游泳运动对高脂血症大鼠的改善作用

李伟强 李发炘 黎杰轩 李香香 梁延昌 焦润艺

(广州中医药大学体育与健康学院，广东 广州 510006)

高脂血症是由于机体脂代谢紊乱引起血脂异常升高的全身代谢性疾病，是动脉粥样硬化的最主要危险因素，可导致冠心病、脑梗死、高血压、糖尿病等心脑血管疾病，是致死、致残的重要原因〔1〕。随着饮食习惯和生活作息方式的改变，我国高脂血症的发生率呈现上升和年轻化的趋势。流行病学调查结果显示，我国高胆固醇血症〔总胆固醇(TC)〕、高三酰甘油(TC)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)血症患病率分别为4.9%、13.1%、33.9%，血脂异常总体患病率高达40.40%〔2〕。高脂血症将使我国未来20年心血管病事件增加约920万〔3〕。目前治疗高脂血症的药物主要有他汀类和贝特类，降脂效果显著，但存在肝损伤、横纹肌溶解和诱发糖尿病等副作用。因此，寻找一种安全、有效的辅助治疗方法为研究的热点。运动疗法是指南推荐的治疗血脂异常的基本策略。研究发现，运动可以提高机体脂质的利用率和降低血清TC、TG、低密度脂蛋白固醇(LDL-C)和提高HDL-C的水平，但其作用机制尚不明确〔4〕。本实验复制了高脂血症大鼠模型，用游泳运动进行干预，探讨游泳运动改善高脂血症大鼠的作用和可能机制。

1 材料与方法

1.1实验动物 健康雄性SD大鼠40只，体重190～210 g，由广州中医药大学实验动物中心提供〔生产许可证号：SCXK(粤)2018-0034〕，饲养于广州中医药大学实验动物中心〔使用许可证号：SYXK(粤)2018-0085〕。饲养环境：室温23℃，相对湿度45%～55%，通风良好，氧气充足，分笼喂养，光照12 h明暗交替。普通饲料和高脂饲料(胆固醇2%，胆酸钠0.5%，猪油10%，普通饲料87.5%)由广州市白云区龙归兴科动物养殖场提供〔许可证号：SCXK(粤)2017-0042〕。

1.2药品、试剂和仪器 TC、TG、HDL-C、LDL-C试剂盒(上海一基实业有限公司)；载脂蛋白(Apo)A、ApoB试剂盒(北京孚博生物科技有限公司剂盒)；TNF-α、IL-6、NF-κB、MDA、SOD、CAT、GSH-Px、HL 酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(西宝生物科技(上海)股份有限公司)；日本东芝TVA-120FR全自动生化分析仪；ESK-1电子天平(沈阳龙腾电子有限公司)；SUNRISE 酶标仪(奥地利TECAN 泰康公司)。

1.3动物分组和模型构建 大鼠进行适应性喂养1 w后随机分为对照组(n=10)和造模组(n=30)，对照组给予普通饲料(120 g/d)喂养，造模组给予高脂饲料(120 g/d)喂养，连续喂养4 w，喂养期间所有大鼠自由饮水。喂养4 w后各组大鼠禁食不禁饮12 h，眼眶内眦静脉取血2 ml，检测血清血脂水平。高脂血症模型建立成功的标准〔5〕：造模组大鼠血清TC、TG、LDL-C水平明显高于对照组，且超出参考值正常范围。造模4 w后，造模组所有大鼠造模成功，造模过程中无1只大鼠出现死亡。随后将造模组30只大鼠随机分为模型组、游泳组和他汀组各10例。

1.4干预方法 他汀组大鼠给药剂量按人与大鼠之间体表面积折算〔6〕等效剂量为8 g/(kg·d)，给予阿托伐他汀钙片8 g/(kg·d)灌胃。游泳组大鼠给予游泳运动：制备100 cm×60 cm×80 cm的玻璃泳池，水温(30±2)℃，适应性游泳运动1 w，最初游泳时间为10 min/d，1 w内逐渐增加至60 min/d，每周游泳5 d，共5 w。对照组和模型组大鼠下水后即捞出，不游泳。

1.5血清指标检测 实验第9周结束后所有大鼠禁食不禁饮12 h，用3%戊巴比妥钠(20 mg/kg)腹腔麻醉，腹主动脉取血10 ml，3 000 r/min离心，取上清液，采用酶法检测血清TC、TG、LDL-C、HDL-C的水平，ELISA检测TNF-α、IL-6、NF-κB、MDA、SOD、CAT、GSH-Px、HL的水平。

1.6体重 实验结束后用电子天平对大鼠进行称重。

1.7肝系数 大鼠处死后，剖腹取肝脏称湿重，肝系数=肝湿重(mg)/体重(g)。

1.8Lee指数 大鼠腹腔麻醉后用直尺测量鼻子到肛门的距离，Lee指数=〔体重(g)×1 000/体长(cm)〕1/3。

1.9统计学方法 应用SPSS19.0统计学软件进行单因素方差分析及LSD-t检验。

2 结 果

2.1各组体重、Lee指数、肝湿重、肝系数比较 与对照组比较，模型组体重、Lee指数、肝湿重、肝系数水平明显升高(P<0.05)；与模型组比较，游泳组及他汀组均明显降低(P<0.05)。见表1。

表1 各组体重、Lee指数、肝湿重、肝系数比较

2.2各组血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、ApoA、ApoB水平比较 与对照组比较，模型组血清TC、TG、LDL-C、ApoB水平明显升高(P<0.05)，HDL-C、ApoA水平明显降低(P<0.05)；与模型组比较，游泳组、他汀组血清TC、TG、LDL-C、ApoB水平明显降低(P<0.05)，HDL-C、ApoA水平明显升高(P<0.05)。见表2。

表2 各组血清TC、TG、HDL-C、LDL-C、ApoA、ApoB水平比较

2.3各组血清TNF-α、IL-6、NF-κB水平比较 与对照组比较，模型组血清TNF-α、IL-6、NF-κB水平明显升高(P<0.05)；与模型组比较，游泳组均明显降低(P<0.05)。见表3。

2.4各组血清AST、ALT、HL、PL水平比较 与对照组比较，模型组血清AST、ALT水平明显升高，HL、PL水平明显减低(P<0.05)；与模型组比较，游泳组、他汀组血清AST、ALT水平明显降低，HL、PL水平明显升高(P<0.05)。见表3。

表3 各组血清TNF-α、IL-6、NF-κB、AST、ALT、HL、PL水平比较

2.5各组血清SOD、GSH-Px、MDA、CAT水平比较 与对照组比较，模型组血清SOD、GSH-Px、CAT水平明显降低(P<0.05)，MDA水平明显升高(P<0.05)；与模型组比较，游泳组、他汀组血清SOD、GSH-Px、CAT水平明显升高(P<0.05)，MDA水平明显降低(P<0.05)。见表4。

表4 各组血清SOD、GSH-Px、MDA、CAT水平比较

3 讨 论

高脂血症是心脑血管疾病最重要的危险因素，具有较高的发病率、患病率和最终致残率，是影响人类健康的重要疾病之一。高脂血症还可以导致肝损害，发生脂肪肝，主要表现为AST、ALT水平升高。积极治疗高脂血症对改善患者的预后和预防心血管病、肝损害的发生、发展具有重要作用。他汀和贝特类药物是治疗高脂血症的最主要药物，但存在肝损伤、横纹肌溶解和诱发糖尿病等问题。运动疗法是一种安全、有效降低血脂的辅助治疗方法，研究表明运动可以降低血脂水平，但是具体机制尚不明确〔5〕。ApoA是HDL-C的重要组成部分，参与胆固醇逆转运过程，具有降低血脂的作用〔7〕。ApoB是LDL-C的重要组成部分，间接反映LDL-C的水平〔7〕。高脂血症存在慢性低度炎症反应，炎症因子相互诱生，共同影响脂质代谢，介导动脉粥样硬化的发生发展〔8〕。高血脂症造成血脂异常沉积于血管内壁，促进炎症细胞浸润，激活炎症细胞释放TNF-ɑ、IL-6等促炎症因子，进一步通过NF-κB信号通路激活炎症瀑布级联炎症，加快动脉粥样硬化进程〔9〕。炎症反应可以损伤肝脏，导致肝脏调节脂质代谢功能障碍，加重高脂血症，形成恶性循环。炎症反应也可以激活氧化应激反应，造成肝脏和机体氧化损伤，加重动脉粥样硬化和脂质代谢障碍〔10〕。SOD是机体内重要的氧自由基清除剂，具有清除自由基和保护细胞膜、线粒体的完整性等作用〔11〕。MDA是机体内一种脂质过氧化物质，可以反映机体脂质过氧化和氧化损伤程度〔11〕。GSH-Px是一种催化过氧化氢分解的酶，具有抑制脂质过氧化、保护细胞膜的完整性等作用〔12〕。CAT主要存在肝脏，是一种催化过氧化氢分解的酶，具有抗氧化损伤的作用〔12〕。当机体内SOD、CAT、GSH-Px等生成减少或MDA生成增多，引起肝脏过氧化损伤，引起脂质代谢紊乱。而高脂血症反过来引起机体氧化损伤，加重肝脏损伤，加重脂质代谢紊乱〔13〕。HL是一种由肝脏合成的具有多种脂酶活性物质，可以促进肝脏吸收TC和ApoB，也可以促进LDL-C与受体结合水解和TC水解为胆汁酸排出体外〔14〕。LPL是一种三酰甘油水解酶，可以促进TG分解为脂肪酸，降低血液中TG水平〔15〕。因此，炎症因子、氧化损伤、HL、LPL等在高脂血症的发生、发展中具有重要作用。

本研究结果表明高脂血症大鼠模型建立成功，而且高脂血症大鼠存在炎症反应、氧化损伤，引起肥胖和肝损害。另外，本研究结果表明运动可以降低高脂血症大鼠的血脂水平，抑制炎症反应和氧化损伤，保护肝细胞功能，促进HL、LPL的表达。提示游泳运动可能通过调节脂质代谢、抗氧化和抑制炎症等改善高脂血症大鼠血脂。