運(yùn)動(dòng)及PM2.5暴露對(duì)大鼠肝臟脂肪功能的影響

許磊

1.山西醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，山西太原 030001；2.山西財(cái)經(jīng)大學(xué)體育學(xué)院，山西太原 030001

細(xì)顆粒物是我國北方地區(qū)空氣無感的主要來源，也稱作PM2.5，是指空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5 μm[1]。研究得出，PM2.5對(duì)大鼠肺、心、肝組織均有不同程度的氧化損傷，對(duì)肺和肝臟有明顯的毒性作用[2]；PM2.5改變了小鼠肝臟的能量代謝方式同時(shí)ROS水平明顯升高，表明PM2.5暴露可能是通過ROS抑制三羧酸循環(huán)，增強(qiáng)糖酵解方式來為機(jī)體提供能量，從而對(duì)肝臟的能量代謝產(chǎn)生影響[3]；可導(dǎo)致肝臟、脾臟等發(fā)生炎癥反應(yīng)[4]。該研究于2017年3—5月通過觀察10周大鼠游泳訓(xùn)練，分析肝臟TG、NEFA數(shù)據(jù)得出PM2.5暴露對(duì)于肝臟脂肪代謝的影響，為肝臟的PM2.5暴露損傷提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物

清潔級(jí)健康雄性SD大鼠40只，購自河北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（石家莊市），體重220～250 g。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與游泳訓(xùn)練模型

將體重為（150±10）g的雄性SD大鼠隨機(jī)分為4組，每組 10 只，即安靜對(duì)照組（C）、運(yùn)動(dòng)組（S）、PM2.5暴露組（E）、PM2.5暴露運(yùn)動(dòng)組（ES）。 游泳方案：實(shí)驗(yàn)使用游泳池訓(xùn)練。每次由專人在同一時(shí)間對(duì)大鼠進(jìn)行訓(xùn)練，每周訓(xùn)練 6 d，休息 1 d，60 min/次。

1.3 大氣細(xì)顆粒物收集和染毒實(shí)驗(yàn)

使用流量采樣器，持續(xù)30 d/24 h。氣管滴注對(duì)動(dòng)物進(jìn)行染毒（對(duì)照組滴注等量的生理鹽水），氣管滴注量 6 mg/（kg·b·w），染毒后游泳訓(xùn)練，期間禁食禁水。

1.4 動(dòng)物處死及肝臟組織勻漿制作

第10周末，在最后一次染毒運(yùn)動(dòng)之后禁食24 h后進(jìn)行取大鼠斷頭處死后迅速取肝臟組織。將肝臟稀釋1%組織勻漿，離心后分離上清液，放置4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5 主要試劑與儀器

甘油三酯（TG）測(cè)定試劑盒（cx100管/96樣）；游離脂肪酸（NEFA）測(cè)試盒（96T）。試劑盒全部購置于南京建成生物工程研究所。小型離心機(jī) （其林貝爾公司）；-80℃冰箱（中科美菱）

1.6 統(tǒng)計(jì)方法

實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)大鼠TG、NEFA數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料采取均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較用單因素方差分析。采用析因分析，回歸分析進(jìn)行相關(guān)性分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠肝臟TG、NEFA值得檢測(cè)結(jié)果

與C組相比，E組、S組和ES組TG均有不同程度改變，S組TG降低。NEFA數(shù)值存在不穩(wěn)定性改變。與C組相比，E組明顯增高，而S組與ES組變化不明顯，見表1。

表1 各組大鼠TG、NEFA檢測(cè)結(jié)果（±s）

表1 各組大鼠TG、NEFA檢測(cè)結(jié)果（±s）

組別TG(mmol/gprot) NEFA(μmol/gprot)C E S E S 12.636±2.909 33.956±3.128 9.908±1.908 28.340±4.741 90.377±6.919 117.400±7.165 88.402±5.500 91.823±5.145

2.2 各組大鼠TG、NEFA析因分析結(jié)果

經(jīng)析因設(shè)計(jì)方差分析，誤差方差等同性的Levene檢驗(yàn)得出，各測(cè)試指標(biāo)均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），提示可進(jìn)行之后分析，經(jīng)主體間效應(yīng)檢驗(yàn)得出，TG，NEFA指標(biāo)均，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示染毒與運(yùn)動(dòng)兩因素存在交互作用，是否染毒在運(yùn)動(dòng)與不運(yùn)動(dòng)組效應(yīng)不同，且運(yùn)動(dòng)與否在染毒與對(duì)照組效應(yīng)也不同，見表2。對(duì)兩因素在不同組間的效應(yīng)做進(jìn)一步單因素方差分析。

表2 各組大鼠TG、NEFA析因分析結(jié)果

經(jīng)單因素方差分析得出，在運(yùn)動(dòng)前提下，不染毒兩組（安靜組與運(yùn)動(dòng)組）對(duì)比得出TG呈現(xiàn)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），NEFA差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在染毒前提下，不運(yùn)動(dòng)兩組（安靜組與安靜染毒組）對(duì)比得出TG與NEFA均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見圖1、圖2。

圖1 各組大鼠肝臟TG含量的比較

圖2 各組大鼠肝臟NEFA含量的比較

2.3 各組大鼠TG、NEFA回歸分析結(jié)果

經(jīng)單因素回歸分析，染毒因素標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)均大于運(yùn)動(dòng)因素標(biāo)化系數(shù)?？梢娙径拘?yīng)強(qiáng)于運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)將減弱毒效應(yīng)，見表3。

表3 不同效應(yīng)間TG，NEFA標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)

3 討論

PM2.5可造成呼吸、心血管、免疫等多系統(tǒng)的健康損害,并與人群呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的發(fā)病率和死亡率有關(guān)[5-7]。該研究建立PM2.5暴露大鼠運(yùn)動(dòng)模型，探討其對(duì)肝臟的損傷。研究發(fā)現(xiàn)暴露下大鼠肝臟TG 值(0.54±0.05)mmol/L、NEFA 值(46.85±10.26)μmol/L指標(biāo)均顯著上升，表面PM2.5暴露影響了肝臟脂肪功能，導(dǎo)致肝臟損傷[8]。

研究發(fā)現(xiàn)，一次性有氧耐力運(yùn)動(dòng)可降低肝臟細(xì)胞內(nèi)SREBP表達(dá)，增加糖尿病大鼠能量消耗，降低血清甘油三酯，從而有助于減輕糖尿病大鼠機(jī)體的糖脂毒性，降低脂質(zhì)在肝臟細(xì)胞內(nèi)積聚，防止肝細(xì)胞脂肪變性，增強(qiáng)胰島素抵抗[9]。運(yùn)動(dòng)可有助于改善肝臟脂肪功能，該研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)比運(yùn)動(dòng)組與安靜組，TG、NEFA均不同程度降低，TG具有差異性，但NEFA差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明有氧運(yùn)動(dòng)在一定程度上可以改善肝臟脂肪功能。

在PM2.5暴露肝臟影響方面研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5染毒后HK值為 (0.9±0.13)nmol/mg，PK值為 (13.51±2.02)nmol/mg， IDH 值為(1.22±0.25)nmol/mg，活性均下降，且呈劑量反應(yīng)關(guān)系[10]。與該文實(shí)驗(yàn)顯示：E組肝臟TG 值（33.956±3.128）mmol/gprot增高相呼應(yīng)。 PM2.5暴露之后，小鼠肝臟組織線粒體超微結(jié)構(gòu)改變，ATP的含量明顯下降，丙酮酸、乳酸、ROS的含量顯著上升[11-12]。通過該實(shí)驗(yàn)PM2.5暴露組與PM2.5暴露運(yùn)動(dòng)組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，TG 值為（9.908±1.908）mmol/gprot，NEFA值為（88.402±5.500）mmol/gprot，均小于其他 3 組，均有所下降并存在差異性，之后通過析因分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，兩者存在交互作用，共同影響大鼠肝臟脂肪功能，且染毒大于運(yùn)動(dòng)的影響作用。

綜上所述，PM2.5暴露影響大鼠肝臟脂肪代謝功能，運(yùn)動(dòng)與PM2.5暴露存在交互作用，該作用與運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)大鼠肝臟功能有關(guān)。

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