高脂高糖饮食对家兔糖耐量影响实验研究＊

西安交通大学医学院实验动物中心（西安710061）

张光伟△ 林 燕 朱宁红 白艳萍 杨佩刚 刘恩岐＃

家兔属于兔形目动物，和啮齿类实验动物相比，在系统发育上更接近人类，尤其是在代谢性疾病，如在糖尿病和动脉粥样硬化方面的研究中备受青睐［1］。代谢综合征包括中心性肥胖、糖耐量异常、脂代谢异常、胰岛素抵抗和高血压等病理状态，这些病理变化都是心血管疾病的危险因素。糖代谢障碍和肥胖不仅是代谢综合征的重要组成部分，也是糖尿病发病的危险因素。早期代谢综合征的研究更多地重视胰岛素抵抗和糖耐量异常在代谢综合征中的作用，但目前的资料并不能证实其是引起该综合症所有成分的基本原因。随着研究的深入，越来越多的研究者认识到肥胖和胰岛素抵抗在引起代谢综合征中的主要作用［2］。国际糖尿病组织在2005年制定的最新的代谢综合征诊断标准更强调了中心性肥胖在代谢综合征中的重要作用。我们尝试利用高脂高糖饮食诱导日本大耳白家兔引起以糖代谢障碍和肥胖为主要表现的实验模型，为代谢综合征的发生和发病机理及糖尿病发生前期的研究提供研究工具。

材料和方法

1 实验动物 日本大耳白兔由西安交通大学实验动物中心提供。实验开始前测定所有动物的体重、血糖和甘油三酯，进行随即区组法分组。所有实验用兔均在标准动物房饲养，温度控制在（24±2）℃，湿度（55±15）%，光控（12h明／12h暗），自由采食和饮水。对照组动物给符合GB14924-2001标准的正常兔饲料，实验组饲料配方为10%猪油、20%蔗糖和70%正常饲料的高脂高糖饲料（High Fat／Sucrose Diet，HFSD）。记录所有动物体重变化，并计算其平均日进食量。

2 方 法

2.1 血指标测定：两组动物每2周空腹抽血，EDTA-Na抗凝，3000转／min 4℃离心20min，取上清，采用比色法测定试剂盒检测空腹血糖和甘油三酯（中生北控生物科技股份有限公司，北京），放射免疫检测试剂盒测定空腹胰岛素（上海研晶生物科技有限公司）。

2.2 糖耐量试验：第36周实验结束后，进行静脉内注射糖耐量试验（Intravenous glucose tolerance test，IVGTT）。试验前1d晚上8点禁食，次日早上8点进行IVGTT。兔子耳缘静脉注射500g／L葡萄糖注射液（1.2ml／kg），每隔5、10、15、20、30、45、60、75、120min采血，测定血糖。计算糖耐量曲线下面积（Area under curve，AUC）［3］。

2.3 重要脏器和体内脂肪的分离：对动物进行安乐死，分离肝脏、心脏、肾脏、皮下脂肪（包括腋窝、腹股沟和肩胛区）及内脏脂肪（包括肠系膜、腹腔和腹膜后）并称重。

图1 体重（A）、血糖（B）和血甘油三酯（C）在实验过程中的变化（与对照组比较，＊P＜0.05，＊＊P＜0.01）

2.4 统计学方法：数据采用SPSS11.5统计软件进行分析，采用t检验，以P﹤0.05为差别具有统计学意义。

结 果

1 高脂高糖饮食对日本大耳白兔体重的影响 实验从12周开始直至实验结束时，实验组动物的体重显著高于对照组（P﹤0.05）。实验结束时实验组动物平均体重达到（3.90±0.09）kg，显著高于对照组的（3.18±0.27）kg，这说明实验组家兔出现肥胖（图1A）。

2 高脂高糖饮食对日本大耳白兔血糖和甘油三酯的影响 虽然在36周的实验过程中也出现过实验组动物的血糖和甘油三酯高于对照组的情况，但就整个实验过程而言，两组动物的血糖和甘油三酯未见明显的升高或降低趋势，两组动物的血糖和甘油三酯无统计学差异。这表明，高脂高糖饮食对日本大耳白兔血糖和甘油三酯的影响并不明显（图1B和C）。

3 高脂高糖饮食对日本大耳白兔糖耐量的影响 第36周进行IVGTT，结果显示，实验组动物糖耐量AUC显著高于对照组［（497.57±7.69）mg／（h·dl）vs（404.31±14.44）mg／（h·dl），（P ﹤0.01）］。在15～20min、20～30min、30～45min、45～60min和60～75min的AUC显著高于对照组相应时间段的AUC（图2A）。

4 高脂高糖饮食对日本大耳白兔尿糖的影响实验第36周后，空腹抽血后，对动物实施安乐死，打开腹腔并暴露膀胱，穿刺抽取尿液，3000转／min，离心20min，取上清检测尿糖。实验组和对照组之间尿糖水平无统计学差异（图2B）。

5 高脂高糖饮食对日本大耳白兔胰岛素水平的影响 采用放射免疫法测定第0周和实验结束后第36周血胰岛素，两组对比没有统计学差异（图2C）。

6 高脂高糖饮食对日本大耳白兔脂肪含量及重要脏器重量的影响 第36周安乐死处死动物，分离脂肪。实验组动物无论总脂肪和内脏脂肪重量均显著高于对照组（图2D）。同样，内脏脂肪和体重之比也存在显著差别［（0.09±0.01）g vs（0.06±0.01）g，（P＜0.05）（图2E）］。分离两组动物的重要脏器并称重，实验组动物脏器重量显著高于对照组，见附表。

附表 两组动物重要脏器重量比较

图2 两组家兔在静脉注射葡萄糖耐量试验

讨 论

以内脏脂肪显著增加为主要表现的中心性肥胖以及胰岛素抵抗为主要表现的糖代谢紊乱是代谢综合征重要的致病因素［2，4］。相关文献和我们研究组都曾经用高脂饲料诱导家兔出现肥胖，家兔伴有血浆TG和TC升高［3，5］。综合文献报道，我们提出探索用含合适糖和脂肪的饲料诱导家兔出现肥胖、糖代谢紊乱等表现，为研究代谢综合征和2型糖尿病的发病机理提供研究工具。

本实验中，实验组家兔从第8周开始体重增加明显，到第12周实验组家兔出现肥胖表现，体重明显高于对照组，这种情况一直持续到第36周。实验结束后分离动物皮下和内脏脂肪，实验组家兔的总脂肪、内脏脂肪重量以及内脏脂肪和内脏脂肪和体重比明显增高。这提示，内脏脂肪积聚对含高脂的饮食敏感。内脏脂肪的增加是评价中心性肥胖的重要指标之一。导致中心性肥胖的内脏脂肪所分泌的脂肪因子（如瘦素、脂联素、抵抗素以及糖皮质激素等）之间相互作用，最终导致代谢综合征发生。另外，相对于外周脂肪来讲，内脏脂肪具有明显的胰岛素抵抗作用。这可能与内脏脂肪的脂肪酸代谢异常有关。而胰岛素抵抗也是代谢综合征主要表现之一［6］。实验组家兔血糖也没有出现明显的变化，但两组动物静脉注射糖耐量试验出明显差异，实验组家兔糖耐量曲线下面积明显高于对照组。两组动物血浆胰岛素和尿糖比较没有统计学意义。实验组家兔糖耐量异常，静脉注射葡糖糖后，血浆葡萄糖清除效率降低，但两组动物胰岛素比较没有显著差异，这提示实验组家兔可能出现胰岛素抵抗，导致葡萄糖代谢障碍。这可能与游离脂肪酸浓度过高减弱了脂肪组织中的胰岛素抗脂肪的分解作用减弱有关。而游离脂肪酸浓度的增高主要是由于内脏脂肪积聚造成的。已有的研究表明，肥胖家兔的脂肪细胞直径较正常脂肪细胞明显增大。肥胖脂肪细胞摄取和氧化葡萄糖的能力减弱，导致胰岛素的利用率下降［7］。另外，由内脏脂肪分泌的内脏脂肪素也能够影响胰岛素信号通路［8］。需要指出的是，实验组家兔在实验进行过程中没有出现明显的高甘油三酯血症，实验结束时解剖家兔，也未见大动脉管壁出现明显的动脉粥样硬化病变。

实验组家兔在实验过程中出现了中心性肥胖和糖代谢紊乱的表现，这些都是代谢综合征最主要的组成部分。但是代谢综合征是十分复杂的一类疾病，本模型没有诱导家兔出现高血压和血浆甘油三酯升高。原因可能是因为代谢综合征与年龄有很大的关系，年龄的增加是代谢综合征的危险因素之一［6，7］。大周龄家兔给予高脂饮食后出现了高血压和血浆甘油三酯升高［8］。因此考虑采用大周龄家兔，适当调整饲料中脂肪和糖的含量可能会诱导出更理想的代谢综合征家兔模型。

［1］刘恩岐，范江霖.转基因兔在动脉粥样硬化研究中的应用及进展［J］.中国动脉硬化杂志，2003，11（4）：371-375.

［2］Carr DB，Utzschneider KM，Hull RL，et al.Intra-abdominal fat is a major determinant of the national cholesterol education program adult treatment panel III criteria for the metabolic syndrome［J］.Diabetes，2004，53（8）：2087-2094.

［3］Liu E，Kitajima S，Higaki Y，et al.High lipoprotein lipase activity increases insulin sensitivity in transgenic rabbits［J］.Metabolism，2005，54（1）：132-138.

［4］Alberti KG，Zimmet P，Shaw J，et al.IDF Epidemiology Task Force Consensus Group.The metabolic syndrome-a new worldwide definition［J］.Lancet，2005，366（9491）：1059-1062.

［5］Eppel GA，Armitage JA，Eikelis N，et al.Progression of cardiovascular and endocrine dysfunction in a rabbit model of obesity［J］.Hypertens Res，2013，36（7）：588-595.

［6］Bruce KD，Byrne CD.The metabolic syndrome：common origins of a multifactorial disorder［J］.Postgrad Med J，2009，85（1009）：614-621.

［7］Waqar AB，Koike T，Yu Y，et al.High-fat diet without excess calories induces metabolic disorders and enhances atherosclerosis in rabbits［J］.Atherosclerosis，2010，213（1）：148-155.

［8］Fukuhara A，Matsuda M，Nishizawa M，et al.Visfatin：aprotein secreted by visceral fat that mimics the effects of insulin［J］.Science，2005，307（5708）：426-430.