的變化 與對照組相比，肥胖組大鼠腓腸肌中LPL的活性下降(P<0.05)。脂肪組織中LPS的活性雖有下降的趨勢，但無統計學意義。見表4。

表4 高脂誘導肥胖大鼠腓腸肌LPL和腎周脂肪LPS活性的變化

3 討 論

肥胖不僅僅是一種病態，還是誘發高血壓、2型糖尿病、腦卒中、冠心病等疾病的重要危險因素。肥胖的發生與遺傳、體力活動和飲食習慣等多種因素有關。單從能量代謝的角度來看，肥胖是能量過剩造成的。長期的高脂攝入常出現能量失衡，使機體處于能量正平衡狀態。多攝入的能量將以脂肪的形式儲備起來，最終導致機體脂肪堆積、體重增加、體脂與體重的比值提高。本實驗結果顯示，長期高脂飼料干預，最終導致大鼠肥胖。

高脂血癥是指由各種原因引起的TG及膽固醇長期高于正常水平的脂質代謝紊亂綜合征。高脂血癥導致冠心病、心絞痛、心肌梗死、腦梗死、腎損害等動脈栓塞性疾病的獨立危害因素〔3〕。高脂飲食顯著增加脂質異常，是高脂血癥的最主要誘因〔4〕。本實驗中高脂飼料中增加了豬油等脂質成分，導致大鼠攝取膽固醇和飽和脂肪酸較多，結果肥胖組大鼠血清TC、TG和LDL-C的升高。

胰島素抵抗(IR)與血脂代謝紊亂密切相關〔5〕。脂肪含量較高的飼料喂養大鼠可引起IR和糖耐量異常〔6,7〕。本實驗得出相同的結果。高脂飲食引起肥胖、血漿TG和FFA濃度升高，導致非脂肪組織內脂肪的沉積，引起胰島素抵抗〔7〕。當然，高脂飲食導致IR還可能與下列因素有關：①高脂喂養可使腫瘤壞死因子(TNF-α)、抵抗素分泌增高及胰島素受體表達降低〔8〕；②長期高脂膳食使骨骼肌線粒體融合減少，分裂增多，呼吸功能和ATP合成能力下降，從而導致細胞內脂質堆積〔9〕。

瘦素是由OB基因編碼、主要由白色脂肪組織分泌的多肽類激素，具有抑制食欲、減少能量攝入、增加機體能量消耗以及抑制脂肪合成等功能〔10,11〕。但是大多數的肥胖動物以及肥胖人體血清瘦素含量反而較高〔12〕。目前常用瘦素抵抗來解釋這一現象。瘦素抵抗既是肥胖的結果，也是肥胖的原因〔13〕。瘦素抵抗可以發生在瘦素受體激活前水平，也可發生在瘦素受體水平，當然也可發生在瘦素受體后水平。但其具體機制目前還不清楚。然而有研究表明：①瘦素抵抗與TG降低瘦素通過血腦屏障進入中樞有關〔14〕；②瘦素抵抗與下丘腦leptin信號能力下降有關〔13～15〕。本實驗結果顯示高脂飲食干預后，大鼠體重增加，血清瘦素升高，出現瘦素抵抗。與大多數文獻顯示的結果一致〔15～17〕。高脂膳食所誘導的機體肥胖及代謝紊亂可能與下列因素有關：①與脂肪組織中黑色素聚集激素受體1(MCHR1)mRNA上調和瘦素受體(OB-Rb)mRNA下調有關〔17〕；②高脂飲食下調下丘腦 OB-Rb mRNA表達，上調下丘腦細胞因子信號轉導抑制因子-3(SOCS-3)mRNA的表達，SOCS-3基因表達上調使瘦素及胰島素受體后JAK-STAT信號轉導通路抑制〔15～18〕。

肥胖者常常同時存在瘦素抵抗和IR〔19〕。高脂飲食可以誘導血清胰島素和瘦素均顯著升高〔20〕。瘦素與胰島素之間存在雙向調節作用。正常情況下，瘦素可與胰島β細胞內OB-R結合產生抑制胰島素分泌的作用。但在肥胖狀態下瘦素的抑制能力下降，瘦素不能有效地抑制胰島β細胞胰島素分泌〔21,22〕，或高瘦素血癥通過抑制胰島素傳導通路中胰島素受體底物-1的磷酸化和減少糖異生途徑中限速酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的mRNA表達，從而減弱胰島素作用，導致肥胖個體發生高胰島素血癥〔23〕。高胰島素血癥和瘦素的不敏感性使瘦素與胰島素成正反饋，從而促進脂肪合成和進一步加重高瘦素血癥〔24,25〕。本實驗結果提示高脂飲食導致肥胖大鼠同時存在胰島素抵抗和瘦素抵抗。

脂蛋白脂酶(LPL)是脂質代謝中的關鍵酶，在脂質代謝和轉運過程中起重要作用，參與脂肪細胞的分化、脂質沉積、脂代謝等過程〔26〕。LPL與肥胖、胰島素抵抗等代謝綜合征的發病有著密切的關系〔27〕。LPL廣泛分布在骨骼肌、心肌、脂肪組織，但各組織的LPL的作用各不相同。目前普遍認同的是白色脂肪組織中的LPL活性升高有助于機體脂質的貯存，棕色脂肪組織的LPL活性與機體產熱有關，而骨骼肌的LPL活性升高有利于機體利用能量〔28〕。在肌肉中LPL分解TG，產生的FFA主要氧化產能，因此肌肉LPL的變化對脂肪/肌肉LPL活性比值及循環中FFA流向也會產生重大影響。

目前關于高脂飲食對LPL影響的研究較多，但絕大多數是高脂飲食對血漿LPL影響的研究。關于高脂飲食對骨骼肌、脂肪等組織中LPL影響的報道較少。目前的研究結果顯示，高脂飲食不僅降低血漿LPL水平〔29〕，還可使血漿LPL活力下降〔30〕。高脂飲食對骨骼肌和脂肪組織中LPL的影響存在組織差異。高脂飲食飼喂肥胖易感大鼠脂肪中LPL mRNA和活性相對較高，肌肉中LPL mRNA和活性則相對較低〔31〕。尹小儉等〔32〕的研究也表明，高脂飲食導致的肥胖大鼠肌肉LPL表達下降。

本研究中高脂飲食誘導肥胖大鼠骨骼肌中LPL活性下降。骨骼肌中LPL活性的下降，使更多FFA流向脂肪組織進行能量儲存，促進脂質積聚，因而為肥胖發生提供了一個有利的代謝環境。肥胖者骨骼肌中LPL活性明顯降低，且與患者體重指數(BMI)存在顯著負相關〔33〕。高脂飲食誘導肥胖大鼠骨骼肌中LPL活性下降可能與其高胰島素血癥有關。LPL是胰島素敏感性酶，胰島素是LPL的重要調節因素。胰島素對骨骼肌中LPL的活性具有抑制作用。高胰島素血癥和IR患者骨骼肌脂蛋白脂酶活性降低。高脂飲食導致高胰島素血癥，繼而骨骼肌LPL活性下降〔34,35〕。

綜上，本研究表明高脂飲食導致大鼠肥胖和血脂代謝紊亂。肥胖、血脂代謝紊亂與IR、瘦素抵抗以及骨骼肌LPL活性下降有關。

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