飲食結(jié)構(gòu)變化誘導(dǎo)SD大鼠肥胖及血壓變化的機制

1、飲食結(jié)構(gòu)變化誘導(dǎo)SD大鼠肥胖及血壓變化的機制                 作者：王翔凌，馬愛群，田紅燕【關(guān)鍵詞】  游離脂肪酸   摘要：目的  了解飲食結(jié)構(gòu)變化對正常大鼠代謝及血壓的影響及其可能機制。方法  雄性SpragueDawley(SD)大鼠40只隨機分為高脂組和對照組。以脂肪占熱卡53%飲食喂養(yǎng)5、10周，觀察實驗大鼠收縮壓、體質(zhì)量、腹部脂肪量和空腹血糖、血脂及胰島素水平等代謝指標(biāo)

2、的變化。結(jié)果  高脂組收縮壓均高于對照組5周組(105.506±4.634)mmHg vs.(100.060±4.773)mmHg, P0.05；10周組(108.555±3.948)mmHg vs.(101.485±4.223)mmHg, P0.01；高脂組大鼠體質(zhì)量、腹部脂肪量及代謝指標(biāo)均明顯高于對照組，而胰島素敏感性降低。多元相關(guān)分析顯示大鼠收縮壓(SBP)隨體質(zhì)量、空腹血糖(FPG)、空腹胰島素(FINS)、游離脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)等增加而升高；大鼠血FFA與SBP、腹部脂肪占體質(zhì)量的百分含量(Vfat%

3、)、FINS、FPG、TG等呈正相關(guān)，與胰島素敏感指數(shù)(ISI)呈負(fù)相關(guān)。結(jié)論  高脂飲食可導(dǎo)致正常大鼠肥胖、代謝紊亂及血壓升高；血游離脂肪酸升高可能為其糖脂代謝紊亂與血壓升高的聯(lián)系點。關(guān)鍵詞：肥胖；血壓；胰島素抵抗；游離脂肪酸Mechanism of the change of blood pressure in rat model of highfat dietinduced obesityABSTRACT: Objective  To investigate the influence of highfat diet on blood pressure and met

4、abolism in SpragueDawley (SD) rats and its mechanism. Methods  Forty male SD rats were randomly divided into 4 groups which were fed with a diet containing 53% calorie as fat(HF) or a normal diet(ND) for 5 or 10 weeks. Systolic blood pressure (SBP), body weight, abdominal adipose tissue, blood

5、lipids, fasting insulin (FINS), and fasting plasma glucose (FPG) were measured after 5 and 10 weeks respectively. Results  SBP of HF groups were higher than that of ND groups HF5 vs. ND5, (105.506±4.634)mmHg vs. (100.060±4.773)mmHg, P0.05; HF10 vs. ND10, (108.555±3.948)mmHg vs. (

6、101.485±4.223)mmHg, P0.01. Body weight, free fatty acids(FFA), triglycerides(TG), FPG and FINS increased and insulin sensitivity index(ISI) decreased more significantly in HF groups than that in ND groups (P0.05). Multivariate correlation analysis revealed that SBP was elevated with the increas

7、e of body weight, FPG, FINS, FFA, TG and TC. FFA was positively correlated with SBP, Vfat%, FPG and FINS, but negatively with ISI. Conclusion  Highfat diet can induce obesity, metabolic disorder and the elevation of SBP in SD rats. High FFA can decrease insulin sensitivity and it might be the c

8、onnection between metabolic dysfunction and the blood pressure elevation.KEY WORDS: obesity; blood pressure; insulin resistance; free fatty acids隨著生活水平的提高，肥胖已成為我國最常見的疾病之一，是高血壓、冠心病、腦中風(fēng)等心腦血管疾病及糖尿病發(fā)病的獨立危險因素，嚴(yán)重威脅著人們的健康。大量研究表明肥胖與高血壓的發(fā)生關(guān)系密切。Framingham心臟研究顯示78%男性原發(fā)性高血壓患者和65%女性原發(fā)性高血壓患者的高血壓與肥胖有關(guān)1，但二者的具體關(guān)系尚不十

9、分清楚。本研究通過觀察高脂飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠血壓及代謝狀態(tài)的變化，了解飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠模型血壓與代謝狀況的關(guān)系及發(fā)生機制。1  材料與方法1.1  材料1.2  實驗方法  按體質(zhì)量隨機分為高脂5、10周組(HF5、HF10)及對照5、10周組(ND5、ND10)，分別給予脂肪占33.6%的高脂飼料和正常飼料喂養(yǎng)5、10周，自由攝食及飲水。動態(tài)觀察各組體質(zhì)量，第5、10周收縮壓(systolic blood pressure, SBP)、腹部脂肪(腎周、附睪旁、腸系膜脂肪墊)及空腹血糖(fasting plasma glucose, FPG)、胰島素(fa

10、sting insulin, FINS)、血游離脂肪酸(free fatty acid, FFA)、甘油三酯(triglycerides, TG)和總膽固醇(total cholesterol, TC)的變化。1.3  統(tǒng)計學(xué)處理  所有數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，以雙側(cè)P0.05作為顯著性檢驗水平。2  結(jié)果2.1  高脂飲食對正常大鼠體質(zhì)量的影響及肥胖模型的建立表1  高脂組與對照組攝食量的比較（略）Table 1  Food and energy intake in HF and N

11、D groups圖1  高脂飲食對SD大鼠體質(zhì)量的影響（略）Fig.1 The influence of highfat diet on body weight of SD rats表2  高脂飲食對SD大鼠體脂的影響（略）Table 2  The influence of highfat diet on abdominal adipose tissue in SD rats2.2  高脂飲食對正常大鼠血壓及代謝的影響圖2  高脂飲食對SD大鼠血壓的影響（略）Fig.2 The influence of highfat diet on syst

12、olic blood pressure in SD rats  *P0.05 vs. ND5, *P0.01 vs. ND102.3  相關(guān)及回歸分析  大鼠SBP隨體質(zhì)量(r=0.398，P0.05)、Vfat%(r=0.557，P0.01 )、FPG(r=0.481，P0.01)、FINS(r=0.484，P0.01)、FFA(r=0.521，P0.01)、TG(r=0.541，P 0.01)、TC(r=0.352，P0.05)等增加而升高，隨ISI(r=-0.548，P0.01)降低而升高。大鼠胰島素敏感性指數(shù)(ISI)與體質(zhì)量、SBP、Vfat%、空腹FF

13、A、TG、TC均呈負(fù)相關(guān)；大鼠血FFA與SBP(r=0.521，P0.01)、Vfat%(r=0.461,P0.05)、FINS(r=0.520,P0.01)、FPG(r=0.491, P0.01)、TG(r= 0.636,P0.01)等呈顯著正相關(guān)，與ISI(r= -0.610，P0.001)呈強負(fù)相關(guān)，與體質(zhì)量無明顯相關(guān)關(guān)系。         多元逐步回歸分析顯示SBP與Vfat%存在依存關(guān)系(SBP=97.953+1.913×Vfat%，R2=0.314，F(xiàn)=17.462，P0.001)；ISI及空

14、腹血FFA均與TG存在依存關(guān)系(ISI=-3.396-0.916×TG，R2=0.674，P0.01；FFA= 146.400+359.703×TG，R2=0.405，P=0.001)。表3  高脂組與對照組代謝指標(biāo)的比較（略）Table 3  Compare of metabolic index in HF and ND groups表4  大鼠體質(zhì)量、血壓及代謝指標(biāo)的多元相關(guān)分析（略）Table 4  Multivariate correlation analysis of body weight, SBP and metabol

15、ic index3  討論臨床研究及流行病調(diào)查發(fā)現(xiàn)肥胖、超重者常伴有血壓升高及胰島素抵抗。胰島素抵抗與肥胖高血壓的發(fā)生關(guān)系密切。臨床上將中心性肥胖、糖脂代謝異常、胰島素抵抗、高胰島素血癥、高血壓、凝血機制異常、高尿酸血癥、微量蛋白尿、腦血管意外等現(xiàn)象統(tǒng)稱為胰島素抵抗綜合征，其發(fā)生機制不清。目前許多研究表明FFA升高是導(dǎo)致肥胖個體發(fā)生胰島素抵抗的主要非激素物質(zhì)之一。本研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食不僅可誘導(dǎo)正常大鼠發(fā)生肥胖，還使正常大鼠收縮壓升高，產(chǎn)生胰島素敏感性減低、空腹血胰島素水平升高、糖代謝異常、血甘油三酯、FFA及總膽固醇升高等一系列代謝異常，與國內(nèi)外多項研究的結(jié)果一致45。多元相關(guān)分析顯示

16、胰島素敏感性指數(shù)ISI與體質(zhì)量、Vfat%、空腹FFA、TG、TC等呈負(fù)相關(guān)，多元逐步回歸分析顯示ISI及空腹血FFA均與TG存在依存關(guān)系?？梢娨葝u素敏感性指數(shù)與代謝因素特別是血脂代謝密切相關(guān)，血脂代謝紊亂對于機體胰島素敏感性的降低可能起重要作用。本實驗多元相關(guān)分析顯示大鼠血FFA與SBP、Vfat%、FINS、FPG、TG等呈顯著正相關(guān)，與ISI呈強負(fù)相關(guān)，與體質(zhì)量則無明顯相關(guān)關(guān)系。說明血FFA不僅是糖、脂代謝紊亂、胰島素抵抗的中心環(huán)節(jié)，還是肥胖高血壓的關(guān)鍵聯(lián)系點。肥胖，特別是腹部脂肪的增加(表現(xiàn)為脂肪細(xì)胞體積增大和數(shù)目增多)，使脂肪細(xì)胞激素敏感性脂酶活性增強，脂解作用增強，造成血游離脂肪酸

17、水平升高。升高的FFA可通過代謝底物競爭、干擾細(xì)胞信號傳導(dǎo)、影響膜及膜受體功能、氧化應(yīng)激等造成肝臟糖異生增強，骨骼肌糖攝取及利用受抑等機制造成胰島素抵抗和空腹胰島素水平升高，促進(jìn)肝臟合成、釋放富含TG的Lipo(a)及vLDL，降低骨骼肌和脂肪組織中的脂蛋白脂酶活性，使甘油三酯增加，形成高甘油三酯血癥和骨骼肌內(nèi)的脂質(zhì)沉積，造成糖脂代謝紊亂；升高的FFA可能通過上述作用影響內(nèi)皮細(xì)胞收縮舒張功能，影響RAS系統(tǒng)的激活和離子轉(zhuǎn)運功能等使血壓升高。研究還表明脂肪細(xì)胞為體內(nèi)一重要的內(nèi)分泌器官10。肥胖可能造成脂肪細(xì)胞因子如leptin、TNF、ASP(acetylation stimulating pr

18、otein)、CETP(cholesterol ester transfer protein)、PAI1 (plasminogen activator inhibitor1)等分泌增多，以自分泌或內(nèi)分泌的形式影響機體能量代謝狀態(tài)及許多生理情況下的血流調(diào)節(jié)。如脂源性TNF的增加被認(rèn)為是誘導(dǎo)機體發(fā)生胰島素抵抗的重要因素之一11。本研究結(jié)果還顯示高脂組大鼠第5周的體質(zhì)量增加量已明顯高于對照組，但測量發(fā)現(xiàn)高脂組飲食攝入量未出現(xiàn)明顯增加，兩組的能量攝入也無顯著性差異。說明高脂飲食并非是通過攝食增加而誘導(dǎo)SD大鼠發(fā)生肥胖的，膳食不平衡或營養(yǎng)成分比例不當(dāng)可能是誘發(fā)機體肥胖的主要原因。實驗結(jié)果證明后天環(huán)境因素

19、如飲食結(jié)構(gòu)異常在胰島素抵抗綜合征的發(fā)生中起了重要的作用。高脂飲食不僅可誘導(dǎo)機體發(fā)生肥胖，還可造成機體血壓的升高和胰島素抵抗，特別是收縮壓水平，與血游離脂肪酸、血甘油三酯等脂質(zhì)代謝及腹部脂肪百分含量密切相關(guān)。提示游離脂肪酸作為體內(nèi)脂肪代謝的關(guān)鍵物質(zhì)，與肥胖伴高血壓的發(fā)生關(guān)系密切，而調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)、降低體質(zhì)量對于預(yù)防代謝綜合征的發(fā)生具有重要意義。參考文獻(xiàn)：1Sytkowski PA, DAgostino RB, Belanger AJ, et al. Secular trends in longterm sustained hypertension, longterm treatment, and

20、cardiovascular mortality: The Framingham Heart Study 1950 to 1990 J. Circulation, 1996,93(4):697703.Wilde DW, Massey KD, Walker GK, et al. Highfat diet elevates blood pressure and cerebrovascular muscle Ca2+ current J. Hypertension, 2000, 35(3):832837.Levin BE, Triscari J, Sullivan AC. Metabolic fea

21、tures of dietinduced obesity without hyperphagia in young rats J. Am J Physiol, 1986, 251(3 Pt 2):R433440.Roberts CK, Vaziri ND, Liang KH, et al. Reversibility of chronic experimental syndrome X by diet modification J.  Hypertension, 2001,37(5):13231328.Barnard RJ, Roberts CK, Varon SM, et al. Dietinduced insulin resistance precedes other aspects of the metabolic syndrome J. J Appl Physiol, 1998, 84(4):13111315.潘時中. 胰島素抵抗綜合征的處理 J. 高血壓雜志, 2000,