運動對血脂、過氧化物及血管內皮功能的影響*

王道明，杜世全

(安徽醫科大學體育教學部，安徽合肥230032)

作為現階段常見的脂類代謝異常疾病，高脂血癥的發病率在我國正呈現逐年增加的趨勢.臨床研究顯示，高脂血癥已經成為動脈粥樣硬化、冠心病和心肌梗死等多種心血管系統疾病的重要獨立危險因素［1］.由此，如何降低血脂、降低后續疾病的發病風險也成為近年臨床及科研關注的熱點問題.長期以來，對于降血脂藥物的研制開發一直是國內外各大醫藥公司的研究重點課題，已經有多種類型降血脂藥物問世并得到廣泛應用［2］.根據已有數據顯示，降血脂藥物的應用可使心臟病死亡率下降24%，同時使非致死性心臟病的發作率下降19%［3］.然而遺憾的是，目前應用廣泛的降血脂藥物多是人工合成的化合物，并多以他汀類藥物為主，往往會引發諸如惡心、胃痛、腹脹、腹瀉，甚至導致急性肝損傷等毒副作用，為患者帶來不利影響.從已有研究來看，要想開發出一種效果明顯并且沒有毒副作用的降血脂藥物可謂難之又難，既然如此，轉換思路，嘗試以其他途徑解決高脂血癥問題也就勢在必行.

動物實驗表明，運動有預防與對抗高脂血癥的顯著作用［4］，但其具體作用機制尚有待進一步研究.通過運動方式改善血脂不會為患者和社會帶來太多額外的經濟負擔，同時不會引發藥物常見的毒副作用，如果能夠深入了解其機制并廣泛應用，具有良好的經濟和社會意義.本文旨在通過建立高脂血癥大鼠模型，并對其進行有氧運動干預，研究高脂血癥發生后運動對于血脂、過氧化物以及血管內皮功能的影響，為有氧運動預防和改善高脂血癥提供進一步的理論依據及實驗支持.

1 材料與方法

1.1 主要試劑

膽固醇(中國醫藥集團上海化學試劑公司)，脫氧膽酸鈉(北京雙旋微生物培養基制品廠)，MDA、SOD、NO、NOS測定試劑盒(南京建成生物工程研究所).

1.2 主要儀器

電子天平FA2004(上海精天天平廠)，PT98型電動動物跑臺(上海奉賢科技有限公司)，AU600型全自動生化分析儀(日本Olympus).

1.3 實驗動物

取雄性Spague-Dawlay(SD)大鼠30只，體重220g±5g，由安徽醫科大學實驗動物中心提供.全部大鼠隨機分為3組，即正常對照組、高脂模型組和高脂運動組，每組各10只，3組大鼠體重、年齡等資料組間比較差異無統計學意義(P＞0.05).

1.4 動物模型建立

正常對照組給予基礎飼料，高脂模型組和高脂運動組給予高脂飼料，配方為：膽固醇3.5%，脫氧膽酸鈉0.5%，豬油11%，基礎飼料85%［5］.正常對照組和高脂模型組進行常規籠內喂養，不運動.14d后分別抽取高脂飲食大鼠與正常對照組大鼠血液離心，測定TC，TG和LDL-C，顯示高脂飲食大鼠該檢測值顯著升高，與正常對照組比較P＜0.05，提示造模成功.造模成功后當日高脂運動組開始進行跑臺有氧運動，按照Bedford方法設定運動速度為25m/min，1h/d，持續6 周.

1.5 血樣、肝臟及主動脈采集

第6周末所有大鼠禁食12h后處死，腹主動脈采血，3000rpm離心15min分離血清，同時分離保存主動脈及肝臟.

1.6 血脂水平測定

取血清用全自動生化儀檢測TC、TG和LDLC.

1.7 NO、NOS的測定

采用硝酸還原酶法測定血清NO濃度，酶法檢測主動脈NOS的活性，嚴格按照試劑盒說明書操作.

1.8 SOD和MDA的測定

大鼠處死后，立即取出肝臟以預冷的生理鹽水清洗后，在冰浴中制成濃度為10%的組織勻漿，BCA法檢測勻漿液中蛋白含量.硫代巴比妥酸法測定肝組織中MDA含量，比色法測定肝組織中SOD水平.

1.9 統計學方法

采用統計軟件SPSS16.0對實驗數據進行分析，計量數據以±s表示，進行方差分析和t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義.

2 結果

2.1 各組大鼠TC、TG及LDL-C水平變化

高脂模型組相對正常對照組血脂各項指標顯著上升，而高脂運動組與高脂模型組相比，各項相關指標有顯著下降.見表1.

表1 各組大鼠TG、TC及LDL-C水平變化(±s，n=10)

表1 各組大鼠TG、TC及LDL-C水平變化(±s，n=10)

* P＜0.05，＊＊ P＜0.01 vs normal control group；△P＜0.05，△△P＜0.01 vs hyperlipidmia model group

組別TC TG LDL-C正常對照組3.54±0.43 0.67±0.04 2.71±0.32高脂模型組 7.88±0.24＊＊ 0.94±0.03* 4.35±0.22＊＊高脂運動組 3.98±0.84△△ 0.71±0.06△ 3.29±0.19△

2.2 各組大鼠NO與NOS的水平變化

高脂模型組NO及NOS相對正常對照組均有顯著下降，而高脂運動組相對高脂模型組NO及NOS水平有顯著上升，見表2.

表2 各組大鼠NO與NOS的水平變化(±s，n=10)

表2 各組大鼠NO與NOS的水平變化(±s，n=10)

* P＜0.05，＊＊ P＜0.01 vs normal control group；△P＜0.05，△△P＜0.01 vs hyperlipidmia model group

組別NO NOS正常對照組24.193±0.43 0.201±0.094高脂模型組 9.483±1.39＊＊ 0.103±0.043*高脂運動組 18.948±0.09△△ 0.187±0.075△

2.3 各組大鼠MDA與SOD的水平變化

高脂模型組較正常對照組肝臟組織MDA活性提高，SOD含量降低；高脂運動組與高脂模型組相比顯著降低肝臟組織中MDA含量，提高SOD水平，見表3.

表3 各組大鼠MDA與SOD的水平變化(±s，n=10)

表3 各組大鼠MDA與SOD的水平變化(±s，n=10)

* P＜0.05，＊＊ P＜0.01 vs normal control group；△P＜0.05，△△P＜0.01 vs hyperlipidmia model group

組別MDA SOD正常對照組2.78±0.33 376.43±12.11高脂模型組 6.54±0.43＊＊ 255.98±10.13＊＊高脂運動組 4.33±0.36△ 308.17±13.87△△

3 結論

在血脂各項指標中，TC、TG及LDL-C通常在高脂血癥發生時出現明顯升高.其中TG可自食物吸收并被轉運到肝外組織，進入血液參與構建極低密度脂蛋白(VLDL)，使其水平上升，同時VLDL可降解為LDL-C使之水平升高；而TC則可自食物吸收后參與組建LDL-C，并可在轉移出肝臟組織后進入動脈壁沉積于內膜，引發后續心血管病變.由此可見，TC、TG及LDL-C三者水平呈正相關并在高脂血癥發生時均出現上升趨勢［6］.從造模結果看，高脂飲食可致使血液中TC、TG及LDL-C含量顯著上升并維持較高水平，而通過運動可以顯著抑制高脂飲食引起的TC、TG及LDL-C升高的情況.從已有研究顯示，血漿LDL-C是轉運肝臟合成的內源性膽固醇的主要形式，其濃度升高被認為是冠心病和動脈粥樣硬化形成的危險指標之一，并且LDL-C濃度越高，發病風險越高［7］.運動可以明顯抑制LDL-C的升高從而改善血脂代謝、降低動脈粥樣硬化風險.

從高脂血癥引發心血管病的機制來看，其與動脈粥樣硬化和血栓的形成均有很大關系，這一過程涉及到對信號分子NO的影響.正常情況下，血管內皮細胞可產生NO，而NO可以作用于可溶性鳥苷酸環化酶(soluble guanylyl cyclase，sGC)及其下游蛋白激酶G(protein kinase G，PKG)抑制血小板活化聚集，從而抑制血栓形成及心血管異常的發生，并有效逆轉心腦血管異常引發的供血不足的情況［8］.內皮細胞釋放NO主要依靠轉錄翻譯一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase，NOS)后由NOS作用于L型精氨酸而產生NO［9］.在高脂血癥的情況下，脂質在血管內皮細胞下沉積并引起內皮細胞的損傷，從而導致內皮細胞功能受損，NO釋放減少［10］，從而增加心血管異常的發病概率.在建模成功的高脂血癥大鼠體內，內皮細胞內NOS及其產生的NO均表現出明顯下調，而通過運動可以逆轉這種不利改變，上調NOS的表達，從而促使NO合成增加，減輕高脂血癥誘發的不利影響.

同時，本研究顯示高脂血癥會導致肝臟MDA含量顯著升高，這一改變代表機體自由基代謝出現異常.正常情況下，體內氧自由基的產生和清除處于動態平衡，而在異常病理狀況下，氧自由基產生增加，可以導致細胞結構和功能的廣泛性損傷.過多的氧自由基可以攻擊生物膜磷脂中的多聚不飽和脂肪酸引發脂質過氧化，從而產生醛、酮、醚等產物，其中MDA是脂質過氧化的代表產物，其含量可以客觀反映機體自由基的水平［11］.這些MDA在肝臟脂肪變性和肝損傷等方面起了十分重要的作用，例如作用于核轉錄因子кB(NF-кB)，誘發致炎因子基因表達、釋放增加；降低線粒體膜流動性，干擾脂肪酸β-氧化等，同時過氧化物還可能與NO發生快速反應形成過氧化亞硝酸鹽，能夠導致血小板功能失調，增加血管中血栓形成的可能性［12］.本研究表明運動對運動引起的MDA含量上升有顯著的抑制作用，可以很好地對抗高脂血癥帶來的肝損傷等影響［13］.SOD是以氧自由基為底物的酶，能夠很好地清除負氧離子，阻斷毒性更強的羥自由基的產生，從而對細胞起到一定的保護作用.針對高脂血癥大鼠肝臟SOD下降的狀況，運動起到極為明顯的改善作用，提升SOD水平，從而減輕氧自由基帶來的損傷.

綜合本次研究結果，對于高脂飲食所導致的高脂血癥，運動有明顯的抑制改善作用，其作用機制主要是通過調節血脂水平、改善內皮功能、降低肝臟過氧化物等方式來完成的.研究顯示，運動可以極為有效地降低由高脂血癥導致的心血管疾病及肝臟損傷等異常的發病風險，同時沒有降脂藥物所會引起的常見副作用，不會為患者帶來長期的經濟負擔，具有非常良好的推廣價值.

［1］吳韞宏，方顯明.家兔實驗性高脂血癥模型的研究［J］.廣西中醫學院學報，2004，7(2).

［2］辛丹丹，寶貴榮，等.國內外降脂藥物的研究進展［J］.內蒙古中醫藥，2013(21).

［3］Rutishauser，J.Statins in clinical medicine［J］.Swiss Medical Weekly，2011.

［4］Rankovi G，Milici B，Savi T，et a1.Effects of physical exercise on inflammatory parameters and risk for repeated acute coronary syndrome in patients with ischemic heart disease［J］.Vojnosanit Pregl，2009，66(1).

［5］Li R，Wang W Q，Zhang H，et a1.Adiponectin improves endothelial function in hyperlipidemic rats by reducing oxidative/nitrative stress and differential regulation of eNOS/iNOS activity［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2007，293(6).

［6］吳栩，韋偉標，劉少斌.高脂血癥大鼠模型4種造模方法的篩選及優化［J］.動物醫學進展，2013，34(9).

［7］宋宇，孫立偉，申野.茺蔚子黃酮對高脂血癥小鼠血脂的影響［J］.中國老年學雜志，2011，12(31).

［8］樊榮，王文清，李榕，張海鋒.NO在脂聯素抑制高脂血癥大鼠血小板聚集中的作用［J］.中國病理生理雜志，2012，28(10).

［9］Shah A M，MaeCarthy P A.Paracrine and autocrine effects of nitric oxide on myocardial function［J］.Pharmacol Ther，2000，86(1).

［10］Aoyama T，Takeshita K，Kikuchi R，et a1.Gamma-Secretase inhibitor reduces diet-induced atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice［J］.Biochem Biophys Res Corrmmn，2009，383(2).

［11］王夜明，曾秋棠，袁杰，等.氯沙坦抗動脈粥樣硬化作用及對核因子кB mRNA影響的實驗研究［J］.中國藥理學通報，2003(1).

［12］Li Z，Xi X，Gu M，et al.A stimulatory role of cGMP-dependent protein kinase in platelet activiation［J］.Cell，2003，112(1).

［13］Mococci P，Cherubini A，Beal MF et al.Altered mitochondrial membrane uidfl fluidity in AD brain［J］.Neurosci Lett，1996，29(2).