魯 林， 劉 桂， 王曉慧， 婁淑杰

(上海體育學院， 上海 200438)

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有氧運動同時補充玉米肽對肥胖大鼠脂肪分解關鍵酶的影響*

魯 林， 劉 桂， 王曉慧Δ， 婁淑杰

(上海體育學院， 上海 200438)

目的：研究有氧運動同時補充玉米肽對高脂飲食誘導的肥胖大鼠減脂的作用及其與脂肪分解關鍵酶甘油三酯脂肪酶(ATGL)和脂蛋白酯酶(LPL)關系。方法：4周齡健康雄性SD大鼠150只，體重160～180 g，隨機選取15只作為普通膳食不運動組，給予普通飼料喂養(yǎng)。剩余135只大鼠進行8周的高脂飼料喂養(yǎng)建立肥胖大鼠模型，以體重超過普通膳食不運動組大鼠平均體重的20% 作為肥胖大鼠建模成功的標準。將建模成功的肥胖大鼠40只隨機分為5組(n=8)：肥胖對照組、酪蛋白組、玉米肽組、運動組和運動+玉米肽組。除酪蛋白組、玉米肽組喂養(yǎng)自制飼料外，其余各組均用普通飼料喂養(yǎng)，運動組每天進行15 m/min，持續(xù)時間60 min的跑臺運動，每周6天。4周運動和玉米肽干預后取血，檢測大鼠血漿中TG、TC、HDL、LDL的含量；取大鼠腎周、附睪脂肪和肝，檢測腎周和附睪脂肪的重量，Western blot檢測大鼠肝ATGL、脂肪LPL的蛋白表達水平。結果：與肥胖對照組大鼠相比：①運動組、運動+玉米肽組大鼠的體重、附睪和腎周脂肪含量明顯降低(P<0.05)，且運動+玉米肽組比運動組下降得更明顯(P<0.05)，而其它組大鼠無顯著差異。②運動組大鼠血漿TG顯著降低，運動+玉米肽組的血漿 TG、TC 顯著降低(P<0.05)，其它組大鼠的TG、TC無顯著差異；血漿 HDL 和 LDL 各組間均無顯著性差異。③運動組和運動+玉米肽組大鼠的肝ATGL、脂肪組織LPL的蛋白水平明顯增加(P<0.01)，且運動+玉米肽組比運動組的更顯著(P<0.05)；其他兩組無顯著差異。結論：有氧運動、有氧運動同時補充玉米肽都可以明顯降低大鼠的體脂和血脂水平，且后者的作用更強，這可能與其更顯著地增加肥胖大鼠肝ATGL和脂肪LPL的蛋白水平有關。而僅僅補充玉米肽不能降低大鼠的體脂和血脂水平。

玉米肽；有氧運動；ATGL；LPL；血脂

【DOI】 10.13459/j.cnki.cjap.2016.04.010

超重和肥胖已成為全球流行性疾病。2013年全球肥胖和超重人群已達到21億人，相當于30%的地球人口，其中肥胖約占12%左右的人口[1]，而中國的肥胖發(fā)生率正呈爆炸式增長。肥胖可引起一系列肥胖相關疾病的發(fā)生、發(fā)展，包括代謝綜合征、2型糖尿病、動脈粥樣硬化、高血壓和冠心病等，嚴重威脅著人類的健康。

肥胖主要是體內(nèi)過多的甘油三酯(TG)的堆積所致。TG 分解的關鍵限速酶主要是脂肪甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase, ATGL)和脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase, LPL)。ATGL屬于非鈣依賴磷酸酯酶蛋白家族。作為 TG水解的第一步關鍵限速酶，將TG 水解為甘油二酯，在脂代謝中起重要作用[2]。研究發(fā)現(xiàn)肥胖、胰島素抵抗大鼠骨骼肌的 ATGL 蛋白水平降低[3]。ATGL 在肝中過表達則能降低小鼠脂肪肝的發(fā)生[4]。ATGL 基因敲除小鼠出現(xiàn)肥胖、且白色脂肪組織中的 TG 水解酶活性大幅下降，釋放游離脂肪酸的水平下降了75%[5]。LPL 也是 TG 分解的關鍵限速酶，由脂肪細胞、心肌細胞、骨骼肌細胞、乳腺細胞及巨噬細胞等實質(zhì)細胞合成和分泌，廣泛分布于肝外組織[6]。LPL主要水解血漿乳糜微粒(chylomicron, CM)和極低密度脂蛋白(very low-density lipoprotein, VLDL)中的TG，在脂代謝、胰島素抵抗、脂肪細胞分化中有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，LPL 基因敲除(LPL+/-)小鼠的體重和內(nèi)臟脂肪質(zhì)量顯著增加，血清、肝及骨骼肌中 TG 和 FFA 水平明顯升高[7]。

肥胖的主要原因是缺乏運動和能量過剩[8]。運動減肥被證實有良好的效果，但是單純的通過運動減肥，耗時較長，且難以長期堅持。若能尋找到某種食品，單獨或結合運動使用能促進脂肪分解，則能獲得更好的減肥效果。玉米肽是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型的生物活性肽，是從天然食品玉米中提取的蛋白質(zhì)經(jīng)過定向酶切及特定小肽分離技術獲得的小分子多肽物質(zhì)，具有水溶性好且容易被身體吸收的特點。研究證實，玉米肽除了有降血壓、抗疲勞、抗氧化和醒酒的功能[9, 10]外，可能還有改善脂代謝和減輕體重[11, 12]的作用。但玉米肽的減輕體重及改善脂代謝的作用還不確定，對其機制的研究更屬空白。因此，本文的目的是研究有氧運動同時補充玉米肽對高脂飲食所致的肥胖大鼠的體重、體脂和血脂的影響，并探討玉米肽的這種減脂作用是否與ATGL、LPL這兩種酶有關，為后續(xù)研發(fā)玉米肽為減肥產(chǎn)品提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

4 周齡雄性 SD 大鼠 150 只，體重 180～200 g(購自上海第二軍醫(yī)大學)。生產(chǎn)許可證號：SCXK(滬)2013-0018，動物批號：2013001804004，使用許可證號：SYXK(滬)2014-0002。所有大鼠均自由飲食。飼養(yǎng)環(huán)境溫度控制在 20℃～24℃，相對濕度為 40%～55%，12 h/12 h晝夜循環(huán)。本實驗中的玉米肽購自湖北瑞邦生物科技有限公司，經(jīng)江南大學檢測，主要成分見表1。

Tab. 1 Amino acid compositions of the corn peptides

1.2 肥胖大鼠模型的建立與實驗動物分組

普通飼料適應性喂養(yǎng)一周后，隨機抽取 15 只大鼠作為普通膳食不運動組。135只肥胖造模組大鼠以高脂飼料喂養(yǎng)8周，以體重超過普通膳食不運動組大鼠平均體重的20% 作為肥胖大鼠建模成功的標準[13]。在評定肥胖模型大鼠是否成功的過程中，在第6周、第7周各隨機選擇5只普通膳食不運動組大鼠和4只體重處于中間位置的建模大鼠，檢測血脂和體脂等指標；最終普通膳食不運動組大鼠5只，肥胖造模成功的48只，選擇造模成功大鼠中體重最重的40只，隨機分成5組，即肥胖對照組，酪蛋白組、玉米肽組、運動組、運動+玉米肽組，每組8只。

1.3 干預方案

普通膳食不運動組、肥胖對照組和運動組大鼠喂普通飼料，玉米肽組和運動+玉米肽組飼料是在每千克普通飼料中加入200 g玉米肽，酪蛋白飼料在每千克普通飼料中加入125 g酪蛋白。設酪蛋白組以證明玉米肽的減脂作用確是玉米肽所致，而非蛋白質(zhì)所致，玉米肽飼料和酪蛋白飼料的糖(54.6%vs56.0%)、脂肪(3.2%vs3.7%)和蛋白質(zhì)(29.7%vs29.0%)的含量基本相同。運動組大鼠進行有氧運動，方案為跑速15 m/min，坡度5°，相當于 64%±4.5%VO2max強度。每周運動6次，每次運動60 min，持續(xù)4周。

1.4 樣本采集

大鼠麻醉后，迅速剖開腹腔和胸腔，下腔靜脈取血。采血后迅速取出大鼠右側的腎周脂肪及附睪脂肪，4℃生理鹽水洗滌，用濾紙吸干后稱重，即為腎周及附睪脂肪的絕對值，將它們除以大鼠的體重即得腎周及附睪脂肪的相對值。

1.5 血脂指標測定

血脂四項指標甘油三酯(triglyceride, TG)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)和低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)，由南京建成生物科技有限公司測定。

1.6 Western blot 實驗

稱取50 mg 肝或200 mg的脂肪組織，充分剪碎后加入500 μl裂解液。電動勻漿器勻漿后離心取上清液，用BCA 法測得蛋白濃度。調(diào)整上樣量，使每孔的上樣量為50 μg。經(jīng)SDS-PAGE分離( 濃縮膠濃度為5%，分離膠濃度為10%) 后，用濕轉(zhuǎn)法將蛋白轉(zhuǎn)到PVDF 膜上。5%脫脂奶粉封閉1 h 后孵育一抗(LPL和ATGL，1∶1 000稀釋，GAPDH，1∶5 000稀釋，均為美國santacruz產(chǎn)品) ，4℃過夜。TBST洗滌3次后孵育二抗(1∶500稀釋) 1 h。TBST洗滌3次后，ECL化學發(fā)光。經(jīng)顯影、定影后顯出目的條帶。凝膠成像系統(tǒng)掃描X光片，Lab Work軟件計算各條帶的灰度值。

1.7 統(tǒng)計學處理

2 結果

2.1 有氧運動同時補充玉米肽降低肥胖大鼠的體重

與肥胖對照組比較，運動組大鼠的體重在干預2周起就顯著下降，持續(xù)至干預4周，而運動+玉米肽組的體重在干預1周后就開始降低，也持續(xù)至實驗結束。運動+玉米肽組大鼠的體重在干預1～3周時都比運動組要低，且在干預3周后接近普通膳食不運動組大鼠的體重。而酪蛋白組和玉米肽組的大鼠體重與肥胖對照組在各周均無顯著性差異(表2)。2.2 有氧運動同時補充玉米肽減少肥胖大鼠單側附睪脂肪、腎周脂肪的含量

如表3所示，與肥胖對照組相比，運動組和運動+玉米肽組大鼠附睪脂肪和腎周脂肪含量的絕對值和相對值降低，且運動+玉米肽組比運動組減少得更顯著。而酪蛋白組和玉米肽組附睪脂肪和腎周脂肪含量的絕對值和相對值與普通膳食不運動組大鼠無顯著性差異。

2.3 有氧運動同時補充玉米肽改善肥胖大鼠的血脂水平

與肥胖對照組相比，酪蛋白組的TG顯著升高，運動和運動+玉米肽組的TG顯著降低，運動+玉米肽組的TC也顯著減低，而其他指標在各組間沒有差異(表4)。

Tab. 2 Effects of supplement of corn peptides plus aerobic exercise on rats' weight loss(g, ±s)

ODWE: Ordinary diet without exercise; OC: Obesity control group; C: Casein group; CP: Corn peptide group; E: Exercise group; E+CP: Exercise + Corn peptide group; BI: Before the intervention; 1WA: 1 week for acclimating; 1WI: 1 week intervention; 2WI: 2 weeks intervention; 3WI: 3 weeks intervention; 4WI: 4 weeks intervention

**P<0.01vsODWE group;#P<0.05,##P<0.01vsOC group;△P<0.05vsE group

Tab. 3 Effects of supplement of corn peptides plus aerobic exercise on rats' unilateral epididymis and perirenal ±s)

ODWE: Ordinary diet without exercise; OC: Obesity control group; C: Casein group; CP: Corn peptide group; E: Exercise group; E+CP: Exercise + Corn peptide group; EF: Epididymis fat; EF/W: Epididymis fat/weight; PF: Perirenal fat; PF/W: Perirenal fat/weight

*P<0.05vsODWE group;#P<0.05,##P<0.01vsOC group;△P<0.05vsE group

Tab.

ODWE: Ordinary diet without exercise; OC: Obesity control group; C: Casein group; CP: Corn peptide group; E: Exercise group; E+CP: Exercise + Corn peptide group; TG: Triglyceride; TC: Total cholesterol; HDL: High-density lipoprotein; LDL: Low-density lipoprotein

*P<0.05vsODWE group;#P<0.05,##P<0.01vsOC group

2.4 有氧運動同時補充玉米肽增加肝ATGL和脂肪LPL的蛋白表達

與肥胖對照組或普通膳食不運動組大鼠比較，運動組和運動+玉米肽組的大鼠肝ATGL(圖1)以及脂肪LPL(圖2)的蛋白表達顯著升高，且運動+玉米肽組比運動組增加得更明顯。

Fig. 1 Supplement of corn peptides plus aerobic exercise increase the protein levels of ATGL in the obesity rats' livers

ODWE: Ordinary diet without exercise; OC: Obesity control group; C: Casein group; CP: Corn peptide group; E: Exercise group; E+CP: Exercise + Corn peptide group; ATGL: Adipose triglyceride lipase; GAPDH: Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; Five rats in the ODWE group and 8 rats in the other groups

**P<0.01vsOC group；#P<0.05vsE group

3 討論

3.1 有氧運動同時補充玉米肽對肥胖大鼠體重、腎周和附睪脂肪以及血脂的影響

目前，肥胖已被認為是一種慢性、低度的系統(tǒng)性炎癥，表現(xiàn)為多種脂肪因子、炎癥因子的分泌增加，與肥胖患者和大鼠的糖、脂代謝紊亂有關[14]。導致肥胖炎癥反應的根源就是體內(nèi)過多的脂肪，尤其是腹腔內(nèi)臟脂肪[15]。有氧運動改善糖、脂代謝也是與其降低內(nèi)臟脂肪含量和抗炎作用有關[16]。本文的實驗結果顯示，有氧運動同時補充玉米肽比有氧運動更顯著地降低腎周和附睪脂肪含量，以及降低血漿中的TG和TC水平，而在四周的實驗干預期間，各組大鼠的攝食量均無統(tǒng)計學差異，表明4周干預后大鼠體重、體脂和血脂的改變不是由大鼠攝食量的不同造成的。同時，文獻報道長時間有氧運動可以改善血脂水平，包括降低TG、TC、LDL 水平和增加HDL水平[17,18]，從而降低患動脈粥樣硬化的風險[19]，與我們的實驗結果是完全吻合的。

Fig. 2 Supplement of corn peptides plus aerobic exercise increase the protein levels of LPL in the obesity rats' adipose tissues

OC: Obesity control group; C: Casein group; CP: Corn peptide group; E: Exercise group; E+CP: Exercise + Corn peptide group; ODWE: Ordinary diet without exercise; LPL: Lipoprotein lipase；GAPDH: Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; Five rats in the ODWE group and 8 rats in the other groups

**P<0.01vsOC group；#P<0.05vsE group

3.2 有氧運動同時補充玉米肽增加肥胖大鼠肝 ATGL、脂肪 LPL 的蛋白水平

ATGL的表達受飲食和運動的調(diào)控[20]。Lee K.等人[21]的研究發(fā)現(xiàn)，母雞在孵蛋后、進食前，脂肪組織的ATGL mRNA和蛋白表達立即增強，提示饑餓導致的能量缺乏也許是通過增加脂肪組織中ATGL的表達來增加儲存脂肪的分解，以此提供能量。Ogasawara J等人[22]的研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)9周的耐力跑臺運動使大鼠脂肪細胞中ATGL的mRNA和蛋白水平明顯增加。同ATGL類似，LPL的表達也受運動和飲食的影響[23]。高糖、高脂飲食可上調(diào)脂肪組織和骨骼肌的LPL表達和活性[24]。除了飲食，運動也調(diào)控LPL的表達和活性。超重中年男子進行12周的訓練，慢跑后與慢跑前相比，脂肪中LPL的濃度明顯增加[25]。4 周中低強度有氧運動結合飲食控制在減脂和改善血脂的同時，可顯著增加肥胖青少年血清LPL的活性[26]。目前認為，長期運動可增加骨骼肌、心肌、血漿的LPL表達和活性，降低脂肪組織的LPL表達和活性[27]。此外，郜瑞睿等發(fā)現(xiàn)青少年進行為期4周的封閉式中等強度有氧訓練，LPL基因位點的多態(tài)性可能會影響肥胖青少年運動減肥的效果[28]。

我們的結果證明了4周有氧運動促進高脂飲食誘導的肥胖大鼠肝ATGL和脂肪LPL的蛋白表達，運動的同時補充玉米肽則可使肥胖大鼠肝ATGL和脂肪LPL升高得更明顯。而單獨使用玉米肽對肥胖大鼠肝ATGL和脂肪LPL的蛋白表達沒有影響。以上結果表明：(1)有氧運動同時補充玉米肽比有氧運動有更顯著的減脂作用，這可能與其更顯著地增加肝ATGL和脂肪LPL的蛋白水平有關；(2)僅僅補充玉米肽而不運動對肥胖大鼠沒有減脂作用，這可能與其沒有改變肥胖大鼠肝ATGL和脂肪LPL的蛋白表達有關。

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Effects of supplement of corn peptides combined with aerobic exercise on lipolysis key enzymes: adipose triglyceride lipase and lipoprotein lipase of obese rats

LU Lin, LIU Gui, WANG Xiao-huiΔ, LOU Shu-jie

(School of Kinesiology, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China)

Objective: To investigate the effects of supplement of corn peptides plus aerobic exercise on fat loss and blood lipid profile in obese rats resulted from high fat diet and the mechanism: the role of adipose triglyceride lipase (ATGL) and lipoprotein lipase (LPL). Methods: One hundred and fifty male SD rats (4 weeks age) were randomly divided into control group (C,n=15) fed with ordinary diet and obese model group (M,n=135) fed with high fat diet for 8 weeks. Forty obese rats whose body weight increased by 20% of the mean value of control group were selected and randomly divided into 5 groups(n=8): obesity control group, casein group, corn peptides group, exercise group and exercise+corn peptides group. The rats of the latter two groups completed aerobic excise for 4 weeks at speed of 15 m/min and duration of 60 min per time (6 times/week). After 4 weeks of intervention, the bloods of rats were collected and blood lipid profile plasma levels of triglyceride(TG), total cholesterol (TC), high density lipoprotein(HDL), low density lipoprotein(LDL)were detected. The perirenal fat and epididymal fat were collected and weighed, and the protein levels of ATGL in livers and LPL in adipose tissues were detected by Western blot. Results: ①Compared with obesity control group, the body weight and the masses of perirenal fat and epididymal fat in exercise group and corn peptides+exercise group were decreased obviously, with more obvious decrease in the corn peptides+exercise group compared with the exercise group. No difference was found in the rats of corn peptides group and casein group. ②Compared with obesity control group, the plasma TG was decreased in exercise group, and the plasma levels of TG and TC were reduced in the rats of corn peptides+exercise group, while they remained unchanged in the rats of corn peptides group and casein group. The plasma levels of HDL and LDL had no significant difference among groups. ③The protein levels of ATGL in livers and LPL in adipose tissues were significantly increased in the rats of exercise group and corn peptides+exercise group, with more obvious in the latter group. No difference was shown in the rats of corn peptides group and casein group compared with obesity control group. Conclusion: Significant decrease of body weight, perirenal fat and epididymal fat as well as plasma TG, TC were induced by 4-week aerobic exercise or supplement of corn peptides plus exercise, with more obvious effects induced by corn peptides plus exercise than exercise, while no effect was induced by corn peptides alone, which may be related to the enhancements of the protein levels of ATGL in livers and LPL in adipose tissues.

corn peptides； aerobic exercise； ATGL； LPL； blood lipid profile

2015-12-18

2016-04-14

G804.7

A

1000-6834(2016)04-326-06

△【通訊作者】Tel： 021-51253520； E-mail： wangpan96@126.com