果葡糖浆诱导实验性代谢综合征大鼠模型

张泽生，张楠，冯帆，胡芳，李静云

（天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457）

果葡糖浆诱导实验性代谢综合征大鼠模型

张泽生，张楠，冯帆，胡芳，李静云

（天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457）

研究过量饮用果葡糖浆导致的代谢综合征。使用不同浓度的果葡糖浆水饲养雄性SD大鼠16周，通过体重、血压、血糖和血脂等指标的测定考察其对代谢综合征的影响。各模型组，尤其是模型2组和模型3组大鼠较正常组出现了体重、血压、血脂、空腹血糖、胰岛素水平增高，胰岛素敏感下降的现象。15%和20%的果葡糖浆水（可溶固形物含量分别为7.2%和14.8%）造成的代谢综合征效果更明显。长时间大量饮用果葡糖浆会导致代谢综合征的产生。

果葡糖浆；代谢综合征；胰岛素抵抗

果葡糖浆作为一种食品添加剂，目前被广泛应用于食品行业，其优点在于其含有40%~90%的果糖，因而与其他甜味剂一同使用时，具有优良的增效协同作用，能够明显的改善食品的口感。且有着相对蔗糖更加低廉的价格，又具有冷甜，化学性质稳定，抗结晶性好，保湿性好等特性，目前主要应用于饮料、冰淇淋等产品中，如在果汁类饮料中，F71型果葡糖浆的添加量约为6%~12%。由于果糖在代谢过程中没有限速酶[1]，能很快转化为TG等代谢中间产物，因而有研究认为过量果糖的摄入可能导致肥胖、Ⅱ型糖尿病和血脂异常[2-3]。代谢综合征（Metabolic Syndrome，MS）就是以中心性肥胖、糖尿病或糖调节受损、高血压、血脂异常以及胰岛素抵抗（Insulin resistance，IR）为共同病理生理基础的一组临床症候群[4-5]。当前，部分青少年以饮料代替饮水，含有较多果糖的软饮料消耗逐年稳步增加。随着果葡糖浆在食品领域的广泛应用，其带来的健康问题也成为人们日益关注的焦点。

本实验以雄性SD大鼠为受试对象诱导代谢综合征模型[6]，研究长期摄入不同浓度的果葡糖浆水是否会导致大鼠患代谢综合征，通过其对大鼠造成的影响来指示它可能对生物体产生的效果，从而引起人们对其潜在威胁的重视。

1 材料

1.1 药品与试剂

F55型果葡糖浆（可溶固形物含量，江苏美林农林水产有限公司，20120623），血糖试纸（美国强生，批号3344919），血脂（TC、TG、HDLC）试剂盒（中生北控生物工程研究所，批号20120910），大鼠酶联免疫分析试剂盒，（R&D，批号20121109），大小鼠维持饲料（北京华阜康生物科技有限公司）。

1.2 实验动物

清洁级SD雄性大鼠48只，（150±10）g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，动物合格证编号：SCXK（京）2009-0013。

1.3 仪器

XS205万分之一电子天平：METTLER TOLED公司；TDL-5-A离心机：上海安亭科学仪器厂；TGL-16M高速台式冷冻离心机：湘仪离心机厂；BP-2010AUL大鼠血压仪：softron；3344919血糖仪：美国强生公司；MultiskanMK3全波长多功能酶标仪：美国Thermo公司；UV-1800可见-紫外分光光度计：日本岛津仪器公司。

2 方法

2.1 模型的分组及MS模型的建立

适应饲养一周后，将48只雄性SD大鼠随机分为4组，每组12只，每笼6只，饲养于屏障系统动物房，温度为（22±2）℃，相对湿度为40%～60%，明暗周期12 h。正常组、模型组均喂食正常饲料，正常组饮用自来水，模型组分为模型1组、模型2组与模型3组，分别饮用浓度为10%，15%，20%的果葡糖浆水，饲养16周。

2.2 指标测定

一般指标的测定：观察各组动物毛色、精神等，每天记录进食量、饮水量。

体重的测定：每周测定各组大鼠的体重。

脂肪系数：第16周末股动脉取血处死大鼠，取肠系膜脂肪、肾周脂肪、附睾脂肪为内脏脂肪[7]。

血压测定：在安静的环境下，血压仪预热后，大鼠在清醒状态下，待其稳定后，测定其尾动脉的收缩压（IBP），连续记录5个读数，去掉最高和最低值，取其他三个值的平均值为大鼠血压，每两周测定一次[8]。

空腹血糖的测定：大鼠禁食12 h，剪尾取血测定其空腹血糖（FBG），每两周测定一次，在16周末，测定空腹血糖后，以20%的葡萄糖液灌胃（葡萄糖2 g/kg体重），2小时后再次剪尾取血，用血糖仪测定餐后血糖（2 hPG）[9]。

空腹胰岛素水平：采用酶联免疫法测定大鼠血清胰岛素水平，胰岛素敏感性指数计算公式[10]：

血脂的测定：在10周和16周，眼眶后静脉丛采血，室温放置30min后，3 000 r/min离心10min，重复离心两次，取血清分别测定TG、TC、HDLC，而non-HDLC=TC-HDLC。

2.3 数据处理

所有数据均以MS±SD表示，采用SPSS17.0统计软件处理，各组组间差异比较采用单因素方差分析。

3 结果与分析

3.1 一般指标

经过16周喂养，观察各模型组毛色发黄，反应较空白组稍迟钝。各模型组大鼠的日均饮水量极显著高于空白组（P＜0.01），进食量随着着饮用果葡糖浆水浓度的增加而减少，但各组并未见明显差异。见表1。

表1 果葡糖浆对大鼠饮水量和进食量的影响（MS±SD，n=12）Table1 Effectsof different concentrationsof fructosesyrup water on theaMountof food intakeand drinkingwater（MS±SD，n=12）

3.2 果葡糖浆对大鼠体重和脂肪系数的影响

在第8周时，与空白组比较，模型1组、2组大鼠体重显著增长（p＜0.05），模型3组体重极显著增长（p＜0.01）；在第16周结束时，与空白组比较，模型1组体重差异显著（p＜0.05），模型2组3组体重差异极显著（p＜0.01）。模型组出现不同程度的体重上升，但组间未见显著差异。与空白组比较，各模型组大鼠脂肪系数极显著升高（P＜0.01），且呈现出一定的上升趋势，仍未见显著差异。见表2。

3.3 果葡糖浆对大鼠血压的影响

从第4周开始，与空白组比较，各模型组大鼠的收缩压均极显著升高（p＜0.01），且随时间的延长缓慢升高，但于实验结束时尚未达到高血压。

表2 果葡糖浆对大鼠体重的影响（MS±SD，n=12）Table2 Effectsof different concentrationsof fructose syrup water on bodyweight in rats（MS±SD，n=12）

表3 果葡糖浆对大鼠收缩压的影响（MS±SD，n=12）Table3 Effectsof different concentrationsof fructosesyrup water on SBP in rats（MS±SD，n=12）

3.4 果葡糖浆对大鼠空腹血糖和胰岛素水平的影响

在第8周时，模型组空腹血糖升高，与空白组相比，模型2组大鼠空腹血糖有显著差异（p＜0.05），模型3组有极显著差异（p＜0.01）；在16周时，与空白组相比，模型2组、3组空腹血糖有极显著差异（p＜0.01）。测定餐后2 h血糖升高，与空白组相比，模型3组有显著差异（p＜0.05），模型2组有极显著差异（p＜0.01）。空腹胰岛素水平升高，与空白组比较，模型2组3组均有显著差异（p＜0.05）。胰岛素敏感性指数降低，与空白组比较模型2组3组胰差异极显著（p＜0.01）。

表4 果葡糖浆对大鼠空腹血糖、餐后血糖和胰岛素水平的影响（MS±SD，n=12）Table4 Effectsof different concentrationsof fructose syrup water on FPG，2hPG，FINS and ISIin SD rat（MS±SD，n=12）

3.5 果葡糖浆对大鼠血脂水平的影响

在10周时，模型组TG、TC、non-HDLC含量升高，与空白组相比，各模型组TG有极显著差异（p＜0.01），模型3组TC和non-HDLC差异极显著（p＜0.01）；16周时，与空白组相比，各模型组TG差异极显著（p＜0.01），模型2组、3组TC差异显著（p＜0.05），non-HDLC差异极显著（p＜0.01）。各组HDLC之间差异不显著。

表5 果葡糖浆对大鼠血脂水平的影响（MS±SD，n=12）Tab le5 Effectsof different concentrationsof fructosesyrup water on TG，TC，HDLC and non-HDLC in SD rat（MS±SD，n=12）

4 讨论

上述结果中，各模型组体重、脂肪系数均明显高于正常组，且模型2组3组大鼠差异极显著，说明模型组大鼠出现肥胖现象；在喂养4周时，模型组大鼠收缩压就出现明显的上升，但之后各模型组大鼠收缩压维持在130mmHg左右；模型组血糖并未有大幅度增高，但在16周时模型2组和模型3组与正常组相比出现极显著性差异，且模型2组3组的空腹胰岛素水平出现上升，胰岛素敏感指数显著降低，说明模型2组3组大鼠胰岛素对血糖的调节敏感度降低，出现了胰岛素抵抗的现象；空腹血糖出现上升的情况较体重和血压要稍晚，这可能是因为胰岛素的代偿作用，这也符合胰岛素抵抗的规律；通过两次测定血脂水平，各模型组在10周时TG水平极显著增高，说明过量饮用果葡糖浆水对大鼠TG影响较迅速和明显，到16周时各模型组TG、TC、non-HDLC均出现不同程度增高，说明各模型组大鼠均患上高血脂症。

依据代谢综合征的特点和诊断标准[1]，经过16周饲养，给予各组大鼠不同浓度果葡糖浆水会引起不同程度的代谢综合征，模型2组和模型3组效果较模型1组更明显。不同浓度的果葡糖浆在较短时间内均引起体重、血压、血脂的增高；果葡糖浆未使大鼠空腹血糖上升到11.1mmol/L以上，说明在较短时间内过量饮用果葡糖浆水不会引起血糖明显升高，但在胰岛素水平方面出现了较为明显的变化，说明果葡糖浆会导致大鼠胰岛素敏感的降低，符合胰岛素抵抗的特征。本实验表明，长时间大量饮用果葡糖浆会导致代谢综合征的产生。

近些年来，果糖正作为减轻体重、锻炼耐力、有益于糖尿病的健康饮食而被广泛提倡，果葡糖浆也因其良好的特性及低廉的价格得到广泛应用。在软饮料大量消费的今天，果葡糖浆理应受到广大儿童父母及青年的重视。

[1]王兴安,巫冠中.果糖的代谢及其对健康的影响[J].药学与临床, 2011,19(13)：242-244

[2]Tappy L,Le K A.Metabolic Effects of Fructose and the worldwide Increase in Obesity[J].PhysiolRev,2010,90(1)：23-46

[3]ElliottSS,KeiMN L,Stern JS,etal.Fructose,weightgain,and the insulin resistance syndrome[J].The American journalof clinicalnutrition,2002,76(5)：911-922

[4]李秀钧.代谢综合征：胰岛素抵抗综合征[M].北京：人民卫生出版社,2007

[5]Reaven GM.Role of insulin resistance in human disease[J].Diabetes,1988,37(12)：1595-1607

[6]潘玲,刘继林.实验性胰岛素抵抗综合征大鼠模型[J].华西医学, 2000,15(4)：421

[7]杨静玉,王春明.苦瓜乙醇提取物对肥胖大鼠糖代谢和内脏脂肪的影响[J].中草药,2012,43(10)：202-207

[8]程海波,司晓晨,尚文斌.高果糖餐诱导实验性胰岛素抵抗综合征大鼠模型[J].南京中医药大学学报,2006,1(22)：31-33

[9]赵瑛,李蔚.葛根素对实验性代谢综合征大鼠血脂影响的研究[J].中国中医药科技,2007,1(14)：29-30

[10]李光伟,潘孝仁.检测人群胰岛素敏感性的一项新指数[J].中华内科杂志,1993,3(10)：656

A Rat Model of Metabolic Syndrome Induced by High Fructose Corn Syrup

ZHANG Ze-sheng，ZHANGNan，FENG Fan，HU Fang，LIJing-yun
（Collegeof Food Engineeringand Biotechnology，Tianjin UniversityofScienceand Technology，Tianjin 300457，China）

To investigate themetabolic syndrome（MS）induced byexcessive consumption ofhigh-fructose corn syrups（HFCS）.SDmale ratswere fed with different concentrations of fructose syrup water for 16 weeks.The effectof the HFCSon MSmay be showed by themeasurementofbody weight，blood pressure，blood lipids and other indexes.Compared with normal group，the body weight，systolic blood pressure（SBP），fasting plasma glucose（FPG），blood lipid，fasting insulin（FINS）werehigher inmodelgroups，while the insulin sensitivitywas decreased.Especially，the effect caused by 15%and 20%of fructose syrup water（solid content7.2%and 14.8%）wasmore obvious.Themetabolic syndrome could be induced by excessive consumption of HFCS in a longperiod.

high-fructose corn syrups；metabolic Syndrome；insulin resistance

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.18.006

2014-09-15

张泽生（1956—），男（汉），教授，博士生导师，博士，研究方向：食品营养。