陳 娟, 張念云

（1.南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué), 江蘇南京 210014； 2.南京體育學(xué)院科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心, 江蘇南京 210000）

高脂飼料是導(dǎo)致大鼠肥胖的一個(gè)主要原因, 也是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中誘導(dǎo)肥胖和胰島素抵抗的常用方法, 其機(jī)制在于高脂飲食可升高游離脂肪酸水平, 從而導(dǎo)致肥胖, 而肥胖大鼠機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性下降, 最終導(dǎo)致胰島素抵抗（中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)肥胖防控分會(huì)等, 2022；賈鑫等, 2022）。高脂飼料導(dǎo)致肥胖大鼠胰島素抵抗的具體機(jī)制和運(yùn)動(dòng)減脂對(duì)肥胖大鼠胰島功能的改善作用尚不明確。本文采用高脂飼料構(gòu)建肥胖大鼠模型, 研究肥胖大鼠的胰島功能變化、血脂代謝變化及耐力訓(xùn)練的干預(yù)作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 試驗(yàn)選取80只8周齡的SD雄性大鼠, 體重190～205 g, 平均為（198.3±3.4）g, 購(gòu)自北京司貝福實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技有限公司, 動(dòng)物許可證號(hào)：SCXK（京）2017-0006；飼喂于室溫22～25℃, 相對(duì)濕度45%～60%, 間歇性光照12 h, 自由采食、飲水。

1.2 建模及干預(yù)措施 將80只SD雄性大鼠隨機(jī)分為空白組和試驗(yàn)組, 空白組12只, 采用普通飼料飼喂（脂肪含量占比15%）。試驗(yàn)組68只, 采用高脂飼料飼喂, 即基礎(chǔ)飼料60%、豬油15%、蔗糖15 %、膽固醇2%、魚粉2%、蛋黃粉4%、麥芽糊精2%, 脂肪含量為40%。飼喂2周后稱重, 隨機(jī)選取體重高于空白組平均體重20%的試驗(yàn)組大鼠36只（另外32只不符合要求的大鼠剔除）, 分為模型組、干預(yù)組和對(duì)照組3組, 各12只。模型組給予高脂飼料和等量生理鹽水灌胃。干預(yù)組給予高脂飼料、行耐力訓(xùn)練, 每天1 h無負(fù)重游泳。對(duì)照組給予高脂飼料和二甲雙胍200 mg/（kg·d）灌胃, 空白組繼續(xù)飼喂普通飼料。連續(xù)飼喂6周（自試驗(yàn)開始飼喂8周）后, 對(duì)比4組大鼠的體重、血脂指標(biāo)、胰島功能指標(biāo)、胰島炎癥程度分級(jí)、胰腺組織中Toll 4樣蛋白（TLR4）和核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）蛋白的表達(dá)水平等。

1.3 觀察指標(biāo)及檢測(cè)方法 分別于飼喂0、2、4、8周時(shí)測(cè)量大鼠體重。連續(xù)飼喂8周后, 禁食12 h, 麻醉后取腹主動(dòng)脈血10 mL, 離心分離血清, 采用羅氏全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、空腹血糖、空腹胰島素水平。計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)和胰島β細(xì)胞功能, 計(jì)算具體公式如下：

取大鼠胰腺組織, 經(jīng)固定、石蠟包埋、HE染色后, 在顯微鏡下觀察胰腺炎癥程度, 并賦予相應(yīng)分值。0分為胰腺周圍組織正常；1分為胰島周圍組織輕度炎癥細(xì)胞浸潤(rùn), 少許纖維組織增生；2分為胰島周圍組織出現(xiàn)較為明顯的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn), 纖維組織增生, 胰島細(xì)胞輕度萎縮；3分為胰島周圍組織出現(xiàn)嚴(yán)重的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、胰腺周圍呈現(xiàn)明顯的纖維組織增生、胰島細(xì)胞萎縮明顯。采用Western blot法測(cè)定大鼠胰腺組織Toll 4樣蛋白（TLR4）、核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）的表達(dá)水平。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 本研究收集到的血糖、胰島素、HOMA-IR值等計(jì)量指標(biāo)首先采用pp圖qq圖進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn), 采用（x±s）表示, 數(shù)據(jù)的組間假設(shè)檢驗(yàn)分析采用F檢驗(yàn)；具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)采用LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行組間對(duì)比分析；用專業(yè)SPSS21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 4組大鼠的體重變化比較 由表1可知, 試驗(yàn)前, 4組大鼠的體重差異不顯著（P＞0.05）；持續(xù)飼喂后, 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的體重在第2、4、8周時(shí)均高于空白組, 模型組的體重在第4、8周時(shí)均高于干預(yù)組和對(duì)照組（P＜0.05）。

表1 4組大鼠體重變化比較（±s, g）

表1 4組大鼠體重變化比較（±s, g）

注：與空白組比較aP＜0.05, 與干預(yù)組比較bP＜0.05。下表同。

組別 n 0周 2周 4周 8周空白組12 198.3±3.4 375.4±18.5 498.3±22.0 543.1±28.0模型組12 197.6±4.0 606.9±22.8a 668.4±29.6ab 713.5±33.4ab干預(yù)組12 198.1±3.8 610.5±29.4a 562.5±28.5a 603.5±27.6a對(duì)照組12 199.3±4.0 614.2±28.6a 557.8±31.9a 593.6±29.8a F值 0.884 13.831 18.402 20.945 P值 0.401 0.000 0.000 0.000

2.2 4組大鼠的血脂指標(biāo)比較 由表2可知, 第8周時(shí), 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的血清TG、TC、LDL-C均高于空白組, 血清HDL-C水平低于空白組（P＜0.05）, 模型組的血清TG、TC、LDL-C均高于干預(yù)組和對(duì)照組（P＜0.05）。

表2 4組大鼠的血脂指標(biāo)比較（x±s） mmol/L

2.3 4組大鼠的胰島功能指標(biāo)比較 由表3可知, 第8周時(shí), 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的血糖、胰島素、HOMA-IR值均高于空白組, HOMA-β值均低于空白組（P＜0.05）；模型組大鼠的血糖、胰島素、HOMA-IR值均高于干預(yù)組和對(duì)照組, HOMA-β值均低于干預(yù)組和對(duì)照組（P＜0.05）；干預(yù)組大鼠的血糖、胰島素、HOMA-IR值均高于對(duì)照組, HOMA-β值低于對(duì)照組（P＜0.05）。

表3 4組大鼠的胰島功能指標(biāo)比較（x±s）

2.4 4組大鼠的胰腺炎癥程度評(píng)分比較 由表4可知, 第8周時(shí), 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的胰腺炎癥程度評(píng)分均高于空白組, HOMA-β值均低于空白組（P＜0.05）；模型組大鼠的胰腺炎癥程度評(píng)分高于干預(yù)組和對(duì)照組；干預(yù)組大鼠胰腺炎癥程度評(píng)分高于對(duì)照組（P＜0.05）。

表4 4組大鼠的胰腺炎癥程度評(píng)分比較（x±s, 分）

圖1 4組大鼠的胰腺組織HE染色

2.5 4組大鼠的胰腺組織中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表達(dá)比較 由表5可知, 第8周時(shí), 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的胰腺組織中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表達(dá)空白組（P＜0.05）；模型組大鼠胰腺組織中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表達(dá)高于干預(yù)組和對(duì)照組（P＜0.05）；干預(yù)組大鼠胰腺組織中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表達(dá)高于對(duì)照組（P＜0.05）。

表5 胰腺組織中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表達(dá)比較（x±s, /βactin）

3 討論

大鼠肥胖的根源在于能量攝入和消耗長(zhǎng)期失衡, 而最易導(dǎo)致能量過度攝入的生活方式是高脂飼料, 因此, 高脂飼料也常被用來構(gòu)建動(dòng)物肥胖模型（馬依彤和劉帥, 2021）。本研究采用的高脂飼料可成功構(gòu)建大鼠肥胖模型, 連續(xù)飼喂8周后, 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的血清TG、TC、LDL-C均高于空白組, 血清HDL-C水平低于空白組, 說明高脂飼料導(dǎo)致的大鼠肥胖伴有脂質(zhì)代謝紊亂, 表現(xiàn)為TG、TC、LDL-C升高, HDL-C降低。原因在于高脂飼料直接增加大鼠脂肪的攝入, 可顯著提高大鼠游離脂肪酸水平, 從而改變大鼠脂質(zhì)代謝平衡（龔銳等, 2022；楊永等, 2022）。通過對(duì)比4組肥胖大鼠的胰島功能和胰島炎癥程度, 在第8周時(shí), 模型組、干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的血糖水平、胰島素水平、HOMA-IR值和胰腺炎癥程度評(píng)分均高于空白組, HOMA-β值均低于空白組。說明肥胖可導(dǎo)致大鼠血糖水平和胰島素水平升高、胰島素抵抗增加、胰島β細(xì)胞功能下降等病理生理改變。

成功構(gòu)建大鼠肥胖模型后, 對(duì)模型組給予高脂飼料+生理鹽水灌胃, 對(duì)干預(yù)組給予高脂飼料+耐力訓(xùn)練, 對(duì)照組給予高脂飼料食+二甲雙胍。飼喂8周后, 干預(yù)組和對(duì)照組大鼠的體重、TG、TC、LDL-C、血糖水平、胰島素水平、HOMA-IR均低于模型組；而HOMA-β值則高于模型組。說明針對(duì)肥胖大鼠開展的耐力訓(xùn)練和二甲雙胍有助于降低體重、血脂水平和血糖水平, 改善了大鼠胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能。耐力訓(xùn)練屬于有氧運(yùn)動(dòng), 可增加大鼠機(jī)體的能量消耗, 特別是脂肪消耗, 降低血脂水平和體重水平, 但對(duì)大鼠胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能的影響機(jī)制尚不明確（蔣艷蘋等, 2022；吳偉偉等, 2022）。研究還比較了4組大鼠TLR4蛋白、NF-κB蛋白的表達(dá)情況, 結(jié)果顯示, 耐力訓(xùn)練可降低大鼠胰腺組織中TLR4蛋白、NF-κB蛋白的表達(dá)水平, 且作用強(qiáng)于二甲雙胍。TLR4蛋白的表達(dá)與胰島素抵抗的發(fā)生相關(guān), 和NF-κB蛋白的表達(dá)與胰島β細(xì)胞的凋亡相關(guān), 而TLR4/NF-κB信號(hào)通路的活化與機(jī)體的炎癥狀態(tài)密切相關(guān)（戴士敏等, 2022）。

綜上所述, 高脂飼料造模肥胖大鼠能成功引起大鼠肥胖, 并對(duì)其胰腺功能造成一定的傷害, 采用耐力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能在一定程度上改善高脂飼料引起的肥胖, 改善大鼠的胰島細(xì)胞功能。