摘要
肥胖已成为全球性的流行病，是高血压、糖尿病、心血管疾病及代谢性疾病等慢性疾病的高危因素。肥胖可引起患者左心室肥大，室壁肥厚，促进心功能进行性恶化，是心肌缺血、心力衰竭及心源性猝死的独立危险因素。不适当的饮食和不运动可导致体内脂肪堆积引发肥胖，改善饮食和运动可逆转或延缓心室重构，纠正心功能受损。然而肥胖导致左心室重构和功能受损及饮食与运动对其逆转和改善作用的机制尚缺乏有力的动物实验依据。本研究旨在通过建立肥胖大鼠及肥胖大鼠的饮食和运动干预模型，通过常规超声心动图检查及斑点追踪技术，检测左心室亚临床心肌重构和功能受损的情况，结合大鼠血清学及心肌组织病理学改变，为临床早期肥胖患者左心室功能受损机制提供实验依据。同时探讨饮食与运动干预是否可以作为一种肥胖相关心血管疾病危险因素干预治疗的非药物疗法。 【目的】 1.探讨早期单纯性肥胖大鼠左心室收缩功能有无改变。 2.探讨饮食和运动干预对肥胖大鼠左心室重构及左心室收缩功能的影响。 【方法】 3月龄成年雄性SD大鼠48只，SPF级，平均体重285～305g。随机分为2组，普通饮食喂养的普通饮食（NF,n=6）组和高脂饮食喂养的高脂饮食（HFD,n=42）组，喂养12周，建立肥胖大鼠模型。以体重超过普通饮食组大鼠体重20%作为肥胖标准，筛选造模成功的肥胖大鼠，最终有28只大鼠造模成功，随机取其中的6只与普通饮食组大鼠做比较，记录大鼠一般资料参数，检测大鼠血糖、血脂。通过常规和特殊染色，显微镜下观察大鼠心肌肥大细胞浸润程度、心肌胶原纤维沉积量及LC3蛋白阳性表达水平。采集常规超声心动图图像，脱机在EchPAC工作站，记录二维超声心动图左心室常规参数，二维应变分析软件分析各组大鼠左心室收缩期各节段径向、周向和纵向的应变及应变率。数据取3个测量值的平均值。两组均数用独立样本t检验比较，P<0.05为差异具有统计学意义。 选取剩余肥胖大鼠中体重最重的20只随机分为四组：恢复普通饮食不运动（HFD/NF-S,n=5）组、恢复普通饮食运动（HFD/NF-Ex,n=5）组、继续高脂饮食不运动（HFD-S,n=5）组及继续高脂饮食运动（HFD-Ex,n=5）组。运动组按照以下运动方案：第1天：跑速5m/min，时间30min；第2天：跑速7m/min，时间30min；第3天：跑速10m/min，时间30min；第4天：跑速15m/min，时间45min；第5天：跑速20m/min，时间60min。适应性训练1周后，按照每天20m/min，60min的跑速和时间进行强迫有氧运动训练，5天/周，1次/天，训练8周。记录大鼠一般资料参数，检测大鼠血糖、血脂。通过常规和特殊染色，显微镜下观察大鼠心肌肥大细胞浸润程度、心肌胶原纤维沉积量及LC3蛋白阳性表达水平，并在电镜下观察大鼠心肌超微结构改变。采集常规超声心动图图像，脱机在EchPAC工作站，记录二维超声心动图左心室常规参数，二维应变分析软件分析各组大鼠左心室收缩期各节段径向、周向和纵向的应变及应变率。数据取3个测量值的平均值。4组间通过单因素方差分析进行比较，P<0.05为差异具有统计学意义。 【结果】 1.HFD组肥胖大鼠大鼠成模体重、腹围、腹部脂肪含量、血糖及TG显著高于NF组（P<0.05）。 2.HFD 组肥胖大鼠常规超声心动图参数与 NF 组大鼠相比无明显变化（ P均>0.05）；但其左心室前间隔径向应变率及前间隔、前壁径向应变减低（P均＜0.05），后间隔基底段、中间段、心尖段及侧壁基底段纵向应变率减低（P均＜0.05），后间隔和侧壁基底段、中间段、心尖段纵向应变均明显减低（P均＜0.05）。 3.与NF组相比，HFD组大鼠心肌细胞排列紊乱，脂肪空泡形成；心肌胶原纤维沉积显著增加（P<0.05），肥大细胞浸润明显增加（P<0.05），LC3蛋白表达水平明显降低（P<0.05）。 4.饮食和运动干预8周后，与HFD-S组相比，HFD/NF-Ex组大鼠体重、腹部脂肪含量、腹围、心脏质量、血糖、TG及LDL显著降低，HDL升高（P均<0.01）；HFD/NF-S组和HFD-Ex组与HFD-S组相比，大鼠的体重、腹部脂肪含量、腹围、血糖、TG及LDL 均减小，HDL升高（P均<0.05），而与HFD/NF-Ex组相比各指标亦有变化（P均<0.05）；与HFD/NF-S组相比，HFD-Ex组大鼠的体重、腹部脂肪含量、腹围及血糖增加（P均<0.05），血脂无明显变化（P>0.05）。 5.饮食和运动训练干预8周后，相比较其它三组，HFD/NF-Ex组大鼠心肌胶原纤维沉积量、心肌肥大细胞浸润程度显著减少（P均<0.01），心肌HE染色及电镜超微结构改变明显改善；HFD-Ex组大鼠心肌胶原纤维沉积量、心肌肥大细胞浸润程度及LC3蛋白表达水平相比HFD/NF-S组显著增加（P均<0.01），部分心肌超微结构排列紊乱。而与3组干预组相比，HFD-S组大鼠心肌胶原纤维沉积量、心肌肥大细胞浸润程度及LC3蛋白表达水平显著增加（P均<0.01），心肌细胞坏死，肌节断裂、肌丝溶解，线粒体排列紊乱，部分出现自噬。 6.饮食和运动训练干预8周后，HFD-S组肥胖大鼠的左心室前后径较HFD/NF-Ex组和HFD-Ex组增大（P<0.05），HFD-S组肥胖大鼠左心室长径较HFD/NF-S组肥胖大鼠增大，其余常规超声心动图左心室结构参数4组组间比较无明显变化（P>0.05）。与3个干预组相比，HFD-S组肥胖大鼠LVEF及LVFS显著减低（P<0.05），HFD/NF-Ex组相比HFD/NF-S组及HFD-Ex组LVEF及LVFS升高（P<0.05）；而HFD/NF-S组与HFD-Ex组相比，大鼠的LVEF及LVFS无明显变化（P>0.05）。 7.饮食和运动干预8周后，与干预组相比，HFD-S组肥胖大鼠左心室收缩期各节段径向、周向及纵向的应变及应变率减低（P均<0.05）。与HFD/NF-Ex组相比，单一干预两组肥胖大鼠左心室收缩期部分节段径向、周向及纵向的应变及应变率减低（P均<0.05）。HFD-Ex组与HFD/NF-S组相比，大鼠左心室收缩期各节段径向、周向及纵向的应变及应变率无显著变化（P>0.05）。 【结论】 1.早期单纯性肥胖大鼠常规超声心动图参数无明显改变，但其左心室收缩功能不同程度受损，STI可作为有效的评估手段。 2.饮食和运动干预能够有效延缓或改善肥胖大鼠左心室重构及收缩功能障碍，二者联合干预效果优于单一的饮食或运动干预。 3.饮食和运动干预可以作为临床肥胖干预治疗的一种非药物疗法，STI可作为其有效的评价手段。
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