張子鵬
(西北民族大學(xué)體育學(xué)院,甘肅蘭州 730030)
肥胖發(fā)生率在不斷提高,據(jù)估計,2030年全球肥胖者將超過11.2億。肥胖并不只是一種病癥,還是慢性病的誘因,肥胖已成為對人類健康影響的最大障礙。目前治療肥胖的主要方式為飲食控制、藥物和運動調(diào)節(jié)等。但研究表示,長期服用藥物不僅增加患者經(jīng)濟壓力,而且對機體也有毒副作用,。飲食調(diào)控對防治肥胖具有一定效果,但效果并不明顯。目前,有氧運動是公認的有效減肥方式,備受國內(nèi)外專家重視。以此,本文研究有氧運動對高脂飼料喂養(yǎng)大鼠血脂和骨骼肌的影響,為肥胖治療提供參考。
1.1 材料 試驗選擇雄性SD大鼠80只,由沈陽醫(yī)學(xué)院實驗動物中心所提供。使用大鼠常用的飼料配方作為基礎(chǔ)飼料,高脂飼料配方為:在每100 g基礎(chǔ)飼料中添加10 g豬油、10 g奶粉、1個雞蛋、10滴濃魚肝油、250 g新鮮黃豆芽。高脂飼料的總能量為12.57 KJ/g,碳水化合物32.99%,脂肪41.48%、蛋白質(zhì)25.53%。
1.2 主要試劑 試驗試劑由南京建成生物工程研究所提供,包括葡萄糖測定試劑盒、甘油三酯測定試劑盒、總膽固醇測定試劑盒、高低密度脂蛋白膽固醇測定試劑盒、I-胰島素放射免疫分析藥盒(陳劍峰和萬勇,2018)。
1.3 實驗
1.3.1 肥胖動物模型 一周適應(yīng)性飼養(yǎng)后進行高脂飼料分籠飼養(yǎng),自由飲水。試驗房的濕度設(shè)置為(50±10)%,溫度設(shè)置為(22±5)℃,明暗周期為12/12,控制并記錄大鼠的給食量和撒食量,每周定時稱重。大鼠體重在第8周末已基本穩(wěn)定,以膳食誘導(dǎo)肥胖大鼠和肥胖抵抗大鼠的判斷標準,體重最快增加的1/3大鼠為肥胖鼠DIO,后1/3為肥胖抵抗大鼠DIO-R,中間大鼠為對照鼠。
1.3.2 分組干預(yù) 高脂喂養(yǎng)8周后,肥胖與肥胖抵抗大鼠模型成功。一共包括抵抗組、抵抗運動組;肥胖組、肥胖運動組;中間組、中間運動組6組。對所有小鼠繼續(xù)飼喂高脂飼料7周,然后進行游泳訓(xùn)練。
運動組自由游泳訓(xùn)練共開展7周,水溫32~36℃,游泳池水深50 cm,每只小鼠在游泳過程中的活動表面積為350 cm2。剛開始訓(xùn)練時長為10 min,時間逐漸增加,前兩周每天運動40 min,之后每40 g體重與10 min確定大鼠的游泳時間,每周運動6 d。
1.3.3 標本收集 動物結(jié)束運動后24 h處死,禁食12 h,取血分成兩份,制備血清和血漿。收集血清:3000 rpm離心10 min分離血清,密封在-70℃冰箱中保存,待測。
1.3.4 指標檢測 使用Bechman自動化分析儀測定大鼠血清血脂,甘油三酯TG和膽固醇TC使用酶法檢測;高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)使用酶修飾方法與清除法檢測。使用蛋白免疫印跡法對骨骼肌FNDC5蛋白進行測試,制備樣品蛋白質(zhì),測定蛋白質(zhì)含量;SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳;凝膠轉(zhuǎn)膜和檢查(童俊露等,2018)。
2.1 各組大鼠的脂肪量、體重和兩者比的變化 試驗結(jié)束時對比3組發(fā)現(xiàn),脂肪量、體重與脂體比比抵抗組、中間組高,抵抗組對比中間組,脂肪量和體重比中間組低,沒有改變脂體比。在對比肥胖組與肥胖運動組的過程中,脂肪量、體重、脂體比有所降低,數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),中間運動組和中間組對比,體重具有明顯的降低,數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);抵抗運動組和抵抗組對比,改變并不明顯,數(shù)據(jù)無差異(P>0.05),詳見表1。
表1 脂肪量、體重和兩者比的變化
2.2 大鼠血脂變化對比 肥胖組對比中間組,TC、TG、LDL-C比中間組要高,HDL-C比中間組低;肥胖組對比抵抗組,TG、LDL-C比抵抗組要高,HDL-C比抵抗組要低,抵抗組對比中間組,各指標并沒有改變。對照組對比運動組中,肥胖運動組對比肥胖組,其中的TG和TC都有明顯的降低,HDL-C具有明顯提高,數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。中間運動組對比中間組,LDL-C、HDL-C、TG、TC并沒有改變。抵抗運動組對比抵抗組,TC下降顯著,其他三者沒有改變,詳見表2。
表2 各組大鼠的血脂變化情況 mmol/L
2.3 大鼠血清胰島素與血糖變化的情況 試驗結(jié)束后,對照組血糖并沒有改變。肥胖組對比抵抗組、中間組,血清胰島素比抵抗組、中間組要高。抵抗組對比中間組,并沒有差異。肥胖運動組對比肥胖組,血清胰島素和GLU具有明顯的下降,數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。中間運動組對比中間組,GLU的下降明顯;抵抗運動組對比抵抗組,沒有明顯的差別,詳見表3。
表3 血清胰島素與血糖變化的情況 mmol/L
2.4 大鼠骨骼肌FNDC5蛋白表達 由表4可知,運動訓(xùn)練針對骨骼肌FNDC5蛋白的表達主效應(yīng)明顯,沒有明顯的飲食主效應(yīng),兩者沒有明顯的交互作用。通過此結(jié)果可以看出來,無論是普通飲食或者高脂飲食的大鼠,長期有氧運動訓(xùn)練能夠進一步的提高骨骼肌FNDC5蛋白表達。另外,高脂飲食并不會對兩者造成影響,高脂飲食也不會影響到大鼠骨骼肌FNDC5蛋白表達。
表4 大鼠的骨骼肌FNDC5蛋白表達對比
3.1 長期有氧運動對骨骼肌的影響 在動物學(xué)研究中,陳劍峰等對6周雄性小組開展了30 d自主輪轉(zhuǎn)運動干預(yù),結(jié)果發(fā)現(xiàn),能提高小鼠股四頭肌與海馬區(qū)FNDC與PGC1-α基因表達。此團隊還報道,對12周齡小鼠進行3周自主轉(zhuǎn)輪運動干預(yù)能提高骨骼肌FNDC5、PGC1-αmRNA表達水平(陳劍峰等,2018)。童俊露等對雄性大鼠進行高脂飼養(yǎng)干預(yù),隨機將大鼠分為高脂飼養(yǎng)、正常膳食、高脂膳食、大蒜素補給運動組,并進行4周中等運動強度干預(yù),結(jié)果發(fā)現(xiàn),各組大鼠骨骼肌FNDC5蛋白水平變化并不明顯(童俊露等,2018)。本研究中,在結(jié)束運動干預(yù)后取材,使用蛋白質(zhì)印跡法檢測大鼠FNDC5蛋白表達,通過有氧運動干預(yù)能使正常飲食大鼠骨骼肌得到提高。導(dǎo)致結(jié)果差異的主要是干預(yù)時間長短不同,研究中運動干預(yù)為4周對FNDC5蛋白表達水平的影響較小。
3.2 高脂飲食對于骨骼肌的影響 隨著現(xiàn)代人們生活水平的不斷提高,人們的飲食方式與生活方式發(fā)生改變,機體每天通過膳食攝取營養(yǎng)物質(zhì)維持生命,但脂肪攝入過多或者體力活動少會導(dǎo)致機體能量不平衡,以此導(dǎo)致肥胖等疾病。
譚惠文等相關(guān)研究通過30 kg/m2以上個體對比了體重正常個體與BMI,此實驗組指的是受試者的健康,劃分肥胖個體維糖尿病足、單純肥胖組與前驅(qū)糖尿病足。對比正常體重組,前驅(qū)糖尿病骨骼肌表達水平高于體重正常組,差別較為明顯,單純肥胖組對比糖尿病組的骨骼肌表達水平?jīng)]有差異,對比體重組正常組的骨骼肌表達水平有所提高(譚惠文等,2017)。在本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),高脂飲食組大鼠骨骼肌水平有所提高,和此試驗結(jié)果一樣。以此可以看出,骨骼肌表達與機體生理狀態(tài)等因素關(guān)系密切,機體具備調(diào)定點,在機體狀況異常時會觸發(fā)此調(diào)定點,使機體進行自我保護,使骨骼肌FND5等蛋白水平上調(diào),保證機體正常。
3.3 有氧運動對高脂飼料大鼠血脂的影響 在現(xiàn)代肥胖治療試驗過程中,創(chuàng)建試驗動物模型尤為重要。 肥胖是由于長期能量攝入過多,超過機體能量消耗,體內(nèi)多余能量轉(zhuǎn)化為脂肪,并過度積聚而引起的營養(yǎng)代謝失衡性疾病。肥胖為科學(xué)界尤為重視的公共健康問題,以此產(chǎn)生了多種減肥方法。使用飲食調(diào)控就是主要方法,雷艷等利用實證表示,單純飲食調(diào)控對減肥具有一定效果,但效果并不明顯(雷艷等,2018)。有氧運動為最基礎(chǔ)有效的減肥方法,Gutin等表示,有氧運動干預(yù)對預(yù)防肥胖非常有效。侯少偉等發(fā)現(xiàn),有氧運動不僅能減肥健身,還能降低并消除營養(yǎng)性肥胖導(dǎo)致的并發(fā)癥(侯少偉等,2019)。但楊曉龍等發(fā)現(xiàn),單純根據(jù)運動減肥并不是有效途徑(楊曉龍,2018)。所以,要與高脂飲食結(jié)合提高治療效果。相關(guān)研究表示,可以通過體重與血脂兩個指標檢測肥胖。通本研究發(fā)現(xiàn),與中間組相比,肥胖組TC、TG、LDL-C升高,HDL-C降低;與抵抗組相比,肥胖組TG、LDL-C升高,HDL-C降低,與中間組相比,抵抗組各指標并沒有改變。對照組對比運動組中,肥胖運動組對比肥胖組,TG和TC明顯降低,HDL-C明顯提高。中間運動組對比中間組,LDL-C、HDL-C、TG、TC并沒有改變。抵抗運動組對比抵抗組,TC下降顯著,其他三者沒有改變。所以得出結(jié)論,有氧運動對大鼠血脂水平有改善作用,且飲食控制和有氧運動聯(lián)合具有良好的干預(yù)效果。
有氧運動能對高脂飲食誘導(dǎo)血脂異常進行改善,其機制和骨骼肌表達、血脂具有密切關(guān)系。使用高脂飲食能復(fù)制肥胖與肥胖抵抗模型,肥胖大鼠對比肥胖抵抗大鼠有具脂代謝紊亂的情況,肥胖敏感性大鼠存在胰島素抵抗。利用長時間的有氧運動可以增加機體能量能耗,降低體脂,對機體脂代謝紊亂有改善作用,從而緩解胰島素抵抗。