微量元素鋅對高脂血癥模型大鼠脂代謝的影響*

陶夢君，周 軍，金來潤，房燕娜，陶 浩，李 孫，江 麗，孫雅利，金岳龍，袁 慧

(皖南醫學院公共衛生學院，安徽 蕪湖 241002)

高血脂癥(Hyperglycaemia，HLP)是由于體內脂代謝異常，導致血清中膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白高于正常水平，和(或)血清中高密度脂蛋白過低的一種疾病，通常會引起動脈粥樣硬化、脂肪肝、高血壓和冠心病等多種心血管疾病[1]。隨著人類經濟總體水平的提高，高脂血癥的發病率已達到20%～40%，且呈現分布廣和年輕化的趨勢[2]，嚴重威脅人類健康。近年來對HLP的研究逐漸引起人們的關注，但對于其發病機制尚未完全闡明。鋅(Zine，Zn)作為人體必須的微量元素之一，能夠抑制鐵硫醇復合物產生氧自由基，降低脂質過氧化反應，從而降低心血管疾病發生的可能性，同時Zn還具有調節和延長胰島素的作用[3]。流行病學研究表明，缺Zn與肥胖的發生具有相關性，但Zn是否具有減肥功效目前尚存爭議[4]，高麗輝等[5]的研究發現Zn可糾正糖尿病大鼠脂代謝，而陳煒俊等[6]的研究結果顯示Zn可誘導高脂血癥。

為了進一步探討Zn與脂代謝之間的關系，本研究采用自制脂質乳化劑灌胃誘導大鼠高血脂模型，給予不同劑量Zn干預，以觀察不同劑量的Zn對大鼠各項生理和生化指標的表達情況，為進一步探討兩者之間的關系提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1實驗材料

1.1.1實驗動物雌性Wistar大鼠50只，8周齡，體重(200±20) g，清潔型，由皖南醫學院機能實驗中心提供，實驗中動物處置符合皖南醫學院實驗動物倫理委員會要求。

1.1.2實驗試劑膽固醇、甘油三酯、低密度膽固醇、高密度膽固醇、脂蛋白a和脂聯素檢測試劑盒均由南京建成生物工程研究所提供，血糖儀(586-180909299，江蘇魚躍醫療設備股份有限公司)，葡萄糖注射液(180823，吉林省華牧動物保健品有限公司)，基礎飼料(長沙市天勤生物技術有限公司提供)，高脂乳劑(自制)。

1.1.3高脂配方油(玉米)400 g，糖150 g，奶粉80 g，膽固醇100 g，膽酸鈉10 g，吐溫80 36.4 g，丙二醇31.1 g，維生素2.5 g，食鹽10 g，蒸餾水300 mL，所有配料混勻制成高脂乳劑。

1.2高脂模型大鼠誘導選用雌性Wistar大鼠50只，適應性喂養1周后，將大鼠隨機分成5組各10只，標記為對照組、高脂組、低劑量組、中劑量組和高劑量組。對照組大鼠給予普通飼料足量喂養，其余各組大鼠均給予自制高脂乳劑灌胃，1 mL·100 g-1·d-1，每日給藥一次。低Zn組喂飼含Zn量為10 mg·kg-1·bw-1，中Zn組喂飼含Zn量為15 mg·kg-1·bw-1，高Zn組喂飼含Zn量為20 mg·kg-1·bw-1。每周稱量一次大鼠體重，記錄數據變化，每兩周測量一次口服糖耐量(OTGG)。

1.3常規指標和生化指標的檢測①常規指標包括：體重和OTGG。大鼠體重測量每周測一次，OTGG每兩周測一次，測量前一天下午3點均禁食不禁水。第二天上午9點測量OTGG時以50%葡萄糖注射液2 g·kg-1按照體重灌胃給予，剪尾取血，分別測定0 min、30 min、60 min、120 min的血糖值。繪制曲線，按下式計算曲線下面積：AUC=0.5×(FBG0+FBG30)/2+0.5×(FBG30+FBG60)/2+1×(FBG60+FBG120)/2。②生化指標的檢測包括：膽固醇(Cholesterol, TC)，甘油三酯(Trilaurin, TG)，低密度膽固醇(Low Density Lipoprotein, LDL-C)，高密度膽固醇(High-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)，脂蛋白a[Lipoprotein(a), LPA]和脂聯素(Adiponectin, ADP)。大鼠第7周時集中處死后提取血清，大鼠血清中LPAa和ADP的檢測采用ELISA法，TC和TG的檢測分別采用COD-PAP和 CPO-PAP法，直接法測量大鼠血清中HDL-C和LDL-C。各項生化指標均采用試劑盒說明書步驟加樣，在分光光度計上讀取吸光度，計算各項生化指標的含量。

1.4主要儀器紫外可見分光光度計(UV-5100，上海元析儀器有限公司)；分析天平(FA1104，上海光正醫療器械有限公司)；微量移液器(100 μL、200 μL、1 000 μL，德國艾本德股份公司)；高速低溫離心機(X-30R，美國Beckman-Coulter 公司)，酶標板快速孵育器(Thermo Fisher Scientific Oy，Multiskan GO 1510)。

2 結 果

2.1大鼠體重變化第W0，W2，W3，W4，W5，W6，W7大鼠體重變化情況見表1。采用重復方差分析顯示，不同時點大鼠體重差異具有統計學意義(F=46.87,P=0.001)。在喂養第1周和第5周時，對照組和高脂組大鼠體重差異無統計學意義(P>0.05)，但低、中、高劑量組大鼠體重有統計學意義(P<0.001)，且該三組大鼠平均體重均高于對照組和高脂組。從第6周開始，對照組和高脂組大鼠體重差異有統計學意義(P<0.05)，且第7周時，中劑量組和高劑量組與對照組差異無統計學意義(P>0.05)。

2.2大鼠OTGG指標的變化通過測量第W0，W2，W3，W4，W5，W6，W7大鼠OTGG指數計算大鼠AUC值變化情況見表2，采用重復測量方差分析結果表明，不同時點大鼠AUC曲線面積差異有統計學意義(F=27.50,P=0.00)。第7周時，各組之間差異有統計學意義(P<0.05)，第1周與第7周對照組大鼠 AUC曲線面積并無統計學意義(P>0.05)。

表1 大鼠體重的變化/g

注：每一列不同組間均數上標無相同字母表示組間比較差異有統計學意義(P<0.05)。

表2 大鼠AUC曲線面積變化

注：每一列不同組間均數上標無相同字母表示組間比較差異有統計學意義(P<0.05)。

2.3大鼠生化指標的變化大鼠造模W7取大鼠血清，方差分析血清中各項生化指標含量，結果見表3。結果表明，除TC、LDL-C和HDL-C外其余均有統計學意義(P<0.05)；進一步做組間多重比較各組內TG、ADP和LPA濃度，結果表明ADP在G1組和G3組與對照組之間，差異有統計學意義(P<0.05)；LPA在高脂組和G1組與對照組之間，差異有統計學意義(P<0.05)。

表3 大鼠生化指標的變化/mmol·L-1

注：每一列不同組間均數上標無相同字母表示組間比較差異有統計學意義(P<0.05)。

3 討 論

近年來研究發現糖尿病、高血壓病、動脈粥樣硬化等多種慢性非傳染性疾病的發展過程中往往都伴隨著脂代謝異常[7]，通過調節脂代謝可能是預防心血管疾病的有效手段之一。本研究發現一定劑量的Zn對于高脂飼養的大鼠脂代謝具有改善作用，15和20 mg·kg-1·bw-1的干預劑量可以有效緩解高脂血癥大鼠血清TG升高，而 10、15、20 mg·kg-1·bw-1均能有效降低大鼠血清中ADP含量。這與桑倩等[8]的研究結論基本一致，但在ADP表達水平上卻不完全一致，可能是由于種屬、飼料配比以及實驗造模周期等原因造成的。

從大鼠體重的增長情況來看，研究發現該脂質乳化劑在第2周時，能夠較好的增加大鼠的體重，而從第3周開始時，卻出現高脂組較對照組體重反而低的情況，可能是前期灌胃飼養尚未出現耐受的原因，大鼠體重保持較好增長，后期由于適應性改變，體重增長延緩，第6周以后體重增長恢復，這與李益等[9]所研究的肥胖模型形成過程基本一致。提示該模型可能具有較長實驗周期的特征，這也與大多數高脂飲食喂養模型規律一致[10-11]。

從大鼠OTGG實驗來看，研究發現0～6周各組間AUC曲線面積并無統計學差異(P>0.05)，而從第7周開始對照組AUC曲線面積均小于其他各組，且該脂質乳化劑引起的大鼠血糖異常并未達到高血糖癥水平，表明該乳化劑并不能引起高血糖癥狀，而加Zn組和高脂組大鼠血糖AUC曲線面積差異均不具有統計學差異(P>0.05)。提示該模型并不能使大鼠產生高血糖癥狀，且加Zn組降血糖的作用可能并未達到預期療效。

從大鼠血清各項生化指標來看，研究發現各組間TC、LDL-C和HDL-C差異無統計學意義(P>0.05)，其他指標(TG、ADP和LPA)差異均有統計學意義(P<0.05)。對于血清中TG的表達情況，高脂組TG含量明顯高于空白對照組，提示模型大鼠血脂代謝異常。中、高Zn組血清TG值明顯降低，而低Zn組并未降低，表明Zn在中高劑量時，對血清TG升高存在明顯的抑制作用。對于血清中LPA的表達情況，高脂組和中Zn組血清LPA的表達水平均低于對照組，表明中高劑量的Zn可能使血清LPA值減低，而低劑量的Zn可能并不能有效緩解其下降趨勢。對于血清中ADP的表達情況，高脂組和對照組大鼠血清ADP表達均高于加Zn組，而低、中、高Zn組均能有效降低大鼠血清中ADP含量。提示一定劑量的Zn對于高脂模型大鼠的血脂代謝可能具有一定的改善作用，但對高脂模型大鼠的 ADP表達可能具有一定的抑制作用。目前研究發現，ADP是由脂肪細胞分泌的一種特異性血漿細胞因子性激素，可以通過多種信號通路促進脂肪酸氧化和抑制脂質合成達到降脂的作用[12-13]。而實驗中Zn在改善高脂飼養的大鼠脂代謝過程中，可能通過封閉ADP活動區域，抑制多種信號通路，降低ADP在體內血清表達水平，從而影響其對脂質的調節作用，這也可能是造成目前Zn是否會導致肥胖發生爭議所在。

綜上所述，Zn對高脂飲食大鼠血清ADP具有一定的抑制作用，且一定劑量的Zn對于高脂飼養的大鼠脂代謝具有一定的改善作用。但由于本次實驗周期較短，其長期效應以及Zn與ADP等指標的劑量反應和劑量效應尚需進一步觀察。