有氧运动对非酒精性脂肪性肝病大鼠肝脏组织脂代谢及perilipinl蛋白表达的影响

摘要

非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)，是指除外过量饮酒(酒精摄入量＜20g/d)，及引起肝脏损害的其他较为明确的致病因素所导致的，以脂肪在肝脏堆积所产生的弥漫性肝细胞大泡性脂肪变性为病理特征的临床病理综合征。
　　机体主要以甘油三酯的形式来储存能量，而甘油三酯通常在机体内形成脂滴(lipid droplets，LDs)来将能量储存于脂肪组织内。脂肪肝主要的病理特征为肝细胞内过多的中性脂肪储积，并且出现脂滴。值得一提的是，最近几年的实验研究表明，脂滴是一个综合的、动态变化、活动旺盛的功能多样的细胞器，可能参与细胞内物质代谢及转运以及细胞信号传导等过程。脂滴由极性单磷脂层，非极性核心（如胆固醇酯和甘油三酯），以及表面的多种功能蛋白构成。脂滴表面多种相关功能蛋白是调控脂滴功能及脂质代谢的重要因素，而PAT家族正是这其中非常重要的一类蛋白。近些年关于脂滴蛋白研究的众多数据表明PAT家族由五个蛋白组成:Plin1(perilipin，Plin1)、Plin2或ADRP（脂肪分化相关蛋白）、Plin3或TIP47（47 KD的尾联蛋白）、Plin4或S3-12和Plin5。Plin1在白色脂肪组织，棕色脂肪组织，甾体生成细胞及发生脂肪变的肝脏组织及在正常肝组织也有少量表达，具有双向调控脂解的功能。基础状态下，plin1在脂滴表面形成屏障从而保护脂滴不被脂解，而当机体处于应激状态时，还可通过影响其他相关蛋白与脂滴的接触促进脂解。此外，plin1还可重塑脂滴的结构，将脂肪细胞的结构由单房转变为多房，更多的将大脂滴转变为小脂滴。Pin1对于肝脏的脂质代谢，进一步来说与非酒精性脂肪性肝病的发病及治疗密切相关。
　　调查发现超过90％的肥胖病人，大约70％的超重的人群，甚至约25％的正常体重的人群均患有脂肪肝，随着人们生活水平的提高，饮食及生活方式也随之发生很大改变，以脂肪为主要组成成分的高热量食物越来越多的占据了人们的餐桌，使与代谢异常密切相关的非酒精性脂肪性肝病的发病率大幅升高，此病已经越来越为医学及研究所关注。关于非酒精性脂肪性肝病的众多治疗措施中，有氧运动作为一个治疗时间可根据个体需要安排、花费少、副作用少的治疗措施，越来越为人们所关注。
　　目的:通过对实验大鼠饲喂高脂饮食建立非酒精性脂肪性肝病大鼠的实验模型，观察实验大鼠在游泳训练中perilipin1蛋白表达及肝细胞内脂滴大小、形态及脂代谢的变化，探讨有氧运动对perilipin1蛋白的表达的影响，及其与肝细胞内脂滴大小、形态、脂质代谢变化，为研究非酒精性脂肪性肝病的发病机制及预防提供新思路。
　　方法:健康清洁级Sprague Dawley(SD)雄性大鼠24只，体重180-220g，喂饲普通饲料，实验大鼠适应1周后，按照体重将24只大鼠随机分为3组，分别为正常对照组（N组）、高脂对照组（H组）及运动干预组（C组），每组各8只大鼠。高脂组实验大鼠给予高脂饮食（具体配方为:82.5％普通饲料+10％猪油+5％蛋黄粉+2％胆固醇+0.5％的胆酸钠），不进行游泳训练。运动干预组给予高脂饮食，同时给予运动训练，有氧运动训练方案为:一周中，周一至周五进行游泳训练，周六、周日给予大鼠充分休息。第1-4周于上午训练2次，第5-8周每天上午或下午训练1次。训练量:第1周每次15 min;第2周每次20 min;第3周每次25 min;第4周每次30 min;第5周前2天每次40 min、后3天每次50 min;第6-8周每次维持60 min至8周训练完毕。而正常对照组实验大鼠给予普通饲料，不予游泳训练，实验动物自由进食及饮水。于第8周末，称量体重后，给予水合氯醛(3ml/kg weight)腹腔内注射麻醉，麻醉成功后，下腔静脉采血处死，分离血清，-80℃保存，以备后期血清生化指标的检测。剖开实验大鼠腹腔，迅速而完整的将大鼠肝脏剥离出来，用冰盐水对肝脏进行冲洗，滤纸将其吸干，电子天平称重并记录。在冰浴条件下，切取肝右叶约100 g置于多聚甲醛固定液中，用于肝脏病理学及免疫组织化学实验;再切取肝右叶约200 g保存清洁干燥的EP管中，于-80℃冰箱用于制备组织匀浆检测肝脏组织游离脂肪酸含量及行蛋白印迹(Western blot)检测perilipin1蛋白含量。
　　结果:
　　1、各组实验大鼠一般状况的比较
　　正常对照组大鼠精神状态好，反应敏锐，皮毛光泽正常，体重增加幅度变化不大，实验期间没有出现不良反应，未出现死亡。高脂对照组大鼠体重逐渐增加，大鼠反应较敏锐，精神状态尚可，未出现死亡。运动干预组大鼠一般状况要优于高脂组大鼠，反应敏锐，精神状态可，未出现死亡。
　　2、各组实验大鼠体重、肝重、肝脏指数的比较
　　结果显示:实验初始三组实验大鼠的体重并无显著性差异（P＞0.05），实验8周末，正常对照组和运动干预组实验大鼠的体重明显少于高脂组，差异显著（P＜0.01），正常对照组大鼠体重明显高于运动干预组大鼠体重，差异显著(P＜0.01);实验8周末，高脂组实验大鼠肝脏重量高于正常对照组及运动干预组，差异显著(P＜0.01)，运动干预组实验大鼠肝脏重量高于正常对照组，差异显著(P＜0.01);实验8周末大鼠肝脏指数，高脂组高于正常对照组，差异非常显著(P＜0.01)，高脂组与运动干预组并无明显差异（P＞0.05）。
　　3、各组实验大鼠肝脏形态组织学指标的比较
　　结果显示:光学显微镜下，高脂组大鼠可见广泛大泡性脂肪变性，并出现大量炎症细胞浸润，光镜下肝脏组织的脂肪变性程度高于正常对照组，差异非常显著(P＜0.01);光镜下，运动干预组大鼠肝组织脂肪变性程度均弱于高脂组，差异非常显著（P＜0.01）。
　　4、各组实验大鼠血清生化学指标的比较
　　结果显示:高脂组大鼠血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白、谷丙转氨酶、谷草转氨酶水平均高于正常对照组，差异显著(P＜0.01);与高脂组相比，运动干预组大鼠血清甘油三酯、谷丙转氨酶、谷草转氨酶均降低，差异非常显著(P＜0.01)，但运动干预组血清总胆固醇及低密度脂蛋白与高脂组差异不显著（P＞0.05）;三组大鼠血清高密度脂蛋白无显著性差异（P＞0.05）。
　　5、各组实验大鼠血清游离脂肪酸及肝脏组织游离脂肪酸含量的比较
　　结果显示:高脂组大鼠血清及肝组织游离脂肪酸均高于正常对照组，差异非常显著(P＜0.01);而运动干预组大鼠血清游离脂肪酸与正常组并无显著性差异（P＞0.05）;与高脂组大鼠相比，运动干预组大鼠血清及肝组织游离脂肪酸均降低，差异非常显著(P＜0.01)。
　　6、各组实验大鼠肝脏组织perilipin1蛋白免疫组织化学染色的比较
　　结果显示:perilipin1蛋白多表达于直径较大的单个脂滴上，在小脂滴和多房脂滴上表达较少;perilipin1蛋白不仅在脂肪肝组织的脂滴上表达，于肝细胞膜上也有表达，且perilipin1蛋白不仅在脂肪肝细胞表达，于正常肝细胞中也可见少量perilipin1蛋白表达。
　　7、western-blot检测各组实验大鼠肝脏组织perilipin1蛋白表达的比较
　　结果显示:正常对照组实验大鼠肝脏perilipin1蛋白的表达少，与正常对照组相比，高脂组及运动干预组实验大鼠肝脏组织perilipin1蛋白的表达均增加，差异非常显著(P＜0.01);与高脂组相比，运动干预组perilipin1蛋白表达减少，差异非常显著(P＜0.01)。
　　结论:
　　1、8周的高脂饮食（配方为:82.5％普通饲料+10％猪油+5％蛋黄粉+2％胆固醇+0.5％的胆酸钠）可以成功复制大鼠非酒精性脂肪性肝病模型。
　　2、有氧运动（游泳训练）可减轻高脂饮食引起的非酒精性脂肪性肝病大鼠肝组织脂肪变性明显减轻，说明游泳训练可对非酒精性脂肪肝起到预防作用。
　　3、游泳训练预防非酒精性脂肪性肝病的可能机制如下:通过降低血清中甘油三酯、游离脂肪酸及肝脏组织游离脂肪酸从而减轻肝脏组织脂肪变性;通过影响肝脏组织perilipin1蛋白的表达，影响肝脏脂滴代谢，从而影响肝脏脂质代谢，而起到预防非酒精性脂肪性肝病的作用。
　　4、perilipin1蛋白作为一个影响肝脏脂滴代谢的重要蛋白可能为非酒精性脂肪性肝病提供一个新的预防和治疗的靶点。

目录

声明

摘要

英文缩写

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 运动与脂代谢稳态的研究进展

致谢

个人简历