α硫辛酸对肥胖大鼠糖脂代谢的影响

闫国超，邵 云，秦小霞

（1.河北医科大学第一医院 检验科，河北 石家庄 050031；2.河北医科大学第一医院 超声科，河北 石家庄 050031）

随着社会的发展和生活水平的提高，尤其是饮食结构和生活方式的改变，越来越多的人正加入肥胖的行列［1］，肥胖已经成为最常见的营养失衡性疾病。肥胖是糖尿病、冠心病、脑血管疾病、高血压、高脂血症等多种疾病的危险因子，在上述疾病发病中起着病因、诱因、加重或兼而有之的作用。本研究拟观察高脂饮食诱导肥胖大鼠糖脂代谢的变化及强抗氧化剂 α－硫辛酸（alpha－lipoic acid，ALA）对 其影响。

1 材料和方法

1.1 实验动物

清洁级8周龄雄性Wistar大鼠50只［购自河北医科大学实验动物中心，合格证号：1108090，许可证号SCXK（冀）2008－1－003］，体重为170～190 g。大鼠同室分笼饲养，每笼5只，自然光照，自由进食和饮水。环境温度控制在（23±2）℃，湿度60%。适应性喂养1周后按体重随机分为正常对照组（NC，n＝10），高脂饮食组（n＝40）。正常对照组给予基础饲料（购自河北医科大学，热量组成：碳水化合物占65.5%，脂肪占10.3%，蛋白质占24.2%），高脂饮食组喂以纯合高脂饲料（购自北京博泰宏达生物技术有限公司，饲料配方主要成分：酪蛋白麦芽糊精（Maltodextrin）、蔗糖（Sucrose）、纤维素（Cellulose BW200）、豆油（Soybean Oil）、猪油（Lard）、矿物质混合物（Mineral Mix）、磷酸氢二钙（DiCalcium Phosphate）、碳酸钙（Calcium Carbonate）、柠檬酸钾（Potassium Citrate，1 H2O）、复合维生素（Vitamin Mix）、酒石酸氢胆碱（Choline Bitartrate），热量组成及具体配方参见（D12492：60%of kcal as fat；Research Diets，New Brunswick，NJ）。

1.2 实验组动物处理

高脂喂养大鼠10周后，采用Dobrian的标准，OP大鼠（obesity－prone）定义为大于对照组最重大鼠：以普通饲料喂养的正常对照组中最重的大鼠为判断标准，高于其体重的高脂饮食组大鼠有32只，将其再随机分为两组：HFD组（n＝16）和实验组（HFD＋ALA组，n＝16）。实验组大鼠给予ALA（30 mg／kg）腹腔注射2周，硫辛酸注射液购自亚宝药业太原制药有限公司，批号：110702。HFD组、正常对照组给予等量的生理盐水注射，干预期间继续按原方法喂养。（8只肥胖抵抗大鼠亦分组处理，另文分析）。

1.3 检测指标

1.3.1 实验期间每周测体重，处死前测定体重和身长。断头处死取血后，留取大鼠脑组织、肝脏、肾脏、胰腺、血管及骨骼肌，部分取病理，其余液氮冷冻后备用；内脏脂肪（肾周脂肪＋附睾脂肪）称重后留取部分组织液氮冷冻保存。

1.3.2 空腹血糖（FBG）、血脂、Hcy和FIns的测定大鼠禁食8～10hr，断头取血，静置血液15 min，离心（4000 r／min，5 min）分离血清，贮存在－40℃冰箱中备用。血糖试剂为美国贝克曼公司生产，甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）高密度脂蛋白胆固醇（HDL－C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL－C）试剂盒购自上海德赛公司；游离脂肪酸（NEFA）购自北京九强公司，仪器为美国贝克曼DXC800全自动生化分析仪。血清胰岛素（大鼠胰岛素放免试剂盒）购自美国LINCO公司，为RIA法，所用仪器为北京核海高科技有限公司生产的H6003C型放免分析仪。HOMA－IR法计算胰岛素抵抗指数（insulin resistance index，IRI），计算公式为：IRI＝胰岛素（μU／m L）×葡萄糖（mmol／L）÷22.5。

表1 动物饲料配方

1.4 统计学处理方法

采用SPSS 12.0统计学软件进行数据处理。组间差异采用t检验，P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠一般情况

见表2。分组喂养后正常对照组、高脂组Wistar大鼠前10w的体重变化见图1。采用Dobrian的标准，成模大鼠共32只，成模率80%，平均体重为440.2±14.6 g。分组处理后，HFD组体重继续缓慢增加，12周后的末期体重为457.6±12.5 g；HFD＋ALA组体重下降，末期体重为426.5±13.7 g，正常对照组末期体重为423.0±12.0 g。HFD组的体重、内脏脂肪、内脏脂肪／体重明显高于正常对照组 和HFD＋ALA组。

表2 Wistar大鼠的一般情况

2.2 血清学检测结果

FBG、FIns、血脂结果见表3。从表3可知，3组大鼠FBG结果无明显差异，HFD组与正常对照组NEFA水平无明显差异（P＞0.05）。HFD＋ ALA组NEFA水平明显低于HFD组及正常对照组（P＜0.05）。HFD组与正常对照组相比，FIns、IRI、TC、TG、HDL－C、LDL－C等明显升高（P＜0.05）。HFD＋ALA 组与 HFD 组 比较，FIns、IRI、TC、TG、HDL－C、LDL－C明显下降。

表3 3组大鼠血清检测项目的结果（±s）Control HFD HFD＋ALA Glu（mmol／L）4.86±0.62 4.84±0.72 4.91±0.60 FIns（mIU／L） 22.87±2.61 46.01±4.85 25.23±4.03 HOMA－IRI 4.94±0.5 9.90±1.2a 5.50±1.3b TG（mmol／L） 1.06±0.16 1.37±0.19a 0.98±0.14b CHOL（mmol／L） 1.64±0.13 2.22±0.15a 1.78±0.14a HDL（mmol／L） 1.20±0.07 1.76±0.09a 1.44±0.13a LDL（mmol／L） 0.24±0.04 0.33±0.03a 0.25±0.02b NEFA（mmol／L） 0.93±0.04 0.99±0.11 0.72±0.06ab a：与对照组相比有明显差异（P＜0.05）；b：与高脂组相比有明显差异（P＜0.05）。

图1 高脂饲料（实验组）和普通饲料（正常对照组）喂养对大鼠体重的影响

3 讨论

氧化应激是过度饮食导致肥胖，进而发生胰岛素抵抗的代谢基础［2］。体内氧化／抗氧化系统的不平衡可使生物大分子氧化损伤增加，即氧化应激；其影响胰岛素的信号传导，导致胰岛素抵抗发生［3］。最近的研究数据支持：哺乳类骨骼肌直接暴露于氧化应激后，激活了丝氨酸激酶p38 MAPK信号传导通路，减弱了胰岛素对胰岛素依赖的信号单元刺激和葡萄糖转运［4］。氧化应激与糖尿病、肥胖、肿瘤、衰老、神经变性性疾病、高血压、凋亡、心血管疾病、心衰的发病机制有关，被认为是上述疾病的“最后共同通路”［5］。富含水果、蔬菜的饮食、补充抗氧化剂对氧化应激和胰岛素抵抗的改善有利。α－硫辛酸是丙酮酸脱氢酶复合体、酮戊二酸脱氢酶的必需辅基，均参与能量代谢。ALA和其还原形式DHLA均为强抗氧化剂，通过三方面起作用：自由基清除活力；再生其它抗氧化剂：如VitC、Vit E、谷胱甘肽；金属螯合作用。硫辛酸通过抗氧化应激、抗炎作用改善脂代谢异常，并具有胰岛素增敏作用。

本研究用高脂纯化饲料喂养没有遗传背景的Wistar大鼠，成功诱导了肥胖大鼠模型，表现为体重增加（肥胖）、内脏脂肪显著升高、存在胰岛素抵抗和血脂异常，是与人类肥胖最为接近的食物性肥胖模型，并更具可比性和良好的重复性，可很好的模拟人类不健康的生活方式［6，7］。本研究发现腹腔注射ALA（30mg／kg）后，Wistar大鼠的进食量明显减少，体重缓慢下降，而腹腔注射生理盐水的正常对照组及HFD组大鼠体重继续增加。Kim的研究认为ALA显著降低啮齿类动物体重的原因主要是由于减少了动物的进食，其机制是ALA下调了下丘脑内AMP－激活的蛋白激酶（AMPK）的活力［8］。

从本研究结果还可以看出：与HFD组相比，HFD＋ALA组血脂各项指标均有下降。值得关注的是，HFD＋ALA组的游离脂肪酸水平较正常对照组及HFD组均低，这可能与ALA增强脂肪酸的氧化供能有关。与HFD组相比，HFD＋ALA组FBG无显著性差异，但HFD组胰岛素水平明显升高，两组HOMA–IR也有明显差异，表明高脂饮食组大鼠存在胰岛素抵抗，而ALA明显改善了大鼠机体的胰岛素抵抗状态。

实验证实抗氧化剂补充治疗可明显改善氧化应激、促进糖脂代谢、阻止或延缓组织损伤；但临床研究仍存在很多争议。最新研究表明抗氧化治疗单独或与其它药物联用，可为患者带来益处。Zhang等研究了22名肥胖伴葡萄糖耐量受损（IGT）患者，其中13名患者接受了2周的 ALA（600 mg.iv.d－1）治疗；结果治疗前后胰岛素敏感性明显提高41%，血脂（FFAs、TG、TC、LDL、sd－LDL、ox－LDL、VLDL）均显著下降；氧化应激产物（MDA、8－iso－prostaglandin）、慢性炎症因子肿瘤坏死因子α、IL－6显著下降，脂联素上升［9］。临床研究（QUALITY）［10］表明奎那普利可改善糖尿病伴一期高血压患者的内皮功能，并对肥胖因子好转有益；硫辛酸能显著增强奎那普利的以上作用，延缓代谢综合征各种病理生理学改变的发生。奎那普利40 mg／d，8周后24小时尿微量白蛋白下降27%，奎那普利＋硫辛酸组（600 mg／d）使尿微量白蛋白下降48%。奎那普利组患者脂联素增加17%，瘦素下降19%，而奎那普利＋硫辛酸组患者脂联素增加33%，瘦素减少40%。奎那普利组FMD结果增加22%，奎那普利＋硫辛酸组增加40%。另一临床研究（ISLAND）结果表明：依贝沙坦（血管紧张素受体阻滞剂）和ALA可改善内皮功能、降低代谢综合征的炎性标志物IL－6、纤溶酶原激活物－1［11］。实验研究证实口服硫辛酸可抑制APOE缺陷、APOE／低密度脂蛋白受体缺陷小鼠动脉粥样硬化损害发展，其机制可能是由于抗肥胖、抗高甘油三酯血症和抗炎作用［12］。

总之，本研究通过动物实验研究发现腹腔注射ALA后大鼠食欲降低，体重、内脏脂肪减少；ALA以其独特的抗氧化应激、降血脂、明显改善胰岛素抵抗等多个层面影响实验动物的基础代谢，其详细机制尚待进一步探讨。

作者简简：闫国超，40岁，男，硕士，副主任技师，主要从事临床生物化学检验研究。

［1］Kastorini CM，Milionis HJ，Ioannidi A，et al.Adherence to the Mediterranean diet in relation to acute coronary syndrome or stroke nonfatal events：a comparative analysis of a case／case－control study［J］.Am Heart J，2011，162（4）：717.

［2］Dobrian AD，Davies MJ，Prewitt RL，et al.Development of hypertension in rat model of diet－induced obesity［J］.Hypertension，2000，35（4）：1009.

［3］Bisbal C，Lambert K，Avignon A.Antioxidants and glucose metabolism disorders［J］.Curr Opin Clin Nutr Metab Care，2010，13（4）：439.

［4］Henriksen EJ，Diamond－Stanic MK，Marchionne EM.Oxidative stress and the etiology of insulin resistance and type2 diabets［J］.Hypertension，2000，35（4）：1009.

［5］Dario P，Francesco Z，Enrico D S，et al.Oxidative Stress，Nitric Oxide，and Diabetes［J］.Rev Diabet Stud，2010，7（1）：15.

［6］杨丽霞，黄宗涛，刘铜华.代谢性疾病实验动物模型的建立与评价［J］.中国实验动物学报，2009，17（4）：318.

［7］龙惠东，林云恩，曾昭华.一种新的代谢综合征大鼠模型的建立［J］.中国临床药理学与治疗学，2010，15（12）：1326.

［8］Kim MS，Park JY，Namkoong C，et al.Anti－obesity effects of alpha－lipoic acid mediated by suppression of hypothalamic AMP－activated protein kinase［J］.Nat Med，2004，10：727.

［9］Zhang Y，Han P，Wu N，et al.Amelioration of lipid abnormalities by α－lipoic acid through antioxidative and anti－inflammatory effects［J］.Obesity（Silver Spring），2011，19（8）：1647.

［10］Bobby V Khan，Syed T Rahman，Tahir Haque，et al.Quinapril and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation：results of quinapril and lipoic acid in the metabolic acid in the metabolic syndrome（quality）study［J］.J Am Coll Cardiol，2010，55：A54.E510.

［11］Sola S，Mir MQ，Cheema FA，et al.Irbesartan and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation in the metabolic syndrome：results of the Irbesartan and Lipoic Acid in Endothelial Dysfunction （ISLAND）study［J］.Circulation，2005，111（3）：343.

［12］Zhang WJ，Bird KE，Mc Millen TS，et al.Dietary alpha－lipoic acid supplementation inhibits atherosclerotic lesion development in apolipoprotein E－deficient and apolipoprotein E／low－density lipoprotein receptor－deficient mice［J］.Circulation，2008，117（3）：421.