□ 龐文陶（天津體育學(xué)院 天津 301617）

胰島素抵抗（insul in resistance,IR）,一種異常的病理狀態(tài)，指機(jī)體胰島素（insul in，Ins）的外周靶組織器官（肝細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、脂肪細(xì)胞）對Ins的反應(yīng)敏感性降低、受損或喪失而不能不能產(chǎn)生正常應(yīng)答的病理變化和臨床表現(xiàn)。近年來大量的研究表明IR在眾多心血管疾病危險因素中處于非常重要的地位，是糖尿病和心腦血管疾病等多種疾病的共同發(fā)病基礎(chǔ)。研究顯示,運(yùn)動不僅可以改善胰島素抵抗指數(shù),降低血清胰島素量,而且可以改善胰島素抵抗和胰島細(xì)胞的功能。近年來許多國內(nèi)的學(xué)者對石榴皮分別從抗病毒、抗菌和抗氧化等多方面進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，而在國外石榴皮用于治療已逐漸開始應(yīng)用。雖然石榴皮提取物對于抗氧化、降血脂等功能以及被證實(shí)，但是石榴皮提取物對胰島素抵抗的相關(guān)研究卻非常少。由上我們知道，有氧運(yùn)動訓(xùn)練和石榴皮提取物對胰島素抵抗血脂代謝有一定的改善作用，但是二者同時干預(yù)是否有協(xié)同作用，其協(xié)同作用是否比單獨(dú)用有氧運(yùn)動訓(xùn)練或石榴皮提取物的作用更具有顯著性以及其作用機(jī)制則有待于進(jìn)一步的研究。

1、材料及方法

1.1、實(shí)驗(yàn)動物與分組

本實(shí)驗(yàn)動物選用清潔級雄性Sprague-Dawl ey(SD)大鼠60只，大鼠體重為180g-220g，采購自中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心。飼養(yǎng)溫度22-25℃，相對濕度40%，光照12h。分籠飼養(yǎng)，其中每籠2只，自由飲水和進(jìn)食。適應(yīng)一周后，隨機(jī)分為5組：對照組(C組，n=12)、高脂組(H組，n=12)、高脂膳食+石榴提取物組(HP組，n=12)、高脂膳食+運(yùn)動組(HE組,n=12)和高脂膳食+運(yùn)動+石榴提取物組(HPE組，n=12)。普通飼料包含12%卡的脂肪，高脂食物包含45%卡的脂肪（高脂飼料購至上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動物有限責(zé)任公司）。按照實(shí)驗(yàn)分組要求分別給實(shí)驗(yàn)大鼠普通飼料和高脂飼料進(jìn)行飼養(yǎng)，并且進(jìn)行有氧運(yùn)動訓(xùn)練和/或石榴皮提取物的補(bǔ)充干預(yù)。在實(shí)驗(yàn)過程中每兩天測定大鼠攝食量和體重，實(shí)驗(yàn)干預(yù)第 8周后進(jìn)行OGTT測定。

1.2、石榴皮提取物的劑量和運(yùn)動訓(xùn)練方案

石榴皮提取物的劑量：在HP組與HPE組采用灌胃補(bǔ)充石榴皮提取物，其劑量為：150mg/kg體重水溶液（體積約為1-2.5ml隨著體重的增加增大，現(xiàn)用現(xiàn)配）。其他組灌等體積的生理鹽水（在運(yùn)動前兩個半小時到兩個小時給大鼠灌胃）。石榴皮提取物購自天津尖峰天然產(chǎn)物研究公司，含百分之四十的安石榴苷。運(yùn)動訓(xùn)練方案：是以運(yùn)動速度為20m/min，坡度為0度的跑臺訓(xùn)練，其中第一天運(yùn)動15min，以后每天遞增10-15min，一周后增至60min，之后每天維持在20m/min-60min的運(yùn)動量，每周運(yùn)動訓(xùn)練5次，實(shí)驗(yàn)共持續(xù)8周。（實(shí)驗(yàn)于每日17時開始運(yùn)動訓(xùn)練）。

1.3、實(shí)驗(yàn)取材

動物在實(shí)驗(yàn)8周后，禁食14-16小時然后摘眼球取血8ml，在4度靜至 2h，3000r pm離心 10min， 取上清測定 FPG、TG、TC和 FFA，其余保存至-80度冰箱以備FINS等血清指標(biāo)的檢測。

1.4、生化指標(biāo)測定

TG和TC等檢測試劑購買自南京建成生物科技有限公司，采用全自動生化分析儀檢測。

1.5、血糖和口服糖耐量（OGTT）的測定

大鼠在禁食6-8小時后，采用尾靜脈取血測定空腹血糖。對實(shí)驗(yàn)大鼠迅速灌胃10μl/g的20%葡萄糖溶液，分別在灌胃后的15s、30s、60s、120s對大鼠尾靜脈取血測定其血糖并記錄。記錄為G0、G15、G30、G60、G120， 繪制 OGTT 曲線， 采用內(nèi)插法（Int rapezoid）計算OGTT曲線下面積（AUCOGTT），計算公式為 AUCOGTT=0.25×（G0+4×0.5G×30+3×G120），最后單位為 mmol/L×min。

1.6、胰島素抵抗評定指數(shù)計算

本研究采用胰島素敏感指數(shù)與胰島素抵抗指數(shù)來評價胰島素抵抗。其計算公式如下：胰島素抵抗指數(shù)(IRI)=(空腹血糖值×空腹胰島素值)/22.5。胰島素敏感指數(shù)(ISI)=l n[1/(空腹血糖值×空腹胰島素值)]。

1.7、結(jié)果處理

本文所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由GraphPad Prism 5統(tǒng)計軟件處理，計算均值和標(biāo)準(zhǔn)差（x±SD）表示，并由此軟件作圖。組間比較采用雙因素方差分析，顯著性水平差異定為p＜0.05，非常顯著水平差異定為 p＜0.01。

2、結(jié)果

2.1、高脂飲食對大鼠 FPG、FINS、IRI、ISI和 AUCOGTT 的影響以及運(yùn)動和石榴皮提取物的干預(yù)作用

注：C為對照組，n=12)、H為高脂組、H為高脂膳食+石榴提取物組、HE為高脂膳食+運(yùn)動組、HPE為高脂膳食+運(yùn)動+石榴提取物組 *p＜0.05,**p＜0.01

統(tǒng)計結(jié)果顯示如圖 1：（1）C 組相比，H 組大鼠 FINS、IRI、ISI 和AUCOGTT均顯著升高（p＜0.01），F(xiàn)BG有升高但是沒有顯著性差異；（2）HP 組大鼠 FINS、IRI 和 ISI 顯著低于 H 組（p＜0.01），雖然 HE組卻沒有顯著性差異（p＞0.05），但是顯著高于HPE組（p＜0.01）；（3）HP組大鼠AUCOGTT比H組有所下降卻沒有顯著性差異 （p＞0.05），但是高于 HE組和 HPE組而沒有顯著性差異（p＞0.05），其中HPE組最低；（4）HP組FBG和H組沒有明顯變化，比HE組和HPE組要高卻沒有顯著性差異（p＞0.05），其中 HE組最低；（5）通過雙因素方差分析顯示，8周石榴提取物的補(bǔ)充和有氧運(yùn)動訓(xùn)練對高脂膳食性大鼠大鼠空FINS、IRI、ISI和AUCOGTT有影響并存在很好的協(xié)同作用。上述總結(jié)結(jié)果顯示：8周高脂膳食可以誘導(dǎo)胰島素抵抗，但是對空腹血糖沒有明顯影響。8周石榴皮提取物的補(bǔ)充和8周有氧運(yùn)動訓(xùn)練對高脂膳食性大鼠胰島素抵抗的發(fā)生起到延緩的作用。8周石榴皮提取物的補(bǔ)充結(jié)合有氧運(yùn)動訓(xùn)練可以明顯的改善大鼠高脂膳食性胰島素抵抗的發(fā)生，使其達(dá)到正常水平。

2.2、高脂飲食對大鼠TG、TC和FFA含量的影響以及運(yùn)動和石榴皮提取物的干預(yù)作用

（1）與C組相比，高脂膳食可使 H組大鼠血清TG水平顯著增高（p＜0.01）；通過雙因素方差分析，8周石榴皮提取物的補(bǔ)充或有氧運(yùn)動訓(xùn)練均能顯著地降低高脂膳食大鼠血清TG的水平 （p＜0.01），而且8周石榴皮提取物的補(bǔ)充或有氧運(yùn)動訓(xùn)練對降低高脂膳食大鼠血清TG水平具有很好的協(xié)同作用 （p＜0.05）；（2）與C組相比，H組大鼠血清TC水平顯著增高（p＜0.01）；通過雙因素方差分析，8周石榴皮提取物的補(bǔ)充能顯著的降低高脂膳食性大鼠血清TC的水平 （p＜0.05），8周有氧運(yùn)動訓(xùn)練能顯著的降低高脂膳食性大鼠血清TC的水平（p＜0.01），而8周石榴皮提取物的補(bǔ)充結(jié)合有氧運(yùn)動訓(xùn)練對降低高脂膳食大鼠血清TC水平?jīng)]有明顯的協(xié)調(diào)作用（P＞0.05）；（3）與C組相比，高脂飼料使得H組大鼠血清FFA水平顯著增高（p＜0.01）；通過雙因素方差分析，8周石榴皮提取物的補(bǔ)充或有氧運(yùn)動訓(xùn)練均能顯著地降低高脂膳食大鼠血清FFA的水平（p＜0.01），而且8周石榴皮提取物的補(bǔ)充或有氧運(yùn)動訓(xùn)練對降低高脂膳食大鼠血清FFA水平具有很好的協(xié)同作用（p＜0.01）。

圖2 實(shí)驗(yàn)大鼠血清TC、TG和FFA水平的變化

3、討論

3.1、高脂飲食誘導(dǎo)大鼠胰IR的形成以及對糖脂代謝的影響

研究發(fā)現(xiàn)，8周高脂飲食干預(yù)后，OGTT測試中 H組大鼠在30min、60min和 120min各點(diǎn)血糖值均高于 C組（p＜0.01），并且血糖曲線下面積AUCOGTT顯著高于C組（p＜0.01）。提示胰島素抵抗模型。與C組大鼠相比H組大鼠FBG雖有升高趨勢但并無顯著性差異，但 FINS、IRI、和 AUCOGTT 均顯著高于 C 組（p＜0.01），ISI 明顯低于C組（p＜0.01）。因此說明8周的高脂膳食喂養(yǎng)誘導(dǎo)胰島素大鼠模型成功,這與查閱大量文獻(xiàn)的研究結(jié)果一致。

目前高脂飲食誘導(dǎo)的胰島素抵抗模型是最為常用的經(jīng)典動物模型,當(dāng)大鼠攝入高脂飼料飼時,其攝入過的多脂肪可使血漿中游離脂肪酸水平增高,而處于持續(xù)高于正常組血漿的游離脂肪酸又可以引起β細(xì)胞凋亡,抑制外周組織對胰島素刺激的葡萄糖的攝取量,降低肝臟細(xì)胞胰島素受體對胰島素的結(jié)合作用,減少肝糖原的利用,進(jìn)而引起外周高胰島素血癥與胰島素抵抗。高脂膳食還可以造成非脂肪組織中TG積累,導(dǎo)致脂肪氧化率的增加,進(jìn)而抑制了葡萄糖的氧化,促使葡萄糖利用率的下降。本研究顯示，在8周高脂膳食誘導(dǎo)后，與C組相比，H組大鼠AUCOGTT明顯上升（p＜0.01），血液中 FBG 無明顯變化，F(xiàn)INS、TG、TC 和 IRI 均明顯的升高（p＜0.01），ISI 明顯降低（p＜0.01），這與前人的結(jié)果是基本一致的。

3.2、有氧運(yùn)動訓(xùn)練和石榴皮提取物對高脂膳食大鼠胰島素抵抗形成以及血脂代謝干預(yù)作用

大量文獻(xiàn)顯示，有氧運(yùn)動訓(xùn)練可以通過降低血清中胰島素水平，從而改善胰島素抵抗，并且降低肥胖者肝臟脂肪的積累，對預(yù)防和治療胰島素抵抗有積極的意義。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示有氧運(yùn)動可以顯著降低高脂膳食性大鼠FINS的含量以及AUCOGTT,提高IRI,降低ISI，從而說明有氧運(yùn)動訓(xùn)練可以改善IR。當(dāng)機(jī)體FFA升高后能降低肝臟中胰島素，而且能抑制血液中胰島素的清除進(jìn)而引起胰島素功能的障礙，導(dǎo)致糖代謝障礙和肝臟胰島素抵抗從而使FFA和胰島素抵抗之間形成惡性循環(huán)。并且TG的異常增高會導(dǎo)致脂肪細(xì)胞的增大與增生進(jìn)而使胰島素受體數(shù)目減少或活性降低從而導(dǎo)致IR。提示：有氧運(yùn)動訓(xùn)練改IR主要是通過調(diào)節(jié)和改善血脂代謝等途徑，而因血脂代謝異常引起IR的機(jī)制中，F(xiàn)FA和IR關(guān)系最為密切。

目前石榴皮提取物對胰島素抵抗的相關(guān)研究還未見到，但有研究發(fā)現(xiàn)石榴皮提取物對于抗氧化、降血脂等功能以及被證實(shí)，因此我們推斷石榴皮提取物對于胰島素抵抗的改善有一定效果。而近期發(fā)現(xiàn)在含有百分之四十安石榴苷的石榴皮提取物在劑量為150mg/kg時在用于預(yù)防高脂膳食性非酒精性脂肪肝是非常有效果的.故此本研究按照150mg/kg劑量補(bǔ)充石榴皮提取物，研究結(jié)果石榴皮提取物的補(bǔ)充不僅能顯示著降低高脂膳食大鼠血清中FINS的含量以及AUCOGTT和IRI，ISI，并且顯著的降低高脂膳食大鼠血清中TC、TG、和FFA的含量從而改善胰島素抵抗，與本研究前期推斷一致。

研究結(jié)果顯示，單獨(dú)的進(jìn)行有氧運(yùn)動訓(xùn)練或是石榴皮提取物的補(bǔ)充均可以顯著的改善高脂膳食性大鼠胰島素抵抗的形成。經(jīng)雙因素方差分析結(jié)果顯示，有氧運(yùn)動訓(xùn)練結(jié)合石榴皮提取物的補(bǔ)充雖然對高脂膳食大鼠FBG沒有明顯的協(xié)同作用（p＞0.05）,但是對對高脂膳食大鼠血清中降低 TG、TC、FFA和 FINS的含量以及AUCOGTT、IRI和提高ISI具有顯著的協(xié)同作用，從而能更好的改善高脂膳食性大鼠IR。

4、結(jié)論

（1）8周高脂膳食可以誘導(dǎo)大鼠胰島素抵抗，其中表現(xiàn)為和血脂代謝紊亂、胰島素下降等；

（2）有氧運(yùn)動訓(xùn)練或石榴皮提取物均可以通過改善高脂飲食性大鼠血脂代謝，從而減輕胰島素抵抗，并且兩者有很好的協(xié)同作用。