不同海拔高度低氧暴露及运动对大鼠血脂及瘦素的影响

杜 霞，藤井久雄，马福海

(1.青海省体育科学研究所，青海 西宁 810000；2.日本仙台大学，日本 宫城县 989-1692；3.国家体育总局 高原训练研究重点实验室，青海 西宁 810000；4.青海省高原体育科学优秀重点实验室，青海 西宁 810000)

众所周知，运动可以很好地改善血脂代谢从而达到降脂作用，且有研究表明，耐力性运动训练可以起到较好的防治血脂异常的作用，因此，运动治疗被认为是调节血脂异常的有效手段之一。不同海拔高度下的低氧暴露及运动对血脂的影响不同，本文就此采用不同海拔及组合模式的低氧暴露和运动对大鼠进行实验对比研究，通过血脂TC、TG、HDL、LDL、LEP等指标进行比较研究，以便为不同海拔高度下的血脂变化及瘦素变化的研究和应用提供参考依据。

1 研究方法

1.1 动物分组

本实验采用9周龄wistar雄性大鼠80只(体重269.38±6.24g)，分为两大组，即非运动组和运动组，每组分为0m、2 200m(氧浓度16.02%)、2 200+3 500m(氧浓度16.02%+13.59%)、3 500m(氧浓度13.59%)共4组，每小组大鼠10只。在室温23℃、湿度50%、光线充足，通风通畅的低氧环境养育6周，自由饮水，常规饲料喂养。

1.2 实验方法

采用日本富士公司低氧分压系统(Fuji動物環境制御低酸素システム：藤医科産業)及日本小野测器ONO SOKKI制造的数字转速计TM-2110。实验方法为运动组大鼠每天在坡度为0的动物跑台上以20～22m/min的速度进行运动训练90min，1天1次，每周5次共6周，非运动组无运动负荷。实验结束后取血进行胆固醇(TCH)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、甘油三酯(TG)以及瘦素(LEP)进行测试。本研究所有的实验均在日本仙台大学低氧实验室完成。

1.3 检测方法

6周饲养结束后，麻醉后解剖取腹大静脉血3～5mL，采用枸橼酸钠抗凝剂试管，轻轻混匀，防止血液凝固。每份标本进行3次测定取平均值。

1.4 数据处理

所有数据均经 SPSS22.0数据处理软件包和 Microsoft Excel 2010软件进行统计学处理，数据以平均值±标准差表示，所有数据选用方差分析(Paired-Samples Test统计学方法)进行组间差异统计处理，显著标准为P<0.05，非常显著标准为P<0.01(见表1)。

表1 不同海拔高度低氧暴露及运动大鼠的变化TCH、HDL、LDL、TG及LEP的变化

指标组别0m2 200m2 200m+3 500m3 500mTCH(mg/dl)非运动91.83±4.5190.83±8.3190.8±5.1888.4±3.82运动84.38±5.64△△83.46±4.26△80.44±5.18△△83.51±4.07△HDL(mg/dl)非运动47.54±3.6649.15±4.4847.71±3.8849.37±1.74运动51.58±3.97△51.61±3.9150.91±1.93△53.84±3.77△△LDL(mg/dl)非运动30.56±4.1130.08±4.3230.92±3.3126.25±4.5运动21.46±4.22△△21.67±4.28△△19.41±5.01△△19.7±4.39△△TG(mg/dl)非运动68.62±3.5158.01±4.14**60.88±6.38**63.92±5.79运动56.68±3.36△△50.93±5.92△△50.6±6.01*△△49.83±2.55*△△Lep(ng/mL)非运动2.70±0.892.34±0.781.17±1.04**0.99±0.60**运动2.59±0.572.11±0.481.89±0.35*1.55±0.61**

注：非运动和运动组不同海拔间自身比较*为P<0.05，**为P<0.01；运动和非运动组相同海拔间比较△P<0.05，△△P<0.01。

2 研究结果

2.1 胆固醇(TCH)

(1)不同海拔结果比较，非运动组和运动组表现为随着海拔上升呈下降趋势，非运动组和运动组分别在3 500m和2 200+3 500m下降到最低水平，与0 m比较，TCH下降了3.74%和4.67%，无明显差异。

(2)相同海拔结果比较，运动组TCH整体水平均低于非运动组，在0m、2 200m、2 200+3 500m和3 500m时分别低8.11%(P<0.01)、8.11%(P<0.05)、11.4%(P<0.01)和5.53%(P<0.05)，差异显著。

2.2 高密度脂蛋白(HDL)

(1)不同海拔结果比较，非运动组和运动组表现为随着海拔上升而下降再上升的趋势，均以3 500m的升高幅度最大，但无显著差异。

(2)相同海拔结果比较，运动组HDL整体水平均高于非运动组，0m、2 200+3 500m、3 500m时分别高8.5%、6.71%、9.05%，其中0m、2 200+3 500m差异显著(<0.05)，3 500m差异极显著(P<0.01)。

2.3 低密度脂蛋白(LDL)

(1)不同海拔结果比较，非运动组和运动组表现为随着海拔升高而上升再下降的趋势，非运动组和运动组均LDL在3 500m下降到最低水平，与0m比较下降了14.1%和8.2%，无明显差异。

(2)相同海拔结果比较，非运动组和运动组LDL整体水平均低于非运动组，在0m、2 200m、2 200+3 500m、3 500m时分别下降了29.9%、28%、37.2%、25%，差异极显著(P<0.01)。

2.4 甘油三酯(TG)

(1)不同海拔结果比较，非运动组和运动组表现为随着海拔高度升高而下降的趋势，与0m比较，非运动组2 200m和2 200+3 500m差异极显著(P<0.01)，运动组在2 200+3 500m、3 500m差异显著(P<0.05)。

(2)非运动组和运动组相同海拔结果比较来看，运动组TG整体水平均低于非运动组，0m、2 200m、2 200+3 500m、3 500m时下降了17.3%、12.2%、16.9%、16.1%，差异极显著(P<0.01)。

3.5 血清瘦素(Lep)

(1)不同海拔结果比较，非运动组和运动组表现为随着海拔高度升高而持续下降的趋势，与0m比较，非运动组2 200+3 500m、3 500m和运动组分别下降了56.7%，63.3%，40.2%(P<0.01)，差异极显著；运动组2 200m和 2 200+3 500m下降了18.5%和 27%，差异显著(P<0.05)。

(2)相同海拔结果比较，0m和2 200m时运动组低于非运动组，分别低4.1%和9.8%；2 200+3 500m和3 500m时运动组高于非运动组，分别高61.5%和56.6%，但均无显著性差异。

3 分析与讨论

3.1 不同海拔高度低氧暴露及运动对血脂的影响

血脂异常是冠心病等心血管疾病发生的主要危险因素[1]。而高密度脂蛋白(HDL)可以帮助机体清除动脉壁胆固醇，是冠心病的防御保护因子。有关血脂的研究表明，单纯低氧有利于血脂代谢的改善但作用有限[2]；而运动可以很好地改善血脂代谢从而达到降脂作用，因此运动治疗被认为是调节血脂异常的有效手段之一；但通过低氧和运动两种负荷协同作用，其改善血脂代谢的效果更为明显，且比单纯运动的效果更好[3]。

有研究通过对大鼠分别进行4周常氧运动、低氧和低氧运动，发现常氧运动能显著降低血清TG和TC浓度，但对HDL和LDL影响不显著；单纯低氧能降低血清TG、TC、LDL浓度和升高HDL浓度，而低氧结合运动的确能极显著降低血清TG和TC浓度，HDL浓度显著升高和降低LDL浓度，并提示低氧运动通过增加两种负荷共同作用，其改善血脂代谢的效果比常氧运动更为明显[4]。本研究在进行了6周不同海拔的低氧与低氧运动相结合的训练后，结果显示，非运动组和运动组TC、TG、LDL表现为随着海拔上升呈下降、HDL浓度增加的趋势。翁锡全等研究也发现低氧运动或间歇低氧剌激均可使大鼠血清TC、LDL、TG显著下降，HDL显著升高，说明低氧和运动均可影响血脂的代谢。有研究通过低氧运动组与常氧运动组比较发现，低氧运动组TG、TC、LDL-C下降幅度和HDL-C上升幅度活性提高更明显[7]，本研究运动组和非运动组在相同海拔下相比，运动组TC、TG、LDL均显著低于非运动组(P<0.05-0.01)，而HDL显著高于非运动组，与以往有人曾对中国内地海拔9m以及青海海拔2 260m、3 460m三地的中老年人的血脂调查发现，随着居住地的海拔升高，血脂中抗动脉硬化成分高密度脂蛋白胆固醇的水平也越高的结果相同，说明低氧环境下运动双重刺激改善血脂代谢比单纯低氧暴露更为有效，更有利于外周组织胆固醇的清除，能有效防止由血脂代谢紊乱导致的动脉粥样硬化，预防心血管疾病。

3.2 不同海拔高度低氧暴露及运动对瘦素(Lep)的影响

瘦素(Leptin)是由脂肪组织分泌的一种循环激素，也是重要的内分泌调节因子，在调节机体能量代谢、抑制饮食、参与生殖调控、减轻体重、免疫及血管增生等方面发挥着重要作用，其水平的变化可作为早期高血脂、肥胖症等脂肪代谢紊乱的灵敏指标。

有关低氧与瘦素的关系，大多研究认为在短时间低氧环境下脂肪细胞分化会受到抑制，脂肪细胞难以形成；低氧又可刺激机体瘦素、其受体基因表达增加，瘦素含量增多，食欲受到抑制，同时通过中枢和外周途径来调节体重，使机体体重下降。如Tschop等发现在高原低压低氧环境中暴露20h，人的血清瘦素含量增加，食欲减退[5]。还有研究也发现在海拔4 300m高原居留48h后血清瘦素含量增加，且持续到在此高度居留7d后[6]。而本研究对大鼠采用42d低氧暴露发现，运动组和非运动组瘦素含量随着海拔高度的上升呈持续下降的趋势，且在2 200+3 500m和3 500m时变化明显(P<0.01)，同时体重随着海拔的升高持续下降，并在2 200+3 500m时达到最低水平。Zaccaria等也研究发现高原(5 050m)低氧暴露15～20d血清瘦素和体重指数都显著下降[7]，这与低氧导致鼠的食物摄入减少，血清瘦素含量减少，体重下降[8]有关，同时也说明在海拔高度3 500m以上以及2周以上时间低氧暴露才能引起瘦素的显著变化。

有关低氧运动对瘦素的影响，有学者通过对大鼠4周低氧运动实验发现，常氧运动组和低氧运动组血清瘦素下降(P<0.05)，并认为低氧运动组大鼠血清瘦素含量下降，不是因为脂肪分泌瘦素被抑制引起而可能是体脂总量减少造成的[9]。本研究发现经过6周的不同海拔高度低氧与运动相结合训练后，运动组随着海拔高度的上升呈持续下降的趋势，在2 200m和2 200+3 500m下降了18.5%和 27%(P<0.05)，3 500m时下降了40.2%(P<0.01)，同时本研究还发现运动组体重随着海拔高度升高而持续下降，尤其是在2 200+3 500m和3 500m时变化较明显(P<0.01)；同时运动组与非运动组相比，运动组整体水平均低于非运动组，且差异极显著(P<0.01)。说明低氧与运动的双重刺激下可使瘦素水平和体重下降，尤其是2 200+3 500m交替训练模式和以及3 500m较高海拔更能有效调节降低瘦素含量，从而有效控制肥胖，预防冠心病。

4 结论

(1)本研究6周的低氧与低氧运动相结合实验结果显示，随着海拔升高非运动组和运动组TC、TG、LDL表现为下降而HDL增加的趋势，且运动组TC、TG、LDL显著低于非运动组(P<0.05-0.01)，HDL显著高于非运动组，尤其是在2 200+3 500m、3 500m变化更为显著，说明这种不同海拔高度与运动组合模式更能有效改善血脂代谢，预防心血管疾病。

(2)本研究发现经过6周的不同海拔高度低氧与运动相结合训练后，运动组和非运动组的LEP随着海拔高度的上升呈持续下降的趋势，而运动组2 200+3 500m以及3 500m变化更为明显，说明这种不同海拔高度与运动组合模式更能有效调节降低瘦素含量，减轻体重，从而有效控制肥胖。

[1] Goldberg L.，Elliot D.L.The effect of exercise on lipid metabolism in men and women[J].SportsMed，1987(4)：307-321.

[2] 路琪丽，冯连世.高住高练和高住低练对大鼠血脂及腓肠肌脂肪酸氧化的影响[J].中国运动医学，2010(2)：137-140

[3] 邱烈峰.低氧运动对营养性肥胖大鼠体脂代谢的影响及其机制分析[J].现代预防医学，2013(20)：3835

[4] 雷雨.低氧及低氧结合运动对肥胖大鼠身体成分的影响及机制研究[D].广州：华南师范大学硕士学位论文，2007：31-32

[5] Tschop M，Strasburger Cd，Hartmann G'Biollaz J，Bartsch P.Raised leptin concentrations at high altitude associated with loss of appetite[J].Lancet，1998(352)：1119-1120.

[6] SHU KLA V，SING H S N，V ATS P，et al .Ghrelin and LeptinLevels of So journers and Acclimatized Lowlanders at High Al-titude[J].NutrNeurosci，2005(3)：161-165.

[7] Zacearia M，Ermolao,et al.Decreased serum leptin levels during prolonged high altitude exposure[J].ApplPhysiol，2004(92)：249-253.

[8] Tschop M，Strasburger Cd，Hartmann G'Biollaz J，Bartsch P.Raised leptin concentrations at high altitude associated with loss of appetite[J].Lancet，1998(352)：1119-1120.

[9] 邱烈峰.低氧运动对营养性肥胖大鼠体脂代谢的影响及其机制分析[J] .现代预防医学，2013(20)：3833-3855.