李香香，蔡海榮 ，劉偉成,黎杰軒，李偉強(qiáng)，李發(fā)忻，梁延昌

(廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東廣州 510405)

代謝綜合征(Metabolic syndrome，MS) 是一種合并糖脂代謝異常、胰島素抵抗、高血壓和肥胖等為主要特征的臨床綜合征[1]，已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)一種重要的慢性非傳染性疾病。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國MS患病率為14%～17%，并且隨著生活和運動方式的改變，MS的發(fā)病率呈現(xiàn)明顯上升的趨勢[2]。代謝綜合征是動脈粥樣硬化的基礎(chǔ)，是腦卒中、心肌梗死等心腦血管疾病最重要的危險因素，代謝綜合征-動脈硬化-心腦血管疾病是該疾病的三部曲[3]。因此，防治代謝綜合征對預(yù)防心腦血管疾病具有重要的意義。運動是代謝綜合征藥物治療的基礎(chǔ)，對MS具有良好的防治作用[4-5]，但是運動治療MS的機(jī)制尚不完全明確。因此，本實驗擬運用運動訓(xùn)練對高脂高糖高鹽飲食誘導(dǎo)的代謝綜合征大鼠進(jìn)行干預(yù)，觀察其對對體重、血脂、血糖、血壓、胰島素、血清瘦素、游離脂肪酸和脂聯(lián)素的影響，探討了其防治MS的可能機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物和飼料 雄性SPF級Wistar大鼠45只，體質(zhì)量150±5 g，北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供，許可證號為SCXK(京)2015-0001；基礎(chǔ)飼料；高糖高脂高鹽飼料(配方：基礎(chǔ)飼料50%，豬油15%，蔗糖20%，食鹽5%，蛋黃5%，膽固醇5%)，飼料均由廣州市花都區(qū)花東信華實驗動物養(yǎng)殖場提供，許可證號為SCXK(粵)2014-0023。

1.1.2 試劑和儀器 FFA酶聯(lián)免疫(Elisa)試劑盒，美國TSZ公司產(chǎn)品，凱學(xué)生物科技(上海)有限提供；ADPN酶聯(lián)免疫試劑盒、瘦素酶聯(lián)免疫試劑盒，美國賽默飛公司產(chǎn)品，上海鈺博生物科技有限公司提供；胰島素放免試劑盒，瑞典MERCODIA公司產(chǎn)品；全自動生化分析儀，日立公司產(chǎn)品；MC 4000動物無創(chuàng)血壓儀，北京自然基因科技有限公司產(chǎn)品；GL10MA高速大容量冷凍離心機(jī)，湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；FA2104B電子分析天平，沈上海平軒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；羅氏血糖儀，羅氏RACCU-CHEK公司產(chǎn)品，羅氏診斷產(chǎn)品(上海)有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 造模方法和分組 所有大鼠在造模前均給予基礎(chǔ)飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，待其代謝狀態(tài)穩(wěn)定后隨機(jī)分為對照組、模型組和運動組各15只，每5只分籠喂養(yǎng)。對照組給予基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)，模型組和運動組給予高糖高脂高鹽飲食飼料，所有大鼠均自由飲水，連續(xù)喂養(yǎng)8周[6]。8周后取尾經(jīng)脈血檢測大鼠血脂、血糖和無創(chuàng)血壓儀測血壓。

1.2.2 大鼠造模和存活情況 對照組大鼠死亡1只，模型組大鼠死亡1只、1只未達(dá)代謝綜合征大鼠模型的標(biāo)準(zhǔn)、予以剔除，運動組大鼠死亡2只，1只未達(dá)到代謝綜合征大鼠模型的標(biāo)準(zhǔn)、予以剔除。MS模型建立成功的標(biāo)準(zhǔn)為肥胖、高血壓、空腹血糖升高和三酰甘油增高[6]。

1.2.3 運動訓(xùn)練方法 參照Benford[7]的運動方案，制備150 cm×60 cm×70 cm的游泳池，設(shè)置水深60 cm，水溫31℃±1℃。先讓大鼠適應(yīng)性進(jìn)行游泳訓(xùn)練1周后每次將大鼠放入泳池中進(jìn)行1次連續(xù)的無負(fù)重游泳訓(xùn)練，每次60 min，1次/d，6次/周。共進(jìn)行游泳運動6周。對照組和模型對照組不進(jìn)行任何運動訓(xùn)練。運動訓(xùn)練期間對照組和模型組、運動組繼續(xù)分別給予基礎(chǔ)飼料和高脂高糖高鹽飼料喂養(yǎng)，自由進(jìn)水。

1.2.3 標(biāo)本采集 采血前禁食不禁飲12 h， 100 mL/L水合氯醛溶液(3 mL/kg)經(jīng)腹腔注射麻醉，經(jīng)腹主動脈取血10 mL，3 000 r/min離心20 min后取血清，置-80℃保存。

1.2.4 實驗室指標(biāo)檢測 電子分析天平稱重；無創(chuàng)血壓儀測定尾動脈收縮壓；放免法檢測Fins；酶聯(lián)免疫法檢測血清ADPN、FFA、LEP；自動生化分析儀檢測血脂；羅氏血糖儀測定血糖水平；胰島素抵抗指數(shù)HOMA-IRI=[空腹胰島素濃度×空腹血糖濃度]/22.5；Lee′s指數(shù)=體重(g)^(1/3)×103/體長(cm)；肥胖指數(shù)=雙腎周脂肪/體重×100%。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠體重、肥胖指數(shù)、血壓的檢測結(jié)果

與對照組比較，模型組大鼠的體重、肥胖指數(shù)、血壓均明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，運動組大鼠的體重、肥胖指數(shù)、血壓均明顯降低(P<0.05)(圖1)。

A.大鼠體重檢測結(jié)果；B.大鼠肥胖指數(shù)檢測結(jié)果；C.大鼠血壓檢測結(jié)果；1.對照組；2.模型組；3.運動組；﹡P<0.05vs對照組；#P<0.05vs模型組

A.The detection results of weight in rats；B.The detection results of obese index in rats；C.The detection results of blood pressure in rats；1.Control group；2.Model group；3.Exercise group；﹡P<0.05 vs control group；2.#P<0.05 vs model group

圖1各組大鼠體重、肥胖指數(shù)、血壓的檢測結(jié)果

Fig.1 The levels of weight,obese index,blood pressure in the rats of each group

2.2 各組大鼠血脂的檢測結(jié)果

模型組大鼠TC、TG、LDL的水平明顯高于對照組(P<0.05)，而HDL明顯低于對照組(P<0.05)；運動組大鼠TC、TG、LDL的水平明顯低于模型組(P<0.05)，而HDL水平明顯升高(P<0.05)(圖2)。

2.3 各組大鼠FBG、Fins、IRI的檢測結(jié)果

與對照組比較，模型組大鼠FBG、Fins、IRI明顯升高(P<0.05)；與模型組比較，運動組大鼠FBG、Fins、IRI明顯降低(P<0.05)(圖3)。

2.4 各組大鼠FFP、LEP、ADPN的檢測結(jié)果

與對照組比較，模型組大鼠FFP、LEP明顯升高(P<0.05)，ADPN明顯降低(P<0.05)；與模型組比較，運動組大鼠FFP、LEP明顯降低(P<0.05)，ADPN明顯升高(P<0.05)(圖4)。

1.對照組；2.模型組；3.運動組；﹡P<0.05vs對照組；#P<0.05vs模型組

1.Control group；2.Model group；3.Exercise group；﹡P<0.05 vs control group；2.#P<0.05 vs model group

圖2各組大鼠血脂的檢測結(jié)果

Fig.2 The levels of blood lipids in the rats of each group

A．大鼠空腹血糖檢測結(jié)果；B.大鼠空腹血清胰島素檢測結(jié)果；C.大鼠胰島素抵抗指數(shù)檢測結(jié)果：1.對照組；2.模型組；3.運動組；﹡P<0.05vs對照組；#P<0.05vs模型組

A.The detection results of fasting blood-glucose in rats；B.The detection results of fasting serum insulin in rats；C.The detection results of insulin resistance index in rats；1.Control group；2.Model group；3.Exercise group；﹡P<0.05 vs control group；2.#P<0.05 vs model group

圖3各組大鼠FBG、Fins、IRI的檢測結(jié)果

Fig.3 The levels of fasting blood-glucose,fasting serum insulin,insulin resistance index in the rats of each group

A． 大鼠游離脂肪酸檢測結(jié)果；B.大鼠血清瘦素檢測結(jié)果；C.大鼠脂聯(lián)素檢測結(jié)果；1.對照組；2.模型組；3.運動組；﹡P<0.05vs對照組；#P<0.05vs模型組

A.The detection results of free fatty acids in rats；B.The detection results of serum leptin in rats；C.The detection results of adiponectin in rats；1.Control group；2.Model group；3.Exercise group；﹡P<0.05 vs control group；2.#P<0.05 vs model group

圖4各組大鼠FBG、Fins、IRI的檢測結(jié)果

Fig.4 The levels of free fatty acids,serum leptin,adiponectin in the rats of each group

3 討論

代謝綜合征主要表現(xiàn)為糖脂代謝異常、胰島素抵抗、高血壓和肥胖，是全球范圍內(nèi)一種重要的慢性非傳染性疾病。代謝綜合征是心腦血管疾病最重要的危險因素，代謝綜合征-動脈硬化-心腦血管疾病是致死、致殘該疾病的三部曲。代謝綜合征的病理生理學(xué)進(jìn)程是治療的靶點。目前認(rèn)為胰島素抵抗是高血糖、高血壓、肥胖等代謝綜合征疾病的共同病理生理學(xué)通路[8]。胰島素抵抗表現(xiàn)為組織細(xì)胞對胰島素的敏感性降低，導(dǎo)致細(xì)胞對葡萄糖的利用率降低，并刺激胰島細(xì)胞分泌大量的胰島素[9]。且胰島素抵抗與血脂異常、高血壓、高血糖等相互促進(jìn)，互為因果，導(dǎo)致代謝綜合征疾病的發(fā)生發(fā)展。近年來認(rèn)為脂肪組織分泌的脂肪因子包括脂聯(lián)素、游離脂肪酸、瘦素等，參與機(jī)體代謝過程，在調(diào)節(jié)糖脂代謝和胰島素作用方面具有重要的作用，與高血糖、高血壓等密切相關(guān)。脂聯(lián)素是一種脂肪組織分泌的具有保護(hù)作用的脂肪因子，與代謝綜合征密切相關(guān)[10]，具有增加胰島素敏感性，預(yù)防糖尿病和抗動脈粥樣硬化的作用。國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，肥胖患者血清脂聯(lián)素水平下降，而體重減輕后血清脂聯(lián)素水平升高[11]。因此，脂聯(lián)素是代謝綜合征患者的保護(hù)性因子，其水平的降低與代謝綜合征的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。瘦素是由脂肪組織中肥胖基因編碼表達(dá)的一種蛋白質(zhì)，參與機(jī)體的糖脂代謝過程，有研究顯示，高瘦素血癥介導(dǎo)代謝綜合征的發(fā)生發(fā)展[12]。游離脂肪酸是脂肪細(xì)胞分泌一種重要生物活性因子，當(dāng)機(jī)體發(fā)生胰島素抵抗，脂肪組織分泌大量的游離脂肪酸，促進(jìn)高活性反應(yīng)分子氧簇因子的分泌，啟動氧化應(yīng)激反應(yīng)，激活應(yīng)激敏感信號通路，反過來加重胰島素抵抗，導(dǎo)致機(jī)體持續(xù)發(fā)生高血糖和胰島素抵抗。因此，瘦素和游離脂肪酸是胰島素抵抗的重要作用分子[13]。

飲食誘導(dǎo)模型具有復(fù)制成功率高、穩(wěn)定可靠和周期短等優(yōu)勢，是目前實驗研究中最常見的代謝綜合征模型建立方法。本組試驗結(jié)果提示，高脂高糖高鹽飲食誘導(dǎo)后，模型組大鼠體重、血壓、肥胖指數(shù)、血糖、胰島素、胰島素抵抗指數(shù)、瘦素、脂肪酸水平明顯高于對照組(P<0.05)，而脂聯(lián)素水平明顯降低(P<0.05)，提示代謝綜合征大鼠模型復(fù)制成功。

運動是防治代謝綜合征的基石，是一切藥物治療的基礎(chǔ)，運動對代謝綜合征具有重要的治療作用。林誠等[14]研究發(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練可以降低大鼠體質(zhì)量、脂肪質(zhì)量、收縮壓、血糖和血脂。張崇林等[15]研究發(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練可以降低代謝綜合征大鼠血脂、血糖和腎周脂肪質(zhì)量。本實驗復(fù)制代謝綜合征大鼠模型，成功造模8周后給予運動干預(yù)。6周后，運動組大鼠體重、血壓、肥胖指數(shù)、血糖、胰島素、胰島素抵抗指數(shù)、瘦素、脂肪酸水平明顯降低(P<0.05)，而脂聯(lián)素水平明顯升高(P<0.05)。表明運動可以降低代謝綜合征大鼠的糖脂代謝，可能與其抑制LEP、FFA的表達(dá)和促進(jìn)ADPN的表達(dá)有關(guān)。