不同运动强度结合共轭亚油酸对青春期肥胖大鼠静息能量代谢的影响

崔嘉琴，柏友萍，林 潺，吴 琳，张皓月，宋威巍，苏 敏



不同运动强度结合共轭亚油酸对青春期肥胖大鼠静息能量代谢的影响

崔嘉琴，柏友萍，林 潺，吴 琳，张皓月，宋威巍，苏 敏

目的：从静息能量代谢角度探讨共轭亚油酸（CLA）结合不同运动强度对青春期肥胖大鼠的影响，从而为青春期肥胖运动及营养减肥提供理论参考。方法：建立青春期肥胖大鼠模型，取40只肥胖大鼠随机分为5组，每组8只，分别为肥胖对照组、单纯补充CLA组、低强度运动+CLA组、中强度运动+CLA组、高强度运动+CLA组。低、中、高三种强度分别定为15-18m/min、21-25 m/min、28-32 m/min，60min/次，运动后大鼠灌胃CLA 1.6g/（kg.d），5次/周，连续8周。采用大鼠代谢系统每天测大鼠静息耗氧量和能量消耗。结果：干预8周过程中，静息状态下总耗氧量、肌肉耗氧量、总能耗及肌肉能耗表现在第8周干预各组均明显高于对照组（P＜0.05，P＜0.01），实验各组第8周明显低于第1周，运动各组之间均无明显差异（P>0.05）；实验前后体重明显增加，运动+CLA各组体重增长幅度均明显低于对照组，运动强度越大体重增加越缓慢（P＜0.05，P＜0.01），单纯补充CLA组体重增长幅度降低不明显（P>0.05）。结论：不同运动强度结合CLA能增加静息能量代谢水平，在干预的第8周表现显著，但受运动强度影响较小；该干预后能明显降低体重，运动结合CLA的效果优于单纯补充CLA，且随着运动强度增加降低更明显。

运动强度；共轭亚油酸；青春期肥胖；耗氧量；能量消耗

随着人们生活水平的不断提高、长期高能量的摄入和体力活动的减少，肥胖人口呈直线上升趋势，已成为危害人类健康的公共卫生问题[1]。单纯性肥胖已成为近年来中国快速出现的公共健康问题，同时也成为越来越严重的社会问题[2]。有关研究表明75%—80%的肥胖青少年将会发展成为成人肥胖，而且肥胖症与成人的糖尿病、冠心病、高脂血症等疾病的发生直接相关[3]。静息能量代谢是一个评价肥胖的形成和减肥效果的重要指标，其可通过测定静息状态下单位体重、单位时间的耗氧量和能量消耗来间接测定动物的能量代谢能力，间接推测机体的脂肪贮存与消耗情况。几十年来一直倍受各国生理学和运动生理学研究者的高度关注，为了使测定的指标更精确和更科学，并依此进行了大量测定仪器的改进工作。能量代谢系统对于运动能耗以及营养保健作用有着重要的指导意义，而对于日常生活能耗，它也能给出准确度极高的测量结果，因此越来越受到青睐。

静息能量代谢的影响因素有很多，运动、营养物质以及药物等均可对机体的能量代谢产生不同程度的影响[4]。共轭亚油酸（Conjugated linoleic acid，CLA）是亚油酸（18，2n-6）的一组异构物，含有顺式和/或反式两种异构体化学结构，其结构中的两个双键被共轭连接[5]。但不同运动强度结合CLA对青春期肥胖大鼠的干预对静息能量代谢产生什么样的影响，目前还不清楚。本文以肥胖SD大鼠模型为研究对象，采用目前世界最先进的德国TSE动物代谢测量分析系统测定大鼠的静息耗氧量、静息能量消耗来探讨不同运动强度结合CLA的干预对青春期肥胖大鼠能量代谢的影响，对静息状态下耗氧量和能耗的8周变化情况进行分析，从能量代谢的角度探讨运动结合CLA对肥胖影响的可能生理机制。

1 材料与方法

1.1 实验对象及分组

3周龄清洁级健康雄性SD大鼠110只，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司，许可证号为SCXK（沪）2012-0002，合格证号为2007000546402。适应性的饲养一天后，测量大鼠体重为（75.52±7.64）g。将110只SD大鼠随机分为正常对照组（12只）和实验组（98只），各组间体重均无差异（P>0.05）。正常对照组喂普通饲料，实验组分两个阶段喂高脂饲料，其能量营养素比例如下（见表1）：

表1 各组能量营养素比例

7周建模结束后测量各组体重，对照组为（378. 92 ± 24. 70）g，实验组为（469. 82 ± 19. 25）g。根据肥胖成功标准（肥胖组体重≥对照组体重120%）[6]，在建模成功中选取40只肥胖倾向大鼠，随机分为5组，即：肥胖对照组、单纯补充CLA组、低强度运动+CLA组、中强度运动+CLA组和高强度运动+CLA组，各组间体重均无统计学差异（P>0.05）。所有大鼠在干预期间分笼饲养（3只/笼），均喂普通饲料，按28g/只·天给量，每天记录前1天大鼠的摄入量和剩余量，自由饮水。饲料与垫料均购买于上海斯莱克实验动物有限责任公司。饲养房的温度保持约为（20℃±2℃），相对湿度为（50%-70%），光照为12h/天。每天观察大鼠的情况，按时记录饲养房的温度和湿度。每周3固定时间用电子秤（JM-A20001/中国）测量一次大鼠体重。安徽师范大学动物伦理学会对该项科研已同意，其审批号为20130225。

1.2 运动强度和CLA补充的方案与措施

运动训练方案参照本实验室前期崔建飞等[7]研究，所有大鼠开始采用6跑道大鼠跑台（Wi32812/北京）进行3天的适应性跑台训练，每天2—3次，跑台坡度为0°。运动强度（运动速度×时间）的设计为低、中、高强度，运动速度为15m/min~32m/min，运动时间为60min/天（见表2）。CLA方案采用1.6g/（kg·d）灌胃，其剂量为每天人体推荐量4.8g/60kg的20倍左右，CLA购买于中国青岛澳海生物有限公司。干预5次/周，周1和周2休息，持续8周。

表2 具体运动速度与运动时间（速度单位：m/min，时间单位：min）

1.3 静息能量代谢指标的测定

本次能量代谢检测指标主要为静息耗氧量和静息能量消耗，采用德国TSE动物代谢测量分析系统（PROCESS CONTROL/德国）进行测定，具体检测方法为：先对整个系统进行稳定性测试，然后对实验大鼠禁食5h后用固定仪固定大鼠，连续测定54min（9min×6），选择连续2个相对稳定的较低数据。大鼠代谢实验室的湿度为（40%-70%）、温度为（20℃±2℃）以及非常安静状态下。该动物代谢仪器的主要气体参数：通气量为1.2L/min，取样量为0.22L/min；Ref CO20.054%-0.055%，Ref O220.92%-20.93%。

1.4 数理分析

各组数据均通过SPSS17.0软件包进行统计学分析，实验数据结果均采用均数±标准差（X±SD）表示，各组间数据比较采用单因素方差分析，组内数据比较采用配对样本t检验，P>0.05为差异无显著性统计学意义，P<0.05为差异有显著性统计学意义，P<0.01为差异有非常显著性统计学意义。

2 结果与分析

2.1 干预8周过程中静息耗氧量变化的比较

2.1.1 大鼠静息总耗氧量变化的比较 大鼠静息总耗氧量变化的情况表现为：（1）与肥胖对照组比较：单纯补充CLA组在第1周、第2周、第3周、第4周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），低强度运动+CLA和中强度运动+CLA组均在第1周、第3周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（2）与单纯补充CLA组比较：低强度运动+CLA组在第1周、第4周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），中强度运动+CLA组在第1周、第4周和第5周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第3周、第4周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同运动强度结合CLA各组之间变化无规律（P>0.05）。（见表3、图1）

在8周不同运动强度结合CLA干预过程中，各组大鼠静息总耗氧量均在第8周明显低于第1周，可能是因为大鼠正处于青春生长发育期，随着其周龄的增加逐渐趋于成熟；单纯补充CLA、不同运动强度结合CLA干预各组与肥胖对照组比较，在第2周至第7周大鼠静息总耗氧量变化无明显的规律性，但在第8周，干预各组大鼠静息总耗氧量均明显高于肥胖对照组，不同运动强度结合CLA组之间无明显差异。

表3 大鼠总静息耗氧量变化情况（n=8，X±SD）（单位：ml/h/kg）

注：与肥胖对照组比较，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；与单纯补充CLA组比较，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

图1 不同运动强度结合CLA干预8周大鼠总静息耗氧量变化情况（n=8，X±SD）（单位：ml/h/kg）

2.1.2 大鼠肌肉静息耗氧量变化的比较 大鼠肌肉静息耗氧量变化的情况为：（1）与肥胖对照组比较：单纯补充CLA组在第1周、第2周、第3周、第4周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），低强度运动+CLA组在第1周、第2周、第3周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），中强度运动+CLA组在第1周、第3周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（2）与单纯补充CLA组比较：低强度运动+CLA组在第1周、第4周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），中强度运动+CLA组在第1周、第5周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第3周、第6周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同运动强度结合CLA各组之间变化无规律（P>0.05）。（见表4、图2）

表4 大鼠肌肉静息耗氧量变化情况（n=8，X±SD）（单位：ml/h/g）

注：与肥胖对照组比较，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；与单纯补充CLA组比较，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

图2 不同运动强度结合CLA干预8周大鼠肌肉静息耗氧量变化情况（n=8，X±SD）（单位：ml/h/g）

在8周不同运动强度结合CLA干预过程中，各组大鼠肌肉静息耗氧量均在第8周明显低于第1周，可能是因为大鼠正处于青春生长发育期，随着其周龄的增加逐渐趋于成熟；单纯补充CLA、不同运动强度结合CLA干预各组与肥胖对照组比较，在第2周至第7周大鼠肌肉静息耗氧量变化无明显的规律性，但在第8周，干预各组大鼠肌肉静息耗氧量均明显高于肥胖对照组，不同运动强度结合CLA组之间无明显差异。说明在青春期单纯补充CLA及运动结合CLA能增加大鼠的静息肌肉耗量，受运动强度大小影响较少。

2.2 干预8周过程中静息能量消耗变化的比较

2.2.1 大鼠静息总能耗变化的比较 大鼠静息总能耗变化的情况为：（1）与肥胖对照组比较：单纯补充CLA组在第1周、第2周、第3周、第4周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），低强度运动+CLA组在第1周、第2周、第3周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），中强度运动+CLA组在第1周、第2周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第3周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（2）与单纯补充CLA组比较：低强度运动+CLA组在第1周、第4周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），中强度运动+CLA组在第1周、第2周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第3周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同运动强度结合CLA各组之间变化无规律（P>0.05）。（见表5、图3）

在8周不同运动强度结合CLA干预过程中，各组大鼠静息总耗氧量均在第8周明显低于第1周，可能是因为大鼠正处于青春生长发育期，随着其周龄的增加逐渐趋于成熟；单纯补充CLA、不同运动强度结合CLA干预各组与肥胖对照组比较，在第2周至第7周大鼠静息总耗氧量变化无明显的规律性，但在第8周，干预各组大鼠静息总耗氧量均明显高于肥胖对照组，不同运动强度结合CLA组之间无明显差异。

表5 大鼠静息总能耗变化情况（n=8，X±SD）（单位：kcal/h/g）

注：（1kcal=4.184KJ）与肥胖对照组比较，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；与单纯补充CLA组比较，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

2.2.2 大鼠肌肉静息能耗变化的比较 大鼠肌肉静息能耗变化的情况为：（1）与肥胖对照组比较：单纯补充CLA组在第1周、第3周、第4周、第5周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），低强度运动+CLA和中强度运动+CLA组在第1周、第3周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第6周、第7周和第8周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（2）与单纯补充CLA组比较：低强度运动+CLA组在第1周、第4周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），中强度运动+CLA组在第1周、第4周、第5周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01），高强度运动+CLA组在第1周、第2周、第3周、第6周和第7周差异显著（P<0.05，P<0.01）。（3）不同运动强度结合CLA各组之间变化无规律（P>0.05）。（见表6、图4）

在8周不同运动强度结合CLA干预过程中，各组大鼠肌肉静息耗氧量均在第8周明显低于第1周，可能是因为大鼠正处于青春生长发育期，随着其周龄的增加逐渐趋于成熟；单纯补充CLA、不同运动强度结合CLA干预各组与肥胖对照组比较，在第2周至第7周大鼠肌肉静息耗氧量变化无明显的规律性，但在第8周，干预各组大鼠肌肉静息耗氧量均明显高于肥胖对照组，不同运动强度结合CLA组之间无明显差异。

图3 大鼠静息总能耗变化情况（n=8，X±SD）（单位：kcal/h/g）

表6 大鼠肌肉静息能耗变化情况（n=8，X±SD）（单位：kcal/h/g）

注：（1kcal=4.184KJ）与肥胖对照组比较，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；与单纯补充CLA组比较，c表示（P<0.05），d表示（P<0.01）。

图4 大鼠肌肉静息能耗变化情况（n=8，X±SD）（单位：kcal/h/g）

2.3 干预8周前后体重的比较

8周不同运动强度结合CLA干预8周前后体重表现为：干预前各组之间无差异（P>0.05），（1）与对照组比较：单纯补充CLA组体重增长幅度有所降低，但无显著性差异（P>0.05）；干预后运动结合CLA各组体重增长幅度明显降低（P<0.05，P<0.01）。（2）与单纯补充CLA组比较：中、高运动强度组体重增长幅度明显降低（P<0.05）。（3）低、中、高强度+CLA各组随着运动强度增加，体重增长幅度有所降低，但无显著性差异（P>0.05）。（4）8周干预前后各组肥胖大鼠体重明显增加（P<0.05，P<0.01），说明大鼠处于生长发育期。因此，8周不同运动强度结合CLA干预能有效降低体重，运动强度越大越明显。（见表7、图5）

表7 干预8周前后大鼠体重变化情况（n=8，X±SD）（单位：g）

注：①组间比较采用单因素方差分析，与肥胖对照组比较，a表示（P<0.05），b表示（P<0.01）；与单纯补充CLA组比较，c表示（P<0.05）。②组内比较采用配对样本t检验：P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异非常显著。

图5 不同运动强度结合CLA干预8周前后大鼠体重变化情况

3 讨 论

静息能量消耗是维持机体细胞、器官正常功能及人体觉醒状态的能量消耗，其微小变化就可对机体总能量的平衡产生影响。能量代谢系统是通过密闭空间的形式来收集受试者呼吸出的气体，计算空间内气体成分的改变，从而推算出受试者的能量消耗，是一种间接测热法。在能量代谢系统中，可以详细记录受试大鼠的体力活动状态、饮食状态和静息状态下，测量出高度准确的耗氧量和CO2产生量[8]。能量代谢过程复杂，影响其因素有很多，如运动、营养、所处环境的温度、湿度和机体的活动状态、精神状态等。静息能量代谢是能量代谢的重要组成部分，研究静息能量代谢可间接推测机体的能量代谢情况，静息状态下的耗氧量和能量消耗是静息能量代谢的主要指标。静息耗氧量反映了在安静状态下机体摄入氧、运输氧和利用氧的情况，间接推测机体的脂肪贮存和分解情况[9]。很多学者认为，静息状态下耗氧量和能量消耗的增加可降低体重，在个体间比较更有实际意义[10]。

青春期是人体的生长发育增速较快时期，此期人体经历着第2次生长突增，青春突增期女孩为10-12岁，男孩为12-14岁。青春期是人体生长发育的关键期，通常青春期发生的肥胖多为增殖型肥胖。因此，在青春期控制脂肪细胞的大量增加、降低肥胖程度对预防成年期慢性病至关重要。静息能量代谢在总能量消耗中占极大部分，其适应性变化对机体总能量消耗影响较大，静息能量消耗增强是降低机体脂肪贮存的重要途径之一[11]。黄徐根等[12]研究证明6周低氧训练可以使大鼠食物摄入量下降，引起大鼠静息代谢率先上升然后逐渐下降，与常氧安静组相比其静息代谢率在整个实验过程中均有上升。本研究采用单纯补充CLA、不同运动强度结合CLA进行8周干预，发现受试鼠静息能量代谢各项指标均在第8周明显低于第1周，体重明显高于第1周，可能是由于大鼠正处于青春生长发育期，随着其周龄的增加逐渐趋于成熟。干预各组的总耗氧量和肌肉耗氧量、总能耗和肌肉耗能在第2周至第7周之间无明显的规律性，但干预至第8周时，各组均明显高于对照组；干预8周后运动结合CLA的体重明显降低，且随着运动强度的增加降低幅度更明显。

综上所述，青春期肥胖大鼠伴随周龄的增加，体重明显增长，而静息总耗氧量和肌肉静息耗氧量、静息总能耗和肌肉静息耗能均呈下降趋势；通过8周CLA结合不同运动强度的干预，能增加静息状态下的能量代谢，在干预的第8周表现显著，受运动强度影响较小；该干预后能明显降低体重，运动结合CLA降低体重的效果优于单纯CLA，且随着运动强度增加降低更明显。

[1] 柏友萍，张 晶，江双双，等.减肥运动处方对超重肥胖大学生体脂、血糖与抵抗素的影响[J].卫生研究，2013，42（4）：538~549.

[2] 王正珍，赵慧娟.超重和肥胖少年心肺功能下降及与身体成分的相关性[J].体育科学，2005，25（9）：29~32.

[3] Bahar U，Ramazan G，Munir T，et al.Lung function impairment in women aged over 40 years：The critical role of abdominal obesity Original Research Article [J].Obesity Research Clinical Practice，2011, 25(2): 79~83.

[4] 柏友萍，李 萌，崔建飞，等.不同运动强度结合CLA对青春期肥胖大鼠脂联素的影响[J].安徽师范大学学报（自然科学版），2014，37（4）：394~400.

[5] Pariza M W，Park Y，Cook M E. The biologically active isomers of conjugated linoleic acid[J]. Progr Lipid Res, 2001, 40: 283~298.

[6] Nagai N and Moritani T.Effect of physical activity on autonomic nervous system function in lean and obese children[J]. International Journal of Obesity, 2004, 28(1): 27~33.

[7] 崔建飞，柏友萍，李 萌，等.共轭亚油酸与运动对青春期肥胖大鼠肝脏及脂肪组织视黄醇结合蛋白4的影响[J].卫生研究，2015，44（1）：16~23.

[8] Sun M，Reed G W，Hill J O. Modification of a whole room indirect calorimeter for meas urement of rapid changes in energy expenditure. J Appl Physiol, 1994, 76(6): 2 686~2 691.

[9] 王瑞元.运动生理学[M].北京：人民体育出版社，2002：259~260.

[10] WadaY，Sugiyama A，Yamamoto T，et al.Lipid Accumulation in Smooth Muscle Cells Under LDL Loading is Independent of LDL Receptor Pathway and Enhanced by Hypoxic Conditions[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2002, 22(10): 1 712~1 719.

[11] 张 勇，王 恬.不同强度骑车和跑步的能量消耗与底物代谢特征研究[J].中国体育科技，2009，45（1）：111~114.

[12] 黄徐根，冯连世，徐建方，等.低氧训练过程中大鼠体重及能量代谢的变化[J]. 体育科学，2007，27（10）：61~69.

Influences of Different Intensities Exercise Combined with Conjugated Linoleic Acid on Resting Metabolic Rate of Adolescent Obese Rats

CUI Jiaqing, BAI Youping, LIN Chan, et al

Objective：To investigate the influences of conjugated linoleic acid（CLA）combined with different intensities of exercise on resting metabolic rate in adolescent obese rats, and to provide theoretical basis for exercise and nutritional weight loss in adolescent obese. Methods：To establish the model of adolescent obese rats, 40 obese rats were randomly divided into 5 groups, 8 rats in each group, obese control group, CLA group, low intensity exercise combined with CLA group, moderate intensity exercise combined with CLA group, high intensity exercise combined with CLA group. Three strengths were respectively to 15-18m/min, 21-25 m/min, 28-32 m/min, 60min/ times, each rat was fed CLA[1.6g/（kg.d）] after exercise, 5 times / week in 8 weeks. Consuming oxygen and energy consumption were measured with the rat metabolic system every day. Results：During 8 weeks, the resting state of total oxygen consumption, oxygen consumption of muscle, total energy consumption and muscle energy consumption intervention groups were significantly higher than that of control group in eighth week（P < 0.05, P < 0.01）. The energy metabolism index of the experimental group of eighth weeks was significantly lower than that of first weeks and there was no significant differences were found between the exercise groups（P>0.05）. Before and after the experiment, the body weight was significantly increased. The body weight growth rate of the exercise combined with CLA group was significantly lower than that of the control group and the bigger exercise intensity, the more slowly weight gain（P＜0.05，P＜0.01）. But the weight growth rate of the simply add CLA group was not significantly decreased（P>0.05）. Conclusion：Different intensities of exercise combined with CLA could increase the energy metabolism of the resting state, and it was significant in the eighth week of the intervention, but resting energy metabolism was less effected by the intensity of exercise. After the intervention could significantly reduce the body weight, the effect of exercise combined with CLA was better than that of CLA, and with the increase of exercise intensity, it was more obvious.

Exercise intensity; Conjugated linoleic acid; Adolescence obesity; Oxygen consumption; Energy consumption

1007―6891（2017）01―0033―07

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.01.08

G804.5

A

2016-06-15

2016-08-24

安徽省高校自然科学基金重点（KJ2013A138）；安徽师范大学研究生科研创新与实践重点项目（2015cxsj011zd）。

安徽师范大学体育学院，安徽芜湖，241003。

Instutute of P. E., Anhui Normal University, Wuhu Anhui, 241003, China.