体重管理机理与模型之减肥作用

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功效：减肥作用
机理：1）降低肥胖大鼠血清中瘦素含量，明显改善肥胖大鼠瘦素抵抗，加快大鼠体内能量代谢从而抑制机体体重的增加。
           2）瘦素能作用于解偶联蛋白2（UCP2）增加机体内三羧酸循环，增强脂肪酸的氧化作用，促进脂肪分解。
           3）脂肪酸氧化需要依赖肉碱棕榈酸转移酶（CPT-1）将细胞液中的活化脂酰CoA转运至线粒体内进行脂肪酸氧化反应。
           4）通过调节机体内UCP2和CPT-1基因表达，增加机体内能量的消耗和脂肪分解，从而达到减肥降脂的作用功效。
模型：高脂饲料诱导建立营养型肥胖大鼠模型
指标：体重变化
            Lee’s 指数
            摄食量和食物利用率
            脂肪重量和脂肪系数
            血清中 TC、TG、HDL-C、LDL-C
            肝脏和脂肪组织的形态学分析
            血清中瘦素(leptin)和神经肽 Y(NPY)含量
            NPY、UCP2 和 CPT-1 基因表达
活性成分：黑茶水提物
依据：1）Lee’s 指数主要反映机体脂肪占总体重的比例，该指数比单纯的体重值更能精确地反映机体的肥胖程度。{Lee’s 指数=体重(g)1/3x103/体长(cm)}
           2）食物利用率=体重增加量/摄食量x100%。
           3）脂肪系数是反映大鼠体脂水平及肥胖程度的指标之一。脂肪系数（（肾周脂肪+睾丸周脂肪）/动物体重x100%)
           4）血清总胆固醇(TC)是指血液中所有脂蛋白所含胆固醇之总和。总胆固醇包括游离胆固醇和胆固醇酯，肝脏是合成和贮存的主要器官。胆固醇是合成肾上腺皮质激素、性激素、胆汁酸及维生素D等生理活性物质的重要原料，也是构成细胞膜的主要成分，其血清浓度可作为脂代谢的指标。指临床上将血总胆固醇增高称为高胆固醇血症。
          5）血清甘油三酯(TG)是血酯的成分之一。在人体当中甘油三酯处于动态平衡。血清中甘油三酯主要存在于极低密度脂蛋白（VLDL）和乳糜微粒（CM）中，高甘油三酯血症是心血管疾病的危险因素之一。临床检测血清甘油三酯浓度主要用于高脂血症、胰腺炎、肝肾疾病、动脉粥样硬化症和营养学评价。
          6）高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)主要是由肝脏合成，由磷脂、载脂蛋白、胆固醇和少量脂肪酸组成，主要生理功能是转运磷脂和胆固醇。HDL主要由肝和小肠合成。肝合成的新生HDL以磷脂和载脂蛋白A-Ⅰ(ApoAⅠ)为主。在卵磷脂胆固醇脂酰基转移酶(LCAT)作用下，游离胆固醇变成胆固醇酯，脂蛋白则变成成熟球形HDL3，再经LPL作用转变成HDL2。Golmset指出，LCAT通过转酯化反应完成新生盘状HDL向HDL3、HDL2的转化，减少血浆HDL中游离胆固醇的浓度，构成胆固醇从细胞膜流向血浆脂蛋白的浓度梯度，降低组织胆固醇的沉积。HDL2增多：见于高脂血症、动脉粥样硬化、糖尿病、肾病综合征、甲状腺功能减煺、胆总管阻塞、高血压(部分)。HDL2减少：见于低脂蛋白血症、贫血、败血症、甲状腺功能亢进、肝病、严重感染、营养不良、肺结核和晚期癌症。
         7）血浆中低密度脂蛋白(LDL-C)是运输内源性胆固醇的主要载体，LDL 通过结合其细胞膜上的低密度脂蛋白受体(LDL-R) 被降解和转化。LDL是一种运载胆固醇进入外周组织细胞的脂蛋白颗粒，可被氧化成氧化低密度脂蛋白，当低密度脂蛋白，尤其是氧化修饰的低密度脂蛋白（OX-LDL）过量时，它携带的胆固醇便积存在动脉壁上，久了容易引起动脉硬化。因此低密度脂蛋白被称为“坏的胆固醇”。
         8）瘦素是一类由白色脂肪细胞分泌产生的蛋白质类激素，其作用于下丘脑代谢调节中枢能抑制食欲和减少能量摄取，从而抑制脂肪组织合成。有研究报道，肥胖个体血清中含有较高水平的瘦素浓度，但由于机体组织对瘦素产生抵抗使得下丘脑组织不能接受瘦素的调节信号，导致肥胖个体代谢能量代谢速率降低而导致脂肪组织的积累。（瘦素対食欲的控制作用主要由下丘脑弓状核中的两个特殊部位的神经元进行调节，分别为包含神经肽Y的神经元和包含阿片-促黑素细胞皮质素原的神经元，其中前者能促进食欲，可被瘦素抑制，而后者抑制食欲，可被瘦素激活。）
        9）神经肽Y是一种广泛存在于机体内维持机体内环境稳定的激素，具有增进食欲、改变机体能量代谢等作用。
       10）解偶联蛋白2（UCP2）是线粒体内膜上解偶蛋白家族成员之一,能通过“质子漏”作用，使线粒体内膜外的质子直接进入线粒体基质，降低了内膜两侧的质子电化学梯度，使氧化过程与二磷酸腺苷磷酸化过程解偶联（呼吸链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏的现象），从而使ATP合成减少，能量以热的形式释放，同时由于内膜两侧质子电化学梯度降低，呼吸链上的电子回漏减少，因此UCP2在调节线粒体功能和能量代谢方面发挥着及其重要的作用。
       11）肉碱棕榈酸转移酶（CPT-1）是脂肪氧化过程中的一种限速酶，催化脂肪酸转运至线粒体基质进行β氧化。它位于线粒体外膜，脂肪酸氧化需要依赖CPT-1将细胞液中的活化脂酰CoA转运至线粒体内进行脂肪酸氧化反应。因此，CPT-1在脂肪酸氧化反应中起着关键限速酶的作用，是脂肪酸氧化的主要限速步骤。
       12）瘦素是神经肽Y 基因和 UCP2 基因的调控因子之一。报道表明，瘦素能作用于 UCP2 增加机体内三羧酸循环，增强脂肪酸的氧化作用，促进脂肪分解。
       13）体内能量摄入和消耗代谢的不平衡会导致肥胖。高脂饮食导致体内能量代谢的失衡
和内脏脂肪量的增加，被认为是导致肥胖的主要因素。
       14）黑茶属于微生物后发酵茶，是我国特有的一大茶类。我国黑茶生产历史悠久，产区广阔，品种花色很多，其中，最具商业规模的黑茶有茯茶、普洱茶、六堡茶和青砖茶等。近年来，由于黑茶独特的风味品质及其对肥胖、高血脂、高血糖等代谢性疾病具有显著的防治作用而越来越受到消费者的喜爱。
实验：
1.模型建立
大鼠于动物实验房适应性喂养 1 周(23±2℃，12/12h 光暗循环)后，将大鼠分为基础饲料喂养组(ND-fed)和高脂饲料喂养组(HFD-fed)，饲养 50 天建立肥胖大鼠模型(基础饲料：46.74%碳水化合物，24.3%蛋白质，7.5%脂肪，3.5%纤维素和 8.6%灰分；高脂饲料：80%基础饲料，10%猪油，10%蛋黄粉)。
2.动物分组
将诱导成功的肥胖大鼠(肥胖大鼠定义为比正常组大鼠平均体重增加 20%的大鼠)随机分组为 8 组：
模型对照组(HFD)，阳性对照组(HFD+P)，茯砖低剂量组(HFD+LF)，茯砖中剂量组 (HFD+MF)，茯砖高剂量组 (HFD+HF)，六堡低剂量组(HFD+LL)，六堡中剂量组(HFD+ML)，六堡高剂量组(HFD+HL)。
3.相关指标变化
1）高脂饲料诱导营养型肥胖大鼠模型的建立
结果：高脂饲料诱导营养性肥胖大鼠模型前，各组大鼠体重无显著性差异（P＞0.05）。经过 50 天不同饲料喂养后，HFD-fed 组大鼠的体重显著高于 ND-fed 组大鼠，与 ND-fed组大鼠相比具有显著性差异(P＜0.05)，HFD-fed 组大鼠的体重平均增重 320 g，表明高脂饲料诱导的营养型肥胖大鼠模型构建成功。
2）黑茶对营养型肥胖大鼠体重的抑制作用
结果：不同黑茶水提物对肥胖大鼠体重增长均有一定程度的抑制作用，且随着黑茶水提物剂量的增加，其抑制作用逐渐增强，呈一定量效关系。其中 HFD-MF组(517.59±21.09 g)、HFD-HF 组(509.06±20.65 g)和 HFD-HL 组(509.11±9.29 g)在茯砖茶干预后，体重显著低于 HFD 组(570.40±11.27 g)(P＜0.05)(图 3.2)，而 HFD-MF 组(76.69±15.05 g)、HFD-HF 组(64.15±13.57 g)和 HFD-HL 组体重增量也显著低于 HFD 组(75.57±9.11 g)体重增量(P＜0.05)。
3）黑茶对营养型肥胖大鼠 Lee’s 指数的调控作用
结果：各组大鼠 Lee’s 指数在黑茶水提物干预前无显著性差异(P＞0.05)。各组大鼠 Lee’s 指数在黑茶水提物干预后与 HFD 组相比均呈不同程度降低，其中 HFD-LF 组(308.35±3.28)、HFD-MF 组(305.13±2.59)、HFD-HF 组(308.33±3.62)和 HFD-HL 组(309.05±2.26)与 HFD 组(317.44±2.07)相比Lee’s 指数呈显著降低(P＜0.05)。
4）黑茶对营养型肥胖大鼠食物利用率的抑制作用
结果：黑茶水提物干预前后，各组大鼠的摄食量均无显著性差异（P＞0.05），且整个干预过程中各组大鼠生长情况未出现异常，表明黑茶水提物干预对试验大鼠的食欲无影响（图 3.5）。但黑茶水提物干预后 HFD+MF 组（7.31±0.82 %）、HFD+HF 组（6.92±0.73 %）、HFD+ML 组（9.42±0.88 %）和 HFD+HL 组（8.74±0.79 %）食物利用率与 HFD 组（12.26±0.79 %）相比显著降低并呈剂量依赖关系（P＜0.05），表明黑茶水提物能够抑制机体对食物能量的摄取利用。
5）黑茶对营养型肥胖大鼠脂肪重量、脂肪系数的干预作用
结果：黑茶水提物干预后各组大鼠脂肪重量和脂肪系数与 HFD 组相比均出现不同程度降低；其中 HFD-LF 组（19.61 g，3.60%）、HFD-MF 组（18.25 g，3.51%）、HFD-HF 组（17.64g，3.42%）、HFD-ML 组（18.84 g，3.53%）和 HFD-HL 组（18.15 g，3.42%）与 HFD组（25.16±1.57 g，4.55±0.20 %）均呈显著降低（P＜0.05）。
6）黑茶对营养型肥胖大鼠常规血清指标干预作用
结果：各组大鼠在黑茶水提物干预前与 HFD 组相比，血清中 TG、TC、HDL-C 和 LDL-C含量无显著性差异（P＞0.05）。黑茶水提物干预后，HFD+MF 组（0.92±0.46 mmol/L）、HFD+HF 组（0.84±0.50 mmol/L）和 HFD+ML 组（0.87±0.38 mmol/L）大鼠血液 TG 含量与 HFD 组（1.53±0.45 mmol/L）相比显著性降低（P＜0.05）；各组大鼠血清中 TC 含量黑茶水提物干预后与 HFD 组相比呈下降趋势，但均无显著性差异（P＞0.05）。各组大鼠血清中 HDL-C 含量黑茶水提物干预后与 HFD 组相比呈上升趋势，但均无显著性差异（P＞0.05）。HFD+LF 组（0.58±0.16 mmol/L）和 HFD+LL 组（0.63±0.25 mmol/L）大鼠血清 LDL-C 含量与 HFD 组（0.93±0.37 mmol/L）相比显著性降低（P＜0.05）（表 3.3）。
7）黑茶干预后营养型肥胖大鼠肝脏、脂肪组织的形态学分析
结果：肝脏组织形态学分析发现（图 3.9），ND 组大鼠肝脏中细胞排列致密整齐，细胞形态清晰，未见脂肪变性现象，无脂滴产生；HFD 组大鼠肝脏中小叶中心区域产生了严重的脂肪变性且一直延伸到门静脉周围区域。同时，在肝细胞的细胞质中产生了大量的脂肪滴。但是，经过黑茶水提物干预后的 6 组试验大鼠肝脏切片（HFD+LF 组、HFD+MF组、HFD+HF 组、HFD+LL 组、HFD+ML 组和 HFD+HL 组）脂肪变性得到明显改善，且脂肪滴数量显著减少，特别是 HFD+HL 组肝脏细胞恢复致密整齐，细胞形态清晰，脂肪滴基本完全消失。
脂肪组织形态学分析可知（图 3.10），HFD 组大鼠脂肪细胞明显大于 ND 组大鼠脂肪细胞，且细胞形态严重变性，细胞大小不一，呈无序状排列；ND 组大鼠脂肪细胞较小，细胞形态呈多边形，排列致密整齐；但经过黑茶水提物干预后的 6 组试验大鼠脂肪组织切片(HFD+LF 组、HFD+MF 组、HFD+HF 组、HFD+LL 组、HFD+ML 组和 HFD+HL 组)显示，大鼠脂肪细胞明显减小，排列致密有序，特别是HFD+MF 组和 HFD+HF 组大鼠脂肪细胞与 ND 组大鼠脂肪细胞形态、大小等基本无明显差别。
8）黑茶对营养性肥胖大鼠血清瘦素和神经肽 Y 含量的干预作用
黑茶水提物干预前，各组大鼠的血清中瘦素含量无显著性差异（P＞0.05）。黑茶水提物干预后，HFD 组、HFD+P 组和各黑茶水提物干预组均有不同程度的上升，但黑茶各干预组与 HFD 组相比均有显著性降低差异（p＜0.01），各剂量组干预的血清瘦素含量接近灌胃初始水平。
黑茶水提物干预前，各组大鼠血清神经肽含量无显著性差异（P＞
0.05）。黑茶水提物干预后，茯砖茶水提物干预各组大鼠血清神经肽 Y 含量均出现一定程度的降低，而六堡茶水提物干预各组大鼠血清神经肽 Y 含量均出现一定程度的升高，但均与 HFD 组相比均无显著性差异（P＞0.05）。
9）黑茶对营养型肥胖大鼠肥胖相关基因表达的干预作用
通过qPCR分析发现，黑茶水提物干预后，HFD+HF组（0.69±0.04-fold，P＞0.05）和 HFD+HL 组（0.73±0.11-fold，P＞0.05）与 HFD（1-fold）组相比对神经肽Y 基因表达有一定程度的下调作用，但无显出差异。相反，HFD+HL 组（UCP2：1.51±0.10-fold，P＜0.01；CPT-1：1.5±0.15-fold，P＜0.01）与 HFD 组（1-fold）相比能显著上调表达 UCP2 和 CPT-1 基因，而 HFD+HF 组（UCP2：1.14±0.07-fold，P＞0.05，CPT-1：1.07±0.08，P＞0.05）有一定程度上调表达但未有统计学差异。
4.结论
通过高脂饲料饲诱导建立营养型肥胖大鼠模型，采用低剂量（75 mg/kg•BW），中剂量（150 mg/kg•BW）和高剂量（300 mg/kg•BW）的黑茶水提物对肥胖动物模型干预40 d 发现，黑茶水提物能显著抑制肥胖大鼠体重和脂肪组织增长，降低机体 Lee’s 指数、食物利用率、改善肝脏脂肪变性程度，同时显著降低血清中 TG 和 LDL-C 含量，但对 TC 和 HDL-C 含量无显著影响。黑茶水提物也能显著降低肥胖大鼠血清中瘦素含量，明显改善肥胖大鼠瘦素抵抗，但对神经肽 Y 含量无显著影响。另外，黑茶水提物通过显著提高UCP2和CPT-1基因表达，增强体内脂肪酸氧化和体内生热作用，促进脂肪分解，从而达到减肥功效。