徐云鵬， 郝　敏， 常曉彤

（1. 河北北方學(xué)院，張家口 075000；2. 張家口市中心血站，張家口 075000）

誘發(fā)性肥胖對未成年SD大鼠糖脂類代謝的影響

徐云鵬1，2， 郝敏1， 常曉彤1

（1. 河北北方學(xué)院，張家口 075000；2. 張家口市中心血站，張家口 075000）

目的探討高脂飼料誘導(dǎo)肥胖對未成年SD大鼠糖脂代謝的影響。方法將30只21日齡雄性SD大鼠分為2組， 分別給予基礎(chǔ)飼料和高脂飼料， 喂養(yǎng)至60日齡后進(jìn)行胰島素耐量實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確測定身長、體質(zhì)量， 采集血液檢測血脂、血糖等生化指標(biāo)； 處死兩組大鼠后， 稱量體脂含量， 留取大鼠肝臟樣本切片并HE染色作病理學(xué)觀察。結(jié)果高脂飼料成功誘導(dǎo)未成年大鼠肥胖； 肥胖大鼠血清甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）與正常組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）、血糖（FBG）、高密度脂蛋白（HDL-C）、胰島素（Ins）等指標(biāo)水平與正常組相比沒有統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）； 胰島素耐量實(shí)驗(yàn)在各時間點(diǎn)兩組間未見統(tǒng)計學(xué)差異； 鏡下觀察肥胖大鼠肝細(xì)胞內(nèi)包含大小不等的脂肪空泡。結(jié)論相較正常未成年大鼠， 未成年肥胖大鼠脂質(zhì)（TG、TC）代謝紊亂， FBG、ALT等有升高的趨勢， HDL-C、Ins等則有下降趨勢， 同時， 肥胖導(dǎo)致未成年大鼠形成脂肪肝。

高脂飼料； 未成年肥胖大鼠； 脂代謝紊亂

近年， 兒童肥胖呈持續(xù)快速增加的趨勢， 已成為影響兒童健康的重要因素之一， 同時大量的流行病學(xué)調(diào)查和動物實(shí)驗(yàn)表明［1，2］， 成長早期過度的營養(yǎng)提供對成年發(fā)生肥胖有重要影響。肥胖不僅危害兒童的健康， 而且與其成人期心腦血管疾病、糖尿病、高脂血癥等疾病關(guān)系密切［3］。兒童肥胖多屬于單純性肥胖， 而高熱量飲食是兒童單純性肥胖的直接誘因。肥胖易誘發(fā)糖代謝異常及脂代謝異常。為探討肥胖對兒童青少年機(jī)體的影響， 本研究模擬了肥胖兒童的飲食習(xí)慣， 以高脂飼料誘導(dǎo)未成年雄性SD大鼠肥胖， 以探討肥胖對未成年大鼠糖、脂代謝影響。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動物

SPF級離乳（21日齡）雄性SD大鼠30只，體質(zhì)量41±5 g，購自北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)部［SCXK（京）2011-0012］。飼養(yǎng)環(huán)境為空調(diào)溫控動物室［SYXK（冀）2014-0062］， 光照節(jié)律為明/暗12 h交替，照明度為280～350 lx，飼養(yǎng)溫度20～24 ℃相對濕度50%～60%，飼養(yǎng)期間全部大鼠分籠飼養(yǎng)（每籠2只），自由進(jìn)食飲水。

基礎(chǔ)飼料：由河北北方學(xué)院動物室提供，配方為玉米面粉40%、普通面粉20%、豆粉20%大麥麩皮6%、魚粉8%、骨粉5%、魚肝油1%高脂飼料：委托河北北方學(xué)院動物室制作，配方為基礎(chǔ)飼料53%、奶粉5%、豬油10%、白糖5%雞蛋11%、黃豆16%。

1.2主要試劑及器材

大鼠血糖（FBG）、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）和高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）檢測試劑為四川邁克生物科技有限公司生產(chǎn)； 大鼠胰島素（Ins）和游離脂肪酸（FFA）測定試劑盒為上海酶聯(lián)生物科技有限公司生產(chǎn)； Multiskan MK3酶標(biāo)儀為Thermo公司生產(chǎn)； 日立7100全自動生化分析儀為日立公司生產(chǎn)。

1.3肥胖模型建立、肥胖判斷標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)數(shù)據(jù)計算方法

1.3.1未成年大鼠肥胖模型建立30只大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d，所有大鼠以基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)； 于25日齡隨機(jī)抽取10只作為正常對照組， 以普通基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)；考慮到肥胖造模過程中可能產(chǎn)生肥胖抵抗個體［4］，因此，余下20只大鼠不分組，全部給予高脂飼料喂養(yǎng)，待試驗(yàn)結(jié)束后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷并分組。3～4 d稱重一次， 飼養(yǎng)至60日齡，根據(jù)本研究制定的肥胖大鼠判斷標(biāo)準(zhǔn)，剔除5只不符合肥胖標(biāo)準(zhǔn)及肥胖抵抗標(biāo)準(zhǔn)大鼠， 其余設(shè)為肥胖組。飼養(yǎng)終止時， 全部20只給予高脂飼料喂養(yǎng)的大鼠中未見符合肥胖抵抗標(biāo)準(zhǔn)大鼠，共有15只大鼠肥胖造模成功。

1.3.2判斷標(biāo)準(zhǔn)大鼠肥胖判斷標(biāo)準(zhǔn)： ① 肥胖組大鼠的體質(zhì)量應(yīng)超過正常對照組大鼠平均體質(zhì)量的20%或高于正常對照組平均體質(zhì)量加1.96倍標(biāo)準(zhǔn)差+1.96s）； ② 肥胖組大鼠體脂（網(wǎng)膜、睪周及腎周脂肪）含量應(yīng)大于正常對照組均值加2.58倍標(biāo)準(zhǔn)差+2.58s）； 以上兩條件同時具備可判斷為肥胖大鼠。

大鼠肥胖抵抗判斷標(biāo)準(zhǔn)：肥胖抵抗組大鼠體質(zhì)量應(yīng)低于正常對照組平均體質(zhì)量加1倍標(biāo)準(zhǔn)差+s）。

1.3.3實(shí)驗(yàn)測定與取材飼養(yǎng)期間，每日稱量記錄飼料余量，了解大鼠進(jìn)食狀況；3 d稱量一次大鼠體質(zhì)量和身長，記錄大鼠生長狀況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前禁食12 h，自由飲水，并準(zhǔn)確稱量最后一次體質(zhì)量和身長；采集大鼠尾部靜脈血液，血液分離血清，用于測定血清生化指標(biāo)；麻醉處死后取體脂并準(zhǔn)確稱量，同時留取實(shí)驗(yàn)所需器官組織。實(shí)驗(yàn)過程中，所有動物處置方法符合動物倫理學(xué)規(guī)范。

1.3.4相關(guān)數(shù)據(jù)計算方法測量體長 （大鼠從鼻尖至肛門的長度）、體質(zhì)量，并計算Lee's指數(shù)=體質(zhì)量（g）1/3/體長（cm）×103； 處死大鼠后， 立即取體脂（網(wǎng)膜、睪周及腎周脂肪） 并稱重， 計算脂肪指數(shù)（%）=（腎周脂肪+睪周脂肪+網(wǎng)膜脂肪）/體質(zhì)量×100%。

1.4胰島素耐量試驗(yàn)（ITT）

實(shí)驗(yàn)結(jié)束前2 d晚上大鼠禁食12 h后次日上午尾部靜脈采血， 然后腹腔注射胰島素溶液（0.75 U/kg），分別于30 min、60 min、90 min、120 min后尾部靜脈采血，測定血糖（美國會好快速血糖檢測儀）。大鼠胰島素敏感性指數(shù)ISI=空腹血糖值（mmol/L） ×空腹胰島素值（mU/L）/22.5。

1.5血清生化指標(biāo)檢測

大鼠FBG、ALT、TG和TC采用酶法測定；HDL-C采用直接法測定；Ins和FFA檢測應(yīng)用ELISA雙抗體夾心法。

1.6病理組織學(xué)檢查

每只大鼠肝臟制作3張病理切片，全部采用HE染色，普通光學(xué)顯微鏡下觀察大鼠肝臟細(xì)胞病理改變情況并拍照（放大倍數(shù)：10×40）。

1.7統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。各組計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差±s）表示；兩組間比較采用t檢驗(yàn)， P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1一般特征

在飼養(yǎng)后期，與正常對照組大鼠比較，肥胖組大鼠飲水和尿量均增多，且排泄物異味較重。

2.2大鼠攝食情況及生長曲線

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，最后一次飼料余量稱量結(jié)果顯示，肥胖組和正常對照組大鼠平均攝食量分別為20.94±1.31 g和19.03±0.83 g （P＜0.05）。

此外， 隨飼養(yǎng)時間的增加， 兩組間大鼠體質(zhì)量逐漸出現(xiàn)差異， 這種差異隨時間推移而增加。30日齡肥胖組與正常對照組大鼠體質(zhì)量分別為54.73± 10.36 g和45.96±5.39 g （P＞0.05）。40日齡兩組大鼠體質(zhì)量分別為114.21±16.72 g和77.00± 10.41 g （P＜0.01），60日齡兩組大鼠體質(zhì)量分別為280.51±19.55 g和168.18±17.16 g （P＜0.01）， 肥胖組大鼠平均體質(zhì)量約為正常對照組的1.7倍（圖1）。

2.3大鼠體脂含量比較

肥胖組平均Lee's指數(shù)高于正常對照組（P＜0.01）；平均脂肪濕重高于正常對照組（P＜0.01）； 脂肪指數(shù)高于正常對照組（P＜0.05）（表1）。

圖1　大鼠生長曲線

表1　兩組大鼠間體質(zhì)量和體脂含量指標(biāo)比較

2.4大鼠胰島素耐量試驗(yàn)

胰島素耐量試驗(yàn)結(jié)果顯示，空腹血糖及腹腔注射胰島素后30 min、60 min、90 min、120 min各時間點(diǎn)肥胖組大鼠血糖水平與正常對照組無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）（圖2）。

圖2　大鼠胰島素耐量試驗(yàn)

2.5兩組大鼠血清生化指標(biāo)水平比較

如表2所示，與正常對照組相比，肥胖組大鼠血清TG、TC水平顯著增高（P＜0.01，P＜0.05）； ALT FBG和HDL-C等指標(biāo)水平在兩組間無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。此外，兩組大鼠間血清Ins、FFA和ISI的比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。

2.6大鼠肝臟細(xì)胞病理變化

正常對照組大鼠肝細(xì)胞基本無異常（圖3A）（組內(nèi)有2只大鼠肝細(xì)胞偶見脂肪樣變）； 而肥胖組全部大鼠肝細(xì)胞均發(fā)生了不同程度的脂肪樣變，肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見大量彌散性大小不等的脂肪空泡（圖3B）。

3　討論

高熱量飲食是兒童單純性肥胖癥的直接誘因本研究模擬了肥胖兒童的飲食習(xí)慣，以高脂飼料誘導(dǎo)雄性SD大鼠肥胖，探討未成年肥胖大鼠糖、脂代謝變化情況，以期為研究兒童青少年期肥胖的發(fā)生和防治奠定基礎(chǔ)。

表2　兩組大鼠間生化指標(biāo)比較

圖3　大鼠肝臟病理學(xué)觀察

本研究采用高脂飼料喂養(yǎng)未成年雄性SD大鼠，誘導(dǎo)未成年大鼠肥胖。實(shí)驗(yàn)大鼠飼養(yǎng)周期為從離乳（21日齡）至60日齡（出生后第60日之前的大鼠相當(dāng)于青少年期［5］），其間持續(xù)給予高脂飼料。高脂飼料喂養(yǎng)至 40日齡左右，肥胖組大鼠體質(zhì)量開始顯著性增加，且飲水量也明顯增加。至60日齡，體質(zhì)量、體脂含量與以基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)的正常對照組大鼠相比，差異顯著（P＜0.01）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高脂飼料誘導(dǎo)未成年大鼠肥胖效果顯著，與文獻(xiàn)報道一致［6，7］。實(shí)驗(yàn)所用高脂飼料為按文獻(xiàn)［8］改良配制，本實(shí)驗(yàn)中未見符合肥胖抵抗標(biāo)準(zhǔn)大鼠，原因可能為飼養(yǎng)時間較短和飼料配方差異所致。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，用高脂飼料喂養(yǎng)至60日齡的肥胖大鼠出現(xiàn)了血脂（TG、TC）代謝的紊亂，但血糖和Ins、ISI與正常組相比，并未出現(xiàn)差異，未出現(xiàn)胰島素抵抗，同徐姝迪等［9］研究結(jié)果一致，但與孫文廣等［10］研究結(jié)果有所不同， 可能為造模時間長短的差異造成。此外，ALT、FBG等指標(biāo)水平兩組間雖無差異， 但數(shù)值均有增高的趨勢， 而HDL-C、Ins等指標(biāo)水平則有降低的趨勢。這些血清指標(biāo)未出現(xiàn)差異可能是由于未成年大鼠正處于身體的快速生長期，新陳代謝旺盛，尚未表現(xiàn)出明顯改變，但若不對已肥胖大鼠體質(zhì)量加以干預(yù)，其進(jìn)入成年期將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的脂代謝障礙和胰島素抵抗［3，11］，進(jìn)一步提高心腦血管疾病、糖尿病等脂代謝障礙相關(guān)疾病發(fā)生的危險性。

肝內(nèi)脂肪酸的去路主要為合成三酰甘油， 當(dāng)合成的三酰甘油超過了肝臟將其轉(zhuǎn)運(yùn)出肝臟的能力時，就可導(dǎo)致三酰甘油在肝內(nèi)堆積形成脂肪肝［12］。王瑩等［11］研究指出，以高脂飼料喂養(yǎng)大鼠可以建立非酒精性脂肪肝肥胖大鼠模型。本研究結(jié)果與其一致，高脂飼料成功誘導(dǎo)大鼠肥胖后，使未成年肥胖大鼠發(fā)生非酒精性脂肪肝，在普通光學(xué)顯微鏡下可見肥胖大鼠肝臟細(xì)胞中包含大量、彌散性、大小不等的脂肪空泡，表明肥胖大鼠肝細(xì)胞發(fā)生了不同程度的脂肪變性，但提示肝臟病變的敏感指標(biāo)ALT水平在兩組間未見差異，表明未成年肥胖大鼠肝細(xì)胞旺盛的修復(fù)能力使其肝功能尚未受損。

總之，高脂飼料喂養(yǎng)可以誘導(dǎo)未成年大鼠肥胖，引起未成年肥胖大鼠脂質(zhì)代謝紊亂，同時容易誘發(fā)非酒精性脂肪肝。若此種飼養(yǎng)條件不發(fā)生改變，高脂飼料喂養(yǎng)時間越長，越容易出現(xiàn)脂代謝異常和胰島素抵抗，肥胖大鼠最終會出現(xiàn)嚴(yán)重的脂質(zhì)代謝紊亂、高血糖、胰島素抵抗等代謝綜合征表現(xiàn)［3，11］。因此，應(yīng)及早開展對肥胖早期階段的兒童青少年期肥胖的相關(guān)研究與防治工作。

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Effect of Induced Obesity on Metabolism of Lipid and Glucose in Young SD Rats

XU Yun-peng1，2， HAO Min2， CHANG Xiao-tong1
（1. Hebei Northern University， Zhangjiakou 075000， China；2. Blood Banks of Zhangjiakou City， Zhangjiakou 075000， China）

ObjectiveTo study the effect of childhood obesity induced by high fat diet on the metabolism of glucose and lipid. MethodsThirty male SD rats （21-day-old） were randomly divided into 2 groups， and were given basic diet or high fat diet， respectively. At the 60 days old， the insulin tolerance test of rats of rats was proceeded， the body length and weight the rats were measured accurately，and the blood was collected for the measurement of biochemical markers. After the rats were sacrificed，the livers of rats were collected， sliced and stained for pathological observation. ResultThe obesity rat model induced by high fat diet was established successfully. The serum level of triglyceride （TG） and and total cholesterol （TC） in obese rats were higher than those of non-obese rats （P＜0.05）， but there were no differences in alanine aminotransferase （ALT）， fasting blood glucose （FBG）， high-density lipoprotein cholesterol （HDL-C）， and insulin （Ins） between groups （P＞0.05）. At each time point， there was no difference on the insulin tolerance test. Under the microscope， there were numbers of fat bubbles in liver cells of young obese rats. ConclusionCompared with the non-obese young rats， the metabolism of lipids （TG， TC） of the obese young rats was disordered， the level of FBG and ALT showed an increasing trend， the level of HDL-C and Ins showed a decreasing trend. Obesity induced by high fat diet can lead to fatty liver of young rats.

High fat diet； Obesity young rats； Lipid metabolism disorders

R151.1 Q95-33

A

1674-5817（2015）02-0097-05

10.3969/j.issn.1674-5817.2015.02.003

2014-09-22

河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（C2011405015）； 張家口市科技項(xiàng)目（1321066D）

徐云鵬（1975-）， 男， 碩士， 主管檢驗(yàn)師，E-mail： 593575910@qq.com

常曉彤， E-mail： changxt1212@vip.sina.com