近年来,肥胖越来越受到人们的关注,成为研究的热点。有研究表明,胎儿期和断乳前后是生命体生长发育的关键时期,生命早期的营养对肥胖的发生和发展具有重要意义[1]。钙是生长发育时期人体需要的重要营养素,饮食中的钙在调节能量代谢中起着关键作用。Zemel MB等[2, 3]研究发现,高钙饮食可以在摄入能量密集型饮食时期抑制脂肪和体重的增加,而低钙膳食有潜在的致肥胖作用。为探讨生命早期钙营养与成年后肥胖发生的关系,以刚断乳的Wistar大鼠为研究对象,探讨断乳后低钙膳食对高脂膳食大鼠肥胖发生的影响。
1 材料与方法 1.1 实验动物及分组选用刚断乳Wistar近交系雄性大鼠8O只,按体重随机分为2组,一组喂低钙饲料 (2.5 g/kg),一组喂正常钙饲料 (5g/kg)。喂养3周后,从2组各随机抽取1O只动物,处死,编号分别为A组 (低钙组),B组 (正常组)。剩余动物均改为正常钙含量饲料喂养,6周末从2组中分别抽出1O只,处死,编号分别为C组 (低钙组2),D组 (正常组2)。剩余动物随机分为4组,编号分别为E (低钙高脂组)、F (低钙基础组)、G (正常钙高脂组)、H (正常钙基础组),各组均为1O只。12周末处死动物。实验过程中动物自由饮用蒸馏水,记录进食量,每周称重1次。
1.2 饲料动物饲料配方参照美国营养协会推荐的动物实验合成饲料配方[4]。基础饲料配方:每100.0 g饲料中,玉米淀粉39.7 g,酪蛋白 (85%蛋白质)2O.0 g,糊精玉米淀粉 (90%~94%四糖类)13.2 g,蔗糖10.0 g,豆油 (色拉油)7.0 g,纤维素1.0 g,混合矿物质3.5 g,混合维生素1.0 g,L一胱氨酸0。13g,L一蛋氨酸0.116 g,重酒石酸胆碱 (41.1%胆碱) O.25 g,特丁基对苯二酚1.4 mg。高脂饲料配方:玉米淀粉32.47 g,糊精玉米淀粉 (90%~94%四糖类)1O.47 g,蔗糖10.0 g,脂肪22.5 g,其中豆油7.0 g,猪油12.5 g,其余成分与基础饲料相同。低钙饲料配方除含钙0.25%外,其余与基础饲料相同。
1.3 组织材料准备实验中期,(3和6周末) 和末期 (12周末) 腹主动脉采血,2 000 r/min离心2O min,分离血清,置于培0℃冰箱中待测血脂和激素水平。同时称取脂肪 (包括睾周脂肪、肾周脂肪),计算脂体比。
1.4 血糖、血脂测定采用血糖仪 (美国强生公司) 和试纸测定血糖;血清胆固醇 (TO)、甘油三酯 (1℃) 和高密度脂蛋白 (Ⅶ) L) 试剂盒 (北京中生生物工程高科技公司),均以酶法测定。
1.5 激素的测定瘦素、生长激素、胰岛素、游离三碘甲状腺原氨酸 (FT3)、游离四碘甲状腺原氨酸 (FT4)、促甲状腺激素 (TSH)、生长激素的测定均采用放射免疫法测定。瘦素试剂盒 (美国LINCO公司);胰岛素、生长激素、ET3、FT4、TSH试剂盒 (北方生物公司)。
1.6 BY/体比计算脂/体比=[睾周脂肪重量 (g)+肾周脂肪重量 (g)]/重 (g)×100。
1.7 统计分析采用SPSS 13.0软件进行分析,组间差异用t检验和方差分析比较。
2 结果 2.1 断乳后低钙膳食对大鼠体重及体脂含量的影响 (表 1)3周末、6周末、低钙膳食组与正常钙组体重、体脂含量比较差异无统计学意义 (P>O.05)。表明断乳后低钙膳食在生命早期和随后的未成年时期在未暴露于高脂膳食的情况下,对于体重和体脂含量无明显影响。12周末,低钙高脂组体重与其他各组比较,差异无统计学意义 (P>O.05),但体脂含量明显高于其他各组,差异有统计学意义 (P < 0.05)。正常钙高脂体脂含量与其他组比较,差异无统计学意义 (P>0.05)。说明断乳后低钙膳食可导致动物接触高脂膳食后发生肥胖,主要是体脂含量增加。而断乳后食用正常钙的动物食用高脂肪组体重显著高于正常钙基础组和低钙基础组 (P < O.05),但膳食后虽然体重增加显著,但增加的体重并不是白色脂肪。
| 表 1 不同组别各阶段大鼠体重和体脂含量比较 (x±s,n=10) |
由表 2可见,3周末,低钙组血糖水平显著高于正常钙组 (P < 0.05),总胆固醇和总甘油三酯水平比正常钙组有升高的趋势,但差异无统计学意义 (P>O.05)。6周末各项指标差异均无统计学意义 (P>0.05)。12周末,4组血糖差异无统计学意义 (P>O.05)。低钙高脂组的TG、TC水平显著高于低钙基础组和正常钙基础组 (P < 0.05)。HDL水平显著低于正常钙高脂组 (P < 0.05)。低钙高脂组的HDL水平显著低于正常钙高脂组 (P < 0.05)。正常钙高脂组TC水平显著高于正常钙基础组 (P < 0.05)。说明断乳后无论暴露于哪种情况在将来接触高脂膳食后均会引起TC升高,更为重要的是早期低钙膳食使大鼠食用高脂饲料后HDL水平显著降低。
| 表 2 不同组别各阶段大鼠血糖、血脂水平比较 (x±s,n=10) |
2.3 断乳后低钙膳食对大鼠激素水平的影响 (表 3)
3, 6周末, 2组瘦素水平差异无统计学意义 (P > 0105)。3周末, 低钙组的FT3和FT4水平显著低于正常钙组 (P<0105)。6周末, 低钙组其水平反而升高, 与正常钙组比较差异有统计学意义 (P<0105)。12周末, 低钙基础组和低钙高脂组FT3水平显著低于正常钙基础组 (P<0105)。低钙高脂组瘦素水平显著高于低钙基础组和正常钙基础组 (P<0105)。说明2组动物在进食高脂饲料后存在瘦素抵抗, 断乳后低钙膳食组在12周末无论是否进食高脂膳食与正常钙基础组比较能量消耗均下降。促甲状腺激素、胰岛素、生长激素各组比较差异无统计学意义 (P > 0105)。
| 表 3 不同组别大鼠血清瘦素、胰岛素、生长激素、FF3、FF4、TSH水平的比较 (x±s,n=10) |
3 讨论
1992年, David Barker[5]等人提出了“早期”或者“胎儿”源的成年疾病假说, 近些年来的研究[6]不断证实这个观点, 但是作用机制尚不明确。本研究发现, 断乳后喂饲低钙膳食显著增加高脂膳食大鼠体脂含量和血脂水平, 说明断乳后喂饲低钙膳食这种经历在成年后接触高脂膳食后对大鼠肥胖形成有促进作用。
瘦素是由肥胖 (ob) 基因编码的蛋白质类激素, 它具有降低体重、抑制食欲和增加能量消耗等作用。甲状腺激素T3、T4是线粒体氧化代谢的丰要调节因素, 可以增加静息代谢率, 增加能量消耗。同时甲状腺素还有促进脂肪分解的作用。本实验中, 低钙高脂组和正常钙高脂组血清瘦素水平升高, 但它并不抑制脂肪重量的增加, 提示这2组动物存在瘦素抵抗, 而且低钙高脂组的瘦素水平虽然与正常钙高脂组差异无统计学意义, 但有明显增高趋势。说明断乳后低钙膳食可能增强大鼠瘦素抵抗的程度。早期低钙膳食组大鼠游离T3水平显著低于正常钙基础组, 相应的静息代谢率也低, 能量消耗减少, 可能是早期低钙组体重和体脂含量比正常钙组有升高趋势的原因之一。
本研究结果表明, 这种早期喂饲低钙饲料的经历程序性影响高脂膳食大鼠肥胖发生。有研究报道[7], 早期饮食可以影响基因表达, 断乳后进食高不饱和脂肪酸构成饲料可能通过持续增加CPT2I基因表达, 抑制大鼠肥胖形成。提示生命断乳后机体处于细胞快速分裂和迅速生长的时期, 低钙膳食可能刺激机体对低钙的膳食环境做出更快速的适应性改变, 体内的调节肥胖相关激素和能量代谢相关基因发生改变, 成年后再摄入高脂膳食就容易造成代谢紊乱, 从而引起肥胖等慢性疾病的发生。
| [1] | Mcmillen IC, Robinson J S. Developmental origins of the metabolic syndrome :prediction, plasticity, and programming[J]. Physiol Rev, 2005, 85(2) : 571–533. DOI:10.1152/physrev.00053.2003 |
| [2] | Zemel MB, Shi H, Greer B, et al. Regulation of adiposity by dietary calcium[J]. FASEB J, 2000, 14(9) : 1132–1138. |
| [3] | Sun X, Zemel MB. Calcium and dairy products inhibit weight and fat regain during ad libitum consumption following energy restriction in Ap2-Agouti transgenic mice[J]. J Nutr, 2004, 134(11) : 3054–3060. |
| [4] | Reeves PG. Components of the AIN293 diets as improvements in the AIN276A diet[J]. J Nutr, 1997, 127(5) : 838–841. |
| [5] | Barker DJ, Martyn CN. The maternal and fetal origins of cardiovascular disease[J]. J Epidemiol Community Health, 1992, 46(1) : 8–11. |
| [6] | Prentice AM, Moore SE. Early programming of adult diseases in resource poor countrices[J]. Arch Dis Child, 2005, 90(4) : 429–432. |
| [7] | 张晓宏, 孙长颢. 断乳后饲料构成对大鼠肝脏CPT2I mRNA表达影响[J]. 中国公共卫生, 2006, 22(5) : 563–565. |
2007, Vol. 23

, 董艳梅, 赵丹 

