运动对大鼠脂肪组织相关炎症因子的影响

韦秀霞 李宁川 侯幸 李淑艳 李续

摘 要：目的 探讨适量的有氧运动对肥胖大鼠脂肪组织TNF-α、MCP-1分泌产生的影响及相关机理。方法 选用40只雄性5周龄SD大鼠，随机分为4组：正常对照组（C组，n=8）、高脂膳食组（HF组，n=11）、正常饮食+60min运动组（CE组，n=10），高脂饮食+60min运动组（HE组，n=11）。HF组和HE组饲喂高脂饲料，CE组和HE组大鼠每天60min、每周6天共10周无负重游泳运动。实验结束后检测大鼠血清和脂肪组织TNF-ɑ、MCP-1、睾周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA。研究结果表明，适量的有氧运动能够减少机体的脂肪含量，有效降低体重；适量的有氧运动可抑制脂肪组织对TNF-ɑ、MCP-1的分泌；适量的有氧运动可能通过调节肥胖大鼠TNF-αmRNA、MCP-1mRNA的表达，有效改善大鼠的肥胖炎症状态。该结果显示，通过长期适量的有氧运动可以充分的改善肥胖体质，降低肥胖炎症状态；此外，通过饮食与运动相结合的方式，可以使得锻炼效果更好。

关键词：有氧运动 肥胖 TNF-ɑ MCP-1

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）01（a）-0023-03

Abstracts：To explore the effects of moderate aerobic exercise on high-fat diet rats adipose tissue and TNF-ɑ and MCP-1 ，intervention effect and related mechanism of aerobic exercise. Methods： Male SD rats were 40，were randomized，divided into four groups rnormal diet control group（group C，n=8），high-fat diet group（group HF，n=11），normal diet+60 min exercise group（group CE，n=10），high-fat diet +60 min exercise group（group HE ，n=l1） .HF and HE group were fed with high fat diet， CE and HE group rats 60min daily， 6 days a week for 10 weeks without weight-bearing swimming exercise. The levels of TNF-ɑ， MCP-1， TNF-ɑmRNA and MCP-1 mRNA in serum and adipose tissue were measured after the end of the experiment.The results showed that aerobic exercise could reduce the fat content of the body and reduce the body weight. The aerobic exercise could inhibit the secretion of TNF-ɑ and MCP-1 in adipose tissue.Moderate aerobic exercise may regulate the expression of TNF-αmRNA and MCP-1mRNA in obese rats， and improve the obesity and inflammation of rats.The results show that through long-term moderate aerobic exercise can fully improve the obese constitution， reduce obesity and inflammatory status； In addition， through diet and exercise in combination， can make the exercise better.

Key Words： Aerobic exercise；Obesity；TNF-α；MCP-1

隨着社会的发展，人们的生活水平不断提高的同时，也带了诸多问题，如人们养成的不良生活习惯包括高脂饮食、久坐不动等，导致肥胖人群的数量也逐年上升。关于肥胖，国外学者研究提出：肥胖其实是一种慢性炎症的理论[1]，主要是由于体内脂肪过度增殖所引起的，并通过激活机体自然免疫，从而实现长时间“低度慢性炎症”[2]。这种由于脂肪的过量堆积导致的诸多疾病，也越来越多的影响着人们的健康。目前，运动的方式依然是控制体重的一种主要手段，通过运动的方式可以降低体成分并降低体重[3]。诸多学者研究指出，运动减肥效果从减脂方面评价较多，从运动抵抗炎症的角度，讨论减肥效果研究相对较少。

本研究通过对雄性SD大鼠进行高脂膳食喂养建立肥胖模型。探讨适量的有氧运动干预对脂肪组织分泌的TNF-ɑ、MCP-1的作用及相关性；以及对肥胖大鼠肥胖机体炎症状态的影响，为体育锻炼促进机体肥胖炎症状态的改善提供合理有效的方法，为运动降低肥胖炎症提供科学的理论依据。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

5周龄雄性SD大鼠40只（由江苏大学提供），体重170～200g，随机分为4组：正常对照组（C组，n=8只）、高脂膳食组（HF组，n=11）、正常运动组（CE组，n=10）、高脂运动组（HE组，n=11）。大鼠采用分笼饲养，每笼4～5只，室温保持在（25±2）℃，自由进食和饮水，每天更换垫料，保持笼内干燥。各组大鼠采用普通饲料适应性喂养1周，1周后HF、HE组采用高脂饲料喂养。

CE、HE组采取每天下午无负重游泳运动，1h/d，6d/W。大鼠适应性游泳1W，第1天游泳时间为10min，以后每天递增10min，经1周后增加至60min，之后保持此运动量，时间共持续10W。训练泳池为100cm×70cm×60cm的游泳桶，水深50cm，水温控制在32℃～35℃。

1.2 取材

每周末称量大鼠体重并记录。每日观察大鼠的饮食、饮水、尿量、精神状态以及毛色等。所有大鼠均于末次游泳训练后，禁食12h，称重，麻醉，测量各组大鼠体长，并计算Lees指数。腹主动脉取血10mL，4℃静置1h后，3500r/min离心15min。吸取血清保存于-20℃冰箱，以备测肿瘤坏死因子（TNF-ɑ）、单核细胞趋化因子（MCP-1）。快速取出睾周脂，生理盐水清洗吸干后称取重量，部分放于经0.1%DEPC处理的冰生理盐水中漂洗，后放入液氮中冷冻，再分别转入无RNA酶的Eppendorf管中，置放于-80℃冰箱冷藏，以用于RT-PCR检测睾周脂TNF-ɑ、MCP-1及mRNA水平。

1.3 指标测定

检测血清及脂肪中TNF-ɑ、MCP-1含量采用酶联免疫吸附法（ELISA）。检测睾周脂TNF-ɑ、MCP-1的mRNA水平采用RT-PCR法。

1.4 数据统计

用SPS S21.0软件对实验结果进行统计学分析，采用单因素方差分析进行统计分析，数据处理结果采用平均数±标准差（s）表示，P<0.05表示存在显著差异，P<0.01表示存在极显著性差异。

2 结果

2.1 实验大鼠体重、Lees指数、脂体比

CE组与C组大鼠相比，Lees指数出现显著性降低（P<0.05），体重、脂体比无显著变化，HF组与C组大鼠相比，体重、Lees指数、脂体比均呈极显著升高（P<0.01）；HE组与HF组相比，大鼠体重、Lees指数、脂体比也存在极显著性差异（P<0.01），见表1。

2.2 实验大鼠血清TNF-α、MCP-1水平

由表2得，CE组与C组大鼠相比，大鼠血清TNF-ɑ水平存在显著性降低（P<0.05）、MCP-1水平无显著性差异；HF组与C组相比，TNF-ɑ、MCP-1均呈极显著升高（P<0.01）；HE组与HF组相比，TNF-ɑ、MCP-1均呈极显著性下降（P<0.01）。

2.3 实验大鼠睾周脂TNF-α、MCP-1mRNA

由表3得，CE组与C组相比，睾周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA无显著性差异；HF组与C组相比，睾周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA呈极显著性上升（P<0.01）；HE组与HF组相比，睾周脂TNF-ɑmRNA、MCP-1mRNA的表达量也呈显著性升高（P<0.05）。

3 讨论

3.1 高脂饮食对大鼠TNF-ɑ、MCP-1分泌水平的影响

静态的生活方式、不良的饮食习惯，大大提高了体脂超标的机率，使肥胖症患者人群数量也逐年增加，并成为全球关注的公共卫生问题[4]。据临床研究表明，排除造成肥胖症先天性原因外，久坐不动、缺乏运动及过量摄入高热量食物等都是引发脂肪堆积导致肥胖的主要原因[5]。我们的实验结果显示10周高脂组大鼠体重、Lees指数、脂体比都呈极显著升高，说明长期高脂膳食大鼠已出现营养性肥胖。

关于肥胖，早有国外学者提出，肥胖已不仅是单纯脂肪过度增殖的问题，而是一种“慢性炎症综合症”[6]，以炎症标志物升高为特征的一种低度炎症状态。而脂肪组织可产生多种炎症因子[7]，如TNF-α、MCP-1、IL-1、IL-6等。本实验研究结果发现，H组与C组大鼠比较，脂肪组织中TNF-α水平升高，两者之间存在显著性差异（P<0.05），这说明高脂膳食引起的大鼠肥胖，可以导致大鼠脂肪组织中TNF-α水平明显上升，实验结果与马涛等[8]研究结果一致。另有研究指出，伴随着肥胖程度的加重，炎症因子TNF-α的基因表达随之增加[9]。由此我们推测，高脂膳食可以引起大鼠脂肪组织产生炎症因子，从而导致炎症反应，这也可能是肥胖诱发其他并发症的原因之一。

MCP-1是机体发生炎症反应时的产物之一，它可以通过激发脂肪组织内巨噬细胞募集、极化从而释放TNF-α等炎症因子[10]。脂肪组织中存在MCP-1表达，其表达随BMI增大而增加；调控TLR4信号通路、促进TNF-α释放，可能是MCP-1表达增加、诱发肥胖的机制[11]。机体MCP-1过度表达，可能与增加TNF-α的表达密切相关，因为MCP-1水平可以激发TNF-α水平的表达，而过度表达的TNF-α又促进MCP-1的表达上调，从而诱导单核细胞浸润，诱发炎症反应的发生[12]。本实验结果显示，HF组大鼠脂肪组织中MCP-1水平较C组存在显著性差异。有实验结果可知，大鼠进行长期的高脂膳食喂养后，能够使脂肪组织MCP-1水平显著上升。因此，我们推测，高脂膳食组大鼠，可能通過影响脂肪组织MCP-1的分泌水平，导致脂肪组织产生慢性炎症反应。

3.2 有氧运动对高脂膳食诱导大鼠TNF-α、MCP-1分泌的干预作用

近年来，诸多研究指出，运动减肥可以降低肥胖者体内TNF-α水平；有氧运动可降低血清中促炎因子水平，改善机体低水平的炎症状态[13]。刘敏等实验表明，肥胖症患者经4周有氧运动后，TNF-α水平出现显著性下降[14]。脂肪组织中TNF-α的高表达可能是为了加速分解脂肪细胞，尤其在脂肪细胞的生成减少及前脂肪细胞的凋亡增加上，并通过负反馈机制来调控脂肪组织体积过度增大。从我们的实验结果分析，HE组大鼠与H组相比较，HE组大鼠脂肪组织TNF-α水平出现非常显著的下降（P<0.01）。由此证实，通过有氧运动可降低肥胖大鼠脂肪组织TNF-α水平，从而降低大鼠脂肪组织炎症状态。与C组相比，CE组大鼠脂肪组织中TNF-α浓度出现显著性下降（P<0.05），有氧运动也能够导致普通大鼠脂肪组织TNF-α水平下降，由此可得，运动和控制饮食对于降低肥胖炎症效果更好。

相关文献报道，适量的有氧运动不仅可以使MCP-1的表达量显著降低，还可以减轻机体感染后MCP-1的上升水平[15]。本实验通过检测发现HE组与HF组相比，脂肪组织MCP-1含量出现极显著性下降（P<0.01）。由此证明，有氧运动可以通过下调肥胖大鼠脂肪组织中MCP-1的水平。CE组大鼠与C组大鼠对比，脂肪组织中MCP-1水平存在显著性差异，CE组MCP-1含量出现极显著性降低（P<0.01），因此，通过本实验我们发现，适量的有氧运动还可降低普通大鼠脂肪组织MCP-1的含量，通过运动和饮食同时干预更利于调节脂肪组织MCP-1的分泌因此，通过本实验研究发现，长期适量的有氧运动，是可以抑制脂肪组织TNF-ɑ、MCP-1的分泌水平，但长期有氧运动改善动脉粥样硬化是否与机体MCP-1的分泌有关，还有待于进一步研究。

4 结论

（1）适量的有氧运动能够减少机体的脂肪含量，有效降低体重；（2）适量的有氧运动可抑制脂肪组织对TNF-ɑ、MCP-1的分泌；（3）适量的有氧运动可能通过调节肥胖大鼠TNF-αmRNA、MCP-1mRNA的表达，有效改善大鼠的肥胖炎症状态。

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