运动对高脂饮食大鼠TNF-α、IL-6及脂联素的影响*

魏珊珊，梁丹丹

（1.重庆大学体育学院，重庆400044；2.合肥职业技术学院公卫教研室，安徽 巢湖238000）

长期摄入高脂饮食会导致身体脂肪的积累和胰岛素敏感性的下降，最终导致了肥胖及2型糖尿病的发生。人体和动物的实验均发现肿瘤坏死因子（tumor necrosis factorα，TNF-α）在肥胖的发展过程中对胰岛素抵抗的发生起重要作用。TNF-α导致胰岛素抵抗的机制主要是通过抑制细胞内胰岛素受体的信号途径和糖的转运来实现的，TNF-α是最主要的触发FFA从脂肪组织释放入循环的自分泌／旁分泌因子［1］。另有研究发现其他一些细胞因子如脂联素在胰岛素抵抗的发生过程中也起了重要作用。如脂联素（adiponectin），其由脂细胞分泌［2］，能通过不同机制提高胰岛素敏感性。在肝中，其能降低脂肪酸氧化，减少脂滴合成和FFA的摄取，并通过下调酶活性降低糖异生。在骨骼肌中其能促进葡萄糖和FFA的氧化［3］。研究发现，将肥胖者的高脂饮食进行调整或进行运动训练后，个体的胰岛素敏感性发生了明显的改善。本实验通过给予大鼠两种脂肪含量不同的饮食（脂肪含量为20%～40%），以及运动干预，观察高脂饮食及运动分别对大鼠胰岛素敏感性产生的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

30只断乳 SD雌性大鼠体重（50±3）g，由重庆医科大学提供，随机分为三组（n＝10）：豆油低脂饲料组（LFS），饮食中脂肪百分比为22%；豆油高脂饲料组（HFS），饮食中脂肪百分比为40%；豆油高脂饲料合并游泳训练组（HFS＋T），饮食中脂肪百分比为40%，喂养同时进行8周游泳运动训练。

各组饲料其他营养成分配比均衡。进行10周喂养，实验期间自由进食饮水，动物房温度（22±1）℃，明暗周期 12 h∶12 h。

1.2 方法

HFS＋T组运动适应一周后进行游泳运动［4］，水温（34～36）℃，每周6次。训练时间从30min开始，逐渐增加运动时间，直到60min，共训练8周。

每周一为大鼠称体重并记录，各组大鼠喂养方式一致。实验结束后，各组大鼠禁食8 h以上，腹主动脉取血，分离血清。取出附睾脂肪垫及肾周的脂肪垫，生理盐水冲洗，滤纸吸干称重，测定各大鼠体脂含量。血清TNF-α、IL-6和脂联素水平采用美国linco公司ELISA试剂盒测定，血糖和血胰岛素试剂盒由北京中杉金桥生物技术有限公司提供，以上测试均严格按照试剂盒说明要求测试。胰岛素敏感指数（ISI）＝1／（血糖浓度×胰岛素浓度）的自然对数。

1.3 统计学处理

统计分析使用SPSS 13.0统计软件完成。所有数据以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用方差分析和独立样本t检验。

2 结果

2.1 体重和脂体百分比

与LFS相比，HFS组大鼠体重，脂体百分比均较高（P＜0.05）。说明豆油高脂饲料增加了大鼠体内的脂肪堆积，使脂肪含量升高。而进行8周游泳训练后，发现HFS＋T组体重、脂体百分比均明显低于HFS组（P＜0.05），但脂体百分比仍高于 LFS组（P＜0.05）。说明运动有明显降脂的作用，但本次实验中作用尚不及低脂饮食显著（表1）。

2.2 各组大鼠血糖、胰岛素水平、胰岛素敏感指数（ISI）的变化

三组大鼠中HFS组大鼠血糖值较高，但与其他两组相比并无显著差异；但血清胰岛素HFS组高于LFS组（P＜0.05），提示高脂饮食已诱发了高胰岛素血症，8周运动后HFS＋T组大鼠血清胰岛素下降，低于 HFS组（P＜0.05），但仍高于 LFS组；HFS组的ISI增高，高于 LFS组（P＜0.05），8周运动后 ISI在HFS＋T组中降低，显著低于HFS组，与LFS组水平无明显差异，提示运动降低了高脂大鼠的胰岛素抵抗（表 2）。

Tab.1 Contrast of body quality and percentage ofbody fatof rats（±s，n＝10）

Tab.1 Contrast of body quality and percentage ofbody fatof rats（±s，n＝10）

PBF：Percentage of body fat；LFS：low-fatsoybean oil；HFS：High-fat soybean oil；T：Swiming training*P＜0.05，**P＜0.01 vs LFS group； ＃P＜0.05 vs HFS group

Group Body quality（g） PBF（%）LFS 203.2±10.20 8.83±1.20 HFS 218.4±13.30* 13.03±1.00*HFS＋T 209.0±9.5*＃ 10.79±2.00*

Tab.2 Contrast of blood sugar，serum and ISI（±s，n＝10）

Tab.2 Contrast of blood sugar，serum and ISI（±s，n＝10）

ISI：Insulin sensitive index；LFS：low-fat soybean oil；HFS：High-fat soybean oil*P＜0.05 vs LFSgroup；＃P＜0.05 vs HFSgroup

Group Sugar（mmol／L）Serum（pmol／L）ISI LFS 5.9±0.2 0.09±0.03 -2.7±0.19 HFS 6.4±0.32 0.18±0.08*-4.28±0.22*HFS＋T 6.0±0.21 0.14±0.05*＃ -2.58±0.17＃

2.3 各组大鼠IL-6、TNF-α和adiponetin的变化

与LFS组相比，高脂膳食喂养的HFS组大鼠血清中 IL-6含量明显增高，差异具有显著性（P＜0.05），但8周运动后的HFS＋T组则与LFS组的 IL-6则无明显差异，HFS组与HFS＋T组之间也无明显差异。TNF-α血清含量，HFS组明显高于 LFS组（P＜0.05），8周运动后 HFS＋T组血清 TNF-α水平降低，低于 HFS组（P＜0.05），但仍高于 LFS组（P＜0.05）。血清脂联素水平，HFS组明显降低，低于LFS组（P＜0.01），运动后 HFS＋T组脂联素水平增高，高于 HFS组（P＜0.01），与 LFS组无明显差异。提示高脂膳食后的运动使脂联素水平增高，脂肪的代谢动员增加，体脂消耗增多，同时 IL-6、TNF-α水平降低，根据既往研究表明，与胰岛素敏感性密切相关［5］（表 3）。

Tab.3 Contrast between IL-6 TNF-αand adiponetin（±s，n＝10）

Tab.3 Contrast between IL-6 TNF-αand adiponetin（±s，n＝10）

IL-6：Interleukin-6；TNF-α：Tumor necrosis factor；LFS：Low-fat soybeanoil；HFS：High-fat soybeanoil*P＜0.05，**P＜0.01 vs LFS group； ＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs HFSgroup

Group IL-6（pg／ml）TNF-α（ng／ml）Adiponetin（ng／ml ）LFS 9.57±3.03 7.31±2.18 0.76±0.08 HFS 10.62±3.28*8.13±1.62*0.52±0.06**HFS＋T 9.95±2.58 7.86±1.94＃ 0.81±0.09＃＃

3 讨论

有研究显示，肥胖者脂肪组织中 IL-6水平增高，动脉血通过脂肪组织后，其IL-6水平增高，证实了脂肪组织产生的IL-6释放入血，所以脂肪组织IL-6的表达影响IL-6水平。本实验中，HFS和HFS＋T组大鼠身体脂肪含量均显著高于LFS组，但只有HFS组大鼠血清IL-6水平显著高于LFS组，HFS＋T组血清IL-6则无明显增高，在一定程度上说明了肥胖大鼠脂肪组织IL-6的高表达，同时长期有氧运动则有降低IL-6水平的作用。在对小鼠的研究［6］中发现，IL-6可降低胰岛素抑制肝脏产生葡萄糖的能力，降低磷脂酰肌醇3-激酶的活性，可能是IL-6导致胰岛素抵抗的机制之一。另有研究认为IL-6浓度增高时，可能与瘦素竞争相同的信号转导通路，使瘦素对胰岛素分泌的抑制作用减弱，造成高胰岛素血症及IR［7］。这可能是 IL-6参与胰岛素抵抗的另一途径。

大多数肥胖的人和啮齿类动物脂肪组织和肝脏中TNF-αmRNA和蛋白质水平均有所增加，而关于血清TNF-α水平的研究却有差异［8］。有研究证明，高脂饮食致IR大鼠模型中，血清及胰岛素作用的主要靶器官（组织）中 TNF-α含量均有不同程度增高［9］。本研究中，HFS组大鼠血清TNF-α含量较LFS组大鼠升高，并且胰岛素敏感指数降低，与上述研究结果一致。高TNF-α水平可以造成脂肪组织尤其是内脏脂肪的胰岛素抵抗，使内脏脂肪分解增加，循环FFA显著升高，引发包括肝脏和肌肉在内的大范围胰岛素抵抗。关于TNF-α的既往研究发现，长期的有氧运动锻炼可以降低TNF-α血清水平，本次实验发现，高脂饮食大鼠进过8周游泳运动后血清TNF-α与单纯高脂组相比明显降低，和低脂组接近，说明运动干预可以起到和控制饮食摄入相似的效果。

细胞因子同IR关系密切，并且在维持机体代谢平衡和血管的生物学稳定性上具有非常重要地位。循环中的脂肪细胞因子水平能够反映体内IR情况。脂联素（adiponectin）是主要由脂肪细胞表达的一种细胞因子，是目前发现的唯一能够对抗IR时的炎症反应的脂肪细胞因子［10］，目前研究认为脂联素具有改善IR的作用。其作用机制主要为：激活一磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）和过氧化物酶体增生物激活受体-a（PPAR-a），通过增加细胞膜对游离脂肪酸的转运，引起细胞中脂肪氧化增加，从而使组织中脂肪沉积减少，提高胰岛素敏感性，增强组织利用葡萄糖的能力，并抑制糖异生。本次实验发现，高脂饮食可以减低大鼠血清中脂联素的含量，而进行8周的游泳运动后，脂联素的血清水平明显上升，与低脂饮食组较接近。说明运动可以提高血清中脂联素的水平，加强脂肪的消耗动员，从而提高高脂饮食大鼠的胰岛素敏感性。

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