宋士一, 翟博美, 李 瑩, 盧延穎, 楊 明

(1. 沈陽(yáng)師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 沈陽(yáng) 110034;2. 本溪市化學(xué)工業(yè)學(xué)校, 遼寧 本溪 117000)

0 引 言

高脂食物導(dǎo)致近幾十年全球肥胖人群顯著增加[1],其體內(nèi)脂質(zhì)不斷進(jìn)入內(nèi)臟組織中,造成脂肪的異位積累[2],脂肪組織能分泌脂肪因子,參與機(jī)體內(nèi)分泌調(diào)節(jié),進(jìn)而影響代謝[3],內(nèi)臟脂肪是導(dǎo)致代謝類(lèi)疾病的重要因素[4-5]。同時(shí),糖脂代謝異常對(duì)人體免疫系統(tǒng)有很大影響,脂肪的異位積累可能會(huì)干擾免疫系統(tǒng)的正常功能,進(jìn)而導(dǎo)致免疫下降并引發(fā)多種疾病[6]。肥胖源于動(dòng)物對(duì)環(huán)境的適應(yīng),面對(duì)食物及環(huán)境溫度脅迫時(shí),一部分動(dòng)物選擇積累脂肪的生活策略,以度過(guò)困難時(shí)期[7]。脂肪的存儲(chǔ)量通常不超過(guò)自身瘦時(shí)體重的2倍[8]。典型貯脂類(lèi)冬眠動(dòng)物,如達(dá)烏爾黃鼠,春夏季迅速積累脂肪為越冬做準(zhǔn)備,越冬后體重及身體機(jī)能又恢復(fù)如前,可作為肥胖研究的動(dòng)物模型。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組及取材

成年雄性達(dá)烏爾黃鼠,單籠飼養(yǎng)。育肥期動(dòng)物放入恒溫房,(23±2)℃,光周期12L∶12D。冬眠期動(dòng)物放入低溫房,恒黑,(5±2)℃,加入適量棉花。分組如下:個(gè)體體重開(kāi)始增長(zhǎng)----起始育肥期組(initial fattening group,I-F)10只,體重達(dá)到峰值后緩慢下降----育肥完成期組(finish fattening group,F-F)9只,進(jìn)入冬眠后依時(shí)間順序分為冬眠早期組(early hibernation group,E-H)7只,冬眠晚期組(late hibernation group,L-H)7只,出眠后為出眠期組(arouse group,A)7只,5組,共40只。

相關(guān)手術(shù)器械滅菌,取材均在上午完成。異氟烷麻醉,斷頭取血,所得血液離心,設(shè)置離心溫度4 ℃,轉(zhuǎn)速4 500 r/min,離心30 min,取上清分裝,-80 ℃凍存。取肝臟及肌肉,-80 ℃凍存。

1.2 檢測(cè)方法

1.2.1 肝功、腎功標(biāo)檢測(cè)

將凍存血清送至盤(pán)錦檢驗(yàn)檢測(cè)中心,西門(mén)子生化分析儀檢測(cè),記錄結(jié)果。

1.2.2 甘油三酯、總膽固醇檢測(cè)

標(biāo)本研磨:取出凍存樣品,融化,玻璃勻漿器中研磨至未見(jiàn)固體組織。置于離心機(jī)內(nèi),設(shè)置離心溫度4 ℃,轉(zhuǎn)速2 500 r/min,10 min,取上清。測(cè)定總蛋白濃度:研磨方法同上,4 ℃離心,轉(zhuǎn)速14 000 r/min,10 min,取上清。在空白孔、標(biāo)準(zhǔn)孔和樣本孔按序加入試劑及樣品,酶標(biāo)儀檢測(cè),設(shè)置波長(zhǎng)492 nm,打印結(jié)果。測(cè)定總蛋白濃度:BCA試劑盒,根據(jù)試劑盒說(shuō)明書(shū),酶標(biāo)儀檢測(cè),設(shè)置波長(zhǎng)492 nm,打印結(jié)果,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算待測(cè)樣品的總蛋白。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),單因素方差分析。P<0.05為差異顯著,P<0.001為差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 年周期不同階段體重及血糖變化

達(dá)烏爾黃鼠在F-F的體重高于I-F、L-H和A,差異極顯著(P<0.001),其血糖在E-H和L-H顯著高于其他3個(gè)時(shí)期。達(dá)烏爾黃鼠體重及血糖在I-F和A均無(wú)顯著差異。

表1 達(dá)烏爾黃鼠不同時(shí)期體重及血糖變化Table 1 Changes of body weight and blood sugar inSpermophilus dauricus at different stages

2.2 年周期不同階段肝功能各項(xiàng)指標(biāo)變化

達(dá)烏爾黃鼠血清中白蛋白受總蛋白影響,二者變化趨勢(shì)相似,F-F與L-H均極顯著高于I-F(P<0.001)、顯著高于E-H和A(P<0.05),A與I-F無(wú)顯著差異。血清中總膽紅素、谷氨酰轉(zhuǎn)氨酶及谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量雖有年周期變化,但I(xiàn)-與A三者均無(wú)顯著差異(表2)。

表2 不同時(shí)期肝功能各項(xiàng)指標(biāo)變化Table2 Changes of liver function indicators in different periods

2.3 年周期不同階段腎功能各項(xiàng)指標(biāo)變化

達(dá)烏爾黃鼠在I-F、F-F、E-H和A血清中尿素含量為11.4±1.1,11.1±0.8,10.5±1.9,7.8±0.9,10.9±1.4 mmol/L,血清中肌酐含量分別為37.3±4.8,34.7±5.7,39.1±5.6,52.3±5.4,35.0±8.6 μmol/L,均無(wú)顯著差異。

圖1 達(dá)烏爾黃鼠不同時(shí)期血清尿素含量(mmol/L)

圖2 達(dá)烏爾黃鼠不同時(shí)期血清肌酐含量(umol/L)

2.4 年周期不同階段肝臟和肌肉中甘油三酯與膽固醇的含量變化

達(dá)烏爾黃鼠不同時(shí)期肝臟中甘油三酯與膽固醇含量在年周期中雖有波動(dòng),但A與I-F二者無(wú)顯著差異。肌肉中甘油三酯及膽固醇在各個(gè)時(shí)期都沒(méi)有顯著差異(表3)。

表3 不同時(shí)期肝臟和肌肉中甘油三酯及膽固醇的變化Table 3 Changes of TG and cholesterol in the liver and muscle in different periods mmol·g-1

3 討 論

過(guò)度進(jìn)食導(dǎo)致肥胖,當(dāng)攝入量超過(guò)身體脂肪組織的存儲(chǔ)能力時(shí),三酰甘油和其他脂類(lèi)代謝物溢出到非脂肪組織,如肌肉、肝臟和胰腺,造成內(nèi)臟脂肪堆積,形成脂肪的異位儲(chǔ)存[9-10]。 內(nèi)臟脂肪由于其特殊的生理位置,直接釋放有害性脂肪因子到肝臟,造成肝臟的胰島素抵抗,成為導(dǎo)致代謝類(lèi)疾病的重要因素[11-12]。膽紅素濃度升高,代表肝細(xì)胞受損嚴(yán)重。肝細(xì)胞中含有大量轉(zhuǎn)氨酶,肝細(xì)胞受損時(shí),轉(zhuǎn)氨酶釋放入血,血液中轉(zhuǎn)氨酶水平升高。轉(zhuǎn)氨酶的升高導(dǎo)致非酒精性脂肪肝的發(fā)生[13],同時(shí)肝臟谷氨胺轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的升高也增加了患心腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[14]。腎功能不全同樣會(huì)導(dǎo)致心血管疾病[15],血清中肌酐與尿素含量是衡量腎功能的主要因素,肌酐與尿素含量下降可緩解腎間質(zhì)損傷和慢性腎衰竭[16]。肝腎功能的檢測(cè)可作為器官功能是否受損的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

貯脂類(lèi)冬眠動(dòng)物達(dá)烏爾黃鼠,冬眠前迅速儲(chǔ)存脂肪,但其育肥過(guò)程中未出現(xiàn)代謝相關(guān)疾病,并且在經(jīng)歷整個(gè)育肥階段及冬眠時(shí)期后,出眠時(shí)體重仍可恢復(fù)至正常水平,因此,達(dá)烏爾黃鼠可作為肥胖及相關(guān)代謝病研究的動(dòng)物模型。根據(jù)其年周期不同階段的體重和血糖變化來(lái)看,體重在F-F和E-H顯著增加,在L-H和A逐漸恢復(fù),與貯脂類(lèi)冬眠動(dòng)物體重變化趨勢(shì)符合,血糖的變化落后與體重,在E-H和L-H顯著升高,A恢復(fù)至I-F和F-F水平(表1)。提示,達(dá)烏爾黃鼠的體重變化先于糖脂代謝的轉(zhuǎn)換,且肥胖對(duì)其糖脂代謝轉(zhuǎn)換無(wú)影響。

肝功指標(biāo)中,達(dá)烏爾黃鼠血清中總蛋白含量和白蛋白含量的變化趨勢(shì)相同,在F-F和L-H出現(xiàn)峰值且顯著高于其他時(shí)期(表2),提示動(dòng)物在過(guò)度肥胖及剛剛?cè)朊邥r(shí)身體可能出現(xiàn)炎癥反應(yīng),但隨著冬眠期間脂肪組織的消耗,這一炎癥反應(yīng)在動(dòng)物出眠后自然消失。血清中總膽紅素含量從I-F開(kāi)始逐漸升高,至L-H時(shí)出現(xiàn)極顯著差異,在A又降至初始水平,總膽紅素含量E-H顯著高于F-F與I-F(表2)。F-F與I-F無(wú)顯著性差異,表明伴隨著動(dòng)物體重的增加,脂肪肝、肝硬化等肝臟類(lèi)疾病并未發(fā)生。血清中的谷氨酰轉(zhuǎn)氨酶以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量E-H均顯著升高,但I(xiàn)-F與A均無(wú)顯著差異(表2),表明動(dòng)物入眠時(shí)及冬眠過(guò)程中低體溫和低代謝對(duì)可能肝臟功能有所影響,但出眠后恢復(fù)至起始育肥期水平,表明無(wú)論是肥胖還是冬眠都未能對(duì)肝臟造成實(shí)質(zhì)性損傷。腎功能結(jié)果顯示,血清肌酐和尿素各個(gè)時(shí)期也沒(méi)有顯著性差異(圖1,圖2),表明達(dá)烏爾黃鼠與人類(lèi)不同,育肥過(guò)程中血清中肌酐與尿素含量仍維持在正常水平,達(dá)烏爾黃鼠的自然育肥不影響腎臟功能,腎功能無(wú)損傷[17]。

人體的代謝活動(dòng)多發(fā)生在肝臟以及肌肉中,尤其是肝臟對(duì)人體的代謝有著重要影響。肝臟和骨骼肌中脂質(zhì)含量的變化會(huì)影響其他激素的調(diào)節(jié),如瘦素[18]。瘦素可以抑制攝食減少體重,但對(duì)于肥胖小鼠而言,瘦素作用效果不顯著,瘦素抵抗也存在于達(dá)烏爾黃鼠[19-20]。對(duì)肝臟和肌肉中脂質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩者的甘油三酯和膽固醇在相鄰組間差異均不顯著,且I-F與A無(wú)顯著差異(表3)。表明在動(dòng)物育肥過(guò)程中未見(jiàn)肝臟及肌肉中脂肪的異位積累,且肝臟和肌肉中甘油三酯和膽固醇含量變化的生理調(diào)節(jié)是可逆的,脂代謝機(jī)制未受損傷。表明達(dá)烏爾黃鼠在育肥過(guò)程中脂肪多積累于皮下而非肝臟和肌肉,因而未見(jiàn)代謝疾病的產(chǎn)生。所以,達(dá)烏爾黃鼠才能在出眠后迅速進(jìn)行生理調(diào)節(jié),使肝臟、腎臟功能及身體機(jī)能恢復(fù)至正常水平。

綜上所述,達(dá)烏爾黃鼠在育肥期間對(duì)肝臟及腎臟器官存在保護(hù)機(jī)制,在體重增量超過(guò)自身體重一半的條件下不損傷肝腎功能,同時(shí),達(dá)烏爾黃鼠年周期肥胖未對(duì)脂代謝機(jī)制造成損傷。這一結(jié)果為人類(lèi)健康肥胖的研究提供了基礎(chǔ)。