田小梅,陳梅晞
肥胖是一種典型的環(huán)境因素與遺傳因素相互作用而導(dǎo)致能量攝入與消耗失衡所造成的慢性疾病,并與高血壓、糖尿病、腦卒中等諸多疾病有著密切關(guān)系,被認(rèn)為是影響人類健康和生存質(zhì)量的一種主要的慢性疾?。?-2]。隨著人們生活水平的不斷提高,肥胖癥的發(fā)病率日益增高[3],已成為嚴(yán)重危害人類健康的公共衛(wèi)生問題,因此肥胖防治的研究工作日益成為眾多學(xué)者的研究焦點。
肥胖模型的制備是進行肥胖研究的首要問題。研究表明飲食結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的高碳水化合物、高纖維飲食向高熱量、高脂防飲食轉(zhuǎn)化是肥胖發(fā)生的重要環(huán)境因素之一。故許多研究是在基礎(chǔ)飼料基礎(chǔ)上添加油脂、奶粉、香油、花生、雞蛋等適口食物組成混合高脂飼料,飼料的適口性及能量構(gòu)成,是以損失基礎(chǔ)飼料營養(yǎng)平衡為代價獲得食物的高能量[4]。但肥胖從根本上取決于動物自身的選擇。鑒于此,本研究通過給大鼠同時提供高脂飼料和普通飼料的混合喂養(yǎng)法,由動物自主擇食,根據(jù)其喜好選擇高脂食物,根據(jù)機體需要選擇普通平衡膳食,在正常生長發(fā)育的基礎(chǔ)上獲得額外的能量,以此來誘導(dǎo)肥胖的發(fā)生。造模過程及飼料配制簡單、高效,更科學(xué)地模擬了人類肥胖的發(fā)生過程,有利于對肥胖機制的研究和在肥胖基礎(chǔ)上其他模型的建立。
1.1 實驗材料
1.1.1 實驗動物 選擇72只雄性斷乳SD大鼠,體質(zhì)量(160±10)g,由廣西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供,合格證號SCXK(桂)2009-0002。按體質(zhì)量大小隨機分為對照組 (普通飼料喂養(yǎng),n=36)和模型組 (高脂飼料+普通飼料混合喂養(yǎng),n=36)。SPF級環(huán)境下分籠飼養(yǎng)。12h明暗循環(huán),動物自由進食水。
1.1.2 飼料 普通飼料 (碳水化合物50%,蛋白質(zhì)20%,脂肪4%,其他26%,3416 kcal%)。高脂飼料 (碳水化合物25%,蛋白質(zhì)16%,脂肪35%,其他24%,5758 kcal%)配方為:全價基礎(chǔ)飼料粉 (桂林新希望飼料公司生產(chǎn),60Co滅菌)、精煉豬油、蛋黃粉 (其中蛋白質(zhì)占30%,脂肪占62%,水分占4%,其他4%,亳州市紅日蛋制品有限責(zé)任公司生產(chǎn),巴氏滅菌)、蔗糖、食鹽,按照60:20:10:0.85:0.15的比例配制。配制方法:精煉豬油熱熔后放置10min,加入蛋黃粉攪拌后加入全價基礎(chǔ)飼料,最后加入蔗糖和食鹽,攪拌均勻并成型,飼前調(diào)制 (見表1)。
1.2 方法
1.2.1 喂養(yǎng)方法 所有大鼠先適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,均給予普通飼料。1周后對照組給予普通飼料喂養(yǎng),模型組以高脂飼料和普通飼料混合飼喂養(yǎng),均自由飲水 (見圖1)。
1.2.2 觀察指標(biāo)
1.2.2.1 一般情況 每日觀察記錄大鼠精神、皮毛、活動、眼睛、食欲、大便等。
1.2.2.2 動物每周稱重,測量體長。體長的測量為鼻尖至肛門的長度,在老鼠安靜放松狀態(tài)下測量。動物飼養(yǎng)4周后,從兩組大鼠中各取18只,3%戊巴比妥鈉腹腔麻醉,心臟采血并分離血漿,然后解剖腹腔,取腹腔脂肪,用濾紙吸去表面組織液,稱重并計算脂肪重量系數(shù)〔脂肪重量系數(shù)=脂肪重量(g)/體質(zhì)量 (100g)〕。第8周末,用同樣的方法處理兩組各剩下的18只大鼠。血生化值由桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院檢驗科檢測。
1.2.2.3 正常值及肥胖標(biāo)準(zhǔn)的確立:以對照組Lee.s指數(shù)〔(體質(zhì)量g)1/3×103/體長cm〕的正常值上限 (均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)為肥胖確定標(biāo)準(zhǔn),大于此上限為肥胖。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析,結(jié)果以(±s)表示,差異檢驗采用t檢驗和方差分析。
表1 飼料營養(yǎng)及能量構(gòu)成Table 1 The composition of macronutrients and energy of chow and HF diet
2.1 模型組動物的生長 以非平衡高脂膳食和平衡營養(yǎng)的普通飼料同時飼喂,結(jié)果表明動物能夠主動擇食、平衡營養(yǎng),模型組動物體質(zhì)量及體長均大于或等于對照組動物 (P<0.05,見表2,見圖2)。
表2 模型組及對照組體質(zhì)量及體長比較Table 2 Body weight and body length of model and control group
圖1 高脂組高脂飼料加普通飼料混合喂養(yǎng)Figure 1 High lipid group high fat feed and ordinary feed mixed feeding
圖2 喂養(yǎng)4周后高脂組和普通組對照Figure 2 Feeding for 4 weeks after high fat group and normal control group
2.2 高脂飼料對成年大鼠Lee.s指數(shù)的影響 模型組動物根據(jù)偏好攝入高脂飼料,保證了較高的能量攝入。高脂膳食組大鼠的Lees指數(shù)顯著大于正常對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P<0.05),標(biāo)志著高脂膳食誘導(dǎo)成功。提示混合喂養(yǎng)法能使群體攝入更多的能量,提高肥胖的發(fā)生率、增加肥胖程度 (見表3)。
2.3 高脂飼料對成年大鼠腹腔脂肪量及其系數(shù)的影響 與對照組比較,模型組大鼠腹腔脂肪重量及其重量系數(shù)均高于對照組 (P<0.05,見表4,見圖3)。
2.4 混合喂養(yǎng)法對血糖、血脂的影響 血漿生化檢測結(jié)果顯示,與對照組比較,模型組大鼠血漿三酰甘油及高密度脂蛋白、極低密度脂蛋白水平均低于對照組,但血糖、膽固醇及低密度脂蛋白水平顯著高于對照組 (P<0.05,見表5)。
表3 兩組大鼠Lee.s指數(shù)變化情況(±s,n=18)Table 3 Lee.S index of model and control group
表3 兩組大鼠Lee.s指數(shù)變化情況(±s,n=18)Table 3 Lee.S index of model and control group
注:與對照組比較,*P<0.05
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表4 兩組大鼠腹腔脂肪重量及其重量系數(shù)(±s,n=18)Table 4 Abdominal fat weight and the weight factor of the two groups
表4 兩組大鼠腹腔脂肪重量及其重量系數(shù)(±s,n=18)Table 4 Abdominal fat weight and the weight factor of the two groups
注:與對照組比較,*P<0.05,△P<0.05
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表5 模型組與對照組血生化值比較(mmol/L,±s,n=18)Table 5 The comparison of plasma composition between model and control group
表5 模型組與對照組血生化值比較(mmol/L,±s,n=18)Table 5 The comparison of plasma composition between model and control group
注:與對照組比較,*P<0.05,△P<0.01
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圖3 喂養(yǎng)8周后高脂組和普通組對照Figure 3 Feeding for 8 weeks after high fat group and normal control group
事實證明,動物攝食行為是自主選擇的,人為地制備平衡高脂膳食并不能保證動物按照實驗者預(yù)期的方向發(fā)展。在本實驗過程中,正常對照組大鼠進食總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高脂飲食組,這可能是因為高脂飲食喂養(yǎng)的能量高于正常飲食喂養(yǎng),所以并不需要很多的進食量便可以達到同樣的能量和熱量?;诖?,混合喂養(yǎng)的方法充分尊重動物自主擇食的特性[5]。本造模方法能夠保證動物在正常生長發(fā)育和營養(yǎng)平衡的基礎(chǔ)上主動攝入額外的高脂飼料,較好地模擬了人類營養(yǎng)性肥胖的發(fā)生模式[6]。另外,SD大鼠對食物營養(yǎng)成分敏感,屬食源性肥胖易感動物。食源性肥胖動物模型與人類肥胖具有許多相似的特征,所以本實驗選擇SD大鼠作為研究模型。我們采用改進的高脂飼料喂養(yǎng)大鼠,結(jié)果表明,高脂飲食可以引起大鼠營養(yǎng)性肥胖,高脂組大鼠體質(zhì)量、Lee.s指數(shù)、腹腔脂肪重量明顯高于普通飼料喂養(yǎng)大鼠,同時伴有血糖升高、質(zhì)代謝紊亂,顯示造模成功。本方法綜合考慮能量供給和營養(yǎng)平衡的要求,使高脂飼料能夠不受營養(yǎng)平衡問題的限制,最大限度地提高能量和適口性,從而保證動物攝入和吸收更多的能量,這是本實驗造模成功的關(guān)鍵。
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2 Shankland SJ.The podocyte?s response to injury:role in proteinuria and glomeruloscl erosis[J].Kidney International,2006,69(12):2131-2147.
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4 徐姝迪,鄭玉建,丁紅,等高脂飼料誘導(dǎo)肥胖及肥胖抵抗大鼠的瘦素、胰島素水平 [J].中國婦幼保健,2011,26(17):2666-2668.
5 郭光,田榮,曲卉,等.高脂飲食誘導(dǎo)下的肥胖和肥胖抵抗大鼠細(xì)胞形態(tài)及瘦素、AMPK表達變化的研究 [J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2011,34(3):67-70.
6 Buettner R,Schêlmerich J,Bollheimer LC.High-fat diets:modeling the metabolic disorders of human obesity in rodents [J].Obesity,2007,15(4):798-808.