不同強度運動結合共軛亞油酸對青春期肥胖大鼠能量代謝、體重及Lee`s指數的影響Effects of Different Intensity Exercise Combine with Conjugated Linoleic Acid on Energy Metabolism, Weight and Lee`s Index of Adolescent Obese Rats

吳 琳，柏友萍，林 潺，張皓月，陳 晨，崔嘉琴WU Lin, BAI Youping, LIN Chan, et al

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不同強度運動結合共軛亞油酸對青春期肥胖大鼠能量代謝、體重及Lee`s指數的影響
Effects of Different Intensity Exercise Combine with Conjugated Linoleic Acid on Energy Metabolism, Weight and Lee`s Index of Adolescent Obese Rats

吳 琳，柏友萍，林 潺，張皓月，陳 晨，崔嘉琴
WU Lin, BAI Youping, LIN Chan, et al

摘 要：目的：探討不同強度運動結合共軛亞油酸（CLA）在8周減肥過程中對青春期肥胖大鼠能量代謝、體重及Lee`s指數的影響。方法：大鼠建模7周后，取40只肥胖傾向大鼠隨機分為5組，每組8只，分別為OC、OCC、OLC、OMC、OHC組，低、中、高運動強度分別定為15-18m/min、21-25 m/min、28-32 m/min，時間 60min/天，CLA灌喂1.6g/kg，5次/周，持續8周。每周測體重、體長、計算Lee`s指數，采用大鼠代謝系統測大鼠運動后即刻狀態耗氧量和能量消耗。結果：8周干預過程中，耗氧量和能量消耗表現為OCC組高于OC組（P<0.01），OLC、OMC、OHC組均高于OCC組（P<0.05，P<0.01）；體重表現為OLC、OMC、OHC組體重增長幅度均明顯低于OC、OCC組（P<0.05，P<0.01），Lee`s指數均表現第8周干預組低于對照組（P＜0.05，P＜0.01）；不同強度運動之間的各項指標無明顯差異（P>0.05）。結論：青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加體重呈上升趨勢，而肌肉吸氧量和總吸氧量、肌肉耗能和總耗能呈下降趨勢，8周不同干預方法均能抵抗其下降，并且能抑制體重增長幅度和降低Lee’s指數，運動結合CLA優于單純補充CLA，受運動強度影響較小。

關鍵詞：運動強度；共軛亞油酸；能量代謝；體重；Lee’s指數

Abstract:Objective: To explore effects of different intensity exercise combine with conjugated linoleic acid（CLA）on energy metabolism、weight and Lee`s index in the process of 8 weeks to lose weight of adolescent obese rats. Methods: The model of rats after 7 weeks, 40 rats of obese prone rats were divide into 5 groups randomly, 8rats in each groups (OC, OCC, OLC, OMC, OHC) Low, medium and high intensity in animal treadmill running speed respectively to 15-18m/min, 21-25 m/min, 28-32 m/min, time is 60min/days, CLA fed 1.6g/kg, 5 times/week, for 8 weeks. Measured the weight, length, calculate Lee`s index every week. Oxygen consumption and energy consumption of immediately after exercise were measured by using rat metabolic system. Results: Intervention in the process for during 8 weeks, oxygen consumption and energy consumption showed that OCC group was higher than that of OC group (P<0.01), OLC, OMC, OHC group were higher than that of group OCC (P<0.05, P<0.01); the body weight growth rate of OLC, OMC, OHC was significantly lower than that of group OC, group OCC (P<0.05, P<0.01), Lee`s index showed intervention group were lower than that of the control group in the eighth weeks (P < 0.05, P < 0.01); the indicators no significant difference between different intensity exercise (P>0.05). Conclusion: The body weight of adolescent obese rats was on the increase with the increase of age, but the muscle oxygen consumption and total oxygen consumption, muscle energy consumption and total energy consumption was on the reduce, different intervention methods with eight weeks can inhibit that reduce, and can inhibit weight growth and reduce Lee 'sbook=33,ebook=38index, exercise combined with CLA is superior to that of simple supplementation of CLA, less affected by exercise intensity．

Key words:Exercise intensity; Conjugated linoleic acid; Energy metabolism; Body weight; Lee`s index

近年來，肥胖癥患病率不斷增加，而且這種趨勢在兒童和青少年中更為突出[1]。肥胖與2型糖尿病、高血脂、高血壓及心腦血管疾病等慢性疾病密切相關，嚴重影響現代人的身心健康和生活質量[2]。青少年正處于生長發育階段，能量代謝非常活躍，能量消耗巨大，需要大量的營養物質，一般不容易引起肥胖。青少年一旦肥胖，患各種慢性疾病的危險性較高，且很大概率上會發展為成人肥胖[3]。因此，青少年肥胖問題不容忽視。

肥胖與能量代謝有關，影響人體能量代謝的因素有很多，運動增加機體的能量消耗，通過運動使體內過剩的脂肪組織轉換為能量并釋放，從而達到減肥的目的[4]。共軛亞油酸（Congugated Linoleic Acid，CLA）可以調節骨組織代謝、降低人和動物體內脂肪、增強機體免疫力等[5]，它的減肥功能更是引人關注。運動有助于減肥已為人們所熟知，但運動結合CLA對青春期肥胖干預過程中肥胖相關指標發生何種變化，不同強度運動結合CLA干預對其影響是否有區別，目前都還不清楚。鑒此，本實驗通過不同強度運動結合CLA對青春期肥胖大鼠進行8周干預，探討該干預過程中的能量代謝、體重及Lee' s指數變化，為青春期肥胖減肥提供理論和實踐參考。

1 研究方法

1.1 肥胖模型的建立

本研究對象選擇SD幼鼠110只，雄性，清潔級，鼠齡3周，購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司[許可證號：SCXK（滬）2012-0002，合格證號：2007000546402]。SD幼鼠先適應性喂養一天，測量體重75.52±7.64g，隨機分為對照組和高脂組，體重無差異（P>0.05）。對照組12只，喂普通飼料（供能飼料營養成分：碳水化合物52.5%，脂肪4.62%，蛋白質20.5%）；高脂組98只，喂高脂飼料，第1階段4周喂36%脂肪供能高脂飼料（供能飼料營養成分：碳水化合物45.2%，脂肪16.2%，蛋白質18.8%）；第2階段3周喂40%脂肪供能高脂飼料（配比g/100g：普通飼料54.6g，豬油16.9g，蔗糖14g，酪蛋白10.2g，預混料2.1g，麥芽糊精2.2g）。7周建模成功（成功標準：肥胖組體重>對照組體重20%）[6]。建模成功后對照組體重（378.92 ± 24.70）g，肥胖傾向組體重（469.82 ± 19.25）g。干預期間各組均喂普通飼料，飼料每天定量供給，自由飲水，大鼠分籠飼養，飼養房的溫度為20℃±2℃，相對濕度50%-70%，每天光照為12h。該項研究獲得安徽師范大學動物倫理學會的同意。（審批號：20130325）

1.2 運動分組

建模成功后對照組體重（378.92 ± 24.70）g，肥胖傾向組體重（469.82 ± 19.25）g。在造模成功中按體重選取40只肥胖傾向大鼠，隨機分為5組：安靜對照組（OC）[體重（473.60±26.25）g]，安靜補CLA組（OCC）[體重（474.40±2.07）g]，低強度結合CLA組（OLC）[體重（485.80±12.13）g]，中強度結合CLA組（OMC）[體重（472.20±14.62）g]，高強度結合CLA組（OHC）[體重（470.60±22.60）g]，各組之間體重無差異（P>0.05）。

表1 具體運動速度與運動時間

1.3 CLA運動方案的設計與實施

給藥相關組（OCC、OLC、OMC、OHC 組）采用 CLA運動后1小時后灌喂（其中cis 9，trans 11含量為 38.17%；cis 12，trans10含量為 42.25%）給予 1.6g/kg 的劑量（人體推薦量每日4.8g/60kg的20倍），灌喂1次/天，5次/周，周1、周4休息，共持續干預8周。CLA 購于中國青島澳海生物有限公司。

運動相關組（OLC、OMC、OHC）采用不同強度運動進行干預，干預期間OC、OCC組不施加任何運動負荷，安靜狀態下籠養。采用6跑道大鼠跑臺（Wi32812/北京），運動強度的設計為低、中、高（見表1），運動干預前進行 2-3 次/天的適應性跑臺練習，訓練 3 天。運動方案以本實驗室前期動物運動方案為依據[7]，跑臺坡度為0°，跑臺速度為15m/min—32m/min，每天總運動時間60min，每周5次，周1、周4休息，持續干預8周。

1.4 觀察指標及測定方法

每天觀察SD大鼠飲水量，飲食量，精神狀態，活動情況，每天按時記錄飼養房溫度、濕度。按每只大鼠每天28g給量，第2天稱前1天剩余量，記錄前1天的攝入量。在相同的時間點（每周3下午）用電子秤（JM-A20001/中國）稱體重，每周測1次體長，測量大鼠鼻尖至肛門的距離即為體長，計算Lee`s指數（Lee`s指數=體重1/3×103/體長）[8]。

1.5 能量代謝指標

能量代謝測定采用德國TSE動物代謝測量分析系統（PROCESS CONTROL/德國），測量指標為運動后即刻耗氧量和能量消耗。開始正式實驗前，必須對整個系統進行穩定性測試。測量方法：運動組為每天運動結束立即將實驗大鼠放入呼吸室內進行能量代謝的測定并觀察記錄，肥胖對照和單純補充CLA組為每天清晨測定。實驗大鼠觀測數據的采集時間分別設定為 9、18、27、36、45、54min，運動后即刻耗氧量選擇第兩個9min。測試時用大鼠固定儀固定大鼠，大鼠代謝實驗室的溫度為20℃±2℃、濕度（50%-70%）和十分安靜狀態下。能量代謝測量分析系統的主要參數為：FlowSamp 0.72ml/L，Ref O220.92%-20.93%，Ref CO20.054%-0.055%。

1.6 統計學分析

對實驗過程中一系列指標的數據，采用統計軟件包SPSS17.0進行數據整理、統計分析，正態分布數據以均數±標準差（X±SD）表示，多組間差異比較采用單因素方差分析（one-way ANOVA）中的LSD進行檢驗，P>0.05無顯著性差異，P<0.05有顯著性差異，P<0.01有非常顯著性差異。

2 結 果

2.1 8周不同強度運動結合CLA干預過程中耗氧量變化的比較

由表2和圖1可知：（1）與OC組比較：OCC組表現為第3周（3W）降低、第7周（7W）及第8周（8W）有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OLC組表現為第1周（1W）、第4周（4W）、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為1W、第2周（2W）、4W、第6周（6W）、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為1W、2W、3W、4W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）。（2）與OCC組比較：OLC組表現為1W、2W、3W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為1W、2W、6W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為2W、3W及8W有顯著增加（P<0.01）。（3）OLC、OMC、OHC 3組主要表現在干預的4W和8W隨著運動強度的增加耗氧量在增加，但無明顯的差異（P>0.05）；在8周的干預過程中，每個組別的青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加，總耗氧量表現為下降趨勢，但干預各組均能提高運動后即刻耗氧量的水平從而抑制其降低。

表2 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態總耗氧量變化情況（n=8，X±SD）[單位：ml/（h·kg）]

圖1 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態總耗氧量

變化情況

由表3和圖2可知：（1）與OC組比較：OCC組表現為3W降低、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OLC組表現為1W、4W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為1W、2W、4W、6W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為1W、4W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）。（2）與OCC組比較：OLC組表現為2W、3W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為2W及8W有顯著增加（P<0.01）；OHC組表現為2W、3W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）。（3）OLC、OMC、OHC，3組主要表現在干預的4W和8W隨著運動強度的增加耗氧量在增加，但無明顯的差異（P>0.05）。在8周的干預過程中，每個組別的青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加，肌肉耗氧量表現為下降趨勢，但干預各組均能提高運動后即刻耗氧量的水平從而抑制其降低。

表3 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態肌肉耗氧量變化情況（n=8，X±SD）[單位：ml/（h·kg）]

圖2 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態肌肉耗氧量變化情況

2.2 8周不同強度運動結合CLA干預過程中耗能變化的比較

由表4和圖3可知：（1）與OC組比較：OCC組表現為3W降低、7W和8W有顯著增加（P<0.05）；OLC組表現為1W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為1W、2W、4W、6W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為1W、4W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）。（2）與OCC組比較：OLC組表現為2W和3W 有顯著增加（P<0.01）；OMC組表現為2W有顯著增加（P<0.01）；OHC組表現為2W和3W有顯著增加（P<0.01）。（3）OLC、OMC、OHC，3組主要表現在干預的4W和8W隨著運動強度的增加耗能在增加，但無明顯的差異性（P>0.05）。在8周的干預過程中，每個組別的青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加，總耗能表現為下降趨勢，干預各組均能提高運動后即刻的耗能從而抑制其降低。

表4 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態總耗能變化情況（n=8，X±SD）[單位：kJ/（h·g）]

圖3 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態總耗能變化情況

由表5和圖4可知：（1）與OC組比較：OCC組表現為3W、第5周（5W）降低、7W及8W有顯著增加（P<0.05）；OLC組表現為1W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為1W、2W、4W、6W、7W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為4W和8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）。（2）與OCC組比較：OLC組表現為2W和3W及8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為2W和8W有顯著增加（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為2W、3W及8W有顯著增加（P<0.01）。（3）OLC、OMC、OHC 3組主要表現在干預的4W和8W隨著運動強度的增加耗能在增加，但無明顯的差異（P>0.05）。在8周的干預過程中，每個組別的青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加，肌肉耗能表現為下降趨勢，干預各組均能提高運動后即刻的耗能從而抑制其降低。

表5 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態肌肉耗能變化情況（n=8，X±SD）[單位：kJ/（h·g）]

圖4 干預8周過程中肥胖大鼠運動即刻狀態肌肉耗能變化情況

2.3 8周不同強度運動結合CLA干預過程中體重的變化

由表6和圖5可知：（1）與OC組比較：OCC組表現為3W顯著降低（P<0.01）；OLC組表現為3W、4W、5W、6W及8W有顯著降低（P<0.05，P<0.01）；OMC組表現為3W、4W、5W、6W、7W及8W有顯著降低（P<0.01）；OHC組表現為3W、4W、5W、6W、7W及8W有顯著降低（P<0.05，P<0.01）。（2）與OCC組比較：OLC組表現為4W顯著降低（P<0.05）；OMC組表現為4W、5W、6W、7W及8W有顯著降低（P<0.05，P<0.01）；OHC組表現為5W、6W、7W及8W有顯著降低（P<0.05，P<0.01）。（3）OLC、OMC、OHC 3組主要表現在干預的后3周伴隨運動強度的增加體重有所下降，但無顯著性差異（P>0.05）。在8周的干預過程中，每個組別的青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加，體重在上升。

表6 干預8周過程中肥胖大鼠體重變化情況（n=8，X±SD）（單位：g）

圖5 干預8周過程中肥胖大鼠體重變化情況

2.4 8周不同強度運動結合CLA干預過程中Lee's指數的變化

由表7和圖6可知：與OC組比較：OCC、OLC、OMC，3組均表現為8W有顯著降低（P<0.05，P<0.01）。與OCC組比較：OLC、OMC組均無顯著性差異（P>0.05）。在8周的干預過程中，每個組別伴隨周齡的增加，Lee's指數表現為下降趨勢。

表7 干預8周過程中肥胖大鼠Lee's指數變化情況（n=8，X±SD）（單位：ml/h/kg）

圖6 干預8周過程中肥胖大鼠Lee's指數變化情況注：組間比較為one-way ANOVA分析，與OC組比較 *為P<0.05，** 為P<0.01。

3 討 論

3.1 不同強度運動結合CLA對青春期肥胖大鼠能量代謝的影響

能量代謝過程是一個復雜的過程，影響能量代謝的因素有很多，如運動強度、機體的活動狀態、體重、精神狀態等，還有可能受疲勞狀況、飲食情況、情緒、環境溫度等多種因素的影響[9-11]。耗氧量和能量消耗是反映能量代謝情況的重要指標，動物生理活動所需要的能量是從有機物的氧化反應中獲取的，因此需要持續地從環境中獲取O2和排出CO2[12]。運動過程中耗氧量的變化與機體能量消耗之間有著密切的關系[13]。機體任何輕微的活動均可提高能量代謝率，體力活動是影響機體能量消耗的主要部分。科學有規律的運動對促進和改善機體能量代謝狀況具有重要作用[9]。本實驗結果顯示，8周不同強度運動結合CLA干預過程中，青春期肥胖大鼠耗氧量的變化與能量消耗的變化高度正相關，能量代謝各項指標表現出第8周明顯低于第1周，說明大鼠自身在生長發育，隨著周齡的增加發育趨于成熟。耗氧量和能量消耗表現出各組第1周至第7周無明顯規律性，但干預至第8周時，單純補充CLA能明顯增加能量代謝，不同強度運動結合CLA的效果要比單純補充CLA的效果好，低、中及高運動強度結合CLA沒有表現出隨著運動強度的增加效果越明顯，說明運動與CLA在提高能量代謝方面具有協同作用，但受運動強度大小影響較少。

3.2 不同強度運動結合CLA干預對青春期肥胖大鼠體重和Lee's指數的影響

動物穩定體重的維持取決于能量攝入和消耗之間的平衡，運動訓練是影響動物體重和能量平衡的重要因素之一[14]。柏友萍等研究顯示，青春期肥胖學生經過8周減肥運動處方的實施，使其體重顯著下降，有效地改善了青春期肥胖學生的肥胖程度，取得了良好的減肥效果[15]。動物實驗研究證明，在食物中添加CLA能使動物的體脂減少，從而體重減輕[16]。人體實驗研究也表明，攝食一定量的CLA 可以減少肥胖病癥的發生[17]。Lee' s指數為一反映大鼠肥胖程度的指標，何明等研究顯示，通過寧紅減肥茶等干預可使大鼠的Lee' s指數隨著體重增加率等發生變化[18]。本研究結果發現，單純補充CLA對肥胖大鼠體重增長幅度降低不明顯，不同強度運動結合CLA 對肥胖大鼠體重增長幅度有明顯降低，其減肥效果要比單純補充 CLA 的好，受運動強度影響較小。不同強度運動結合CLA 減肥效果更好的原因可能是CLA和運動同時具有降低體脂的作用。由于Lee' s 指數表現出第8周各干預組均低于對照組，說明它可與體重增加率等同樣作為反映大鼠肥胖程度的良好指標，所以各組大鼠Lee' s 指數的變化與其相應的體重增加率具有高度的相關性，故將Lee 's指數應用于大鼠也有利于開展肥胖病和減肥藥物的研究。

4 結 論

青春期肥胖大鼠伴隨周齡的增加體重呈上升趨勢，而肌肉吸氧量和總吸氧量、肌肉耗能和總耗能呈下降趨勢。通過8周不同強度運動結合CLA對青春期肥胖大鼠干預，發現其可提高運動后即刻肌肉吸氧量和總吸氧量、肌肉耗能和總耗能從而提高了能量代謝水平，并且能抑制大鼠的體重增長幅度和降低Lee’s指數，運動結合CLA優于單純補充CLA，受運動強度影響較小。

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基金項目：安徽省高校自然科學基金重點項目，項目編號：KJ2013A138。

收稿日期：2015-10-19

中圖分類號：G804.2

文獻標識碼：A

作者單位：安徽師范大學體育學院，安徽 蕪湖，241003。Institute of P.E., Anhui Normal University, Wuhu Anhui, 241003, China.