許冬明, 李顯國(guó)

(安徽省淮北師范大學(xué)體育學(xué)院， 淮北 235000)

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高脂飲食及運(yùn)動(dòng)對(duì)2型糖尿病大鼠脂聯(lián)素、瘦素及血糖水平的影響*

許冬明, 李顯國(guó)

(安徽省淮北師范大學(xué)體育學(xué)院， 淮北 235000)

目的：觀察高脂飲食及運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠脂聯(lián)素、瘦素及血糖水平的影響。方法：選取SD清潔大鼠80只，雌雄各半，隨機(jī)分為5組(n=16)：空白對(duì)照組(A)，普通飲食組(B)，高脂飲食組(C)，普通飲食干預(yù)組(普通飲食+運(yùn)動(dòng)干預(yù)，D)，高脂飲食干預(yù)組(高脂飲食+運(yùn)動(dòng)干預(yù)，E)；除空白組外，其余四組均給予高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周后，腹腔鏈脲佐菌素(30 mg/kg)制備2型糖尿病模型(T2DM)；大鼠建模后，空白組、普通飲食組及普通飲食干預(yù)組給予常規(guī)飼料，高脂組及高脂飲食干預(yù)組大鼠給予高脂飼料，普通飲食干預(yù)組及高脂飲食干預(yù)組給予運(yùn)動(dòng)干預(yù)，采用滾筒訓(xùn)練器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)頻率為每天1次，每周6次，持續(xù)6周。6周后測(cè)量大鼠脂聯(lián)素、瘦素、血糖及相關(guān)生化指標(biāo)。結(jié)果：除空白組外，其余四組大鼠實(shí)驗(yàn)后脂聯(lián)素水平明顯降低(P<0.05)、瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯明顯升高(P<0.05)；高脂飲食組大鼠瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平明顯高于高脂飲食干預(yù)組(P<0.01)；高脂飲食干預(yù)組大鼠瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平高于普通飲食組(P<0.05)；普通飲食組瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平高于普通飲食干預(yù)組(P<0.05)；T2DM大鼠模型各組瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平均明顯高于對(duì)照組(P<0.01)。高脂飲食組大鼠脂聯(lián)素水平明顯低于高脂飲食干預(yù)組(P<0.01)；高脂飲食干預(yù)組脂聯(lián)素水平低于普通飲食組(P<0.05)；普通飲食組脂聯(lián)素水平低于普通飲食干預(yù)組(P<0.05)；T2DM大鼠模型各組脂聯(lián)素水平均明顯低于對(duì)照組(P<0.01)。脂聯(lián)素與血糖，瘦素與血糖均有相關(guān)性(R<-0.06/R>0.06，P<0.05)。結(jié)論：嚴(yán)格的飲食控制及運(yùn)動(dòng)有助于控制2型糖尿病大鼠血糖水平的穩(wěn)定，其可能與控制調(diào)節(jié)大鼠體內(nèi)瘦素及脂聯(lián)素水平有關(guān)。

2型糖尿??； 瘦素； 脂聯(lián)素； 高脂飲食；大鼠

type 2 diabetes； leptin； adiponectin； high-fat diet; rats

【DOI】 10.13459/j.cnki.cjap.2016.04.003

2型糖尿病是內(nèi)分泌科常見(jiàn)疾病，病程長(zhǎng)，需要終生服藥。在我國(guó)的發(fā)病率居高不下[1]，嚴(yán)重影響人們的健康和生活質(zhì)量。脂聯(lián)素(adiponectin， APN)[2]及瘦素(leptin， LPN)[3]是人體脂肪組織分泌的兩種多肽類激素，其參與體內(nèi)脂肪及糖類代謝。近年來(lái)的研究多提示瘦素及脂聯(lián)素可能與2型糖尿病有關(guān)[4]。本研究通過(guò)飲食及運(yùn)動(dòng)干預(yù)，觀察2型糖尿病大鼠模型血糖水平的變化，并研究其與脂聯(lián)素、瘦素的相關(guān)性，為2型糖尿病的治療提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物及試劑

SPF級(jí)清潔大鼠80只，雌雄各半，平均月齡10±0.8個(gè)月，體重(280±23.2)g，動(dòng)物及飼料均由安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，注冊(cè)許可證號(hào)：SCXK(皖)2012-0001。鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)購(gòu)買于上海勁馬生物科技有限公司，許可證號(hào)：310112000956138。大鼠滾筒運(yùn)動(dòng)檢測(cè)儀，購(gòu)買于北京斗業(yè)科貿(mào)有限公司，許可證號(hào)：110108003508631。其余實(shí)驗(yàn)用檢測(cè)設(shè)備均由安徽師范大學(xué)提供。

1.2 分組

將上述80只大鼠分為5組，每組16只，雌雄各半：空白組(不做處理，A)，普通飲食組(B)，高脂飲食組(C)，普通飲食干預(yù)組(D)，高脂飲食干預(yù)組(E)。除空白組外，其余四組均給予高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周，6周后腹腔鏈脲佐菌素(30 mg/kg)建立T2DM模型。連續(xù)3 d檢測(cè)大鼠尾尖血糖，以空腹血糖≥16.7 mmol/L表示造模成功[5]。

1.3 方法

大鼠模型建立后，空白組、普通飲食組及普通飲食干預(yù)組給予常規(guī)大鼠飼料(基礎(chǔ)飼料100%)，高脂組及高脂飲食干預(yù)組大鼠給予高脂飼料(基礎(chǔ)飼料75%、豬油15%、蛋黃粉9.5%、膽酸鹽0.5%)。普通飲食干預(yù)組及高脂飲食干預(yù)組給予運(yùn)動(dòng)干預(yù)：采用大鼠滾筒運(yùn)動(dòng)儀，16 r/m速度，持續(xù)1 h，每天一次，每周6 d，持續(xù)6周。所有大鼠均單間隔離喂養(yǎng)，動(dòng)物自由攝食。

1.4 檢測(cè)指標(biāo)

所有大鼠喂養(yǎng)6周，空腹12 h后抽取尾尖血，測(cè)量脂聯(lián)素(adiponectin，APN，ng/L)、瘦素(leptin，LPN，mg/L)、血糖(fasting blood-glucose，F(xiàn)BS，mmol/L)、糖化血紅蛋白(hemoglobin A1C，HBA1c，%)、甘油三酯(triglyceride，TG，mmol/L)含量，均采用ELISA法進(jìn)行。所有試劑盒均由上海酶聯(lián)生物科技有限公司提供(脂聯(lián)素ml028375；瘦素ml028534；糖化血紅蛋白ml024079；甘油三酯ml026468)，ELISA檢測(cè)設(shè)備均由安徽師范大學(xué)提供。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 五組大鼠實(shí)驗(yàn)前一般資料比較

五組大鼠在年齡、實(shí)驗(yàn)前后體重、脂聯(lián)素、瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯比較無(wú)明顯差異(P>0.05，表1)。

2.2 五組大鼠實(shí)驗(yàn)前后各生化指標(biāo)比較

除空白組外，其余四組大鼠實(shí)驗(yàn)后脂聯(lián)素水平明顯降低(P<0.05)、瘦素、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯明顯升高(P<0.05，表2)。

Tab. 1 Comparison of the general information among five groups in rat models(before feeding)±s, n=16)

APN： Adiponectin； LPN: Leptin； FBS： Fasting plasma glucose； HBAlc： Glycosylated hemoglobin； TG： Triglycerides； A: Control group; B: Normal diet group; C: Normal diet intervention group; D: High fat diet group; E: High fat diet intervention group

Tab. 2 Comparison of the general information among five groups in rat models(after feeding)±s, n=16)

APN： Adiponectin； LPN: Leptin； FBS： Fasting plasma glucose； HBAlc： Glycosylated hemoglobin； TG： Triglycerides； A: Control group; B: Normal diet group; C: Normal diet intervention group; D: High fat diet group; E: high fat diet intervention group

*P<0.05vsbefore tests

2.3 五組大鼠血糖相關(guān)指標(biāo)水平比較

高脂飲食組大鼠血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平明顯高于高脂飲食干預(yù)組(P<0.01)；高脂飲食干預(yù)組大鼠血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平高于普通飲食組(P<0.05)；普通飲食組血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平高于普通飲食干預(yù)組(P<0.05)；T2DM大鼠模型各組血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯水平均明顯高于對(duì)照組(P<0.01，表3)。

GroupFBS(mmol/L)HBAlc(%)TG(mmol/L)A8．20±1．938．10±1．760．47±0．30B18．39±2．91?▲13．21±2．67?▲0．69±0．32?▲C13．02±2．11?11．09±2．32?0．56±0．38?D25．02±4．82?#20．98±3．98?#0．91±1．03?#E21．87±3．86?△16．10±2．87?△0．78±0．85?△

A: Control group; B: Normal diet group; C: Normal diet intervention group; D: High fat diet group; E: High fat diet intervention group；

*P<0.01vsgroup A；#P<0.01vsgroup E；△P<0.05vsgroup B；▲P<0.05vsgroup C

2.4 五組大鼠脂聯(lián)素及瘦素水平比較

高脂飲食組大鼠脂聯(lián)素水平明顯低于高脂飲食干預(yù)組(P<0.01)；高脂飲食干預(yù)組脂聯(lián)素水平低于普通飲食組(P<0.05)；普通飲食組脂聯(lián)素水平低于普通飲食干預(yù)組(P<0.05)；均明顯低于對(duì)照組(P<0.01)。高脂飲食組大鼠瘦素水平明顯高于高脂飲食干預(yù)組(P<0.01)；高脂飲食干預(yù)組瘦素水平高于普通飲食組(P<0.05)；普通飲食組瘦素水平高于普通飲食干預(yù)組(P<0.05)；均明顯高于對(duì)照組(P<0.01)。脂聯(lián)素與血糖有負(fù)相關(guān)性(R>0.06，P<0.05)，瘦素與血糖有正相關(guān)性(R<-0.06，P<0.05, 表4)。

3 討論

2型糖尿病是內(nèi)分泌科最常見(jiàn)的疾病之一，發(fā)病因素常與遺傳及環(huán)境因素有關(guān)[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活方式的改變(能量攝入增加和運(yùn)動(dòng)減少等[2])及人口老齡化等，2型糖尿病發(fā)病率在我國(guó)呈逐年增高趨勢(shì)，現(xiàn)已成為繼心血管病和腫瘤之后，威脅人們健康和生命的第3大非傳染性疾病。

GroupAPN(ng/L)LPN(mg/L)FBS(mmol/L)A8．20±1．932．38±0．329．05±2．43B7．02±3．21?▲4．76±0．78?▲18．39±2．91?▲C6．56±2．13?3．45±0．56?13．02±2．11?D2．11±2．09?#9．12±1．06?#25．02±4．82?#E4．11±2．09?△6．45±0．89?△21．87±3．86?△

A: Control group; B: Normal diet group; C: Normal diet intervention group; D: High fat diet group; E: High fat diet intervention group

*P<0.01vsgroup A；#P<0.01vsgroup E；△P<0.05vsgroup B；▲P<0.05vsgroup C

瘦素(leptin， LPN)是一種由脂肪組織分泌的蛋白質(zhì)類激素，因其能減輕體重而得名[6]。目前普遍認(rèn)為瘦素通過(guò)減少食物攝取并抑制脂肪細(xì)胞的合成[7,8]，促進(jìn)能量的釋放來(lái)達(dá)到減輕體重的目的。脂聯(lián)素(adiponectin，APN)是另一種脂肪組織分泌的蛋白質(zhì)類激素，可加快體內(nèi)脂肪代謝并抑制脂肪合成[9,10]。有學(xué)者提出脂聯(lián)素也是一種胰島素增敏劑[11]，可通過(guò)促進(jìn)胰島細(xì)胞分泌胰島素達(dá)到降低血糖的作用。

本次研究結(jié)果可以看出，2型糖尿病大鼠模型的血糖、糖化血紅蛋白及血脂均高于正常大鼠，表明腹腔內(nèi)注射鏈脲佐菌素建立T2DM模型是成功的[12]。相比與正常大鼠，糖尿病組大鼠脂聯(lián)素水平均有不同程度的降低(表2)，這導(dǎo)致脂肪代謝速度減慢，同時(shí)脂聯(lián)素的降低也可加重胰島素抵抗，從而升高血糖[13]。而瘦素的持續(xù)高水平則通過(guò)負(fù)反饋影響并抑制胰島素的分泌，并可能與胰島素抵抗形成惡性循環(huán)，不斷加重，最終導(dǎo)致糖尿病不可逆轉(zhuǎn)。兩者共同作用導(dǎo)致糖尿病大鼠模型的血糖水平的升高，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析也驗(yàn)證各組脂聯(lián)素、瘦素與血糖水平均具有相關(guān)性(R>0.06/R<-0.06)。

進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，高脂飲食組的各項(xiàng)血糖指標(biāo)及瘦素水平明顯高于其他各組(P<0.01)，脂聯(lián)素水平明顯降低(P<0.01)，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，血糖指標(biāo)及瘦素水平有所下降，同時(shí)脂聯(lián)素水平有所回升。這表明運(yùn)動(dòng)干預(yù)可影響大鼠體內(nèi)脂聯(lián)素及瘦素的調(diào)節(jié)，通過(guò)促進(jìn)脂肪代謝及胰島素的分泌來(lái)降低血糖。給予普通飲食的兩組大鼠各項(xiàng)指標(biāo)要優(yōu)于高脂飲食大鼠(P<0.05)，表明高脂飲食對(duì)T2DM大鼠的影響十分明顯。由于脂聯(lián)素及瘦素水平的變化，T2DM大鼠體內(nèi)脂肪代謝減慢，同時(shí)胰島素分泌減少，此時(shí)給予過(guò)度攝入脂肪會(huì)進(jìn)一步加劇原有的糖耐量異常，造成血糖水平的升高。在控制脂肪攝入及運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，普通飲食干預(yù)組大鼠的血糖水平明顯下降，但仍高于對(duì)照組。這表明2型糖尿病一旦發(fā)生，必須根據(jù)血糖監(jiān)測(cè)情況給予規(guī)范的糖尿病飲食，普通飲食仍然會(huì)導(dǎo)致血糖的異常。這可能也與T2DM大鼠體內(nèi)脂聯(lián)素及瘦素水平異常有關(guān)。

目前2型糖尿病發(fā)病率逐年上升，T2DM患者日常管理也是一個(gè)十分棘手的問(wèn)題。本次實(shí)驗(yàn)證實(shí)高脂飲食可影響脂聯(lián)素及瘦素的調(diào)節(jié)并加重2型糖尿病的癥狀，而適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)則通過(guò)調(diào)節(jié)激素，有助于血糖的控制。然而實(shí)際臨床中，相當(dāng)一部分患者對(duì)規(guī)律服藥、控制飲食、適量運(yùn)動(dòng)的依從性不夠，出現(xiàn)普通飲食甚至高脂飲食的情況，也不能做到每日?qǐng)?jiān)持運(yùn)動(dòng)。對(duì)此，醫(yī)務(wù)工作者應(yīng)該加強(qiáng)糖尿病知識(shí)的宣傳，體育工作者也應(yīng)該積極摸索體育運(yùn)動(dòng)的新模式，共同輔助2型糖尿病的治療。

[1] 黃 瓊, 李 凡, 占?jí)翮? 武漢市老年糖尿病患者視網(wǎng)膜病變發(fā)生率及其影響因素[J]. 職業(yè)與健康, 2015, 31(1): 61-63.

[2] 李 娥, 肖小平, 張 熊. 血清脂聯(lián)素和抵抗素檢測(cè)在兒童超重和肥胖中的臨床應(yīng)用[J]. 浙江臨床醫(yī)學(xué), 2015(7): 1205-1206.

[3] 于 蕾, 崔宏偉, 韓瑞蘭. 血清脂聯(lián)素瘦素水平與T2DM患者微血管病變相關(guān)性分析[J]. 浙江臨床醫(yī)學(xué), 2015(2): 223-224.

[4] 王 磊, 劉銅華, 秦靈靈, 等. 抵抗素、瘦素、脂聯(lián)素與2型糖尿病患者肝郁脾虛證的相關(guān)性[J]. 中醫(yī)雜志, 2015, 56(15): 1298-1301.

[5] 翟玉榮, 劉 波, 莫鎮(zhèn)濤, 等. 苦瓜提取物對(duì)糖尿病大鼠腎皮質(zhì)Na+,K+-ATP酶活性的影響[J]. 遵義醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2015, 38(2): 121-124.

[6] 盛 晟, 周 杰, 張 佳, 等. 皖南花豬不同發(fā)育階段脂肪組織脂聯(lián)素及受體和瘦素mRNA的變化[J]. 中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2012, 30(4): 352-355.

[7] Pan W，Kastin AJ．Leptin：a biomarker for sleep disorders[J]?SleepMedRev， 2014， 18(3)： 283-290.

[8] 王 穎, 黎 明, 陰津華, 等. 瘦素脂聯(lián)素比值在兒童青少年代謝綜合征中的診斷價(jià)值[J]. 中華糖尿病雜志, 2015(9): 562-566.

[9] 李 蕾, 李之俊. 大鼠胰島素抵抗形成中脂聯(lián)素受體基因表達(dá)及運(yùn)動(dòng)的影響[J]. 中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2012, 30(5): 465-466， 480.

[10]李凌飛, 劉 晶, 李 園. 等. 脂聯(lián)素對(duì)糖尿病心肌病患者心臟保護(hù)作用的研究進(jìn)展[J]. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2015(6): 777-779.

[11]王 磊, 朱 斌, 秦靈靈, 等. 瘦素、脂聯(lián)素、游離脂肪酸與2型糖尿病肝郁脾虛證的關(guān)系[J]. 中日友好醫(yī)院學(xué)報(bào), 2015, 29(1): 31-33, 58.

[12]李 娜, 劉 群, 李曉娟, 等. 2型糖尿病合并抑郁癥大鼠模型的建立及評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(1): 23-26， 99.

[13]Levinger I, Goodman C, Peake J,etal. Inflammation, hepatic enzymes and resistance training in individuals with metabolic risk factors[J].DiabetMed, 2009, 26(3): 200-207.

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(15YJC890017)

2015-12-03

2016-04-06

R332

A

1000-6834(2016)04-298-03

△【通訊作者】Tel: 15805612170; E-mail: tybpqh08@126.com