高脂饮食大鼠高住高练模型的建立

路瑛丽 张漓 冯连世 徐建方 何子红

国家体育总局体育科学研究所（北京 100061）

有氧运动是控制体重的有效方法。国内外多数研究表明，无论高山探险［1-4］、高原训练［5，6］或人工低氧训练［7，8］，均能够导致人体的体重降低，只是不同研究报道对体重的影响程度不同。这些差异除与低氧的程度、持续时间、实验对象的年龄差异有关外，可能还与不同研究中实验对象的性别、低氧训练及高山跋涉时体力活动程度的差异等有关。路瑛丽等［9］比较了高住高练和高住低练对大鼠血脂及腓肠肌脂肪酸氧化的影响，发现：（1）高住高练调节血脂变化以及促进腓肠肌脂肪酸氧化的作用优于常氧训练，（2）高住低练较常氧训练对血脂代谢无有利影响，对腓肠肌脂肪酸氧化起抑制作用；（3）高住高练对血清HDL的影响优于高住低练，更能促进腓肠肌脂肪酸氧化。

综上所述，高住高练对体重控制、血脂调节和促进脂肪酸氧化都有良好的作用，但对肥胖机体的影响报道较少，为了研究高住高练对肥胖机体体重及脂代谢的影响，本研究建立高脂饮食大鼠高住高练0～4周模型。

1 高脂饮食饲养大鼠致肥胖

1.1 实验对象

出生21天离乳SD雄性大鼠280只，体重（42.7±4.7）g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，动物生产许可证：SCXK（京）2006-0001，使用许可证：SYXK（京）2006-0017。分笼饲养，每笼5只，室温21～23℃，湿度40%～60%，自然光照。饲养室、用具等定期消毒灭菌。实验大鼠的饲养、训练以及相关测试均在国家体育总局体育科学研究所实验室完成。

1.2 饲养方式

随机选取4笼20只大鼠普通饲料喂养，其余260只用高脂饲料喂养，均自由饮食饮水，饲料和水每日更换1次。每日观察大鼠精神、皮毛、活动、眼睛、饮食、大便。每周用精度为0.1 g的电子天平记录大鼠体重。

饲料组成：（1）普通饲料：实验鼠生长维持颗粒饲料，购自北京科澳协力饲料有限公司，产品许可证号：京饲（配）字第 238 号，SCXK（京）2005-0007；执行标准 GB14924·3-2001。（2）高脂饲料：本研究采用孙志等［10］报道的高脂饲料，稍加改进，配方如下：普通饲料61.5%、猪油12%、蔗糖5%、奶粉5%、花生5%、鸡蛋10%、麻油1%、食盐0.5%。

1.3 大鼠一般情况观察

普通饮食和高脂饮食大鼠精神均好，活动粗观无明显不同，初始时高脂饮食组大鼠饮水偏多，大便较软，量偏多，臭味重，随实验进行，高脂饮食组除大便臭味仍重外，余观察指标渐如普通饮食组，但毛色渐偏黄，光泽度差。

1.4 肥胖验证

饲养10周后，随机选取10只普通饮食大鼠和10只高脂饮食大鼠，禁饮禁食8 h后称重，按0.3 ml/100g体重剂量腹腔注射10%水合三氯乙醛溶液麻醉大鼠，测量身长（鼻尖至肛门）。固定，开腹，腹主动脉取血，然后迅速分离出大鼠左侧肾周和附睾脂肪垫，并在预冷的生理盐水中漂洗去血，滤纸吸干水分，用精度为0.001 g的电子天平称重。计算体重指数（Lee’s指数）和脂体比。取出的血液室温静置30 min后，3000 r/min离心15 min，分离血清，全自动生化分析仪测血脂。 体重指数（Lee’s指数）= 体重（g）1/3×1000/身长（cm）。 脂体比 =［肾周脂肪湿重（g）+ 附睾脂肪湿重（g）］/体重（g）×100%。

由表1可见，普通饮食组大鼠体重和身长均显著高于高脂饮食组，可能与高脂饮食的营养失衡影响了大鼠的生长发育有关；两组大鼠肾周脂肪和附睾脂肪重绝对值之间无显著差异，但是代表体脂相对量的体重指数和脂体比两项指标，高脂饮食组均高于普通饮食组，且分别具有显著性（P＜0.05）和高度显著性差异（P<0.01）。体重指数和脂体比是评价成年大鼠肥胖程度的良好指标，高脂饮食组与普通饮食组大鼠比较，体重指数和脂体比显著性升高，从体脂比例可以判断，高脂饮食大鼠肥胖程度明显高于普通饮食大鼠。

表1 饲养10周后大鼠体重体脂水平

表2结果显示，高脂饮食组大鼠胆固醇、甘油三酯水平高于普通饮食组，分别具有显著性和高度显著性差异。与普通饮食组比较，高脂饮食组大鼠低密度脂蛋白显著升高，肥胖大鼠存在血脂异常。与大多数肥胖模型不一致的是，本实验高脂饮食大鼠高密度脂蛋白明显高于普通饮食组。

表2 饲养10周后大鼠血脂水平

1.5 讨论

综合分析表1和表2的数据，高脂饮食大鼠具有体脂比例和血脂代谢紊乱的双重表现，但体重和身长明显低于正常饮食大鼠。在选用高脂饮食建立营养肥胖模型中，有的选用3～4周离乳1～3天大鼠开始喂高脂饲料［10-13］，有的未注明鼠龄，但从体重（180±10 g［14］、80±20 g［15］、200～220 g［16］）可以推断是离乳相当一段时间后的大鼠，即经过了一段时间普通饮食的喂养。田方等［17］发现，与离乳后先用普通饲料喂养适应2周再饲喂高脂饲料的ICR小鼠相比较，刚离乳就直接喂给高脂饲料更容易诱导肥胖。本研究采纳了这一观点，从刚离乳的大鼠开始喂饲高脂饲料，开始几周内，高脂饮食组的体重增幅小于普通饮食组，可能由于大鼠刚刚离乳，不适应高脂饲料，饮食量少，或由于高脂饮食营养不均衡限制了大鼠的生长，导致大鼠生长迟缓。随着时间的延长，高脂饮食大鼠体重增幅逐渐加大，与普通饮食大鼠体重的差距逐渐缩小。根据崔明霞等［11］的研究结果，高脂饲料可使成年大鼠体重以及腹腔内脂肪含量明显增加，且增加率随造模持续时间的延长而增加。所以本研究在验证肥胖后，继续高脂饮食2周，增加肥胖程度。

深入分析选用高脂饮食建立营养肥胖模型的文献报道，发现即便选用的是离乳大鼠，从其体重（60～100 g［10］、80～115 g［12］、62.3±9.1 g［13］）也可以推断接受过普通饲料喂养。先喂普通饲料，再喂高脂饲料，一方面大鼠的胃肠道容易适应，另一方面也与人的肥胖发生过程更为相似。所以，在用高脂饲料建立肥胖模型的过程中，建议离乳后先喂普通饲料，让动物的胃肠道有一个适应过程，再逐渐添加高脂饲料，中间可以有一个普通饲料和高脂饲料混合喂养的过渡期，直至完全高脂饮食。

2 高脂饮食大鼠高住高练模型建立

2.1 动物筛选

从高脂饮食组挑选出160只肥胖大鼠，进行适应性训练。该160只大鼠平均体重460.2 g，其余淘汰的高脂饮食大鼠平均体重381.4 g，适应性训练大鼠体重超出淘汰大鼠体重20.7%。

2.2 适应性训练

（1）适应跑台：所有大鼠在常氧条件下先进行3天水平跑台适应性训练，使大鼠学会跑台运动并适应，强度从12 m/min开始，递增到16 m/min，运动时间20 min；

（2）在2周内，将运动速度从16 m/min递增到25～26 m/min，运动时间从20 min/d递增到60 min/d。

2.3 分组

根据体重、训练情况进行分组，把体重过重和过轻及有伤病的大鼠淘汰，最后保留130只大鼠进行正式实验，保证各组间大鼠体重无显著性差异。

表3 正式实验大鼠分组后体重

对照组在正式实验开始前取材，可视为低氧安静、高住高练、低住低练 0 周组；低氧安静 1、2、3、4 周组大鼠每天在低氧下 （氧浓度为13.6%，约相当于3500 m高度）生活，自由活动，不训练，分别持续1周、2周、3周、4周；低住低练组在常氧下生活训练，高住高练组在低氧下生活训练。训练组大鼠采用水平动物跑台进行有氧运动，持续运动1 h/d，6 d/w，相应组别分别持续1～4 w。常氧下训练强度经过适应性训练已确定为25～26 m/min。为了保证低氧训练与常氧训练下相对训练负荷相同，采用血乳酸确定低氧下训练强度。

2.4 根据血乳酸确定低氧下训练强度

前期我们对普通大鼠的研究结果表明，大鼠在常氧下25 m/min的训练强度与低氧下20 m/min的运动强度所对应的血乳酸值近似一致。由此推测，肥胖大鼠常氧下25～26 m/min的训练强度，对应低氧下训练强度为20～21 m/min，故对常氧25～26 m/min与低氧20～21 m/min运动后大鼠血乳酸进行了测试比较。

图1显示，常氧26 m/min与低氧21 m/min运动后大鼠血乳酸较为接近，可以认为两者的相对强度是一致的。为了使大鼠在常氧下和低氧下保持相同的训练负荷，根据血乳酸的结果，训练强度选用常氧下26 m/min和低氧下21 m/min。

3 小结

（1）高脂饮食大鼠具有体脂比例、体重指数和血脂代谢紊乱的多重表现，可视为肥胖造模成功。

图1 常氧26 m/min与低氧21 m/min运动后大鼠血乳酸

（2）在用高脂饲料建立肥胖模型的过程中，建议离乳后先喂普通饲料，让大鼠有一个适应过程，再逐渐添加高脂饲料，中间可以有一个普通饲料和高脂饲料混合喂养的过渡期，直至完全高脂饮食。

（3）常氧下25～26 m/min的训练强度和13.6%低氧下20～21 m/min的训练强度相对于高脂饮食大鼠的代谢反应来说是相同的。

［1］Armellini F，Zamboni M，Robbi R，et al.The effects of high altitude trekking on body composition and resting metabolic rate.Horm Metab Res，1997，29（9）：458-461.

［2］Fusch C，Gfrorer W，Koch C， et al.Water turnover and body composition during long-term exposure to high altitude （4，900-7，600 m）.J Appl Physiol，1996，80（4）：1118-1125.

［3］Major GC，Doucet E.Energy intake during a typical Himalayan trek.High Alt Med Biol，2004，5（3）：355-363.

［4］Robert DR，Julie AL，Mary PH， et al.Intakes of high fat and high carbohydrate foods by humans increased with exposure to increasing altitude during an expedition to Mt.Everest.J Nutr，1998，128（1）：50–55.

［5］马福海，陈俊民，胡建忠，等.中日竞走运动员身体形态比较及高原训练对体重、体脂的影响.西安体育学院学报，1996，13（1）：82-87.

［6］袁建琴，曹建民，徐勇，等.现代五项高原训练某些生理生化指标的训练监控研究.北京体育大学学报，2003，26（1）：51-52.

［7］田中，李卫平，许豪文，等.模拟“高住低练”对优秀游泳运动员身体成分和物质代谢的影响.山东体育学院学报，2004，20（1）：37-40.

［8］李晓霞，胡扬，田中，等.高住低训对运动员身体成分的影响.沈阳体育学院学报，2004，23（3）：424-425.

［9］路瑛丽，张漓，冯连世，等.高住高练和高住低练对大鼠血脂及腓肠肌脂肪酸氧化的影响.中国运动医学杂志，2010，29（2）：137-140.

［10］孙志，张中成，刘志诚.营养性肥胖动物模型的实验研究.中国药理学通报，2002，18（4）：466-467.

［11］崔明霞，高琲，闵光宁，等.造模持续时间对大鼠高营养性肥胖模型制备的影响.中国药理学通报，2008，24（3）：412-416.

［12］昝玉玺，王天云，董卫华，等.高脂饲料诱发大鼠肥胖模型的实验研究. 现代预防医学，2008，35 （16）：3131-3132.

［13］章涛，张潜，薛黔，等.SD大鼠肥胖动物模型的建立.遵义医学院学报，2007，30（3）：240-242.

［14］王舒然，麻微微，赵丹，等.高脂饮食诱导肥胖与肥胖抵抗动物模型建立.中国公共卫生，2007，23（7）：774-775.

［15］连军，马琪，霍新慧，等.高脂饮物快速建立营养性肥胖动物模型的研究.新疆医科大学学报，2008，31（10）：1444-1445.

［16］汤锦花，严海东.营养性肥胖大鼠模型的建立与评价.同济大学学报（医学版），2010，31（1）：32-34.

［17］田方，金红星，成文玉.小鼠营养性肥胖模型的建立.安徽农业科学，2008，36（36）：15963-15964，15976.