杨 梅,周建光,任雷鸣,赵静惠,曹雪滨
(1.中国人民解放军第二五二医院,保定 071000;2.河北医科大学药学院药理学研究室,石家庄 050017;3.保定市第一医院,保定 071000)
研究表明血清总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三脂(Triglyceride,TG)和低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平增高和高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平降低是心血管疾病的重要危险因素,其中TC水平的升高可能是惟一的可独立引发动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)病变的因素[1],血清TC含量升高会加速AS及其心血管病的进程。因此,降低TC、TG、LDL-C而升高HDL-C的水平有助于阻止AS的发生和发展[2]。Clifton等[3]对TC水平升高人群的研究中不同个体对高脂饮食的敏感性存在差异,部分人群血清TC水平随饮食改变明显,该组人群定义为饮食敏感组;而另一部分人群TC对同样饮食的改变并不发生明显变化,则将其定义为饮食非敏感组。Spady等[4]曾在摄入饱和脂肪的仓鼠中发现类似现象。对该种现象的原因目前尚不清楚。本研究拟用家兔作为实验动物对该现象进行研究证实,明确家兔对高脂饮食的敏感性是否存在个体差异,其血脂水平如何改变。
1.1 仪器、饲料与动物
普通级新西兰大耳白兔,雄性,体重1.5~2.5kg,河北省实验动物中心提供(合格证号:703076)。饲养于中国人民解放军第二五二医院动物实验中心(环境设施符合《中华人民共和国卫生部实验动物标准》二级标准)。高脂饲料组成:每100g普通兔饲料中含7.5g蛋黄粉、1g胆固醇和8g猪油。日立7600-020全自动生物化学分析仪,日本日立公司制造;电子天平(JM10001),余姚纪铭称重校验设备有限公司;电子分析天平(FA2004),上海良平仪器仪表有限公司;LDZ5-2型离心机,北京医用离心机厂;TC、TG、HDL-C、LDL-C试剂盒:北京北化精细化学公司临床试剂分厂生产。
1.2 动物分组
选取健康雄性新西兰大耳白兔80只,随机选取10只饲以普通饲料,另外70只饲以高脂饲料。喂养4周时,高脂饲料组家兔死亡22只。第4周末,耳缘静脉取血测血脂水平。48只高脂饲料组家兔中,血清TC低于10mmol/L的实验动物8只作为高脂饮食非敏感组;其余40只家兔的血清TC水平超过10mmol/L,从中随机抽取10只作为高脂饮食敏感组[3];普通饮食组10只动物存活良好,全部纳入实验。分组情况如下:普通饮食组10只、高脂饮食敏感组10只和高脂饮食非敏感组8只。
1.3 动物饲养及体重测定
普通饮食组继续饲以普通饲料,其他2组继续饲以高脂饮食,每只动物给予饲料量为100g/d。实验期间动物单笼喂养,自由饮水。动物每周称体重1次。分别于实验开始时(0周,即给予高脂饲料前,共80只)以及实验开始后的第4周(即高脂饮食第4周末)、7周(入组后共28只)、10周和13周末,由家兔耳缘静脉取血测定血脂。
1.4 实验动物血脂测定
兔耳缘静脉采血,直接注入促凝生化管中,常温静置3h,置-4℃冰箱保存24h后,离心15min,分离血清。使用日立7600-020全自动生物化学分析仪检测血脂;TC(mmol/L)、TG(mmol/L)、HDL-C(mmol/L)以及LDL-C(mmol/L)的测定均采用酶法(TC、TG、HDL-C和LDL-C试剂盒)。
1.5 统计学处理
2.1 高脂饮食对敏感和非敏感家兔体重的影响
饲以高脂饮食前,普通饮食组、高脂饮食敏感组和高脂饮食非敏感组之间相比,家兔体重无显著差别(P>0.05)(表1)。双因素方差分析结果表明,高脂饮食非敏感组家兔在第7、10和13周时的体重增长与普通饮食组相同;尽管高脂饮食敏感组动物的体重增长缓慢,但与普通饮食组相比无显著意义(P>0.05)(表1)。
与0周时的体重相比,普通饮食组和高脂饮食非敏感组在第4~13周、高脂饮食敏感组在第7~13周,家兔体重显著增长(P<0.05,P<0.01)(表1)。
2.2 高脂饮食对敏感和非敏感家兔死亡率的影响
在13周实验过程中,普通饮食组家兔10只,死亡1只,死亡率为10%;高脂饮食敏感组家兔10只,死亡4只,死亡率为40%;高脂饮食非敏感组8只,均存活良好,死亡率为0。普通饮食组和高脂饮食非敏感组动物的死亡率在数值上均低于高脂饮食敏感组,但未见统计学差异(P>0.05)。
2.3 高脂饮食对敏感和非敏感家兔血清脂质水平的影响
2.3.1 血清TC的变化:饲以高脂饮食前,普通饮食组、高脂饮食敏感组和高脂饮食非敏感组之间相比,家兔血清TC水平无显著差别(P>0.05)(表2)。与普通饮食组相比,高脂饮食敏感组在第4~13周时,高脂饮食非敏感组在第7~13周时,动物血清TC水平显著升高(P<0.01)(表2)。但是,高脂饮食非敏感组家兔血清TC水平的上升程度显著低于高脂饮食敏感组动物(P<0.01)(表2)。
2.3.2 血清TG的变化:饲以高脂饮食前,普通饮食组、高脂饮食敏感组和高脂饮食非敏感组之间相比,家兔血清TG水平无显著差别(P>0.05)(表3)。与普通饮食组相比,高脂饮食敏感组在第4~13周时血清TG水平显著升高(P<0.01)(表3),而高脂饮食非敏感组血清TG水平的改变无统计学意义(P>0.05)(表3)。
高脂饮食非敏感组动物的血清TG水平在数值上有所升高,但是其升高程度显著低于高脂饮食敏感组(P<0.01)(表3)。
2.3.3 血清HDL-C的变化:饲以高脂饮食前,普通饮食组、高脂饮食敏感组和高脂饮食非敏感组之间相比,家兔血清HDL-C水平无显著差别(P>0.05)(表4)。与普通饮食组相比,高脂饮食敏感组在第4~13周以及非敏感组在第7~13周时,动物血清HDL-C水平均显著升高(P<0.05和0.01)(表4)。但是,高脂饮食非敏感组家兔血清HDL-C水平的上升程度显著低于高脂饮食敏感组动物(P<0.01)(表4)。
表1 兔高脂饮食13周各组体重变化情况Tab.1 Body weight of the rabbits fed an atherogenic diet for 13 weeks
表2 兔高脂饮食13周各组血清总胆固醇变化情况Tab.2 Serum total cholesterol levels in the rabbits fed an atherogenic diet for 13 weeks
表3 兔高脂饮食13周各组血清甘油三脂变化情况Tab.3 Serum triglyceride levels in the rabbits fed an atherogenic diet for 13 weeks
表4 兔高脂饮食13周各组血清高密度脂蛋白变化情况Tab.4 Serum HDL cholesterol levels in the rabbits fed an atherogenic diet for 13 weeks
表5 兔高脂饮食13周各组血清低密度脂蛋白变化情况Tab.5 Serum LDL cholesterol levels in the rabbits fed an atherogenic diet for 13 weeks
2.3.4 血清LDL-C的变化:饲以高脂饮食前,普通饮食组、高脂饮食敏感组和高脂饮食非敏感组之间相比,家兔血清LDL-C水平无显著差别(P>0.05)(表5)。与普通饮食组相比,高脂饮食敏感组在第4~13周以及非敏感组在第7~13周时,动物血清LDL-C水平均显著升高(P<0.05和0.01)(表5)。但是,高脂饮食非敏感组家兔血清LDL-C水平的上升程度显著低于高脂饮食敏感组动物(P<0.01)(表5)。
血脂是指血液中的脂类,主要由血清TC、TG及非酯化脂肪酸等组成,其组成和含量可反映体内脂类代谢情况,当其浓度高于参考值范围时为高脂血症[5,6]。有调查结果提示[6],高TC血症、高LDL-C血症和高TG血症的患病率随年龄增高而增高,且男性高于女性。TC、TG、LDL-C水平增高及HDL-C水平的下降与心血管疾病密切相关[2]。
兔对高脂饲料的敏感性高,是较易建立高脂血症模型的动物之一,模型复制比较简单,重复性好,易于评判。因此本实验采用高脂饮食喂养法建立AS模型。虽然以往许多实验给予兔高脂饲料中所含胆固醇比例不同,但均发现其实验4周时TC水平明显升高[7-9](>10mmol/L)。而本研究发现,实验兔在给予高脂饮食后,某些实验兔TC水平升高并不明显(<10mmol/L),且在13周实验过程中这些动物TC升高趋势明显缓慢。Clifton等[3]对TC增高人群的研究发现,不同个体对高脂饮食的敏感性存在差异,部分人群血清TC水平随饮食改变明显,该组人群定义为饮食敏感组;而另一部分人群TC对同样饮食的改变并不发生明显变化,则将其定义为饮食非敏感组。因此,本研究将实验4周时TC水平低于10mmol/L的实验兔归为高脂饮食非敏感组。
本实验中给予高脂饮食的家兔共70只,其中死亡22只,对于高脂饮食不敏感的家兔共8只,非敏感性家兔出现的比例为16.7%。在实验过程中,普通饮食组家兔死亡1只,高脂饮食敏感组家兔死亡4只,而高脂饮食非敏感组家兔均存活良好。高脂饮食非敏感组和普通饮食组兔在实验过程中体重增长水平均高于高脂饮食敏感组兔,而死亡率却很低,表明在同等条件下,高脂饮食非敏感兔的健康程度、抗病能力以及对环境的耐受性、适应能力均明显高于高脂饮食敏感兔。持续脂负荷,高脂饮食敏感家兔TC、TG、LDL-C显著增高,其死亡率也随着升高;而对于高脂饮食非敏感家兔来说,TC、TG、LDL-C无显著变化,脂负荷对高脂饮食非敏感组兔脂代谢影响较小。
有学者在对人群的研究中认为人体存在的对高脂饮食敏感性差异可能与脂蛋白的转运及其代谢产物等因素相关[4,10]。另外,摄入大量胆固醇可以造成LDL-C受体调节水平下移也可能是导致这种现象的原因之一[11],但仅在摄入饱和脂肪的仓鼠中发现过类似现象[3]。本研究在高脂饮食兔中亦发现此现象,每日给予实验兔相同食量的高脂饲料,虽然血脂水平均升高,但高脂饮食非敏感组兔血脂升高程度明显低于高脂饮食敏感组兔,尤其是TC和LDL-C水平,到第7周时高脂饮食非敏感组兔TC和LDL-C升高水平仍低于高脂饮食敏感组兔4周时的水平,并且有下降趋势。而高脂饮食非敏感组兔在实验过程中TG水平升高不明显。研究表明高脂饮食非敏感兔对高脂饮食的耐受性优于高脂饮食敏感兔,考虑原因可能与遗传因素有关,也可能虽然摄入量相同,但高脂饮食非敏感兔代谢较快或选择性吸收。总之,研究结果表明高脂饮食非敏感组兔血清TC水平明显低于高脂饮食敏感组兔;高脂饮食非敏感组兔对高脂饮食的敏感性低,以上均说明兔自身对脂代谢的调节功能存在差异,但其具体发生机制尚待进一步研究。
[1]苏静怡.心血管疾病的病理生理基础和发病机制[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1994,38-57.
[2]Zollner N,Tato F.Fatty acid composition of the diet:impact on serum lipids and atherosclerosis[J].Clin Ivest,1992,70(11):968-1009.
[3]Clifton PM,Kestin M,Abbey M,et al.Relationship between sensitivity to dietary fat and dietary cholesterol[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1990,10:394-401.
[4]Spady DK,Dletschy SM.Dietary asturatd triacyiglycerols suppress hepatic low density lipoprotein receptor activit in the hamster[J].Proc Natl Acad Sci USA,1985,82:4526-4530.
[5]罗霄山.参黄降糖方降血糖、血脂作用的实验研究[J].中药材,2004,27(5):371-373.
[6]Wang XJ,Qi JP,Guan BL.The relationship between vascular endothelial growth factor and atherogenesis in hyperlipidemic mice[J].Chin J Clin Rehabil,2004,8(9):1767-1768.
[7]Negis Y,Aytan N,Ozer N,et al.The effect of tocopheryl phosphates on atherosclerosis progressionin rabbits fed with a high cholesterol diet[J].Arch.Physiol.Biochem,2006(450):63-66.
[8]楚罗湘,姜德谦,刘照云.吡格列酮对高脂饮食兔主动脉CD40L表达的影响[J].中国动脉硬化杂志,2006,14(6):491-494.
[9]杨晓云,王琳,曾和松,等.辛伐他汀对兔动脉粥样硬化斑块中核因子κB-DNA结合活性和基质金属蛋白酶1及3表达的影响[J].中国动脉硬化杂志,2006,14(4):277-280.
[10]Pyorala K.Dietary cholesterol in relation to plasma cholesterol and coronar heart disease[J].Am J Clin Nutr,1987,45:1176-1184.
[11]Applebaum-Bowden DS,Haffner SM,Hartsook E,et al.Downregulation of the low density lipoprotein receptor by dietary cholesterol[J].Am J Clin Nutr,1984,39:360-367.