高脂低糖和高脂高糖飼料建立糖耐量受損大鼠模型

陳珊珊 梁芳芳 王泓午 竇昊穎

(天津中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，天津 300193)

糖尿病前期是糖尿病發(fā)生的必經(jīng)階段，包括糖耐量減低和(或)空腹血糖調(diào)節(jié)受損。其中糖耐量減低又稱為糖耐量受損，是介于糖尿病和正常血糖之間的一種特殊代謝狀態(tài)，其主要特點是餐后血糖升高。與正常人相比，糖耐量受損者未來發(fā)生2型糖尿病的風(fēng)險增加了3～10倍〔1〕，若不經(jīng)干預(yù)，約1/3的患者可發(fā)展成為2型糖尿病。目前國內(nèi)外最常用的是特殊飲食法建立大鼠糖耐量受損模型或胰島素抵抗動物模型。特殊飲食包括高脂高糖、高脂、高果糖和高蔗糖飲食。從膳食結(jié)構(gòu)考慮，高脂高糖或高脂飲食較單純高水平的蔗糖和果糖攝入更符合人類的膳食特點。本研究評價高脂低糖和高脂高糖飼料建立糖耐量受損大鼠模型的效果。

1 材料與方法

1.1實驗動物與分組 4～5周齡清潔級雄性SD大鼠30只購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司，飼養(yǎng)于天津中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心。經(jīng)適應(yīng)性喂養(yǎng)1 w后，按體重隨機(jī)分為正常對照組、飼料1組和飼料2組，每組10只。正常對照組給予基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)，其熱量組成為碳水化合物占65.42%，蛋白質(zhì)占22.47%，脂肪占12.11%。飼料1組給予39%高脂低糖飼料，其是在基礎(chǔ)飼料中添加豬油10%，膽固醇1.5%，膽鹽0.25%，蔗糖5%和蛋黃粉10%。飼料1熱量組成是碳水化合物占44%，蛋白質(zhì)占17%，脂肪占39%。飼料2組給予45%的高脂高糖飼料，其主要是參考H10045配方，包括20.1%蔗糖，20.6%豬油及酪蛋白、玉米淀粉和膽堿等。飼料2的熱量組成是碳水化合物占 35%，蛋白質(zhì)占20%，脂肪占45%。所有飼料由北京華阜康生物科技股份有限公司提供。實驗期間各組均自由飲水，每日投食一次。實驗動物中心室溫控制在18℃～22℃，相對濕度30%～70%。

1.2主要試劑與儀器 羅氏活力型血糖檢測儀和血糖試紙，血清三酰甘油(TG)和膽固醇(TC)試劑盒(南京建成生物工程研究所)，大鼠胰島素酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(上海寶曼生物科技有限公司)。HWY-100C恒溫培養(yǎng)箱，Bio-Rad iMark酶標(biāo)儀，EnSpire酶標(biāo)儀。

1.3指標(biāo)檢測方法 ①大鼠體重：自實驗第0周起，持續(xù)至12 w末，每周記錄大鼠體重。②口服糖耐量實驗(OGTT):各組飼料給予相應(yīng)的飼料第8和12周后，行OGTT。禁食12～14 h后，經(jīng)鼠尾采血測空腹血糖(FPG)，以50%葡萄糖注射液2 g/kg體重灌胃，2 h后再次鼠尾采血測OGTT 2 h血糖(2 h PG)以3.9 mmol/L≤FPG<6.1 mmol/L，7.8 mmol/L≤2 h PG<11.1 mmol/L〔2〕為成模標(biāo)準(zhǔn)。采用羅氏血糖儀和羅氏活力型血糖試紙檢測。③血清學(xué)指標(biāo):實驗第12周后，按照試劑盒說明書測定各指標(biāo)。應(yīng)用GPO-PAP法測定大鼠血清TG和TC應(yīng)用ELISA法測定血清胰島素水平。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié) 果

2.1高脂低糖和高脂高糖飼料對大鼠體重的影響 各組體重隨喂養(yǎng)時間延長而增長(F時間=492.220，P=0.000)，兩個實驗組體重較正常對照組明顯升高(F組間=12.101，P=0.000)。時間與組別存在交互作用，各組間體重差異隨時間延長而增大(F交互=5.295，P=0.000)。實驗第4周起，飼料1組和飼料2組體重明顯高于正常對照組(F=8.835，P=0.001)，但飼料1組和飼料2組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。由圖1可見，各組體重隨時間延長而增長，最后趨于穩(wěn)定，且飼料1、2組體重增加更明顯。

2.2高脂低糖和高脂高糖飼料對大鼠糖耐量的影響 第8周時，與正常對照組相比，飼料1組和飼料2組大鼠2 h PG明顯升高(F=14.333，P=0.000)。第12周時，飼料1組和飼料2組大鼠FPG均較正常對照組明顯升高(F=14.820，P=0.000)。此外，與第8周相比，飼料2組大鼠2 h PG有升高趨勢。見表2。

2.3高脂低糖和高脂高糖飼料對大鼠血清胰島素、TG和TC影響 實驗12 w后，與正常對照組相比，飼料1和飼料2組血清胰島素、TG和TC水平均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，但是血清胰島素和TG有下降趨勢。見表3。

表1 各組體重變化

與正常對照組比較：1)P<0.01，2)P<0.05

圖1 大鼠體重變化趨勢圖

組別FPG(mmol/L)2hPG(mmol/L)第8周正常對照組513±080627±080飼料1組558±092792±1211)飼料2組507±067778±0961)第12周正常對照組421±100635±100飼料1組623±0731)788±0471)飼料2組572±0841)848±1071)

與正常對照組比較：1)P<0.01

表3 高脂低糖和高脂高糖飼料對大鼠血清學(xué)指標(biāo)的影響

3 討 論

單純高脂飲食能夠引起大鼠胰島素抵抗，但對血糖影響不大〔3〕，單純高糖飲食誘導(dǎo)大鼠胰島素抵抗的同時，能夠升高血糖〔4〕，而高脂聯(lián)合高糖飲食誘導(dǎo)大鼠糖耐量異常效果顯著〔5〕，且更接近人類糖耐量受損發(fā)生過程。本研究結(jié)果說明雖然高脂低糖和高脂高糖飼料均能促使大鼠出現(xiàn)肥胖、血糖升高和糖耐量受損，但45%高脂高糖飼料比39%高脂低糖飼料對大鼠血糖的影響更大且作用持久穩(wěn)定。有類似研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食誘導(dǎo)的糖耐量異常大鼠胰島素水平降低〔6，7〕，這提示高脂飲食可促使大鼠胰島素在早期分泌相出現(xiàn)損傷。

由于大鼠沒有膽囊，對蛋黃中TC和豬油中的脂肪吸收緩慢，需要更長的時間形成高血脂〔8〕。而高瑩等〔9〕研究表明，高脂飼料喂養(yǎng)5 w就可以造成大鼠TC和TG同時升高，陳志飛〔10〕應(yīng)用39%高脂低糖飼料相似的配方喂養(yǎng)大鼠8 w即可造成大鼠TC升高。張東等〔11〕研究表明，在高脂飼料中添加膽鹽或丙基硫氧嘧啶可以促進(jìn)脂質(zhì)吸收，但僅有膽鹽或者丙基硫氧嘧啶的高脂飼料對維持大鼠高血脂的作用不穩(wěn)定。劉巖等〔12〕通過比較不同糖脂比例的飼料對5周齡SD大鼠的影響，發(fā)現(xiàn)含10%脂肪和10%蔗糖的飼料及含10%脂肪和20%蔗糖的飼料均可導(dǎo)致大鼠FPG、2 h PG和TG升高，但不能引起TC升高。而含20%脂肪和10%蔗糖的飼料可導(dǎo)致大鼠2 h PG顯著升高，但不能引起TC和 TG升高。還有一種含20%脂肪和20%蔗糖的飼料對8周齡大鼠的TC和TG的升高作用不明顯，其糖脂比例與本研究中的配方2飼料相似，研究結(jié)果也與本研究結(jié)果相似。本文提示飼料中蔗糖和脂肪的比例是影響大鼠血糖和血脂水平的重要因素。

1Sharma MD，Gerber AJ.What is the best treatment for prediabetes〔J〕?Curr Dia Rep，2009；9(5)：355-41.

2Reaven GM.Role of insulin resistance in human disease〔J〕.Diabetes，1988；37：1595-607.

3Chalkley SM，Hettiarachchi M，Chisholm DJ，etal.Long-term high-fat feeding leads to severe insulin resistance but not diabetes in Wistar rats〔J〕.Am J Physiol Endocrinol Metab，2002；282(2)：E1231-8.

4張 濤，劉 源，趙 爽，等.不同高能飲食誘發(fā)胰島素抵抗大鼠模型的比較〔J〕.實驗動物科學(xué)，2011；28(3)：29-33.

5la Fleur SE，Luijendijk MC，van Rozen AJ，etal.A free-choice high-fat high-sugar diet induces glucose intolerance and insulin unresponsiveness to a glucose load not explained by obesity〔J〕.Int J Obes (Lond),2011；35(4)：595-604.

6宋 靜，賈偉平，陸俊茜，等.高脂飲食對Wistar和GK大鼠糖脂代謝及胰島素分泌功能的影響〔J〕.上海交通大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版)，2007；27(7)：777-80.

7王繼勇，高云麗，左 洛，等.高脂高糖飲食誘導(dǎo)大鼠胰島素抵抗模型和評價〔J〕.中南民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013；32(1)：54-7，64.

8Zaman MQ，Leray V，Le Bloc′h J，etal.Lipid profile and insulin sensitivity in rats fed with high-fat orhigh-fructose diets〔J〕.Br J Nutr，2011；106(Suppl 1)：S206-10.

9高 瑩，李可基，唐世英，等.幾種高脂血癥動物模型的比較〔J〕.衛(wèi)生研究，2002；31(2)：97-9.

10陳志飛.高脂血癥動物模型的建立和植物甾醇酯降膽固醇作用的動物實驗研究〔D〕.北京：中國疾病預(yù)防控制中心，2009.

11張 東，武海軍，陳士萍，等.大鼠實驗性高脂血癥五種造模方法的比較〔J〕.中國藥理學(xué)通報，2007；23(9)：1254-6.

12劉 巖，王 竹，向雪松，等.高脂高糖飼料對建立實驗糖耐量受損大鼠模型的效果分析〔J〕.衛(wèi)生研究，2014；43(4)：603-7，613