学术报告厅

    The  effect  o f  lo w carbo hydrate and hig h pro tein diet  o n o bes ity o f  rats
                            Yang Yue－xin Liu Lan Wang Zhu
Institute of  Nutrition and Food SafetyChinese Center  for  Diseases  Control  and Prevention１０００５０BeijingChina
    AbstractObjective The aim of  this study was  to compare the effects of ２isoenergeticenergy－restricted di －ets on body weightblood lipidsinsulinleptin and ketone body of  obese rats．Methods  Male Sprague－Daw ley rats were randomly separated to control  group１３％of  energy as  protein７８％as  carbohydrateand low－car bo hy－drate high－protein groupLC－HP６４％of  energy as  protein２６％as  carbohydrate．They were fed with equal  amount  of  energy during１１week．We  observed the effect  of  LC－HP diet  on body weightblood lipidske tone bodyLeptin．Results In LC－HP group．body weight  was  lower  than that  of  the control  groupbut  not  sta tistical ly significant．The body weight  gain of LC－HP group was  lower  than that  of  the control  group after ２weeksP＜０．０５．Serum TG level  was  lower  in rats fed on LC－HP diet P＜０．０５whereas  serum TCHDL－Cleptin and in－sulin level  were not  influenced by diet．Conclusions  These data show that  total  energy intakerather  than the pro－tein content  of  the dietis the most  important  determinant  of  weight  lossat  least  over a span of １１wk．
    Keywordsobesity；low carbohydrate diet

    格限制碳水化合物的摄入，摄入大量高蛋白食物能快速降低体重，这种膳食对我国传统膳食模式形成极大挑战，且这种膳食模式是否科学合理，是否有利于健康，在我国还没有深入的研究。且社会上低碳水化合物膳食减肥却相当普遍。因此，本课题针对低碳水化合物高蛋白质膳食是否能够延缓或降低肥胖大鼠的体重及对血脂的影响进行研究。

    １材料与方法 
 
    １．１动物与分组

    清洁级雄性S －D（Sprague－Dawley）大鼠（SPF级），品系CDIGS ，许可证编号SCXK［（京）２００２—０００３］，由北京维通利华实验技术有限公司提供。

    １．２饲料
 
    对照饲料参照AIN－９３M纯化饲料配方，略做修改。各类成分（g１００g）分别为：干酪素１４、L－胱氨酸０．１８、玉米淀粉６２．０７、蔗糖１０、大豆油４、纤维素５、混合维生素１、混合矿物质３．５、胆碱０．２５。低碳水化合物高蛋白质（LC－HP）饲料中干酪素７１．８９，玉米淀粉４．１８，其余成分同对照饲料。对照饲料和LC－HP饲料的供能比：碳水化合物７８％和２６％；蛋白质１３％和６４％，两组脂肪相同，均为９％，其它维生素和矿物质的含量也相同。

    １．３动物喂养

    将成年肥胖大鼠按体重随机分为２组，每组８只，分别饲以对照和LC－HP饲料，两只一笼，自由饮水。每天加食量按照总摄食能量相等的原则添加，每周测体重；第３周测血脂；处死前一周，利用雅培血糖“安妥”血糖血酮仪进行OGTT试验和IRT试验；处死前三天，单笼喂养，详细记录大鼠摄食量；第１１周用乙醚麻醉（处死前使动物空腹１５h以上），测量身长（鼻－肛门的长度），雅培“安妥”血糖血酮仪测血酮，称肝脏、肾脏和附睾脂肪垫的重量，血清待测血脂、瘦素指标。

    １．４检测指标

    １）饲料营养成分测定方法：各种宏量、微量营养素含量测定采用国标方法或AOAC方法进行，双样测定分析，分析结果略。
    ２）体格指标的测定方法：禁食一夜后称体重。身长测定是在大鼠麻醉后，用软皮尺测量鼻－肛门长度。Lee氏指数（Lee index，LI ）LI＝（BWL）    １３    BW：体重（g），L：鼻－肛门长度（cm）。
    ３）血生化指标测定：总胆固醇（CHO）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL－C）和血糖测定采用日立７０８０全自动生化分析仪测定，中生北控生物科技股份有限公司的试剂盒。胰岛素测定：放射免疫分析法，采用北京市福瑞生物工程公司提供的人胰岛素试剂盒。血酮体采用美国雅培Optium“安妥”血糖血酮仪测定。大鼠瘦素（leptin）测定采用大鼠瘦素试剂盒。
    ４）口服葡萄糖耐量试验（OGTT）及胰岛素释放试验（IRT）：动物喂养最后一周，进行OGTT试验。用５０％的葡萄糖溶液，以２gkg剂量    ［２２］    用胃管注入，分别于空腹０min，给糖１５min、３０min、４５min、６０min、９０min、１２０min经尾静脉采血。美国雅培“安妥”血糖血酮仪及相应试纸测血糖值（试验开始前，对安妥血糖血酮仪的重复性和准确性与半自动生化仪测定结果进行了比较，发现做OGTT时，可用快速测血糖法替代传统的静脉抽血法）。胰岛素释放试验（IRT）与OGTT同步进行，分别取０min、６０min和１２０min血样分别测定胰岛素。

    １．５统计分析

    用SPSS１１．０软件进行统计分析，结果以X±SD表示，并以P≤０．０５为具有统计学意义的判定标准。

    ２结果
     
    ２．１一般情况

    喂养LC－HP饲料后期，大鼠撒食频繁，脾气暴躁，攻击性强。在实验结束的前３天，单笼饲养，以原摄食量为标准，每只大鼠３天内共加食８５g，结果发现对照组全部食用，LC－HP组摄食量明显下降，暗示长期高蛋白质饮食能够增加饱腹感，从而使摄入能量下降。每次加食量以LC－HP组的摄食量为标准，从侧面说明高蛋白质饮食食欲下降。

    ２．２对体重的影响

    体重可以反映整个机体的变化规律。正式喂养两周时，LC－HP组体重增量显著低于对照组（P＜０．０５），说明LC－HP组在短期内造成体重减轻；在随后的喂养过程中，LC－HP组体重增量有降低趋势，但差异无统计学意义。
   
    ２．３对大鼠大体脏器发育指标的影响

    两组大鼠肝脏、脾脏、肾脏和附睾脂肪垫重量见表３，LC－HP组肾脏重、肾体比和脾体比显著高与对照组P＜０．０１，P＜０．０５），随着饮食中蛋白质含量的增加，肾脏重和脾脏重随之增加，具体原因还需深入研究。

    ２．４对血脂和葡萄糖耐量的影响

    喂养３周，两组CHO、TG和HDL－C的差异没有统计学意义。喂养１１周，LC－HP组TG显著低于对照组P＜０．０１），而TG升高是引起冠心病的独立危险因素。大量试验证明，过多摄入谷类食物，特别是精加工细粮，是明显升高血浆TG的主要原因。对照组（７８％碳水化合物供能比）饮食属于高碳水化合物饮食使血TG水平升高。
    ３组大鼠喂养１０周后，进行OGTT试验和IRT试验，观察各组大鼠葡萄糖耐量和对血糖的调控能力。统计结果表明，在１５min时，LC－HP组血糖显著低于对照组（P＜０．０１），其他时间点血糖间未出现显著性意义，暗示高蛋白质膳食改善血糖紊乱。

    ２．５对瘦素和酮体的影响

    瘦素是肥胖基因±obese geneob）编码的一种多肽激素，主要由白色脂肪组织分泌，其分泌的瘦素与体内脂肪含量成正比，机体体脂量是影响瘦素的主要因素。瘦素对机体脂肪沉积的调节作用主要通过：抑制食欲、减少能量摄入、增加能量消耗和抑制脂肪合成等途径。本次实验发现，与对照组相比，LC－HP组瘦素和血酮体间无统计学意义。

        ３讨论

   由于对照饲料和LC－HP饲料中脂肪供能一致，蛋白质和碳水化合物的能量系数都为４kcal g，因此在喂养等量情况下，摄入能量相等，这种摄入量是在高蛋白质组充分摄食条件下，从而暗示高蛋白质膳食更易引起饱腹感，使食物摄入减少。在喂养过程中，LC－HP组大鼠撒食现象频繁，饲料中富含酪蛋白，遇水和大鼠尿液后凝结成块，估计撒食量偏低。
    在摄入能量一致的情况下，两组大鼠体重随喂养时间的增加而增加，直到喂养１１周时，出现对照组＞LC－HP组的增长趋势，但未出现统计学意义。对大鼠体重增量进行比较发现，喂养两周时，LC－HP组显著低于对照组（P＜０．０５），说明在短期喂养实验中，LC－HP组体重增量下降。３天短期喂养实验发现给予相等能量饮食，LC－HP组的摄入能量明显低于对照组，也进一步证明LC－HP组摄食量下降。
    Baba等也发现高蛋白质膳食能够减轻体重，在观察不同膳食构成的低能量膳食对高胰岛素血症的肥胖患者的影响中，发现与高碳水化合物膳食组±HC供能比：１２％蛋白质，５８％碳水化合物）相比，高蛋白质膳食组（HP供能比：４５％蛋白质，２５％碳水化合物）体重减轻更多（８．３＋－０．７vs６．０＋－０．６kg，P＜０．０５），但两组体脂减轻情况下，HP组的水分损失显著。即高蛋白质膳食减轻体重的主要原因是机体脱水。在２００２年实验生物学会议上Connecticut 大学的研究人员发现食用高蛋白质膳食的潜在危害——    —    脱水，并证明造成体重减轻的主要原因也是脱水。他们用耐力型运动员食用特殊的低蛋白质、中蛋白质和高蛋白质膳食分别进行３轮为期４周的试验，结果发现随着蛋白质摄入的增加机体脱水程度加重。
    对等能量摄入的高蛋白质膳食研究发现，蛋白质含量的高低并不影响体重的变化。Farnsworth等采用高蛋白质、限制能量膳食对超重和肥胖的高胰岛素血症患者体成分、血糖控制和脂质水平进行研究。把６６名空腹胰岛素水平超过１２mUL的研究对象随机分到（富含肉类、禽肉和奶制品）高蛋白质（HP供能比：２７％蛋白质，４４％碳水化合物）和标准蛋白质膳食（SP供能比：１６％蛋白质，５７％碳水化合物）进行为期１２周的限制能量膳食（６～６．３MJd）和４周平衡膳食（＂８．２MJd）。结果发现经过１２周的限制能量和４周平衡能量饮食后，两组整体平均体重减轻７．９（０．５kg和总脂肪减轻６．９（０．４kg，但体重（HP组：７．８（０．７kg和SP组：７．９（０．６kg）和脂肪的减轻与饮食和性别无关。同时空腹血糖、空腹胰岛素及HOMA指数和脂肪酸含量都未出现显著性意义。空腹甘油三酯分别在１２周时降低了１５．８％和１６周时降低了１４．１％（P＜０．００１），分析时间和膳食的交互作用（P＜０．０５）发现HP膳食组甘油三酯水平分别在１２周和１６周降低了１２％和２３％，而SP膳食组仅下降１２％和１０％，这和本实验结果一致。
    Noakes 等发现，低能量的高蛋白质膳食的减肥效果和对营养和代谢的改善作用达到甚至超过低能量高碳水化合物膳食；其次，在post  hoc分析中发现，对于基础甘油三酯上５０百分位的肥胖患者，食用低能量的高蛋白质膳食比低能量的高碳水化合物膳食的体重减轻效果更明显。因此，研究明确表明高蛋白质膳食在降低体重和改善糖尿病和心脏病危险因素方面是有效的。
    但目前的问题是高蛋白质膳食能否长期维持？在本实验中发现，随着喂养时间的增加，大鼠摄食量下降，打翻食盒现象频繁，且攻击性增加。这些喂养过程中观察到的现象是否可以解释长期喂养高蛋白质膳食造成精神改变，出现行为异常。另外，本实验中还未观察到高蛋白质膳食对瘦素和骨密度造成影响，本次高蛋白质膳食中蛋白质含量采用极限值是否合适，还需要进一步的观察研究。
    另外，如果高蛋白质膳食的饱腹效果能降低摄食量，从而达到减肥效果，那么高蛋白质膳食能否长期保持体重减轻和改善代谢的效果？这些都是我们需要进一步研究验证，提出合理的解释。

    4总结
  
    总之，在摄入能量相等的条件下，高蛋白质组使蛋白质改善饱腹感的作用减弱了。同时数据表明至少在１１周内，不是膳食中蛋白质含量，而是摄入总能量的减少才是减轻体重的决定因素。但我们仍可以利用富含蛋白质的食物饱腹感强的性质，摄入更少的能量达到同样的饱腹效果。

    参考文献：