运动及PM2.5暴露对大鼠肝脏脂肪功能的影响

许磊

1.山西医科大学公共卫生学院，山西太原 030001；2.山西财经大学体育学院，山西太原 030001

细颗粒物是我国北方地区空气无感的主要来源，也称作PM2.5，是指空气动力学当量直径≤2.5 μm[1]。研究得出，PM2.5对大鼠肺、心、肝组织均有不同程度的氧化损伤，对肺和肝脏有明显的毒性作用[2]；PM2.5改变了小鼠肝脏的能量代谢方式同时ROS水平明显升高，表明PM2.5暴露可能是通过ROS抑制三羧酸循环，增强糖酵解方式来为机体提供能量，从而对肝脏的能量代谢产生影响[3]；可导致肝脏、脾脏等发生炎症反应[4]。该研究于2017年3—5月通过观察10周大鼠游泳训练，分析肝脏TG、NEFA数据得出PM2.5暴露对于肝脏脂肪代谢的影响，为肝脏的PM2.5暴露损伤提供一些理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物

清洁级健康雄性SD大鼠40只，购自河北省实验动物中心（石家庄市），体重220～250 g。

1.2 实验动物分组与游泳训练模型

将体重为（150±10）g的雄性SD大鼠随机分为4组，每组 10 只，即安静对照组（C）、运动组（S）、PM2.5暴露组（E）、PM2.5暴露运动组（ES）。 游泳方案：实验使用游泳池训练。每次由专人在同一时间对大鼠进行训练，每周训练 6 d，休息 1 d，60 min/次。

1.3 大气细颗粒物收集和染毒实验

使用流量采样器，持续30 d/24 h。气管滴注对动物进行染毒（对照组滴注等量的生理盐水），气管滴注量 6 mg/（kg·b·w），染毒后游泳训练，期间禁食禁水。

1.4 动物处死及肝脏组织匀浆制作

第10周末，在最后一次染毒运动之后禁食24 h后进行取大鼠断头处死后迅速取肝脏组织。将肝脏稀释1%组织匀浆，离心后分离上清液，放置4℃冰箱保存备用。

1.5 主要试剂与仪器

甘油三酯（TG）测定试剂盒（cx100管/96样）；游离脂肪酸（NEFA）测试盒（96T）。试剂盒全部购置于南京建成生物工程研究所。小型离心机 （其林贝尔公司）；-80℃冰箱（中科美菱）

1.6 统计方法

实验结果采用SPSS 17.0统计学软件对大鼠TG、NEFA数据处理，计量资料采取均数±标准差（±s）表示，组间比较用单因素方差分析。采用析因分析，回归分析进行相关性分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠肝脏TG、NEFA值得检测结果

与C组相比，E组、S组和ES组TG均有不同程度改变，S组TG降低。NEFA数值存在不稳定性改变。与C组相比，E组明显增高，而S组与ES组变化不明显，见表1。

表1 各组大鼠TG、NEFA检测结果（±s）

表1 各组大鼠TG、NEFA检测结果（±s）

组别TG(mmol/gprot) NEFA(μmol/gprot)C E S E S 12.636±2.909 33.956±3.128 9.908±1.908 28.340±4.741 90.377±6.919 117.400±7.165 88.402±5.500 91.823±5.145

2.2 各组大鼠TG、NEFA析因分析结果

经析因设计方差分析，误差方差等同性的Levene检验得出，各测试指标均差异无统计学意义（P＞0.05），提示可进行之后分析，经主体间效应检验得出，TG，NEFA指标均，差异有统计学意义（P＜0.05），提示染毒与运动两因素存在交互作用，是否染毒在运动与不运动组效应不同，且运动与否在染毒与对照组效应也不同，见表2。对两因素在不同组间的效应做进一步单因素方差分析。

表2 各组大鼠TG、NEFA析因分析结果

经单因素方差分析得出，在运动前提下，不染毒两组（安静组与运动组）对比得出TG呈现差异有统计学意义（P＜0.05），NEFA差异无统计学意义；在染毒前提下，不运动两组（安静组与安静染毒组）对比得出TG与NEFA均差异有统计学意义（P＜0.01），见图1、图2。

图1 各组大鼠肝脏TG含量的比较

图2 各组大鼠肝脏NEFA含量的比较

2.3 各组大鼠TG、NEFA回归分析结果

经单因素回归分析，染毒因素标准化系数均大于运动因素标化系数。可见染毒效应强于运动，运动将减弱毒效应，见表3。

表3 不同效应间TG，NEFA标准化系数

3 讨论

PM2.5可造成呼吸、心血管、免疫等多系统的健康损害,并与人群呼吸系统和心血管系统的发病率和死亡率有关[5-7]。该研究建立PM2.5暴露大鼠运动模型，探讨其对肝脏的损伤。研究发现暴露下大鼠肝脏TG 值(0.54±0.05)mmol/L、NEFA 值(46.85±10.26)μmol/L指标均显著上升，表面PM2.5暴露影响了肝脏脂肪功能，导致肝脏损伤[8]。

研究发现，一次性有氧耐力运动可降低肝脏细胞内SREBP表达，增加糖尿病大鼠能量消耗，降低血清甘油三酯，从而有助于减轻糖尿病大鼠机体的糖脂毒性，降低脂质在肝脏细胞内积聚，防止肝细胞脂肪变性，增强胰岛素抵抗[9]。运动可有助于改善肝脏脂肪功能，该研究发现，对比运动组与安静组，TG、NEFA均不同程度降低，TG具有差异性，但NEFA差异无统计学意义，表明有氧运动在一定程度上可以改善肝脏脂肪功能。

在PM2.5暴露肝脏影响方面研究发现，PM2.5染毒后HK值为 (0.9±0.13)nmol/mg，PK值为 (13.51±2.02)nmol/mg， IDH 值为(1.22±0.25)nmol/mg，活性均下降，且呈剂量反应关系[10]。与该文实验显示：E组肝脏TG 值（33.956±3.128）mmol/gprot增高相呼应。 PM2.5暴露之后，小鼠肝脏组织线粒体超微结构改变，ATP的含量明显下降，丙酮酸、乳酸、ROS的含量显著上升[11-12]。通过该实验PM2.5暴露组与PM2.5暴露运动组对比发现，TG 值为（9.908±1.908）mmol/gprot，NEFA值为（88.402±5.500）mmol/gprot，均小于其他 3 组，均有所下降并存在差异性，之后通过析因分析进一步发现，两者存在交互作用，共同影响大鼠肝脏脂肪功能，且染毒大于运动的影响作用。

综上所述，PM2.5暴露影响大鼠肝脏脂肪代谢功能，运动与PM2.5暴露存在交互作用，该作用与运动调节大鼠肝脏功能有关。

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