果葡糖浆和高脂饮食联合摄入对未成年小鼠肥胖进展、脂代谢和记忆力的影响*

巴秋平，许瑶，白英龙，张细焕，贾丽红，翟玲玲，魏薇，孙琦

中国医科大学公共卫生学院（辽宁沈阳110122）

儿童肥胖是全球备受关注的公共卫生问题。近些年，我国学龄儿童青少年的超重和肥胖检出率持续增长［1］。随着中国城市化和西方饮食习惯的影响，人们对含糖饮料（sugar－sweetened beverages，SSBs）和高脂饮食的消费量迅速增长。果葡糖浆是SSBs生产常用的一种甜味剂，因其高甜度、高溶解度、风味独特、渗透压较大等特性，而被食品生产领域大量应用。有研究结果显示，摄入过多含有果葡糖浆的高热量饮料可能与肥胖的流行有关［2］。此外，高脂饮食也是引起肥胖的常见危险因素［3］。目前，人们关于两者联合作用对儿童肥胖发生、发展及健康危害的研究相对较少。另外，有学者认为肥胖超重会影响儿童的学业成绩［4］。2019年6—10月，本研究采用未成年实验动物摄入含有果葡糖浆饮用水和高脂饲料的模型，模拟儿童进食含糖饮料和高脂饮食，观察对肥胖进展和记忆力的影响，为探索儿童肥胖病因及健康危害提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及饲养 选取40只3～4周龄C57BL／6雄性小鼠（辽宁长生生物技术有限公司提供），实验动物生产许可证号：SCXK（辽）2015－0001。适应性喂养1周后，随机分为4组：对照组、果葡糖浆组、高脂组和联合组，每组10只。对照组饲以基础饲料（辽宁长生生物技术有限公司提供，能量：3.784 kcal／g）和饮用水；果葡糖浆组饲以基础饲料和含有20%果葡糖浆的饮用水（能量：0.625 kcal／g）；高脂组饲以自制高脂饲料（脂肪供能比45%，能量：4.727 kcal／g）和饮用水；联合组饲以自制高脂饲料（脂肪供能比45%）和含有20%果葡糖浆的饮用水。实验共进行13周，每周记录体重、摄食量和饮水量。13周后，3%戊巴比妥钠麻醉动物，眼球取血，分离血清，－80℃冻存待测。分离附睾周脂肪和肾周脂肪，称量后计算脂肪系数，脂肪系数＝脂肪重量／体重（g）×100%。

1.2 检测方法 小动物体成分分析仪（Minisp LF－50，北京Bruker公司）检测小鼠体脂肪，肌肉和水分含量。测试盒（南京建成生物工程研究所提供）检测三酰甘油（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL－C）和低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL－C）。水迷宫实验检测小鼠的记忆力。

1.3 统计学方法 应用SPSS 23.0统计软件，计量数据用均值和标准差表示，各指标的组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法，检验水准α＝0.05。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 能量摄入 果葡糖浆组小鼠的能量摄入（11.15±1.05）kcal与对照组（10.56±0.83）kcal比较差异无统计学意义（P＞0.05），高脂组（12.22±1.64）kcal和联合组（12.84±1.61）kcal能量摄入显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。联合组小鼠的能量摄入显著高于果葡糖浆组，差异有统计学意义（P＜0.05），高脂组能量摄入与联合组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见图1。

图1 各组小鼠平均能量摄入情况

2.2 体重 每周称量动物体重，自喂养第2周直至实验结束，高脂组显著高于对照组；第3～13周，联合组体重显著高于对照组（P＜0.05）；果葡糖浆组体重与对照组相比始终差异无统计学意义（P＞0.05）。第2～13周，联合组小鼠的体重显著高于果葡糖浆组，差异有统计学意义（P＜0.05）；第5～13周时，联合组小鼠的体重显著高于高脂组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 各组小鼠体重情况 （±s）g

表1 各组小鼠体重情况 （±s）g

注：*与对照组比较P＜0.05；△与果葡糖浆组比较P＜0.05；▲与高脂组比较P＜0.05

时间 对照组 果葡糖浆组 高脂组 联合组第1周 16.20±0.63 16.40±0.70 16.30±0.48 16.20±0.7 9第2周 18.90±1.10 18.40±0.84 19.90±0.99* 19.60±0.97△第3周 20.40±1.43 20.10±0.99 21.80±1.23* 22.00±0.67*△第4周 21.30±1.34 21.40±0.97 22.10±0.99 22.20±1.32 23.30±0.95 23.10±0.99* 23.80±0.92*△第5周 22.00±1.25 24.10±1.10* 25.20±1.23*△▲第6周 22.00±1.49 24.10±0.99* 25.50±1.08*△▲第7周 22.60±1.17 25.30±0.95* 27.50±1.35*△▲第8周 23.30±1.34 23.60±1.07 25.50±1.18* 27.70±1.25*△▲第9周 24.00±1.33 24.90±0.99 25.60±1.07* 29.50±1.35*△▲第10周 24.20±1.32 24.70±0.95 26.50±1.43* 31.00±1.76*△▲第11周 24.80±1.40 24.80±1.23 26.50±1.35* 30.50±1.90*△▲第12周 24.90±1.37 24.60±1.107 26.70±1.57* 29.80±1.55*△▲第13周 25.10±1.37 25.10±1.10 27.36±1.63* 32.89±1.45*△▲

2.3 体成分

2.3.1 脂肪含量 饮食干预13周后，果葡糖浆组、高脂组和联合组小鼠的脂肪含量分别为（7.60±1.67）g、（11.63±4.41）g、（18.68±1.67）g显著高于对照组（3.09±0.79）g，差异有统计学意义（P＜0.05）。联合组小鼠的脂肪含量显著高于果葡糖浆组和高脂组（P＜0.05）。见图2。

2.3.2 肌肉含量 果葡糖浆组和高脂组小鼠的肌肉含量（16.31±0.58）g、（17.64±1.25）g与对照组（16.97±1.06）g相比差异无统计学意义（P＞0.05）。联合组小鼠体内的肌肉含量（18.19±0.58）g显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。高脂组小鼠的肌肉含量显著高于果葡糖浆组（P＜0.05），联合组小鼠体内的肌肉含量显著高于果葡糖浆组（P＜0.05）。见图2。

2.3.3 水分含量 果葡糖浆组、高脂组和联合组小鼠的水分含量分别为（1.53±0.18）g、（1.78±0.35）g、（2.61±0.18）g显著高于对照组（1.09±0.15）g，差异有统计学意义（P＜0.05）。联合组小鼠的水分含量显著高于果葡糖浆组和高脂组（P＜0.05）。见图2。

图2 各组小鼠体成分比较

2.4 脂肪系数

2.4.1 附睾周脂肪系数 果葡糖浆组、高脂组和联合组的附睾周脂肪系数分别为（1.85±0.25）%、（2.04±0.76）%、（3.19±0.59）%均高于对照组（0.97±0.34）%，差异有统计学意义（P＜0.05）。联合组小鼠的附睾周脂肪系数显著高于果葡糖浆组和高脂组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见图3。

图3 各组小鼠脂肪系数比较

2.4.2 肾周脂肪系数 果葡糖浆组、高脂组和联合组的肾周脂肪系数分别为（0.63±0.15）%、（0.73±0.41）%、（1.09±0.35）%均高于对照组（0.28±0.21）%，差异有统计学意义（P＜0.05）。联合组小鼠的肾周脂肪系数显著高于果葡糖浆组和高脂组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见图3。

2.5 血脂 与对照组相比，果葡糖浆组小鼠的TG水平降低（P＜0.05），但是TC和LDL－C水平显著升高（P＜0.05），HDL－C水平显著降低（P＜0.05）。与对照组相比，高脂组小鼠的TG、HDL－C和LDL－C水平差异无统计学意义（P＞0.05），TC水平显著升高（P＜0.05）。与对照组相比，联合组小鼠的TG水平显著降低（P＜0.05），但TC水平显著升高，HDL－C和LDL－C水平显著降低（P＜0.05）。与高脂组比较，果葡糖浆组和联合组小鼠的HDL－C水平显著降低（P＜0.05）；与果葡糖浆组比较，高脂组和联合组小鼠的LDL－C水平显著降低（P＜0.05）；与高脂组比较，联合组小鼠的LDL－C水平显著降低（P＜0.05）。见表2。

表2 各组小鼠血脂水平 （±s）mmol／L

表2 各组小鼠血脂水平 （±s）mmol／L

注：*与对照组比较P＜0.05；△与果葡糖浆组比较P＜0.05；▲与高脂组比较P＜0.05

分组 对照组 果葡糖浆组 高脂组 联合组TG 0.61±0.13 0.42±0.10* 0.56±0.22 0.43±0.19*TC 5.30±0.72 6.09±0.82* 6.53±0.57* 6.13±0.83*HDL－C 1.57±0.25 1.14±0.24*▲ 1.74±0.28 1.27±0.20*▲LDL－C 0.36±0.08 0.58±0.16* 0.42±0.09△ 0.26±0.07*△▲

2.6 学习记忆功能 果葡糖浆组、高脂组和联合组小鼠穿越目标区域次数分别为（4.63±1.51）次、（5.25±1.16）次、（5.38±1.51）次与对照组（3.88±1.17）次比较差异无统计学意义（P＞0.05）。果葡糖浆组、高脂组和联合组寻找平台潜伏期（6.09±3.83）s、（4.6±2.64）s、（7.54±3.79）s与对照组（5.96±2.51）s比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见图4。

图4 各组小鼠学习记忆比较

3 讨论

近年研究发现，儿童期肥胖很有可能延续至成年，并且对机体健康造成危害［5］，容易增高心血管疾病、2型糖尿病等慢性疾病的发病风险［6－7］。本研究观察到，与对照组比较，长期饮用含有果葡糖浆的饮用水对幼鼠的体重影响不显著，与Collison等［8］的动物实验结果一致，原因在于含糖水有抑制食欲作用，最终的总能量摄入与对照组差别不大。但是体成分结果分析显示，饮用含果葡糖浆水小鼠的体脂肪含量、附睾周脂肪系数及肾周脂肪系数均明显增加，提示长期饮用含果葡糖浆水也会引起隐性肥胖发生。有研究表明，高脂饲料会引起小鼠体重增加，诱导小鼠发生肥胖［9］。本研究显示，喂养高脂饲料小鼠的能量摄入、体重、体脂肪含量、附睾周脂肪系数及肾周脂肪系数等均明显增加，表明长时间高脂饮食可诱导机体肥胖发生。Hussain等［10］使用含有20%果葡糖浆的饮用水和高脂肪饲料联合喂养大鼠，发现干预组大鼠的能量摄入和体重也都高于对照组。与我们的实验结果一致，表明长时间联合进食果葡糖浆和高脂饲料可导致未成年动物肥胖发生。联合组喂养小鼠的体脂肪含量、附睾周脂肪系数及肾周脂肪系数明显高于果葡糖浆和高脂饲料单独饲养组的小鼠，提示果葡糖浆和高脂饮食联合摄入可能加剧肥胖进展。本研究结果提示，我们在对儿童进行健康教育时，各方面应加强对高脂饮食和含糖饮料健康危害效应的认识，培养儿童良好的饮食习惯。

血液是人们常用的研究对象，其中含有各种脂类，代表性的指标包含TG、TC、LDL－C以及HDLC等。外周血中这些指标的含量及变化可以反映体内的脂代谢情况，人们通常将TC、TG、LDL－C和HDL－C的水平超出正常范围作为血脂异常的判断依据［11］。有研究发现，随着肥胖程度的增加，血脂异常检出率增高［12］。人们普遍认为，血脂异常是动脉粥样硬化性心血管疾病的重要危险因素之一［13］，血脂紊乱可增高糖尿病的发病风险［14］。我们看到，13周果葡糖浆和高脂饮食摄入会引起实验动物血脂异常。TC是指血液中所有脂蛋白所含胆固醇之总和，是致动脉粥样硬化的高度危险因素之一，低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）通过血管内皮进入血管壁内，在内皮下层滞留的LDL被修饰成氧化型LDL，巨噬细胞吞噬氧化型LDL后形成泡沫细胞，后者不断增多、融合，构成动脉粥样硬化斑块的脂质核心，当LDL超出正常值时易形成动脉粥样硬化，而HDL－C可减少胆固醇在血管壁的沉积，有抗动脉粥样硬化作用。本研究观察到，果葡糖浆组小鼠的TC、LDL－C水平与对照组比较显著升高，高脂组和联合组TC水平与对照组比较显著升高，果葡糖浆组和联合组小鼠的HDL－C水平较高脂组显著降低，说明果葡糖浆和高脂饮食联合摄入会增高患心血管疾病的风险。这提示我们，对于有食用高脂膳食和饮用含糖饮料习惯的儿童，应加强监测血脂水平。

既往有学者调查发现，儿童超重／肥胖的检出率与其学习成绩呈负相关关系［15］，肥胖儿童学习成绩落后的部分原因是他们的一般工作记忆力较弱［4］。另有研究结果显示，超重／肥胖儿童与正常体重同伴在一般工作记忆广度任务方面的差异不明显［16］。本实验通过水迷宫检测，各组小鼠在穿越目标区域次数和寻找平台潜伏期两个指标与对照组的差异不显著，表明果葡糖浆和高脂饮食未对肥胖小鼠的记忆力产生影响。在实际生活中，记忆力受生活方式、家庭和社会环境［17－18］等多因素共同作用，我们建议儿童可以通过巧用最佳记忆时间、丰富生活环境、保持规律睡眠和保持健康的饮食习惯等方法来达到提高学习记忆能力。

由上可见，果葡糖浆和高脂饮食联合摄入可加剧机体肥胖进展，干扰血脂代谢，但可能未对记忆能力产生明显影响。为遏制儿童肥胖流行，提高和改善儿童身体健康，我们应加强健康饮食教育，提倡合理膳食，减少高脂饮食和含糖饮料的消费。在实际工作中，我们还应该着眼于学校和社区作为公共卫生跟踪的潜在目标，确定高危人群，预防儿童发生肥胖。