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研究目的:
近几年,人们生活方式发生较大变化,高脂高胆固醇为主的饮食结构以及运动量减少成为主流趋势,由此导致的各种疾病,如高血脂、高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病成为当今世界的高发病率高致死率的高危疾病,严重危害人类健康,影响人们的正常生活。高脂饮食所致的大鼠主动脉内皮功能紊乱和氧化应激是本次研究的主要内容。本研究采用16周高脂饮食构建SD大鼠高脂高胆固醇饮食模型,造模成功后施以中等强度有氧运动和白藜芦醇及两种方式联合进行干预,干预6周观察有氧运动、白藜芦醇及两者联合干预对高脂饮食大鼠主动脉内皮功能及氧化应激的影响效果,以及两者联合干预是否具有叠加效应,为探寻有效的改善高脂饮食所致的主动脉内皮功能紊乱和氧化应激之法提供一定的实验依据和理论基础。
研究方法:
SPF级SD雄性大鼠,2月龄,由广州中医药大学动物实验中学提供,体重180±20g,适应性喂养一周后进行随机分组,共5组,每组6只,分别为普通安静对照组(NC)、高脂饮食安静对照组(HF)、高脂饮食有氧运动组(HE)、高脂饮食白藜芦醇干预组(HR)和高脂饮食+白藜芦醇有氧运动联合干预组(RE)。各组大鼠在实验期间自由饮食饮水,高脂饮食各组整个实验期间(22周)喂食高脂固体饲料构建高脂高胆固醇模型,NC组整个实验过程中喂食普通固体饲料。NC组和HF组整个实验过程中不进行任何干预,保持日常活动。16周后,对三组实验组大鼠进行有氧运动和白藜芦醇及两者联合干预6周。正式运动训练前,高脂饮食有氧运动组进行1周适应性运动训练,前3天以5m/min运动速度不变,之后每天速度增加5m/min,最后保持15m/min,每天运动30min。正式运动训练跑台速度为20m/min,相当于50%VO2max左右负荷强度,运动干预每周5天,休息2天,每次运动1小时。高脂饮食白藜芦醇干预组每周白藜芦醇灌胃7天,按照40mg/kg的剂量,将每只大鼠所需的白藜芦醇量溶于1ml的双蒸水中,形成混合溶液后进行灌胃。实验期间每天固定时间喂食喂水、记录饮食量和运动及白藜芦醇灌胃,每周一、五称量记录大鼠体重。大鼠处理前禁食12小时。
结果:
1.整个实验期间,大鼠体重持续增长,高脂饮食组大鼠体重明显高于正常饮食对照组,血清脂代谢指标中TG、TC、LDL-c和FFA含量HF组明显高于NC组,呈非常显著性差异(P<0.01),HDL-c含量低于NC组,呈显著性差异(P<0.05)。
2.6周的有氧运动和白藜芦醇可以明显降低高脂饮食大鼠体重,改善血脂代谢,并且联合干预优于单独干预。与HF组大鼠体重相比,HE组和RE组呈显著性降低(P<0.05),HR组大鼠体重下降但无显著性差异(P>0.05)。与HF组大鼠相比,RE组大鼠血清TG、TC、LDL-c和FFA含量呈非常显著性降低(P<0.01),HDL-c含量呈显著性升高(P<0.05); HE组大鼠较HF组血清TG、TC、LDL-c含量呈显著性降低(P<0.05),FFA含量呈非常显著性降低(P<0.01),HDL-c含量呈显著性升高(P<0.05);HR组大鼠血清TG含量呈非常显著性降低(P<0.01),LDL-c、FFA含量呈显著性降低(P<0.05),HDL-c含量呈显著性升高(P<0.05),TC含量明显降低,但无显著性差异(P>0.05)。
3.6周有氧运动和白藜芦醇可以明显提高高脂饮食大鼠SOD活性,降低MDA含量,并且联合干预优于单独干预。与NC组相比,HF组大鼠主动脉SOD活性明显下降,MDA含量明显升高,两者均呈非常显著性差异(P<0.01)。与HF组大鼠相比,HE组和HR组大鼠主动脉SOD活性明显升高,MDA含量明显降低,两者均呈非常显著性差异(P<0.01)。并且,HE组大鼠主动脉SOD活性高于HR组,MDA含量低于HR组。RE组SOD性显著高于HF组(P<0.05).(MDA含量明显低于)HF组(P<0.01),出现叠加效应。
4.免疫组化分析结果显示,NC组eNOS表达量最多,染色较深,HF组阳性细胞表达量最少,与HF组相比,HE组和HR组eNOS表达量均有显著性升高(P<0.01,P<0.05); NC组ET表达最弱,染色浅,HF组表达量最多,与HF组相比,HE组和HR组ET表达均有显著性下降(P<0.01,P<0.05)。RE组较HE组和HR组eNOS表达量升高,ET表达量下降,联合干预出现叠加效果。
5.6周有氧运动和白藜芦醇干预后,高脂饮食大鼠主动脉内皮功能紊乱现象得到改善。HF组大鼠主动脉T-NOS和cNOS活性明显低于NC组,iNOS活性明显高于NC组,且呈非常显著性差异(P<0.01)。HE组、HR组大鼠主动脉T-NOS和cNOS活性相较于HF组均有显著升高,呈非常显著性差异(P<0.01),并且均低于NC组,呈非常显著性水平(P<0.01),而HE组高于HR组。iNOS指标:HF组显著高于NC组,差异性呈非常显著性水平(P<0.01)。经三种方式干预,HE组、HR组iNOS活性较HF组均有所降低,呈非常显著性差异(P<0.01)。RE组T-NOS和cNOS活性值较HF组高,iNOS活性较HF组降低,均呈显著性差异(P<0.01),但仍高于NC组,具有显著性差异。NO指标:HF组NO表达量明显低于NC组,呈非常显著性差异(P<0.01)。HE组、HR组大鼠主动脉NO含量相较于HF组均有很大程度升高,呈非常显著性水平(P<0.01),RE组较HF组呈显著性升高(P<0.05)。
结论:
1.长期高脂饮食可明显引起大鼠血清脂代谢紊乱,进而引起大鼠主动脉氧化应激及内皮功能紊乱。
2.有氧运动和白藜芦醇干预均可明显改善高脂饮食大鼠血脂代谢紊乱的现象,并且两者联合干预效果优于单独干预,具有叠加效应。
3.有氧运动和白藜芦醇干预可明显提高长期高脂饮食大鼠主动脉SOD活性,降低MDA含量,改善氧化应激,促进氧化-抗氧化平衡,并且两者联合干预效果优于单独干预,具有叠加效应。
4.有氧运动和白藜芦醇干预可明显提高T-NOS表达,提高eNOS活性和NO含量,降低ET-1表达,提示有氧运动和白藜芦醇可改善高脂饮食大鼠主动脉内皮功能紊乱,减弱内皮细胞损伤,并且两者联合干预效果优于单独干预,具有叠加效应。