潘哲浩 翁錫全 朱憲鋒 沈財利

1 韓山師范學院（潮州521041）2 廣州體育學院

長期高熱量攝入是引起肥胖的主要因素之一，在肥胖進程中，機體會產生胰島素抵抗現(xiàn)象［1，2］。 研究表明，肥胖引起胰島素抵抗與體重增加時胰島素敏感性下降關系密切［3］，肥胖導致胰島素抵抗是由于體內脂肪增加而引起的內分泌、炎癥、神經系統(tǒng)以及細胞自主性通路等相關調節(jié)異常的結果［4，5］。 因此，有效預防和治療因肥胖而引起的胰島素抵抗是當前急需解決的問題。研究顯示，適度間歇低氧暴露可通過提高機體瘦素含量調節(jié)脂代謝而降低體重［6］。那么，間歇低氧暴露對肥胖進程中胰島素及其敏感性是否也起調節(jié)作用，值得探討。因此，本研究比較了普通膳食和高脂膳食過程中間歇低氧暴露對大鼠內臟脂肪含量、血糖、胰島素的影響，探討間歇低氧暴露對胰島素敏感性的影響以及胰島素與內臟脂肪含量的相關關系，為進一步研究間歇低氧暴露防治胰島素抵抗提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

40只SPF級8周齡健康雄性SD大鼠，體重180～220 g，廣東省醫(yī)學實驗動物中心提供（粵監(jiān)證字：2005A060）。分籠飼養(yǎng)，自由飲食，室溫（23±2）℃，相對濕度40～60%，自然光照和晝夜節(jié)律變化，大鼠適應環(huán)境1周后開始實驗。

1.2 低氧干預方法

將大鼠隨機分為4組，即普通膳食常氧組、普通膳食間歇低氧組、高脂膳食常氧組、高脂膳食間歇低氧組，每組10只。普通組食用普通飼料，高脂組食用高脂飼料，高脂飼料的配方為豬油12%、蔗糖17%、膽固醇2.5%、膽酸鈉1%、基礎飼料67.5%，飼料生產于廣東省動物實驗中心。預適應1周后進行間歇低氧暴露6周，每天10小時，低氧濃度為15.4%，低氧發(fā)生設備為美國Hypoxico公司制造的低氧分壓系統(tǒng)（HTS）。

1.3 樣品制備

末次干預結束后，禁食24小時左右測血糖，然后用10%水合氯醛溶液300 mg/kg·BW注射麻醉大鼠，用真空血清管腹主動脈取血。靜置2小時左右血清管離心 20 min（3000 r/min）后，取血清-20℃保存待測。并取大鼠附睪脂肪墊與腎周脂肪墊用生理鹽水清洗后用濾紙吸干稱重。

1.4 測試指標與方法

Lee指數(shù)是在實驗末次干預結束后對大鼠稱重，并準確測量從鼻至肛門的長度，并按公式［體重（g）1/3÷體長 （cm）×1000］計算獲得。 血糖采用 GT-1640超級血糖儀測定，血清胰島素采用酶聯(lián)免疫吸附法測定，試劑購自美國ADL公司，儀器為RT-2100C型多功能酶標儀。各指標由專人嚴格按操作要求測試。 胰島素敏感指數(shù) （ISI）=ln ［1/（FBG×FINS）］［7］。

1.5 統(tǒng)計學分析

實驗數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示，采用SPSS15.0統(tǒng)計軟件包進行one-way ANOVA檢驗和Pearson相關分析，顯著性水平為P<0.05，極顯著性水平為P<0.01。

2 結果

2.1 各組大鼠Lee指數(shù)、內臟脂肪總量、血糖、胰島素和胰島素敏感指數(shù)

由表1可見，實驗6周后，與普通膳食常氧組相比，高脂膳食常氧組大鼠Lee指數(shù)、內臟脂肪總量和血清胰島素水平極顯著增加（P<0.01），胰島素敏感指數(shù)極顯著下降（P<0.01）；而普通膳食間歇低氧組大鼠Lee指數(shù)和內臟脂肪總量顯著減少（P<0.05，P<0.01），胰島素敏感指數(shù)顯著提高（P<0.05）。與高脂膳食常氧組相比，高脂膳食間歇低氧組大鼠Lee指數(shù)、內臟脂肪總量、胰島素水平均顯著下降（P<0.01），而胰島素敏感指數(shù)則顯著升高（P<0.01）；高脂膳食大鼠血糖水平雖略高于普通膳食，但各組間差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.2 大鼠血糖、胰島素、內臟脂肪總量和胰島素敏感指數(shù)相關性分析

從表2可見，內臟脂肪總量與胰島素水平、胰島素敏感指數(shù)均存在一定的相關性（P<0.01），其中與胰島素水平呈正相關，而與胰島素敏感指數(shù)呈負低度相關；另外，胰島素水平與胰島素敏感指數(shù)呈高度負相關（P<0.01），而血糖與內臟脂肪總量、胰島素和胰島素敏感指數(shù)均未見明顯相關性。

表1 各組大鼠內臟脂肪總量、血糖、胰島素和胰島素敏感指數(shù)比較

表2 大鼠內臟脂肪總量、血糖、胰島素和胰島素敏感指數(shù)間相關性分析

3 討論

目前國內外采用的肥胖動物模型主要有下丘腦性肥胖、遺傳性肥胖和膳食誘導肥胖三種［8］。本研究采用6周高脂膳食誘導肥胖動物模型，結果顯示，與普通膳食常氧組比較，高脂膳食常氧組大鼠Lee指數(shù)及內臟脂肪總量顯著增加，與其他研究結果一致［9，10］，說明高脂膳食可引起大鼠肥胖。 同時，盡管胰島素分泌顯著增加，但胰島素敏感性卻顯著降低，說明產生了胰島素抵抗。關于肥胖引起胰島素抵抗的機制，多認為與機體脂肪增加時引起的內分泌、神經系統(tǒng)以及細胞自主性通路等調節(jié)紊亂有關［4，5］。

近年來，低氧不僅在運動訓練中方興未艾，還應用于健身與某些疾病的治療。目前關于間歇低氧治療肥胖、貧血、心血管疾病等的研究報道不斷［11-13］，以往也有涉及間歇低氧暴露對胰島素調節(jié)影響的研究，但對于間歇低氧暴露對肥胖進程中胰島素抵抗影響的研究尚未見報道。劉霞等［14］研究發(fā)現(xiàn)，28天低氧使骨骼肌胰島素受體明顯增加，說明低氧主要通過增加骨骼肌胰島素受體數(shù)目增強胰島素的結合力。黃緘等［15］研究也證實，30天低壓缺氧后，大鼠骨骼肌胰島素受體密度顯著增加，對胰島素的反應能力增強，是組織攝取葡萄糖對胰島素信號反應能力增強的機制之一。Tikhonova等［16］觀察到，在高原適應第14天，血液胰島素和胰高血糖素水平下降，葡萄糖平衡保持在相同水平，紅細胞胰島素受體結合力在第3天特別是第14天顯著增加。盡管以上研究間歇低氧暴露時間不同，但其結果都表明，間歇低氧暴露可增加胰島素受體數(shù)目，增強胰島素受體磷酸化作用，從而改善胰島素信號傳導系統(tǒng)，提高胰島素敏感性，增加骨骼肌對葡萄糖的利用。

本研究結果顯示，無論普通膳食還是高脂膳食大鼠，經過6周間歇低氧暴露，其血清胰島素水平均下降，胰島素敏感指數(shù)均升高，高脂膳食間歇低氧組大鼠變化有統(tǒng)計學意義。同時，內臟脂肪總量也顯著下降，提示間歇低氧暴露可改善高脂膳食大鼠胰島素敏感性，從而預防高脂膳食進程中產生肥胖引起的胰島素抵抗。其原因可能是間歇低氧刺激引起骨骼肌胰島素受體密度增加和胰島素受體親和力上升。另外，近期研究表明［17］，低氧誘導因子 1α 在肥胖引起的胰島素敏感性降低中起著關鍵作用，因為在正能量平衡期間，白色脂肪組織為滿足儲存更多的甘油三酯而擴展，結果導致脂肪組織缺氧，激活低氧誘導因子1α的轉錄，低氧誘導因子1α又轉而激活與若干生理反應相關的眾多基因，引起脂肪組織纖維化反應，造成單核白細胞滲透和炎癥，導致胰島素敏感性降低。而另有研究表明［18］，體重下降與白色脂肪組織中巨噬細胞減少和炎癥整體基因表達改善有關。本實驗結果也證實，內臟脂肪含量與胰島素呈一定正相關，而胰島素與胰島素敏感指數(shù)高度負相關，表明內臟脂肪含量增高可引起胰島素分泌增加，導致胰島素敏感性下降，產生胰島素抵抗，故控制體重減少脂肪是預防胰島素敏感性下降的關鍵。而間歇低氧暴露一方面通過提高機體瘦素及其受體調節(jié)，增加脂肪的消耗［6］；另一方面通過內臟脂肪減少以及血脂水平下降也可以增加胰島素受體的數(shù)量［19，20］。 同時，由于低氧暴露下胰島素抵抗得到改善，脂肪細胞因子內脂素下調，從而減少甘油三酯合成和脂肪細胞積聚［21］，因此，本研究認為，間歇低氧干預對提高肥胖大鼠胰島素敏感性起到一定的調節(jié)作用。

4 小結

間歇低氧暴露可以減少高脂膳食進程中大鼠內臟脂肪含量，降低血清胰島素水平，從而提高胰島素敏感性，改善胰島素抵抗程度。

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