不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達的影響

底愛芳

（鄭州大學體育學院，河南鄭州 450044）

不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達的影響

底愛芳

（鄭州大學體育學院，河南鄭州 450044）

目的：觀察不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達的影響，探討其變化機制，從而更全面的認識不同強度游泳運動防治高脂飲食危害的機理。方法：SD雄性大鼠40只隨機分為高脂飲食對照組（C）、高脂飲食小強度運動組（SE，負重3%游泳訓練）、高脂飲食中等強度運動組（ME，負重6%游泳訓練）和高脂飲食大強度運動組（HE，負重9%游泳訓練）。C組不運動，SE組、ME組和HE組大鼠進行10周，每周6次，每次60分鐘的游泳訓練。10周末取材，比較4組大鼠體重、脂體比、血清TG、TC、FFA、ALT、AST水平、脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達及它們的血清水平。結果：1）C組大鼠體重和脂體比顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度游泳運動的大鼠（P＜0.01），SE、ME兩組大鼠體重和脂體比顯著高于HE組大鼠（P＜0.05）。2）C組大鼠血清TG、TC、FFA、ALT、AST水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度游泳運動的大鼠（P＜0.01），SE組大鼠血清TG、TC、FFA、ALT、AST水平均顯著高于ME、HE兩組（P＜0.05）。3）C組大鼠脂肪組織脂聯素蛋白及其血清水平均顯著低于SE、ME、HE3組進行不同強度游泳運動的大鼠（P＜0.01），ME組大鼠脂肪組織脂聯素蛋白及其血清水平顯著高于SE、HE兩組大鼠（P＜0.01）。C組大鼠抵抗素蛋白及其血清水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.05），ME組大鼠抵抗素蛋白及其血清水平顯著低于SE、HE兩組大鼠（P＜0.05）。結論：1）中等強度的游泳運動可顯著提高高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素蛋白的表達水平，降低脂肪組織抵抗素蛋白的表達水平。2）中等強度的游泳運動對防治高脂飲食危害的作用最為顯著，其機制可能與運動影響脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達有關。

運動；脂肪組織；脂聯素；抵抗素

目前，大量研究資料表明，高脂飲食是肥胖、心血管系統疾病、糖尿病、胰腺炎和脂肪肝等眾多疾病的獨立致病因素或是重要危險因素［1－2］，甚至可以增加癌癥的發病率。運動可以有效地促進機體的脂代謝，加強能量物質的消耗，可減少機體內的脂肪積累。同時，運動不只簡單地增加機體的能量消耗，其對神經內分泌系統同樣會產生較為深刻的影響，但是這些影響主要體現在脂肪組織以外的器官或組織，運動對脂肪組織自分泌和旁分泌的影響及其機制尚不十分清楚。

脂聯素是由脂肪組織特異性分泌的細胞因子，其水平的高低與肥胖、Ⅱ型糖尿病、心血管系統疾病的發生密切相關［3］。脂聯素是一種類激素蛋白，其水平受遺傳、體重等多種因素的影響。理論上肥胖患者因脂肪增加，脂聯素分泌應增多，然而大量研究顯示，肥胖者脂聯素水平較正常人低，由此可見脂聯素是一種由脂肪組織分泌的、在肥胖時產生負性調節的蛋白［4］。

脂肪細胞分泌的抵抗素具有抵抗胰島素的作用，因此而得名［5］。抵抗素可使胰島素刺激條件下的葡萄糖攝取降低，同時可以使糖原合成酶激酶3（GSK3）、胰島素受體底物－1（IRS－1）的表達產物減少，影響糖的攝取［6］。同時研究發現，抵抗素可以通過胰島素的抵抗以及對炎癥因子的調控參與非酒精性脂肪肝的發生發展過程［7］。本研究通過觀察不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素和抵抗素蛋白表達的影響，探討高脂飲食條件下不同強度游泳運動對脂肪組織中能量代謝調節活動的不同作用。

1 材料與方法

1.1 動物和分組

體重160±10g SD雄性大鼠40只，適應性飼養1周后隨機分為4組，即高脂飲食對照組10只（C）、高脂飲食負重3%游泳訓練組10只（SE）、高脂飲食負重6%游泳訓練組10只（ME）和高脂飲食負重9%游泳訓練組10只（HE）。高脂飼料為基礎飼料基礎上添加：膽固醇2%，膽酸鈉0.5%，丙硫氧嘧啶0.2%，蔗糖5%，豬油10%。

1.2 運動方案

大鼠每日上午進行游泳訓練，每周6次，共10周。SE、ME、HE3組大鼠游泳訓練時在尾根部分別負重其自身體重的3%、6%、9%。游泳用具為大塑料桶，水溫30±2℃，水深65 cm。

1.3 取材與指標檢測

10周游泳訓練結束，處死所有大鼠取材，取材前大鼠禁食12 h，48 h不進行游泳訓練。腹腔注射戊巴比妥鈉（50 mg／kg體重），稱取大鼠體重，心臟采血，制備血清。取腎周和附睪脂肪稱重，待測脂聯素及抵抗素蛋白表達量。

脂體比：［附睪脂肪墊重量（g）＋腎周脂肪墊重量（g）］／體重（g）×100%。

血清指標測定：全自動生化分析儀測定，血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、游離脂肪酸（FFA）、谷草轉氨酶（AST）、谷丙轉苷酶（ALT）。

血清脂聯素、抵抗素的測定：采用雙抗夾心酶聯免疫（ABC－ELISA）方法。

脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達測定：采用Western免疫印跡檢測。兩個細胞因子測試時分別取脂肪組織100 mg勻漿后離心（16000／min，30 min）取上清，經15%的十二烷基硫酸鈉－聚丙烯酰胺（SDSPAGE）凝膠電泳分離后將目的蛋白轉移到PVDF膜上，置于封閉緩沖液（5%的脫脂奶粉）封閉，Tris緩沖鹽溶液－Tween20（TBST）沖洗3次，5 min／次，置于干凈培養皿中加一抗4℃封閉過夜。次日早上TBST沖洗3次，10 min／次，加堿性磷酸酶標記的二抗孵育，NBT／BCIP顯色，Quantity One分析軟件掃描各條帶的灰度值并分析結果。

1.4 統計學分析

實驗數據采用SPSS13.0統計軟件處理，以平均數±標準差（M±SD）表示。同一指標不同組間進行單因素方差（one－way ANOVA）分析，P＜0．05表示有顯著性差異，P＜0.01表示有非常顯著性差異。

2 結果

2.1 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠體重和脂體比的影響

圖1 實驗后各組大鼠體重和脂體比的比較

由圖1可以看出，經過10周實驗后，C組大鼠體重顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），SE、ME兩組大鼠體重顯著高于HE組大鼠（P＜0.05），SE與ME組大鼠體重差異不顯著。C組大鼠脂體比顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），HE組大鼠脂體比顯著低于SE、ME兩組大鼠（P＜0.05），ME組大鼠脂體比顯著低于SE組（P＜0.05）。

2.2 不同強度游泳運動對各組大鼠肝功能的影響

表1 有氧運動對各組大鼠肝功能的影響

由表1可以看出，經過10周實驗后，C組大鼠血清ALT、AST水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），SE組大鼠血清ALT、AST水平均顯著高于ME、HE兩組（P＜0.05），ME組大鼠血清ALT、AST水平和HE組無明顯差別。

2.3 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠血脂的影響

由表2可以看出，經過10周實驗后，C組大鼠血清TG、TC、FFA水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），SE組大鼠血清TG、TC水平均顯著高于ME、HE兩組（P＜0.05），ME組大鼠血清TG水平顯著高于HE組（P＜0.05），血清TC水平和HE組無明顯差別，血清FFA水平顯著低于其它3組（P＜0.05），SE、HE兩組大鼠血清FFA水平無明顯差別（P＜0.01）。

表2 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠血脂的影響

2.4 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠血清脂聯素和抵抗素水平的影響

由表3可以看出，經過10周實驗后，C組大鼠血清脂聯素水平均顯著低于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），ME組大鼠血清脂聯素水平顯著高于SE、HE兩組大鼠（P＜0.01），SE、HE兩組大鼠血清脂聯素水平無明顯差異。C組大鼠血清抵抗素水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），ME組大鼠血清抵抗素水平顯著低于SE、HE兩組大鼠（P＜0.05），SE、HE兩組大鼠血清抵抗素水平無明顯差異。

表3 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠血清脂聯素和抵抗素水平的影響

2.5 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素和抵抗素蛋白表達水平的影響

由表4、圖2可以看出，經過10周實驗后，C組大鼠脂肪組織脂聯素蛋白表達水平均顯著低于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.01），ME組大鼠脂聯素蛋白表達水平顯著高于SE、HE兩組大鼠（P＜0.05），HE組大鼠脂聯素蛋白表達水平顯著高于SE組大鼠（P＜0.01）。C組大鼠脂肪組織抵抗素蛋白表達水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠（P＜0.05），ME組大鼠抵抗素蛋白表達水平顯著低于SE、HE兩組大鼠（P＜0.01），HE組大鼠抵抗素蛋白表達水平顯著低于SE（P＜0.05）。

表4 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素和抵抗素蛋白表達水平的影響

圖2 Western Blot檢測脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達

3 討論

3.1 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠的干預效果

高脂飲食會使體內脂肪過度蓄積形成肥胖，從而嚴重威脅生命健康。肥胖形成后，脂肪可分解產生大量FFA，進而FFA攝取和氧化增加，同時糖的氧化、貯存減少，胰島素介導的糖異生受損，肝臟及骨骼肌的胰島素敏感性下降，最終可導致胰島素抵抗［8］。因此，減少高脂飲食者脂肪的蓄積，消減體內的脂肪含量，是有效降低高脂飲食危害的重要途徑。從實驗結束后各組大鼠的體重和脂體比來看，SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠的體重和脂體比均顯著低于C組大鼠，這說明3種不同強度的運動都有效抑制了高脂飲食大鼠體內的脂肪積累。本研究同時發現SE、ME、HE3組大鼠隨著運動強度的增加，其體重和脂體比呈下降趨勢，且HE組大鼠體重和脂體比顯著低于SE、ME兩組大鼠，說明運動雖然可以有效預防高脂飲食誘導發生肥胖，但是如果運動強度過大會導致大鼠體重過度下降，甚至引起瘦體重下降。

高脂飲食造成脂質代謝紊亂比較常見，血脂異常是脂質代謝紊亂的重要表現。高脂血癥是高脂飲食造成的不良后果之一，嚴重的高脂血癥患者脂肪肝的發病率是正常人的5～6倍，而且血脂異常與心血管系統的疾病發生發展密切相關［9］。因此，通過改善脂質代謝異常是降低高脂飲食危害的重要課題。本研究中，C組大鼠血清TG、TC、FFA含量顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠，提示運動可以顯著降低高脂飲食大鼠的血脂水平。3組運動組大鼠中，ME組大鼠血清TG、FFA的水平顯著低于SE、HE兩組大鼠，ME組大鼠血清TC水平較其它兩組大鼠相比雖無統計學差異，但也呈降低趨勢。提示中等強度的運動更能顯著改善高脂飲食大鼠的血脂水平，強度過低或過高的游泳運動對高脂飲食大鼠血脂的改善效果均不及中等強度的運動。

肝細胞膜的完整性可通過血清ALT水平來反映，其水平提高可提示肝細胞受損。因為當肝組織受損時，肝細胞內酶可釋放入血，從而血清ALT增高［10］。肝細胞膜及線粒體的完整性可通過血清AST水平來反映，其水平升高可提示肝實質細胞及線粒體損傷［11］。因此，同時檢測血清ALT和AST水平可以較好反映大鼠的肝損傷情況。本研究結果顯示C組大鼠血清ALT及AST水平顯著高于SE、ME、HE3組大鼠，提示長期的高脂飲食對大鼠肝細胞及其線粒體等細胞器造成了損傷。本研究表明3種不同強度的運動均具有降低血清ALT、AST的作用，且ME、HE兩組大鼠下降更為明顯，提示運動不僅可以保護肝細胞而且具有穩定和修復肝細胞膜及線粒體等細胞器的功能，尤其是中等強度和大強度的運動效果更加顯著。分析其機制可能有以下3點：1）運動可以減少腸道內毒素的吸收；2）運動可以減少肝臟氧應激／脂質過氧化；3）運動可以有效抑制機體的長期慢性炎癥。

3.2 不同強度游泳運動對高脂飲食大鼠脂聯素、抵抗素的影響

脂肪細胞分泌的脂聯素具有對抗慢性炎癥、防治肥胖和保護肝臟的作用［12］。本研究結果表明C組大鼠血清TG、TC、FFA水平顯著高于SE、ME、HE三組進行不同強度游泳運動的大鼠，同時C組大鼠脂肪組織脂聯素蛋白表達及血清水平顯著低于各運動組大鼠，提示高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素蛋白的低表達可能導致了體內脂肪過度積累，血脂水平升高，運動可能通過提高大鼠脂肪組織脂聯素蛋白表達水平及其血清水平發揮了防治高脂飲食誘導發生肥胖的作用。脂聯素同時還可以抑制肝細胞脂肪酸合成酶活性，使脂質產生下降，抑制乙酰輔酶A羧化酶脂肪氧化作用，使肝臟腫瘤壞死因子α（TNF－α）分泌減少，減輕肝臟的炎癥反應，從而實現保護肝臟的作用［13］。

大量研究發現高脂飲食誘導的肥胖患者血清抵抗素水平顯著升高。血清抵抗素水平的升高可以加重胰島素抵抗，促進脂肪變性，加速炎癥的發展［14］。本研究結果表明C組大鼠脂肪組織抵抗素蛋白表達水平、血清水平均顯著高于SE、ME、HE3組進行不同強度運動的大鼠，提示抵抗素可能在高脂飲食誘導肥胖的發生、發展過程中發揮著極其重要的作用。本研究同時發現不同強度的游泳運動可以不同程度的降低高脂飲食大鼠脂肪組織抵抗素的表達，這可能是運動抑制高脂飲食誘導肥胖、胰島素抵抗及炎癥出現的重要機制之一。

研究發現，肥胖患者中抵抗素呈高表達，而脂聯素呈低表達，并分別與胰島素抵抗的程度呈正負相關［15］，這提示抵抗素及脂聯素參與了高脂飲食誘導的肥胖相關的胰島素抵抗。有研究認為胰島素抵抗和脂聯素是影響抵抗素水平最為顯著的因素，二者在高脂飲食誘導的肥胖的發生、發展中起著相反的作用，在劑量上相互拮抗，在功能上相互制約，是高脂飲食誘導肥胖發生過程中一對非常重要的細胞因子［16］。

本研究發現，雖然3種不同強度的游泳運動可以提高高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素蛋白表達水平和血清水平，同時降低脂肪組織抵抗素蛋白表達水平和血清水平，但是它們的表達水平卻存在一定的差異。本實驗中ME組大鼠脂肪組織脂聯素蛋白表達及血清水平顯著高于SE、HE兩組，這與ME組大鼠脂肪組織抵抗素蛋白表達及血清水平在3組運動組大鼠中最低相對應。SE、HE兩組大鼠脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達及它們的血清水平沒有顯著差異，說明中等強度的負重游泳運動對高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素、抵抗素蛋白表達水平及它們的血清水平影響最為顯著。

3.3 不同強度游泳游泳運動在預防高脂飲食大鼠脂肪積累過程中脂聯素和抵抗素的關系

本研究結果顯示SE、ME、HE3組進行不同強度游泳運動的大鼠脂肪組織脂聯素蛋白表達顯著高于C組大鼠，而3組運動組大鼠脂肪組織抵抗素蛋白表達顯著低于C組大鼠，提示運動可能通過增強高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素的表達來抑制抵抗素的表達，最終發揮運動防治高脂飲食誘導肥胖的作用。在3組運動大鼠中，屬于中等運動強度的ME組大鼠的脂肪組織脂聯素蛋白表達水平顯著高于其它兩組，分析其原因可能是：1）脂聯素具有隨內臟脂肪組織減少而蛋白表達水平卻有所升高的特性，這提示脂聯素的表達與內臟脂肪之間存在負反饋抑制［17］。當運動強度較小時，大鼠內臟脂肪組織減少不多，故脂聯素沒有高表達。2）當運動強度較大時，內臟脂肪消耗過多，雖然脂聯素是脂肪組織的負性調節因子，但是脂聯素終究由內臟脂肪分泌產生，內臟脂肪的過度減少勢必導致脂聯素蛋白表達量的降低。

本實驗中ME組大鼠脂肪組織脂聯素蛋白的表達水平在3組運動大鼠中最高，這與其脂肪組織抵抗素的低表達水平相對應。分析其作用機制可能有兩方面，第一，中等強度的游泳運動使大鼠體重及脂體比處于適宜水平，從而使脂肪組織脂聯素的表達處于一種較高水平。脂肪組織脂聯素的高表達可以抑制TNF－α、白細胞介素（IL）－6、IL－1等多種炎癥因子的產生和釋放［18］，從而發揮抑制脂肪組織抵抗素蛋白表達的作用；第二，中等強度的游泳運動使高脂飲食大鼠脂肪組織脂聯素蛋白的表達水平提高后，可以增加骨骼肌對葡萄糖的攝取，而且也可以作用于骨骼肌的胰島素信號轉導途徑，通過使單磷酸腺苷激活的蛋白激酶（AMPK）激活減少及IRS－1、IRS－2蛋白表達及磷酸化減少，抑制脂肪組織抵抗素蛋白的表達［19］，發揮運動防治高脂飲食誘導肥胖的作用。

4 結論

本研究證實不同強度的游泳運動對防治高脂飲食大鼠脂肪積累的作用存在差異，中等強度的游泳運動可以顯著促進高脂飲食大鼠的脂代謝，使脂肪組織脂聯素蛋白的表達處于較高水平，從而抑制脂肪組織抵抗素蛋白的表達，這可能是中等強度的游泳運動能有效防治高脂飲食危害的作用機制之一。

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Effect of different intensity sw imm ing training on the adiponectin and resistin in visceral adipose tissue of rats fed w ith high fat diet

DIAi－fang
（School of Physical Education，Zhengzhou University，Zhengzhou 450044，Henan，China）

Objective：The purpose of this experiment was to investigate the effect of different intensity swimming training on the adiponectin and resistin in adipose tissue.Methods：40 male SD ratswere randomly assigned to 4 groups：high fat diet group（C）；Rats in exercise groups were trained by swimming exercisewith load of3%（SE），6%（ME）and 9%（HE）.Rats in exercise groups underwent swimming for 10 weeks（60 min／day，6 days／week）.At the end of the experiment，allmice were killed，and the blood，epididymal fat as well as perirenal fat were obtained.The adiponectin and resistin in adipose tissue were determined.Serum was test by enzyme－linked immunosorbent assay.Results：1）The weight increase of rats in exercise groupswere lower than that in group C，and the highest intensity had the most obvious effect（P＜0.01）.2）The serum TG，TC，FFA，ALT，AST in group C were the highest of the 4 groups（P＜0.01）；Compared with groups ME，HE，the serum TG，TC，FFA，ALT，AST in group SE were lower（P＜0.05）.3）The level of adiponectin in adipose tissue and the serum adiponectin of group ME were the highest，and of group C was the lowest.The level of resistin in adipose tissue and the serum resistin of group C were the highest，and of group ME was the lowest.Conclusion：Loading swimming exercise with proper intensity has good effect on adiponectin in adipose tissue，lowering the resistin in adipose tissue of rats fed with high fat diet.It is indicated that exercise played an active role in preventing excessive accumulation of fat induced by high fat diet.

exercise；adipose tissue；adiponectin；resistin

G804.7

A

1009－9840（2015）04－0088－05

2014－12－08

底愛芳（1959－ ），女，河南偃師人，副教授，研究方向運動人體科學和體育教學訓練。