高脂饮食诱发的肥胖型高血压大鼠增加脂肪肝以及血管重构

2016-01-23 09:05孔祥清
关键词:肾周主动脉体重

刘 驰,李 鹏,杨 芸,李 畅,许 菲,孙 伟,孔祥清*

(南京医科大学第一附属医院心脏科,江苏 南京市 210000)

高脂饮食诱发的肥胖型高血压大鼠增加脂肪肝以及血管重构

刘 驰,李 鹏,杨 芸,李 畅,许 菲,孙 伟,孔祥清*

(南京医科大学第一附属医院心脏科,江苏 南京市 210000)

过度肥胖是心血管疾病主要的影响因素之一。目前的研究主要是确定高脂肪饮食诱发的肥胖型高血压对肝疾病、血管重构以及血清中的脂肪因子表达的作用。四周雄性Sprague-Dawley (SD)喂养高脂饮食(HFD,45%脂肪)或对照饮食(12%脂肪)12周。与对照的饮食大鼠相比,HFD饮食大鼠的体重、收缩压、血清甘油三酯水平以及肾周围脂肪细胞都明显升高。HFD大鼠的胸主动脉,心脏小动脉以及肠系膜动脉纤维化现显著地增加。同时HFD大鼠的胸主动脉的壁血管中膜厚度(M)以及胸主动脉的中膜厚度/管腔直径(M/L)出现显著的增大。与对照饮食大鼠相比, HFD大鼠血清中的Endocan,leptin以及RANTES 水平显著增加。Endocan,leptin以及RANTES在HFD诱发的肥胖性高血压起着重要的作用。

肥胖;高血压;脂肪因子;肝病;血管重构

代谢综合征由糖尿病,高血压,血脂异常构成,代谢综合征与中心性肥胖发展有关。腹部的内脏对血压有显著性影响[1]。肥胖会增加患高血压和心血管疾病的风险。在儿童中,肥胖会引起严重的并发症,而且肥胖会增加心血管危险因素的患病率,这些心血管危险因素如:高血压、高甘油三酯血症、低高密度脂蛋白胆固醇,葡萄糖的新陈代谢。富含高脂肪的食物会引发交感激活以及高血压,而且会诱发肥胖相关的代谢紊乱。高脂肪饮食被广泛地用于诱导肥胖以及高血压疾病模型。众所周知,非乙醇性脂肪肝(NAFLD)是慢性肝病最为普通的形式,该病与肥胖以及胰岛素抵抗密切相关[2]。在2型糖尿病,肥胖和肝脏疾病之间存在密切的相互作用。研究表明,比起普通喂食的老鼠组,在喂食高脂肪的大鼠组中,大鼠肝脏中出现了更显著地脂肪细胞的渗透。而且高脂饮食提升了大鼠肝的重量以及肝脏三酰甘油含量。

1 材料与方法

1.1 动物

本实验采用雄性Sprague-Dawley (SD)大鼠,4周龄,由南京医科大学实验动物中心提供,实验操作均严格遵守美国国家卫生机构发布的《实验动物保护和使用指南》(NIH,Publication No.85-23,1996修订版)。实验大鼠在温度22℃、湿度30~40%的环境中饲养,自由饮水和摄食。大鼠随机分成2组:对照饮食组(12%脂肪)和HFD组(45%脂肪),喂养12周

1.2 体重以及血压测试

对大鼠体重进行每周记录,在第12周,采用无创尾动脉测压系统系统(NIBP,ADInstruments, Australia)检测清醒大鼠的尾动脉收缩压。为了减小紧张导致的SBP波动,我们通过每天对大鼠进行SBP测试,至少要坚持10天。在测试之前,我们要把大鼠在28℃温热大鼠10~20 min,这主要是为了监测尾动脉脉动,这是为了获得稳定的脉动。检测8~10次,获得SBP平均值。

1.3 油红,苏木精-伊红和马松染色

获得肝脏,、肾周脂肪组织、心脏、胸主动脉和肠系膜动脉,然后固定、切片。使用油红染色肝脏,苏木精-伊红染色肾周脂肪,马松染色标记心、胸主动脉和肠系膜动脉。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0软件对数据进行统计分析。计量资料以“±s”表示,采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 体重,血压,以及生化参数

喂食12周HFD的大鼠的体重明显高于对照饮食大鼠(见图1A),比起控制饮食的老鼠;HFD大鼠的SBP也比较高(见图1B)。在HFD大鼠中(见图1C),血清TG含量明显升高。但是HFD大鼠血清TCH,HDLC,LDLC含量与对照饮食大鼠无明显区别(见图1D,E,以及F)。

2.2 HFD对肝以及肾周脂肪组织影响

在HFD大鼠中,肝脂肪含量显著地提高(见图2B以及C)。于对照饮食大鼠来说,在HFD大鼠中肾周脂肪组织的直径与面积显著性增加(见图2C,D以及E)。

2.3 蛋白质芯片

测定三十个脂肪因子,HFD老鼠血清中 Endocan,leptin以及RANTES含量增加。但是对照饮食以及HFD大鼠之间,在其他的27个脂肪因子中,没有明显的不同,这其中包括血管生成素样蛋白3,趋化因子配体2(CCL2),集落刺激因子(CSF-1),delta类1同族体(DLK-1),二肽基肽酶4(DPP4),纤维母细胞生长因子21(FGF-21),肝细胞生长因子(HGF),抗细胞间粘附分子-1(ICAM-1),胰岛素样生长因子-1(IGF-1),类胰岛素生长因子结合蛋白-1(IGFBP-1),IGFBP-2,IGFBP-3,IGFBP-5,IGFBP-6,白介素-1β(IL-1b),IL-6,IL-10,IL-11,白血病抑制因子(LIF),脂质运载蛋白-2,晚期糖化终产物受体(RAGE),抵抗素,丝氨酸肽酶抑制剂,进化枝E,成员1(serpin E1),组织基质金属蛋白酶抑制物-1,肿瘤坏死因子-alpha(TNF-a),血管内皮生长因子(VEGF)。

3 讨 论

在目前研究中,我们发现如下:与对照饮食大鼠相比,HFD大鼠的体重、血清TG含量以及SBP都显著性。在HFD大鼠中,肝中的脂肪含量也显著地提高。同时肾周脂肪细胞的直径以及面积增加,而且胸主动脉,心脏小动脉以及肠系膜动脉纤维化显著地增加。

肥胖问题是一个逐渐增加的负担,由于在能量消耗与热量摄入之间存在着不平衡,这是导致肥胖的基础,这从而导致脂肪在白色脂肪组织储存处的积累。肥胖以体重增加为特征,这从而导致过量脂肪的储存,肥胖是发病和死亡较高的主要原因,它能够引起许多疾病,这包括代谢综合症、糖尿病、心血管疾病、脂肪肝疾病以及癌症。

众所周知,肥胖会增加患高血压以及心脑血管疾病的风险。HFD通常被广泛地用于诱导肥胖与高血压。Dobrian等发现HFD导致大约一半的SD大鼠出现肥胖。尽管如此,Nagae等人发现,比起喂食低脂肪食物的大鼠,所有喂食HFD的大鼠体重增加更多,而且在喂食低脂肪的以及HFD的大鼠之间,在血清的胆固醇、甘油三酯和游离脂肪酸并没有出现明显的不同。在喂食HFD初期,这种差异可能归因于年龄的差异。在目前的研究中,平均体重为90g的大鼠被用于喂食HFD,3周之后,比起控制饮食的大鼠,HFD的大鼠体重较高。而且比起对照饮食的大鼠,HFD大鼠中SBP也比较高。在HFD大鼠中,血清TG水平也增加了。但是,在对照饮食以及HFD大鼠中,血清TCH.HDLC,LDLC水平并没有明显的差异。

在世界范围之内,病态性肥胖是慢性肝疾病最普遍的诱因之一。在HFD后代中,肝三酰甘油增加了。用高脂肪食物喂食4周之后,SD大鼠会出现单纯性脂肪肝,而且在低12周,它会演变成脂肪性肝炎。在目前的研究中,其中比起普通进食的大鼠来说,油红染色显示HFD饮食有大量脂肪浸润。在HFD大鼠中,肾周脂肪细胞的直径以及面积增加了。所得结果表明喂食HFD的大鼠被用于建立NAFLD模型。

中枢Endocan-nabinoid系统激活促进了食物的摄取。用HFD喂食的C5BL/6J小鼠血清中Leptin的水平明显增加。RANTES以及其受体在肥胖的皮下脂肪组织中显著地增加。在此研究中,检测30种脂肪因子,与对照饮食的大鼠相比,肥胖大鼠血清中Endocan,leptin以及RANTES增加。所得结果表明在HFD诱发的肥胖型高血压中,Endocan,leptin以及RANTES起着重要的作用。

总之,与对照饮食大鼠相比,HFD大鼠的体重、SBP以及血清TG含量都显著性升高。在HFD的大鼠中,肝中的脂肪细胞的浸润显著地增加。比起对照饮食的大鼠,肥胖大鼠肾周脂肪细胞的直径以及面积增加。在HFD大鼠中,胸主动脉,心脏小动脉和肠系膜动脉纤维化显著地增加。在HFD大鼠中,血清中Endocan,leptin以及RANTES增加。而且这三个脂肪因子在HFD诱发的肥胖型高血压中起着关键的作用。

[1]Fink GD: Does our fat tell our brain what to do? A sympathetic' appraisal,J Physiol 2010, 588:1389-1390

[2]Takeuchi M,Takino J,Sakasai-Sakai A,Takata T,Ueda T,Tsutsumi M,Hyogo H,Yamagishi S:Involvement of the TAGE-RAGE system in non-alcoholic steatohepatitis:Novel treatment strategies,World J Hepatol 2014, 6:880-893

本文编辑:李 豆

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B

ISSN.2095-6681.2016.36.143.02

中国国家自然科学基金支持(号:81400315)

孔祥清

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