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人类在充分享受着文明便利的同时,也遭受着文明疾病的困扰。随着饮食结构和生活方式的改变,脂肪肝的患病率不断攀升,全球NAFLD的平均发病率大约在2096左右。
近年来,随着人们对于NAFLD病理生理学致病机制的清晰认识、有氧运动改善机体应激状态与维持稳态机制的深入研究和新兴边缘学科——低温生物学(Cryobiology)研究的快速兴起,整合有氧运动与低温生物学最新研究成果,应用亚低温与有氧运动联合干预NAFLD或许会成为制之利器。
本研究通过建造经济、有效的非酒精性脂肪肝动物模型,从细胞生物学与分子生物学层面,全方位、多层次探讨研究。分别在SD大鼠NAFLD模型建造过程前、中、后三种状态下,对其实施亚低温游泳联合干预,实验研究预防、延缓、改善NAFLD的效果及其机制。旨在为人类探寻预防与改善NAFLD有效措施研究提供新的思路。
实验分为四部分:建造SD大鼠NAFLD模型、预防、延缓、改善NAFLD效果与机制的实验研究。
1.建造SD大鼠NAFLD模型
目的:建造经济、有效的非酒精性脂肪肝动物模型。
方法:40只SD大鼠随机分为对照组(n=20)和模型组(n=20),对照组给予普通固体饲料喂养,造模组采用本研究配制的液态高脂饲料喂养。对照组,模型组分别于造模开始后的第3周末、第4周末和第5周末各处死2-3只大鼠,做肝脏组织HE染色病理学切片分析。确诊SD大鼠NAFLD造模成功后,宰杀剩余SD大鼠,检测各组别SD大鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(FFA)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和肝脏组织中MDA、SOD、GSH和Caspase-3、Caspase-12、TNF-α、IL~6,制备肝组织HE染色病理切片。
结果:采用本研究配制的液态高脂饲料喂养SD大鼠5周后血清中的ALT升高,与对照组相比无统计学差异;血清中的TG、TC和FFA较对照组有非常显著性升高,LDL较对照组有显著性升高,HDL较对照组升高,但无统计学差异。肝脏组织中的MDA、Caspase-3、Caspase-12、TNF-α和IL-6比较对照组升高,SOD和GSH比较对照组减低,均有非常显著性差异;肝组织病理学HE染色显示为脂肪肝性肝病变为主。
结论:采用本研究配制的液态高脂饮食喂养SD大鼠5周可以建造经济、有效的非酒精性脂肪肝动物模型。同时佐证和拓深了NAFLD致病机制研究,为后续研究提供了理论契机。
2.预防NAFLD效果与机制的实验研究
目的:探讨在SD大鼠NAFLD模型建造前,对其实施亚低温状态下游泳联合干预,实验研究预防NAFLD的效果及其机制。
方法:60只SD大鼠随机分为对照组(control,n=10)、高脂组(fat,n=10)、常温游泳高脂组(temperature swimming fat,n=10)、常温浸泡高脂组(temperatureimmersion fat,n=10)、亚低温游泳高脂组(hypothermia swimming fat,n=10)和亚低温浸泡高脂组(hypothermia immersion fat,n=10)。各组别统一给予普通固体饲料喂养,与此同时对相应高脂分组实施预定干预5周。然后,终止干预,对高脂各组别进行造模。对照组继续给予普通固体饲料喂养,其它高脂组则采用本研究配制的液态高脂饲料喂养建造NAFLD动物模型。5周后宰杀SD大鼠,检测各组别SD大鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(FFA)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和肝脏组织中MDA、SOD、GSH和Caspase-3、Caspase-12、TNF-α、IL-6、BSP70、HSP70mRNA Real-TimePCR,同时制备各组别肝组织HE染色病理切片。
结果:肝组织病理学切片HE染色,亚低温游泳组相比常温游泳组SD大鼠NAFLD动物模型光镜下:肝小叶结构尚可见,脂滴空泡视野数目显著性减少;SD大鼠NAFLD造模组比对照组ALT表现为轻微升高,然而亚低温游泳组比NAFLD造模组ALT表现为降低;F组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比C组有非常显著性升高;LDL相比C组有显著性升高;HDL相比C组升高,但是没有显著性差异。HS组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA、LDL相比F组有显著性降低;HDL相比F组降低,但是没有显著性差异。HT、TS、TI组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA、LDL、HDL相比F组均降低,但是没有显著性差异;F组肝组织氧化应激指标:MDA相比C组有非常显著性升高;GSH、SOD相比C组有非常显著性降低。HS组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组有显著性降低;GSH、SOD相比F组有显著性升高。TS、HI、TI组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组降低,GSH、SOD相比F组升高,但是均无显著性差异;F组肝组织Caspase-3相比C组有非常显著性升高。HS组肝组织Caspase-3相比F组有显著性降低。TS、HI、TI组肝组织Caspase-3相比F组均有降低,但是无显著性差异;F组肝组织Caspase-12相比C组有非常显著性升高。HS组肝组织Caspase-12相比F组有显著性降低。TS、眦、TI组肝组织Caspase-12相比F组均有降低,但是无显著性差异;F组肝组织TNF-α和IL-6相比C组均出现非常显著性升高。HS组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均出现非常显著性降低。TS组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均出现显著性降低。HI、TI组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均有降低,但是无显著性差异;F、HS、HI、TS、TI组肝组织HSP70相比C组均出现升高,但是无显著性差异;F、HS、HI、TS、TI组肝组织HSP70 RNA Real-Time PCR表达量相比C组无显著性升高或降低。
结论:5周亚低温状态下游泳干预组相比常温游泳组SD大鼠NAFLD动物模型更具有显著性预防或减轻非酒精性脂肪肝发生的效果。
3.延缓NAFLD效果与机制的实验研究
目的:探讨在SD大鼠NAFLD模型建造过程中,对其实施亚低温状态下游泳运动联合干预,实验研究延缓NAFLD的效果及其机制。
方法:60只SD大鼠随机分为对照组(control,n=10)、高脂组(fat,n=10)、常温游泳高脂组(temperature swimming fat,n=10)、常温浸泡高脂组(temperatureimmersion fat,n=10)、亚低温游泳高脂组(hypothermia swim fat,n=10)和亚低温浸泡高脂组(hypothermia immersion fat,n=10)。对照组给予普通固体饲料喂养,其它高脂组则采用本研究配制的液态高脂饲料喂养5周。建造NAFLD动物模型的过程中,给予相应高脂分组预定干预。5周后宰杀SD大鼠,检测各组别SD大鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(FFA)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和肝脏组织中MDA、SOD、GSH和Caspase-3、Caspase-12、TNF-α、IL-6、HSP70、HSP70mRNA Real一TimePCR相对定量分析,同时制备各组别肝组织HE染色病理切片。
结果:肝组织病理学切片HE染色,亚低温游泳组相比常温游泳组SD大鼠NAFLD动物模型光镜下:肝小叶结构更清晰,脂滴空泡视野数目显著性减少;SD大鼠NAFLD造模组比对照组ALT表现为轻微升高,然而亚低温游泳组比NAFLD造模组ALT表现为降低;F组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比C组有非常显著性升高;LDL相比C组有显著性升高;HDL相比C组升高,但是没有显著性差异。HS组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比F组有非常显著性降低;LDL相比F组有显著性降低;HDL相比F组降低,但是没有显著性差异。TS组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比F组有显著性降低;LDL、HDL相比F组降低,但是没有显著性差异。HI、TI组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA、LDL、HDL相比F组降低,但是没有显著性差异;F组肝组织氧化应激指标:MDA相比C组有非常显著性升高:GSH、SOD相比C组有非常显著性降低。HS组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组有非常显著性降低;GSH、SOD相比F组有非常显著性升高。TS组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组有显著性降低;GSH、SOD相比F组有显著性升高。HI、T工组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组降低,GSH、SOD相比F组升高,但是均无显著性差异;F组肝组织Caspase-3相比C组有非常显著性升高。HS组肝组织Caspase-3相比F组有非常显著性降低。TS组肝组织Caspase-3相比F组有显著性降低。HI、TI组肝组织Caspase-3相比F组有降低,但是无显著性差异;F组肝组织Caspase-12相比C组有非常显著性升高。HS组肝组织Caspase-12相比F组有非常显著性降低。TS组肝组织Caspase-12相比F组有显著性降低。HI、TI组肝组织Caspase-12相比F组有降低,但是无显著性差异;F组肝组织TNF-α和IL-6相比C组均出现非常显著性升高。HS组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均出现非常显著性降低。TS组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均出现显著性降低。HI、TI组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均有降低,但是无显著性差异;F组肝组织HSP70相比C组出现升高,但是无显著性差异。HS组肝组织HSP70相比C、F组出现非常显著性升高。HI、TS、TI组肝组织HSP70相比C、F组均出现升高,但是无显著性差异;F组肝组织HSP70 RNA Real-TimePCR表达量相比C组出现升高,但是无显著性差异。HS组肝组织HSP70 RNAReal-Time PCR表达量相比C、F组出现非常显著性升高。HI、TS、TI组肝组织HSP70 RNA Real-Time PCR表达量相比C、F组均出现升高,但是无显著性差异。
结论:5周亚低温状态下游泳干预组相比常温游泳组SD大鼠NAFLD动物模型更具有显著性延缓非酒精性脂肪肝发生的效果。
4.改善NAFLD效果与机制的实验研究
目的:探讨在SD大鼠NAFLD模型建造后,对其实施亚低温状态下游泳运动联合干预,实验研究改善NAFLD的效果及其机制。
方法:60只SD大鼠随机分为对照组(control,n=10)、高脂组(fat,n=10)、常温游泳高脂组(temperature swimming fat,n=10)、常温浸泡高脂组(temperatureimmersion fat,n=10)、亚低温游泳高脂组(hypothermia swim fat,n=10)和亚低温浸泡高脂组(hypothermia immersion fat,n=10)。对照组给予普通固体饲料喂养,其它高脂组则采用本研究配制的液态高脂饲料喂养5周建造NAFLD动物模型。NAFLD建模完毕后,各组别统一给予普通固体饲料喂养,并对相应高脂分组实施预定干预5周。然后宰杀SD大鼠,检测各组别sD大鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、游离脂肪酸(FFA)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)和肝脏组织中MDA、SOD、GSH和Caspase-3、CaspalSe-12、TNF-α、IL-6、HSP70、HSP70mRNA Real-Time PCR,同时制备各组别肝组织HE染色病理切片。
结果:肝组织病理学切片HE染色,亚低温游泳组相比常温游泳组SD大鼠NAFLD动物模型光镜下:肝小叶结构尚可见,脂滴空泡视野数目显著性减少;SD大鼠NAFLD造模组比对照组ALT表现为轻微升高,然而亚低温游泳组比NAFLD造模组ALT表现为降低;F组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比C组有非常显著性升高;LDL相比C组有显著性升高;HDL相比C组升高,但是没有显著性差异。HS组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比F组有非常显著性降低;LDL相比F组有显著性降低;HDL相比F组降低,但是没有显著性差异。TS组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA相比F组有显著性降低;LDL、HDL相比F组降低,但是没有显著性差异。HI、TI组血清学脂肪代谢指标:TG、TC、FFA、LDL、HDL相比F组降低,但是没有显著性差异;F组肝组织氧化应激指标:MDA相比C组有非常显著性升高;GSH、SOD相比C组有非常显著性降低。HS组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组有非常显著性降低;GSH、SOD相比F组有非常显著性升高。TS组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组有显著性降低;GSH、SOD相比F组有显著性升高。HI、TI组肝组织氧化应激指标:MDA相比F组降低,GSH、SOD相比F组升高,但是均无显著性差异;F组肝组织Caspase-3相比C组有非常显著性升高。HS组肝组织Caspase-3相比F组有非常显著性降低。TS组肝组织Caspase-3相比F组有显著性降低。HI、TI组肝组织Caspase-3相比F组有降低,但是无显著性差异;F组肝组织Caspase-12相比C组有非常显著性升高。HS组肝组织Caspase-12相比F组有非常显著性降低。TS组肝组织Caspase-12相比F组有显著性降低。HI、TI组肝组织Caspase-12相比F组有降低,但是无显著性差异;F组肝组织TNF-α和IL-6相比C组均出现非常显著性升高。HS组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均出现非常显著性降低。TS组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均出现显著性降低。HI、TI组肝组织TNF-α和IL-6相比F组均有降低,但是无显著性差异;F组肝组织HSP70相比C组出现升高,但是无显著性差异。HS组肝组织HSP70相比C、F组出现非常显著性升高。HI、TS、TI组肝组织HSP70相比C、F组均出现升高,但是无显著性差异;F组肝组织HSP70 RNA Real-TimePCR表达量相比C组出现升高,但是无显著性差异。HS组肝组织HSP70 RNAReal-Time PCR表达量相比C、F组出现非常显著性升高。HI、TS、TI组肝组织HSP70 RNA Real-Time PCR表达量相比C、F组均出现升高,但是无显著性差异。结论:5周亚低温状态下游泳干预组相比常温游泳组SD大鼠NAFLD动物模型更具有显著性改善非酒精性脂肪肝发生的效果。