游泳運動對高脂血癥大鼠的改善作用

李偉強 李發炘 黎杰軒 李香香 梁延昌 焦潤藝

(廣州中醫藥大學體育與健康學院，廣東 廣州 510006)

高脂血癥是由于機體脂代謝紊亂引起血脂異常升高的全身代謝性疾病，是動脈粥樣硬化的最主要危險因素，可導致冠心病、腦梗死、高血壓、糖尿病等心腦血管疾病，是致死、致殘的重要原因〔1〕。隨著飲食習慣和生活作息方式的改變，我國高脂血癥的發生率呈現上升和年輕化的趨勢。流行病學調查結果顯示，我國高膽固醇血癥〔總膽固醇(TC)〕、高三酰甘油(TC)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)血癥患病率分別為4.9%、13.1%、33.9%，血脂異常總體患病率高達40.40%〔2〕。高脂血癥將使我國未來20年心血管病事件增加約920萬〔3〕。目前治療高脂血癥的藥物主要有他汀類和貝特類，降脂效果顯著，但存在肝損傷、橫紋肌溶解和誘發糖尿病等副作用。因此，尋找一種安全、有效的輔助治療方法為研究的熱點。運動療法是指南推薦的治療血脂異常的基本策略。研究發現，運動可以提高機體脂質的利用率和降低血清TC、TG、低密度脂蛋白固醇(LDL-C)和提高HDL-C的水平，但其作用機制尚不明確〔4〕。本實驗復制了高脂血癥大鼠模型，用游泳運動進行干預，探討游泳運動改善高脂血癥大鼠的作用和可能機制。

1 材料與方法

1.1實驗動物 健康雄性SD大鼠40只，體重190～210 g，由廣州中醫藥大學實驗動物中心提供〔生產許可證號：SCXK(粵)2018-0034〕，飼養于廣州中醫藥大學實驗動物中心〔使用許可證號：SYXK(粵)2018-0085〕。飼養環境：室溫23℃，相對濕度45%～55%，通風良好，氧氣充足，分籠喂養，光照12 h明暗交替。普通飼料和高脂飼料(膽固醇2%，膽酸鈉0.5%，豬油10%，普通飼料87.5%)由廣州市白云區龍歸興科動物養殖場提供〔許可證號：SCXK(粵)2017-0042〕。

1.2藥品、試劑和儀器 TC、TG、HDL-C、LDL-C試劑盒(上海一基實業有限公司)；載脂蛋白(Apo)A、ApoB試劑盒(北京孚博生物科技有限公司劑盒)；TNF-α、IL-6、NF-κB、MDA、SOD、CAT、GSH-Px、HL 酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(西寶生物科技(上海)股份有限公司)；日本東芝TVA-120FR全自動生化分析儀；ESK-1電子天平(沈陽龍騰電子有限公司)；SUNRISE 酶標儀(奧地利TECAN 泰康公司)。

1.3動物分組和模型構建 大鼠進行適應性喂養1 w后隨機分為對照組(n=10)和造模組(n=30)，對照組給予普通飼料(120 g/d)喂養，造模組給予高脂飼料(120 g/d)喂養，連續喂養4 w，喂養期間所有大鼠自由飲水。喂養4 w后各組大鼠禁食不禁飲12 h，眼眶內眥靜脈取血2 ml，檢測血清血脂水平。高脂血癥模型建立成功的標準〔5〕：造模組大鼠血清TC、TG、LDL-C水平明顯高于對照組，且超出參考值正常范圍。造模4 w后，造模組所有大鼠造模成功，造模過程中無1只大鼠出現死亡。隨后將造模組30只大鼠隨機分為模型組、游泳組和他汀組各10例。

1.4干預方法 他汀組大鼠給藥劑量按人與大鼠之間體表面積折算〔6〕等效劑量為8 g/(kg·d)，給予阿托伐他汀鈣片8 g/(kg·d)灌胃。游泳組大鼠給予游泳運動：制備100 cm×60 cm×80 cm的玻璃泳池，水溫(30±2)℃，適應性游泳運動1 w，最初游泳時間為10 min/d，1 w內逐漸增加至60 min/d，每周游泳5 d，共5 w。對照組和模型組大鼠下水后即撈出，不游泳。

1.5血清指標檢測 實驗第9周結束后所有大鼠禁食不禁飲12 h，用3%戊巴比妥鈉(20 mg/kg)腹腔麻醉，腹主動脈取血10 ml，3 000 r/min離心，取上清液，采用酶法檢測血清TC、TG、LDL-C、HDL-C的水平，ELISA檢測TNF-α、IL-6、NF-κB、MDA、SOD、CAT、GSH-Px、HL的水平。

1.6體重 實驗結束后用電子天平對大鼠進行稱重。

1.7肝系數 大鼠處死后，剖腹取肝臟稱濕重，肝系數=肝濕重(mg)/體重(g)。

1.8Lee指數 大鼠腹腔麻醉后用直尺測量鼻子到肛門的距離，Lee指數=〔體重(g)×1 000/體長(cm)〕1/3。

1.9統計學方法 應用SPSS19.0統計學軟件進行單因素方差分析及LSD-t檢驗。

2 結 果

2.1各組體重、Lee指數、肝濕重、肝系數比較 與對照組比較，模型組體重、Lee指數、肝濕重、肝系數水平明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，游泳組及他汀組均明顯降低(P<0.05)。見表1。

表1 各組體重、Lee指數、肝濕重、肝系數比較

2.2各組血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、ApoA、ApoB水平比較 與對照組比較，模型組血清TC、TG、LDL-C、ApoB水平明顯升高(P<0.05)，HDL-C、ApoA水平明顯降低(P<0.05)；與模型組比較，游泳組、他汀組血清TC、TG、LDL-C、ApoB水平明顯降低(P<0.05)，HDL-C、ApoA水平明顯升高(P<0.05)。見表2。

表2 各組血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、ApoA、ApoB水平比較

2.3各組血清TNF-α、IL-6、NF-κB水平比較 與對照組比較，模型組血清TNF-α、IL-6、NF-κB水平明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，游泳組均明顯降低(P<0.05)。見表3。

2.4各組血清AST、ALT、HL、PL水平比較 與對照組比較，模型組血清AST、ALT水平明顯升高，HL、PL水平明顯減低(P<0.05)；與模型組比較，游泳組、他汀組血清AST、ALT水平明顯降低，HL、PL水平明顯升高(P<0.05)。見表3。

表3 各組血清TNF-α、IL-6、NF-κB、AST、ALT、HL、PL水平比較

2.5各組血清SOD、GSH-Px、MDA、CAT水平比較 與對照組比較，模型組血清SOD、GSH-Px、CAT水平明顯降低(P<0.05)，MDA水平明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，游泳組、他汀組血清SOD、GSH-Px、CAT水平明顯升高(P<0.05)，MDA水平明顯降低(P<0.05)。見表4。

表4 各組血清SOD、GSH-Px、MDA、CAT水平比較

3 討 論

高脂血癥是心腦血管疾病最重要的危險因素，具有較高的發病率、患病率和最終致殘率，是影響人類健康的重要疾病之一。高脂血癥還可以導致肝損害，發生脂肪肝，主要表現為AST、ALT水平升高。積極治療高脂血癥對改善患者的預后和預防心血管病、肝損害的發生、發展具有重要作用。他汀和貝特類藥物是治療高脂血癥的最主要藥物，但存在肝損傷、橫紋肌溶解和誘發糖尿病等問題。運動療法是一種安全、有效降低血脂的輔助治療方法，研究表明運動可以降低血脂水平，但是具體機制尚不明確〔5〕。ApoA是HDL-C的重要組成部分，參與膽固醇逆轉運過程，具有降低血脂的作用〔7〕。ApoB是LDL-C的重要組成部分，間接反映LDL-C的水平〔7〕。高脂血癥存在慢性低度炎癥反應，炎癥因子相互誘生，共同影響脂質代謝，介導動脈粥樣硬化的發生發展〔8〕。高血脂癥造成血脂異常沉積于血管內壁，促進炎癥細胞浸潤，激活炎癥細胞釋放TNF-ɑ、IL-6等促炎癥因子，進一步通過NF-κB信號通路激活炎癥瀑布級聯炎癥，加快動脈粥樣硬化進程〔9〕。炎癥反應可以損傷肝臟，導致肝臟調節脂質代謝功能障礙，加重高脂血癥，形成惡性循環。炎癥反應也可以激活氧化應激反應，造成肝臟和機體氧化損傷，加重動脈粥樣硬化和脂質代謝障礙〔10〕。SOD是機體內重要的氧自由基清除劑，具有清除自由基和保護細胞膜、線粒體的完整性等作用〔11〕。MDA是機體內一種脂質過氧化物質，可以反映機體脂質過氧化和氧化損傷程度〔11〕。GSH-Px是一種催化過氧化氫分解的酶，具有抑制脂質過氧化、保護細胞膜的完整性等作用〔12〕。CAT主要存在肝臟，是一種催化過氧化氫分解的酶，具有抗氧化損傷的作用〔12〕。當機體內SOD、CAT、GSH-Px等生成減少或MDA生成增多，引起肝臟過氧化損傷，引起脂質代謝紊亂。而高脂血癥反過來引起機體氧化損傷，加重肝臟損傷，加重脂質代謝紊亂〔13〕。HL是一種由肝臟合成的具有多種脂酶活性物質，可以促進肝臟吸收TC和ApoB，也可以促進LDL-C與受體結合水解和TC水解為膽汁酸排出體外〔14〕。LPL是一種三酰甘油水解酶，可以促進TG分解為脂肪酸，降低血液中TG水平〔15〕。因此，炎癥因子、氧化損傷、HL、LPL等在高脂血癥的發生、發展中具有重要作用。

本研究結果表明高脂血癥大鼠模型建立成功，而且高脂血癥大鼠存在炎癥反應、氧化損傷，引起肥胖和肝損害。另外，本研究結果表明運動可以降低高脂血癥大鼠的血脂水平，抑制炎癥反應和氧化損傷，保護肝細胞功能，促進HL、LPL的表達。提示游泳運動可能通過調節脂質代謝、抗氧化和抑制炎癥等改善高脂血癥大鼠血脂。