連續(xù)和間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肝脂肪變性的改善作用及機(jī)制研究

杜杰，韓麗

連續(xù)和間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肝脂肪變性的改善作用及機(jī)制研究

杜杰*，韓麗

山西大學(xué)，山西 太原 030006

目的：探討連續(xù)和間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肝脂肪變性的改善作用及機(jī)制。方法：將4周齡SPF級(jí)雄性C57BL/6小鼠適應(yīng)喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為對(duì)照組（CG）、高脂喂養(yǎng)組（HC）、中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)組（HE）和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)組（HI），每組8只，共喂養(yǎng)8周。HE和HI組小鼠根據(jù)運(yùn)動(dòng)方案，分別進(jìn)行中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后采用酶聯(lián)免疫試劑盒方法測(cè)定小鼠血清TG、TC、LDL-C、HDL-C、FFA、ALT、AST以及肝臟TG、TC含量。通過H&E染色觀察肝臟組織形態(tài)，并用RT-PCR法檢測(cè)肝臟中與脂質(zhì)合成和分解相關(guān)基因SREBP-1c、ACC、FAS、PPARα、CPT-1的mRNA表達(dá)量。結(jié)果： 1）8周后，與CG組相比，HC組小鼠體質(zhì)量、肝質(zhì)量極顯著升高（＜0.01），血清TG，TC，LDL-C含量與LDL-C/HDL-C比值極顯著升高（＜0.01）；與HC組相比，HE和HI組小鼠的體質(zhì)量、肝質(zhì)量及血清TG、TC、LDL-C含量與LDL-C/HDL-C比值顯著降低（＜0.01），其中，HI組小鼠對(duì)TG的降低效果優(yōu)于HE組，且間歇有氧運(yùn)動(dòng)可使TG降低到正常水平。2）8周后，與CG組相比，HC組小鼠血清AST、ALT含量和肝臟TC、TG含量顯著升高（＜0.01），肝臟組織發(fā)生一定程度的脂肪變性；與HC組相比，HE和HI組小鼠的血清AST、ALT含量和肝臟TC、TG含量顯著降低（＜0.05），肝臟脂肪變性得到逆轉(zhuǎn)，其中，HE組小鼠對(duì)AST的降低效果高于HI組，HI組小鼠對(duì)肝臟TG的改善效果優(yōu)于HE組。3）采用RT-PCR檢測(cè)肝臟脂質(zhì)合成和分解基因的mRNA表達(dá)結(jié)果表明，相比HC組，HE組小鼠的SREBP-1c、FAS的表達(dá)量顯著降低（＜0.05），而HI組小鼠的PPARα、CPT-1的表達(dá)量極顯著升高（＜0.01）。結(jié)論：中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)均能有效改善由高脂飲食誘發(fā)的肝臟脂肪變性，其作用途徑可能是：中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)主要通過調(diào)控肝臟脂質(zhì)合成，大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)主要通過調(diào)控肝臟脂肪酸氧化分解，來減少肝臟脂肪堆積，從而有效改善肝細(xì)胞損傷和脂肪變性。

連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)；間歇有氧運(yùn)動(dòng)；高脂飲食；脂肪變性

肝臟是脂肪代謝的主要器官，正常細(xì)胞通過復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄途徑調(diào)節(jié)脂肪攝取、利用和輸出的平衡，并滿足細(xì)胞的能量需求，防止脂質(zhì)的過度積累（Schattenberg et al.， 2011；Yeon et al.， 2004）。然而，過量膳食脂肪可導(dǎo)致機(jī)體脂代謝紊亂，血液中游離脂肪酸水平增加，從而加大肝臟對(duì)脂質(zhì)的攝取，破壞肝脂代謝平衡（張麗靜， 2016； Karbasi-Afshar et al.， 2014）。因此，食用脂肪過多的食物會(huì)導(dǎo)致肝臟中脂質(zhì)積累，引發(fā)肝臟脂肪變性，同時(shí)在脂肪堆積過程中發(fā)生肝細(xì)胞損傷（Hwan-Hee et al.， 2012）。即使是短期高脂喂養(yǎng)，過量的脂肪在大鼠體內(nèi)也會(huì)在肝臟中優(yōu)先積累（Samuel et al.， 2004， 2007）。與此同時(shí)，脂肪變性會(huì)增加肝細(xì)胞對(duì)氧化損傷和炎癥的敏感性，是非酒精性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver disease， NAFLD）發(fā)生、發(fā)展最早，也是最突出的表現(xiàn)（Fotbolcu et al.， 2016）。而單純性脂肪變性會(huì)逐步發(fā)展成非酒精性脂肪肝炎和肝纖維化，最終導(dǎo)致肝硬化，甚至發(fā)展成肝癌（Guo et al.， 2015）。

研究發(fā)現(xiàn)，肝臟脂肪從頭合成和脂肪酸氧化是調(diào)節(jié)肝臟脂肪代謝的主要代謝途徑（Lee et al.， 2017），其中最相關(guān)的調(diào)控基因?yàn)楣檀颊{(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c（sterol regulatory element binding protein-1c， SREBP-1c）和過氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptor alpha， PPARα）（Musso et al.， 2009）。轉(zhuǎn)錄因子SREBP-1c通過上調(diào)脂肪合成限速酶乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase1， ACC）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase， FAS）刺激肝脂肪的合成（Yang et al.， 2014），而高脂飲食可以誘導(dǎo)SREBP-1c的過表達(dá)，增加肝臟脂肪合成，導(dǎo)致肝臟甘油三脂的積累和肝脂肪變性的發(fā)生（Shimomura et al.， 1999）。PPARα是配體激活的核激素受體，可通過上調(diào)靶基因脂肪酸β-氧化關(guān)鍵酶肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1（carnitine palmitoyl transterase-1， CPT-1）增加脂肪酸氧化，從而防止肝臟中過多的脂質(zhì)積累（Giby et al.， 2014）。大量研究發(fā)現(xiàn)，通過適當(dāng)和有規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)脂肪脂質(zhì)代謝，改善NAFLD。國(guó)際上普遍公認(rèn)的運(yùn)動(dòng)方式是中低強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)（Guo et al. 2015）。近幾年也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)較傳統(tǒng)連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)于NAFLD肝臟脂肪變性的改善效果更加明顯（沈友青等， 2013， 2015；張海峰等， 2015； Moreira et a1.， 2013）。因此，本研究旨在探討中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性的影響，并通過檢測(cè)肝臟脂肪合成和脂肪酸氧化關(guān)鍵調(diào)控基因的表達(dá)闡釋其作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與飲食

4周齡SPF級(jí)雄性C57BL/6實(shí)驗(yàn)小鼠購(gòu)于南京君科生物工程有限公司，許可證號(hào)為SCXK（蘇）2016-0010，平均體質(zhì)量為（15.67±1.74）g。將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分籠飼養(yǎng)在溫度為20 ℃～26 ℃、相對(duì)濕度為40%～50%的室內(nèi)，自然光照，自由攝食、飲水。所有小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，稱量體質(zhì)量，隨機(jī)分為對(duì)照組（CG）、高脂喂養(yǎng)組（HC）、中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)組（HE）和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)組（HI）4組，每組8只。CG組小鼠飼喂食普通飼料，HC組、HE組和HI組小鼠飼喂食高脂飼料（含有45% kcal脂肪含量，購(gòu)于北京科澳協(xié)力飼料有限公司），共喂養(yǎng)8周。實(shí)驗(yàn)期間每3天更換1次墊料，記錄1次攝食量，每周稱量1次體質(zhì)量。

1.2　運(yùn)動(dòng)方案

實(shí)驗(yàn)期間，HE組和HI組小鼠每天在ZS-PT動(dòng)物實(shí)驗(yàn)跑臺(tái)上進(jìn)行為期8周的跑步運(yùn)動(dòng)，每周訓(xùn)練6天。第1周以10 m/min（相當(dāng)于40%～50% V?O2max）進(jìn)行適應(yīng)性跑步，第1～4天跑步時(shí)間從10、20、40、60 min依次遞增，第5～6天維持60 min不變。隨后HE組每天進(jìn)行中強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，以12 m/min（相當(dāng)于65%～75% V?O2max）恒速跑步60 min［參照Fernando等（1993）方案］；HI組每天進(jìn)行大強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)，按照10 m/min、10 min，23 m/min、3 min（相當(dāng)于80%～85% V?O2max）和15 m/min、7 min方案交替跑步，共持續(xù)60 min［參照殷玥（2016）方案略有改動(dòng)］。

1.3　實(shí)驗(yàn)取材

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小鼠禁食10 h，2%戊巴比妥鈉溶液麻醉取血，放入抗凝管中，冷凍低速離心分離血清，-20 ℃保存?zhèn)溆?。之后迅速摘取肝臟，稱重，并切分成兩部分：一部分液氮速凍，置于-80 ℃保存?zhèn)溆?；另一部?0%甲醛溶液中固定，用于肝臟組織切片實(shí)驗(yàn)。

1.4　生化指標(biāo)檢測(cè)

小鼠血清總甘油三酯（triglyceride， TG）、總膽固醇（total cholesterol， TC）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein-cholesterol， LDL-C）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein-cholesterol， HDL-C）、游離脂肪酸（free fatty acid， FFA）、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase， ALT）、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase， AST）含量按照南京建成生物科技有限公司提供的試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

小鼠肝臟利用組織勻漿機(jī)低溫勻漿后離心，取上清液按照試劑盒說明書測(cè)定肝臟TG、TC含量。

1.5　肝臟組織形態(tài)觀察

小鼠新鮮肝臟固定好后，用不同濃度的酒精梯度脫水，二甲苯透明處理45 min后，浸蠟包埋，凝固切片，將切好的石蠟片置于載玻片上烘干、脫蠟，蘇木精和伊紅（H&E）染色5 min，中性樹脂封片，置于光學(xué)顯微鏡下觀察肝臟組織病理形態(tài)。

1.6　肝臟RNA提取與RT-PCR檢測(cè)

取100 mg肝臟組織，根據(jù)Trizol RNA提取試劑盒說明書提供的方法提取總RNA，并使用GeneAmp RNA PCR試劑盒進(jìn)行cDNA的合成。在Mx3000P PCR檢測(cè)儀中，以SYBR Green為熒光染料，取約1 μL稀釋10倍的cDNA進(jìn)行RT-PCR檢測(cè)；反應(yīng)條件為94 ℃、30 s，57 ℃、30 s，72 ℃、30 s，循環(huán)35次。所需基因序列從GeneBank獲取，Premier 6.0軟件設(shè)計(jì)引物，并由金斯瑞生物科技有限公司合成（表1），結(jié)果與β-actin進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，由2-△△Ct計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)量。

1.7　數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±）表示，并使用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），檢驗(yàn)水平設(shè)為=0.05和=0.01。

表1　RT-PCR引物序列

2 結(jié)果與分析

2.1　對(duì)高脂喂養(yǎng)小鼠攝食量、熱量攝入及體質(zhì)量、肝指數(shù)的影響

如表2所示，實(shí)驗(yàn)前各組小鼠的體質(zhì)量沒有顯著性差異（＞0.05）；在飼養(yǎng)過程中，HC組小鼠的平均攝食量顯著低于CG組（＜0.05），而HE和HI組小鼠的平均攝食量均極顯著低于CG和HC組（＜0.01）；飼料熱量換算后的結(jié)果顯示，HC組小鼠平均熱量攝入極顯著高于CG組（＜0.01），而HE和HI組小鼠平均熱量攝入低于HC組、高于CG組，具有極顯著性差異（＜0.01）。喂養(yǎng)8周后，與CG組相比，HC組小鼠的終末體質(zhì)量極顯著升高（＜0.01），體重的增加量為CG組小鼠體質(zhì)量增加量的1.9倍；與HC組相比，經(jīng)過中強(qiáng)度連續(xù)與大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)后，高脂喂養(yǎng)小鼠的體質(zhì)量極顯著降低（＜0.01），且可降低到正常喂養(yǎng)小鼠體質(zhì)量水平。除體質(zhì)量增加外，HC組小鼠的肝質(zhì)量顯著高于CG組（＜0.01），肝臟表現(xiàn)出增生肥大、炎癥、充血、水腫等損傷癥狀。與HC組相比，HE和HI組小鼠的肝質(zhì)量極顯著降低（＜0.01），肝臟損傷程度減輕，但HE和HI組相比沒有顯著性差異。

2.2　對(duì)高脂喂養(yǎng)小鼠血清脂質(zhì)指標(biāo)的影響

血清脂質(zhì)指標(biāo)是反映脂代謝情況最直接的指標(biāo)。如圖1所示，與CG組相比，HC、HE、HI組小鼠血清FFA、TG、TC、LDL-C含量和LDL-C/HDL-C比值極顯著升高（＜0.01），血清HDL-C含量顯著降低（＜0.05），高脂喂養(yǎng)后小鼠體內(nèi)脂代謝紊亂，出現(xiàn)明顯的高血脂癥狀。與HC組相比，HE和HI組小鼠血清FFA、TC、LDL-C含量和LDL-C/HDL-C比值極顯著降低（＜0.01），但HE和HI組相比差異不顯著。與HC組相比，HI組小鼠的TG含量顯著降低（降低了31.29%，＜0.05）；而HE組小鼠的TG含量降低了18.37%，但與HC組相比無(wú)顯著性差異。另外，與CG組相比，HE組小鼠的血清HDL-C升高，但無(wú)顯著性差異（＞0.05）。中強(qiáng)度連續(xù)和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)均能有效改善由高脂飲食引起的脂肪代謝紊亂，其中，大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)血清TG的改善效果相對(duì)較好。

表2　連續(xù)與間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)C57BL/6小鼠攝食量、熱量攝入、體質(zhì)量、肝指數(shù)的影響

注：*與CG組相比＜0.05，**＜0.01；#與HC組相比＜0.05，##＜0.01；下同。

圖1　連續(xù)與間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)NAFLD小鼠血清脂質(zhì)指標(biāo)的影響

Figuer 1. Effects of Continuous and Interval Aerobic Exercise on Serum Lipid Level in NAFLD Mice

2.3　對(duì)高脂喂養(yǎng)小鼠肝損傷和脂肪變性的影響

2.3.1對(duì)血清AST和ALT的影響

血清AST和ALT活性在醫(yī)學(xué)上常用于評(píng)價(jià)肝功能損傷程度。由圖2可以看出，與CG組相比，高脂喂養(yǎng)小鼠血清AST和ALT含量分別顯著升高2.42倍和1.02倍（＜0.01），說明高脂飲食可使肝功能受到影響，肝組織出現(xiàn)一定損傷。與HC組相比，HE組小鼠血清AST和ALT含量分別降低了66.46%、39.76%，HI組小鼠血清AST和ALT含量分別降低了49.29%、35.50%；與HI組相比，HE組小鼠血清AST和ALT的降低效果更明顯。中強(qiáng)度連續(xù)與大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂誘導(dǎo)小鼠的肝功能損傷具有一定的改善作用，且中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)肝功能損傷的改善效果更明顯。

圖2 連續(xù)與間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂喂養(yǎng)C57BL/6小鼠肝損傷指標(biāo)（血清AST、ALT）和肝脂肪指標(biāo)（肝臟TC、TG）的影響

Figuer 2. Effects of Continuous and Interval Aerobic Exercise on Liver Injury Index （Serum AST， ALT） and Hepatic Lipids Index （Hepatic TC， TG） in High-Fat Diet C57BL/6 Mice

2.3.2對(duì)肝TC、TG的影響

肝臟TC和TG是衡量脂肪在肝臟堆積的2個(gè)重要指標(biāo)。由圖2可以看出，與CG組相比，高脂喂養(yǎng)小鼠肝臟TC和TG極顯著升高（＜0.01），結(jié)合血清AST和ALT含量以及肝質(zhì)量的升高，表明高脂飲食可引起肝臟脂代謝紊亂、脂質(zhì)積累、肝酶升高，從而誘發(fā)NAFLD。與HC組相比，HE和HI組小鼠肝臟TC含量極顯著降低（＜0.01），TG含量顯著降低（＜0.05），但仍顯著高于CG組（＜0.05）。相比中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)來說，大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)于高脂飲食小鼠肝臟TG的改善效果更好。

2.3.3對(duì)肝組織形態(tài)的影響

從圖3各組肝組織形態(tài)可以看出，CG組小鼠肝臟未見異常，肝小葉結(jié)構(gòu)完整清晰，肝細(xì)胞大小正常，肝索排列整齊，肝竇結(jié)構(gòu)正常，無(wú)擴(kuò)張、充血；HC、HE和HI組小鼠肝臟變性明顯，肝細(xì)胞體積明顯變大，大小不一，肝索排列紊亂，出現(xiàn)脂肪空泡，肝竇出現(xiàn)明顯擴(kuò)張、充血，伴有輕微的細(xì)胞炎癥；相比HC組，HE和HI組小鼠肝臟變性有明顯的改善，肝細(xì)胞形態(tài)、大小大部分恢復(fù)到正常水平，肝索排列較為整齊，肝細(xì)胞空泡減少。

圖3 小鼠肝組織病理學(xué)變化（200×）

Figure 3. Pathology Changes of Mice Livers（200×）

2.4　對(duì)肝臟脂質(zhì)積累相關(guān)基因表達(dá)的影響

本實(shí)驗(yàn)對(duì)影響肝臟脂質(zhì)積累的重要調(diào)節(jié)因子采用RT-PCR檢測(cè)mRNA的表達(dá)情況，由圖4可以看出，與CG組相比，高脂喂養(yǎng)組小鼠肝臟中與脂質(zhì)合成相關(guān)的重要轉(zhuǎn)錄因子SREBP-1c及其下游靶基因ACC、FAS的mRNA表達(dá)量分別顯著升高了1.95倍、1.78倍、1.79倍（＜0.05），與脂肪酸氧化相關(guān)的PPARα及其下游的靶基因CPT-1的mRNA表達(dá)量升高，但PPARα的表達(dá)量與CG組相比無(wú)顯著性差異（＞0.05），說明高脂飲食可提高肝臟中脂肪酸的合成和促進(jìn)甘油三酯的堆積，同時(shí)由于過多脂肪的堆積其氧化也相應(yīng)有所提高，但由于合成速度大于分解速度，導(dǎo)致過量脂肪堆積于肝臟。相比HC組，HE組小鼠SREBP-1c和FAS的表達(dá)量顯著降低（＜0.05），HI組小鼠SREBP-1c的表達(dá)量雖顯著降低（＜0.05），但FAS和ACC的表達(dá)未發(fā)生明顯變化。與HC組相比，HE組小鼠的PPARα及其下游靶基因CPT-1的mRNA表達(dá)量升高，但無(wú)顯著性差異（＞0.05），而HI組小鼠的PPARα和CPT-1的表達(dá)量極顯著升高（＜0.01）。結(jié)果顯示，中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)主要是通過抑制高脂飲食小鼠的肝臟脂質(zhì)合成改善肝臟脂質(zhì)變性，而大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)則主要是通過加速肝臟對(duì)脂質(zhì)的氧化利用而降低肝臟脂質(zhì)的積累。

圖4　連續(xù)與間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂喂養(yǎng)C57BL/6小鼠肝臟脂質(zhì)合成（SREBP-1c、ACC1、FAS）和脂肪酸氧化（PPARα、CPT-1）基因表達(dá)的影響

Figure 4. Effects of Continuous and Interval Aerobic Exercise on Gene Expression of Liver Lipid Synthesis Index （SREBP-1c，ACC1，F(xiàn)AS） and Fatty Acid Oxidation Index （PPARα，CPT-1） in High-Fat Diet C57BL/6 Mice

3 分析與討論

3.1 連續(xù)和間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食誘發(fā)的肝脂肪變性的改善作用

飲食中攝入過量的脂肪可引起體質(zhì)量增加、血清脂質(zhì)水平升高，出現(xiàn)脂代謝紊亂，大量的脂質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁闻K引起脂質(zhì)堆積、肝細(xì)胞損傷，誘發(fā)NAFLD （Kim et al.， 2016）。本研究對(duì)C57BL/6小鼠喂養(yǎng)8周高脂飼料后結(jié)果發(fā)現(xiàn)：小鼠體質(zhì)量明顯升高；血清TG、TC、LDL-C、FFA水平顯著升高，HDL-C顯著降低；同時(shí)高脂飲食小鼠肝質(zhì)量、血清轉(zhuǎn)氨酶水平、肝組織TG和TC含量顯著升高，高脂飲食促使小鼠肝臟發(fā)生脂肪變性，誘發(fā)NAFLD。有研究表明，有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)改善NAFLD具有有益作用，能夠降低肝細(xì)胞損傷，減少肝臟脂質(zhì)積累（沈友青等， 2015； Cho et al.， 2014； Guo et al.， 2015），但對(duì)采取何種強(qiáng)度和方式的有氧運(yùn)動(dòng)尚存在爭(zhēng)議。國(guó)際上推薦的有效方式是中低強(qiáng)度的連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為脂肪是中低強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)的主要能量來源，而高強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)及無(wú)氧運(yùn)動(dòng)主要通過消耗糖來提供能量（Hansen et al.， 2005）。Stefanick（1993）研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低于50% V?O2max的有氧運(yùn)動(dòng)，90%的能量是通過消耗脂肪提供的。但沈友青等（2015）研究認(rèn)為，低強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)于肝臟脂肪酸氧化代謝的調(diào)控能力較弱，運(yùn)動(dòng)后持續(xù)飲食高脂飼料還是會(huì)使大量的脂肪在肝臟堆積，因此，這種低強(qiáng)度連續(xù)運(yùn)動(dòng)對(duì)于高脂誘導(dǎo)的肝臟脂肪堆積的改善效果并不明顯。（沈友青等， 2015；Cho et al.， 2014）。本研究結(jié)果表明，中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)均能在一定程度上改善由高脂飲食引發(fā)的脂肪代謝紊亂、肝細(xì)胞損傷、肝臟脂質(zhì)積累，從而降低肝臟脂肪變性，減輕NAFLD癥狀；其中，大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)血清和肝臟TG的降低效果要顯著優(yōu)于中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)，說明大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)于肝臟脂肪積累的改善效果要好，與沈友青等（2015）、Cho等（2014）的報(bào)道相一致。但從肝組織切片結(jié)果看，二者對(duì)肝脂肪變性的改善差別不大。

3.2 連續(xù)和間歇有氧運(yùn)動(dòng)改善肝脂肪變性的作用機(jī)制

高脂誘發(fā)的肝脂肪病變過程涉及多種代謝途徑的參與，如白色脂肪組織中非酯化脂肪酸的釋放、肝臟脂肪從頭合成以及脂肪酸β-氧化等（Lee et al.， 2017）。Kim等（2016）報(bào)道，高脂飲食可減弱胰島素對(duì)脂肪調(diào)節(jié)作用，促使脂肪組織分解釋放大量的FFA，使血液中FFA水平顯著升高。本研究印證了高脂飲食可增加血清FFA含量這一結(jié)果，且急劇產(chǎn)生的FFA可直接通過門靜脈進(jìn)入肝臟，引起肝細(xì)胞中FFA的過載并促進(jìn)脂肪生成（Zhang et al.， 2013）。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)組和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)組小鼠血清FFA顯著低于高脂喂養(yǎng)組，這可能是由于運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了脂肪組織中的脂肪動(dòng)員，加速了脂肪組織對(duì)脂肪酸的利用，減少FFA的釋放，從而降低血清FFA水平（潘渺琛， 2013）。

機(jī)體內(nèi)游離脂肪酸的增加誘導(dǎo)SREBP-1c在肝臟高表達(dá)，高表達(dá)的SREBP-1c激活下游靶基因ACC和FAS的表達(dá)，從而加速肝臟脂肪合成（Jiao et al.， 2016），其中，ACC和FAS是肝臟脂肪酸合成的關(guān)鍵限速酶。在內(nèi)源性脂肪酸合成的第一步中，ACC催化乙酰輔酶A羧化成丙二酸單酰輔酶A，為脂肪酸合成提供二碳單元，是脂肪酸合成的限速反應(yīng)；而FAS是長(zhǎng)鏈脂肪酸合成的最后一步限速酶，催化生成棕櫚酸，最終合成甘油三酯（Kim et al.， 2016）。研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD患者和動(dòng)物模型中的SREBP-1c及脂質(zhì)合成調(diào)節(jié)基因ACC和FAS在肝臟中的表達(dá)顯著升高（Horton et al.， 2003； Min et al.， 2012；Morgan et al.， 2008），這與本研究結(jié)果相類似。本研究結(jié)果顯示，高脂飲食可誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生肝臟脂質(zhì)變性，小鼠肝臟中脂質(zhì)合成關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子SREBP-1c及其下游靶基因ACC、FAS的mRNA表達(dá)量顯著升高。而肝脂肪酸氧化代謝途徑被認(rèn)為是肝臟脂肪變性發(fā)生、發(fā)展過程中另外一個(gè)重要的影響因素，其中，PPARα是調(diào)控脂肪酸代謝的一個(gè)主要轉(zhuǎn)錄因子，它可激活脂肪酸氧化過程中的關(guān)鍵酶（Guerra et al.， 2015）。本研究對(duì)小鼠肝臟PPARα及下游靶基因CPT-1介導(dǎo)的脂肪酸β-氧化通路進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食稍稍上調(diào)了小鼠肝臟中PPARα和CPT-1 mRNA的表達(dá)，說明高脂飲食小鼠肝臟中脂肪酸的過量積累，促使肝臟脂肪酸的氧化增加。Guo等（2015）報(bào)道，有氧運(yùn)動(dòng)可通過調(diào)節(jié)肝臟脂肪合成和脂肪酸β-氧化來改善肝臟脂質(zhì)代謝。Cintra等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，中強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠降低由高脂飲食引起的小鼠肝臟中SREBP-1c的高表達(dá)。Cho等（2014）讓高脂飲食C57BL/6小鼠進(jìn)行中強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（8 m/min預(yù)熱5 min；10 m/min，45 min，坡度為5°；8 m/min，放松5 min），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠顯著降低高脂飲食小鼠肝臟脂質(zhì)合成基因SREBP-1c、FAS的表達(dá)量，提高脂肪酸β-氧化基因PPARα和CPT-1的表達(dá)量，從而改善高脂引起的肝臟脂肪變性。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與高脂喂養(yǎng)組相比，中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)可顯著降低小鼠肝臟SREBP-1c和FAS的基因表達(dá)，升高PPARα及其下游的靶基因CPT-1的mRNA的表達(dá)，但對(duì)肝臟脂肪酸氧化的調(diào)控能力較弱，說明中強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)主要是通過調(diào)控肝臟脂肪合成途徑來有效改善肝臟脂質(zhì)積累。與中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)相比，大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂飲食小鼠血清和肝臟TG含量的降低效果更佳，其對(duì)脂肪酸氧化基因PPARα及其下游的靶基因CPT-1的調(diào)控能力更強(qiáng)，說明大強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)于高脂飲食小鼠的肝臟脂質(zhì)變性主要是通過肝臟脂肪酸氧化途徑來調(diào)控的，這也解釋了為什么大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后小鼠血清和肝臟具有較低水平的TG含量。沈友青等（2015）也報(bào)道了類似的結(jié)果，并解釋了大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)減少肝臟脂質(zhì)沉積的機(jī)制：1）大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)增加了總能量的消耗，并通過對(duì)中樞神經(jīng)和外周組織代謝能力的調(diào)控，增加機(jī)體對(duì)脂肪的利用；2）大強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)帶來的“后效應(yīng)”，即運(yùn)動(dòng)結(jié)束后機(jī)體仍然具有較高的物質(zhì)能量代謝能力，促進(jìn)了肝臟對(duì)脂肪的動(dòng)員和利用，從而減少由高脂飲食誘發(fā)的脂質(zhì)異常堆積。

4 結(jié)論

中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)和大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)均能有效改善由高脂飲食誘發(fā)的小鼠脂肪代謝紊亂、肝臟TG堆積，減少肝細(xì)胞損傷，從而逆轉(zhuǎn)肝臟脂肪變性。其作用途徑可能是：中強(qiáng)度連續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)通過增加能量消耗，減少脂肪組織釋放FFA，以及調(diào)控肝臟脂質(zhì)合成重要轉(zhuǎn)錄因子SREBP-1c及靶點(diǎn)基因ACC、FAS的表達(dá)，降低脂肪合成，減少肝臟脂質(zhì)堆積，減輕肝臟損傷；大強(qiáng)度間歇有氧運(yùn)動(dòng)通過促進(jìn)肝臟對(duì)脂肪的動(dòng)員和利用，調(diào)控脂肪酸β-氧化通路關(guān)鍵基因PPARα、CPT-1增加脂肪酸氧化利用，從而有效降低機(jī)體中TG的積累，改善肝臟脂質(zhì)變性。

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Effect and Mechanism of Continuous and Intermittent Aerobic Exercise on Improvement of Liver Steatosis Induced by High-Fat Diet

DU Jie*，HAN Li

Shanxi University, Taiyuan 030006, China.

Objective: To explore the effect and mechanism of continuous and intermittent aerobic exercise on high fat diet-induced liver steatosis. Methods: After one week of acclimatization, male C57BL/6 mice were randomly divided into control group (CG), high-fat diet group (HC), continuous aerobic exercise group (HE) and intermittent aerobic exercise group (HI). Each group consisted of 8 mice, and the experiment was carried out for 8 weeks. According to the exercise program, the mice in the HE and HI groups were subjected to moderate-intensity continuous aerobic exercise and high-intensity intermittent aerobic exercise respectively. At the end of experiment, serum TG, TC, LDL-C, HDL-C, FFA, ALT, AST, and hepatic TG, TC were measured by ELISA kits. Liver morphology was observed by H&E staining, and liver lipid synthesis and degradation-related mRNA genes expressions of SREBP-1c, ACC, FAS, PPARα and CPT-1 were detected by RT-PCR. Results: 1) After the mice were fed for 8 weeks, the body weight, and liver weight of the HC group were significantly increased compared with the CG group (＜0.01), and the levels of serum TG, TC, LDL-C and LDL-C/HDL-C ratio were also increased significantly (＜0.01). Compared with HC group, the body weight, liver weight, serum TG, TC, LDL-C and LDL-C/HDL-C ratio of the HE and HI groups were decreased significantly (＜0.01). The effect of intermittent aerobic exercise on TG was significantly higher than that of continuous aerobic exercise, and the level of TG could be reduced to normal level after intermittent aerobic exercise. 2) After the mice were fed for 8 weeks, the contents of serum AST, ALT and hepatic TC, TG in HC group mice were significantly increased compared with the CG group (＜0.01), and a certain degree of steatosis in the liver tissue was observed. Compared with the HC group, the levels of serum AST, ALT and hepatic TC, TG of the HE and HI groups were decreased significantly (＜0.05), and liver steatosis was reversed. The reduction effect of serum AST for the mice with continuous aerobic exercise was better than that with intermittent aerobic exercise, while the reduction of hepatic TG with intermittent aerobic exercise was more effective. 3) RT-PCR was used to detect the mRNA expression of liver lipid synthesis and degradation genes. The results showed that the expression of SREBP-1c, and FAS in HE group were significantly reduced (＜0.05), and the expression of PPARα and CPT-1 in HI group were significantly increased compared with the HC group (＜0.01). Conclusions: Both moderate-intensity continuous aerobic exercise and high-intensity intermittent aerobic exercise can effectively improve liver steatosis induced by high-fat diet. Moderate-intensity continuous aerobic exercise regulates lipid synthesis, and high intensity intermittent aerobic exercise mainly reduces liver fat accumulation by regulating the oxidative decomposition of liver fatty acids to improve liver cell injury and steatosis could be its mechanism.

1002-9826（2022）08-0068-08

10.16470/j.csst.2020110

通信作者簡(jiǎn)介：杜杰（1985-），男，副教授，博士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)健康與營(yíng)養(yǎng)、民族傳統(tǒng)體育學(xué)，E-mail：sdwushu@sxu.edu.cn。

G804.55

A

（2020-04-09；修訂日期：2022-07-18； 編輯：李晴慧）