大强度间歇运动对NAFLD大鼠脂代谢和肝功能的影响

李娜 吴国梁 彭丽娜

大强度间歇运动对NAFLD大鼠脂代谢和肝功能的影响

李娜 吴国梁 彭丽娜

为探讨大强度间歇运动干预对NAFLD的脂代谢和肝功能的影响，对NAFLD模型大鼠进行每周5天、共8周的大强度间歇运动。结果显示大强度间歇运动干预后NAFLD大鼠体重、肝指数、血脂和转氨酶明显下降，与持续运动干预效果基本相同。表明大强度间歇运动干预对NAFLD在降体脂、血脂和肝功能的改善上和中等强度持续运动的效果基本相同，但具有更高的效率；大强度间歇运动干预引起的运动应激反应较强烈，在对饮食量有一定影响。

NALFD;大强度;间歇运动;脂代谢;肝功能

10.16730/j.cnki.61-1019/g8.2016.11.131

近年来，国内外研究结果表明有氧运动干预对非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)有着显著改善效果，但在干预方式存在不同的认识。大多研究认为中等强度有氧运动对NAFLD有较好的转归效果，但最近有报道称大强度间歇性有氧运动在预防脂代谢紊乱和肝细胞中脂肪沉淀上效果更为理想[1]。不过目前尚无对NAFLD采用大强度间歇运动干预的相关研究。本研究通过对NAFLD动物模型进行大强度间歇运动干预，探寻大强度间歇运动对NAFLD的干预效果和作用机制，为制订NAFLD运动治疗方案提供依据。

1. 研究方法

1.1 实验对象和分组

8周雄性健康SD大鼠 48 只，随机分为正常组(N，n=12)、高脂安静组(HS，n=12)、高脂持续运动组(HE，n=12)和高脂间歇运动组(HI，n=12)。对N组采用普通饲料喂养，其余各组在喂普通饮料的同时用液体高脂饲料灌胃4周，构建NAFLD动物模型。

1.2 运动方案

第5周起进行每天1小时，每周5天，为期8周的跑台训练。HE组采用中等运动强度持续运动(约60%VO2max)，从10m/min开始，坡度为0°，适应1周后过渡到16m/min，坡度为5°，直到训练结束。HI组采用大强度间歇运动(约75% VO2max)，从20 m/min开始，坡度0°，1周后增至30m/min ，坡度5°，每运动30 s，静止休息 10 s，间歇进行，运动的总距离与HE组一致，约45min完成，直至训练结束。HS组大鼠置于相同环境下的静止跑台上，持续时间与HE组相同。训练期间，HI、HE、HS大鼠均改为普通饲料喂养，每天测量体重和食物摄取量。

1.3 测定指标及方法

新鲜肝脏称重，计算肝指数。肝指数=肝湿重/体重。取少量肝组织切片并用HE和油红O染色后观察脂肪空泡含量和脂肪滴的含量。

另取少量肝组织制备肝匀浆，采用全自动生化分析仪分别测定肝组织中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(FFA)含量和血清TG、TC、FFA、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)、谷草转氨酶(ALT)、谷丙转氨酶(AST)。

表1 实验期间各组大鼠体重和肝指数比较

注：除第4周末体重外，其余指标均为12周末所测得数据。与N组比较，*p<0.05，** p<0.01；与HS组比较，#p<0.05，## p<0.01；与HE组比较，☆p<0.05，☆☆p<0.01。

表2 第12周末各组大鼠血脂、转氨酶比较

注：与正N组比较，*p<0.05，** p<0.01；与HS组比较，#p<0.05，## p<0.01；与HE组比较，☆p<0.05，☆☆p<0.01。

1.4 统计分析

本研究所有结果采用均数±标准差表示，组间比较用独立样本T检验，显著性水平取P<0.05，非常显著性水平取P<0.01。

2.研究结果

2.1 各组大鼠体重和肝指数比较

由表1，第4周末体重：HS、HE、HI组都显著高于N组(p<0.05)，组间不存在显著性差异。第12周末体重：HS、HE、HI组显著高于N组，HS组与HE、HI组差异显著(p<0.05)，但HE组与HI组差异不显著；肝湿重和肝指数：HS、HE、HI组显著重于N组，HS组最重、HI组次之， HS组与N、HE组差异非常显著(p<0.01)，HI组与N、HS组差异显著(p<0.05)。但HE组与N组肝湿重差异显著(p<0.05)。运动期间摄食量HS、HE、HI组均显著低于N组(p<0.01)，而HI组与HE组也差异显著(p<0.05)。

2.2 各组大鼠血清生化指标比较

由表2，血清TC、TG、FFA：HS、HE、HI组均高于N组，差异显著(p<0.05或p<0.01)。 血清AST：HS组与N、HE组差异非常显著(p<0.01) ，HI组与N、HS组差异显著(p<0.05)；血清ALT：HS组与N、HE组差异非常显著(p<0.01)，HI组与N、HS组差异显著(p<0.05)。

2.3 12周各组大鼠肝脏组织学和肝脂比较

表3 第12周末各组大鼠肝脂比较

注：与N组比较，*p<0.05，** p<0.01；与HS组比较，#p<0.05，## p<0.01；与HE组比较，☆p<0.05，☆☆p<0.01。

HS组大鼠肝脏体积明显增大，色泽暗黄，被膜张紧，边缘圆钝，光镜下肝组织间可见弥漫性肝细胞脂肪变性，肝板形态紊乱，小叶汇管区炎症细胞浸润，表现明显的脂肪肝特征。HE组和HI组基本相似，较HS组有明显改善，体积较小，色泽较红，光镜下可见肝板形态相对整齐，肝腺结构相对完整。

由表3。肝TC： HS组最高，与N、HE、HI组差异非常显著(p<0.01)，HI组次之，与HE组、N组差异显著(p<0.05，p<0.01)；肝TG：HS组最高，与N、HE组差异非常显著(p<0.01)，HI组次之，与N、HS组差异显著(p<0.05)；FFA：HS组最高，与N、HE组差异非常显著(p<0.01)，HI组与N组、HS组差异显著(p<0.01，p<0.05)。

3.分析与讨论

3.1 中等强度持续运动和大强度间歇运动对NAFLD大鼠体重的影响

一般认为体内脂肪过多是诱发NAFLD的重要危险性因素，减体重、降体脂可以减少肝脏内脂肪沉淀，改善“二次打击”导致的肝组织炎症和肝功能损失[2]。机体的能量代谢包括有氧代谢和无氧代谢两种形式，脂肪的分解属于有氧代谢。中低强度运动时以有氧代谢供能为主，而随着运动强度的提高，糖无氧酵解供能比例也逐渐增加，而脂肪的氧化量和脂肪的供能比例逐渐下降。韩娟等通过实验发现中等强度持续性运动与中高强度间歇运动比较糖和脂肪供能比例存在显著性差异[3]。因此，在运动减肥时多强调以中低强度长时间的有氧耐力运动进行。大多数学者认为中等强度运动过程中脂肪供能比例较高，但也有人认为运动减脂除了在运动过程中对脂肪的消耗以外，还应包括由运动后的较高能耗，而大强度间歇运动南昌可以有效提高运动后较高能耗，这对于减脂来说可能比单纯运动中的能量消耗更为明显[4]。

由表1，在本研究中，两种运动方式都使NAFLD大鼠体重显著降低，其中中等强度持续运动效果更加明显，且与大强度间歇运动差异显著，但这两种运动方式干预下肝湿重却无显著性差异，肝指数的显著差异主要是由于体重显著差异所造成。可见，中等强度持续运动可以更为有效地降体重，但在肝脂堆积的影响上，两种运动方式并无显著性差别。

3.2 中等强度持续运动和大强度间歇运动对NAFLD大鼠血脂和肝功能的影响

血脂的变化作为评价NAFLD治疗效果的重要参考指标之一，一般认为中等强度持续运动可以降低血液中的甘油三酯水平[5]。但也有国内外相关研究认为间歇运动可以和持续运动一样有效降低血脂水平[1-3]。本研究为了增强可比性，将两运动方式的运动距离保持一致。从结果来看(表2)，HS组血脂(TC、TG、FFA)水平较高， 而HE组和HI组显著低于HS组，其中HE组平均水平虽略低于HI组，但无统计学意义。可见，中等强度持续运动和大强度间歇运动都能使血脂显著下降，效果也无明显差别，但后者完成同样训练量所用的时间更少(约为前者的2/3)，可以说，其降血脂的效率较前者更高。另外，韩娟等在研究中也发现运动时间相同的情况下，大强度间歇运动因消耗的总能量更多，对脂肪的实际消耗量并不比持续运动少，而由于运动所造成更大的过量能耗，在运动后的恢复期反而消耗更多的脂肪[5]。可见，在机体运动能力许可的情况下，在降血脂上高强度间歇运动可以达到较中等强度持续运动更高的效率。

一般认为中等强度长时间耐力运动主要是通过减少体脂含量来实现对肝细胞损伤的修复和功能的改善，近来又有研究结果显示大强度间歇运动对体脂的消耗比中等强度持续运动效果更佳[1,2,5]。也有学者观察到大强度间歇运动更有效地预防NAFLD的形成和发展、控制肝细胞的受损程度[1]。血清ALT和 AST是反映肝细胞损伤程度的重要指标。由表2，本研究中，中等强度持续运动和大强度间歇运动运动干预后大鼠血清ALT和AST水平都显著下降，说明两种运动方式都可以使肝细胞损伤程度减轻，但二者之间并无显著性差异。这与以往研究结果不同，可能和本实验中高脂饮食中脂肪含量较高有关。

3.3 中等强度持续运动和大强度间歇运动对NAFLD大鼠肝脂和肝功能的影响

脂肪在肝脏的堆积是NAFLD的显著特征，肝脏中脂肪堆积程度的变化可以作为判断治疗方法有效性的重要标准之一。有报道称间歇运动对NAFLD的形成有较好的预防作用[8]。也有报道显示大强度间歇运动和中等强度持续运动对NAFLD具有同样的改善效果[1]。由表3，本研究中，HI、HE组较HS组脂肪肝的特征有明显的改善，体积较小，色泽较红，光镜下可见肝板形态相对整齐，肝腺结构相对完整，脂肪肝变性程度明显减轻。但HI组和HE组组间却无明显的差别。但有意思的是两种运动方式对对不同各类肝脂的影响不尽相同，这可能和两种运动方式降肝脂的机制不同有关，尚需作进一步研究。

另一方面，大强度间歇运动使机体产生的应激反应也较强烈，且具有较大的个体差异。如有人曾在实验中观察到大强度间歇训练会抑制了大鼠摄食量[1]，这在人类也存在同样的现象[1]。本研究中也有类似反应(表1)。因此建议人类患者在运动干预时应根据不同个体运动机能水平选择不同的运动方式，既使运动机能较好的患者也建议采取次大强度间歇运动，以免因强烈运动应激影响正常饮食等而引起其他方面的健康问题。

4.结论和建议

4.1 大强度间歇运动与中等强度持续运动对NAFLD大鼠具有同样的治疗作用：大强度间歇运动在降体重、血脂和肝脂上具有和中等强度持续运动同等的效果，也可以实现肝细胞损伤的修复和功能的转归。

4.2 大强度间歇运动干预在降脂上比中等强度持续运动有更高的效率：相同时间内大强度间歇运动可以达到更大的运动量，实现更强的运动后效应，有更好的降体脂效率。

4.3 大强度间歇运动引起较强运动应激反应并导致饮食量下降，建议在人类患者的运动干预中使用次大强度间歇运动，防止出现较强的运动应激反应影响正常饮食导致其他健康相关问题。

[1] 时博倩.大强度间歇跑台训练对大鼠非酒精性脂肪性肝病治疗效果研究[D].河北师范大学, 2015：49-56.

[2] 李昊,张媛媛. 发展性间歇运动对肥胖大鼠的体重和血脂的影响研究[J].科技视界,2014 (22):56.

[3] Alkahtani SA, Byrne NM, Hills AP. Interval Training Intensity Affects Energy Intake Compensation in Obese Men, Int J Sport Nutr Exerc Metab，2014，Epub ahead of print[Z].

[4] 吴明方,陆阿明.有氧运动及其联合饮食干预影响非酒精性脂肪肝患者血浆SREBP-1c、RBP4水平的研究[J].中国康复医学杂志, 2015, 30(2): 132-137.

[5] 韩娟,董晓虹,陈宇婷.对持续运动和间歇运动底物代谢与能量消耗的研究[J].浙江体育科学, 2015,37(5): 116-120.

[6] Bartlett JD, Close GL, MacLaren DPM, et al. High-intensity interval running is perceived to be more enjoyable than moderate-intensity continuous exercise:implications for exercise adherence [J]. Journal of sports sciences, 2011,29(6):547-553.

[7] Sheril Alex1, Andreas Boss2, Arend Heerschap, et al. Exercise training improves liver steatosis in mice[J]. Nutrition & Metabolism，2015，8(7):2-11.

[8] 张海峰,范秋菊,韩涵,等. 大强度间歇训练预防高脂饮食大鼠非酒精性脂肪性肝病的形成[J]. 中国运动医学杂志,2015,34(9):862-867.

[9] 吴卫东.有氧运动对非酒精性脂肪肝大鼠肝组织AdipoR2、PPARα蛋白表达的影响[J].南京体育学院学报(自然科学版),2015,14(4):33-37, 42.

[10] 杨文吉,崔旭妍,郑晟琳,等.有氧运动对非酒精性脂肪肝大鼠肝细胞PPARα mRNA表达的影响[J].现代生物医学进展,2014,14(10):1855-1860.

[11] 潘渺琛.运动联合消脂散干预高脂诱导脂肪肝大鼠脂代谢的研究[D].扬州大学, 2013：21-23.

[12] Linden MA, Fletcher JA, Morris EM, et al. Treating NAFLD in OLETE rats with vigorous-intensity interval exercise training[J].Med Sci Sports Exerc,2015,47(3):556-567.

广西教育厅高校科研立项项目“不同强度运动干预对实验性脂肪肝大鼠肝功能、免疫功能的影响研究”(项目编号：LX2014488)。

李 娜(1979- )，汉族，山东郓城人，硕士研究生，研究方向：运动与应激，讲师，广西科技师范学院体育学院； 吴国梁(1976- )，汉族，山东郓城人，硕士研究生，研究方向：运动伤病的运动康复，讲师，广西科技师范学院体育学院；(通讯作者) 彭丽娜 (1983- )，汉族，河北唐山人，硕士研究生，研究方向：运动性疲劳的发生机制及恢复手段，讲师，廊坊师范学院体育学院。