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o(wú)besity；low carbohydrate diet

    格限制碳水化合物的攝入，攝入大量高蛋白食物能快速降低體重，這種膳食對我國傳統膳食模式形成極大挑戰，且這種膳食模式是否科學(xué)合理，是否有利于健康，在我國還沒(méi)有深入的研究。且社會(huì )上低碳水化合物膳食減肥卻相當普遍。因此，本課題針對低碳水化合物高蛋白質(zhì)膳食是否能夠延緩或降低肥胖大鼠的體重及對血脂的影響進(jìn)行研究。

    １材料與方法 
 
    １．１動(dòng)物與分組

    清潔級雄性S －D（Sprague－Dawley）大鼠（SPF級），品系CDIGS ，許可證編號SCXK［（京）２００２—０００３］，由北京維通利華實(shí)驗技術(shù)有限公司提供。

    １．２飼料
 
    對照飼料參照AIN－９３M純化飼料配方，略做修改。各類(lèi)成分（g１００g）分別為：干酪素１４、L－胱氨酸０．１８、玉米淀粉６２．０７、蔗糖１０、大豆油４、纖維素５、混合維生素１、混合礦物質(zhì)３．５、膽堿０．２５。低碳水化合物高蛋白質(zhì)（LC－HP）飼料中干酪素７１．８９，玉米淀粉４．１８，其余成分同對照飼料。對照飼料和LC－HP飼料的供能比：碳水化合物７８％和２６％；蛋白質(zhì)１３％和６４％，兩組脂肪相同，均為９％，其它維生素和礦物質(zhì)的含量也相同。

    １．３動(dòng)物喂養

    將成年肥胖大鼠按體重隨機分為２組，每組８只，分別飼以對照和LC－HP飼料，兩只一籠，自由飲水。每天加食量按照總攝食能量相等的原則添加，每周測體重；第３周測血脂；處死前一周，利用雅培血糖“安妥”血糖血酮儀進(jìn)行OGTT試驗和IRT試驗；處死前三天，單籠喂養，詳細記錄大鼠攝食量；第１１周用乙醚麻醉（處死前使動(dòng)物空腹１５h以上），測量身長(cháng)（鼻－肛門(mén)的長(cháng)度），雅培“安妥”血糖血酮儀測血酮，稱(chēng)肝臟、腎臟和附睪脂肪墊的重量，血清待測血脂、瘦素指標。

    １．４檢測指標

    １）飼料營(yíng)養成分測定方法：各種宏量、微量營(yíng)養素含量測定采用國標方法或AOAC方法進(jìn)行，雙樣測定分析，分析結果略。
    ２）體格指標的測定方法：禁食一夜后稱(chēng)體重。身長(cháng)測定是在大鼠麻醉后，用軟皮尺測量鼻－肛門(mén)長(cháng)度。Lee氏指數（Lee index，LI ）LI＝（BWL）    １３    BW：體重（g），L：鼻－肛門(mén)長(cháng)度（cm）。
    ３）血生化指標測定：總膽固醇（CHO）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL－C）和血糖測定采用日立７０８０全自動(dòng)生化分析儀測定，中生北控生物科技股份有限公司的試劑盒。胰島素測定：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島素試劑盒。血酮體采用美國雅培Optium“安妥”血糖血酮儀測定。大鼠瘦素（leptin）測定采用大鼠瘦素試劑盒。
    ４）口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）及胰島素釋放試驗（IRT）：動(dòng)物喂養最后一周，進(jìn)行OGTT試驗。用５０％的葡萄糖溶液，以２gkg劑量    ［２２］    用胃管注入，分別于空腹０min，給糖１５min、３０min、４５min、６０min、９０min、１２０min經(jīng)尾靜脈采血。美國雅培“安妥”血糖血酮儀及相應試紙測血糖值（試驗開(kāi)始前，對安妥血糖血酮儀的重復性和準確性與半自動(dòng)生化儀測定結果進(jìn)行了比較，發(fā)現做OGTT時(shí)，可用快速測血糖法替代傳統的靜脈抽血法）。胰島素釋放試驗（IRT）與OGTT同步進(jìn)行，分別取０min、６０min和１２０min血樣分別測定胰島素。

    １．５統計分析

    用SPSS１１．０軟件進(jìn)行統計分析，結果以X±SD表示，并以P≤０．０５為具有統計學(xué)意義的判定標準。

    ２結果
     
    ２．１一般情況

    喂養LC－HP飼料后期，大鼠撒食頻繁，脾氣暴躁，攻擊性強。在實(shí)驗結束的前３天，單籠飼養，以原攝食量為標準，每只大鼠３天內共加食８５g，結果發(fā)現對照組全部食用，LC－HP組攝食量明顯下降，暗示長(cháng)期高蛋白質(zhì)飲食能夠增加飽腹感，從而使攝入能量下降。每次加食量以L(fǎng)C－HP組的攝食量為標準，從側面說(shuō)明高蛋白質(zhì)飲食食欲下降。

    ２．２對體重的影響

    體重可以反映整個(gè)機體的變化規律。正式喂養兩周時(shí)，LC－HP組體重增量顯著(zhù)低于對照組（P＜０．０５），說(shuō)明LC－HP組在短期內造成體重減輕；在隨后的喂養過(guò)程中，LC－HP組體重增量有降低趨勢，但差異無(wú)統計學(xué)意義。
   
    ２．３對大鼠大體臟器發(fā)育指標的影響

    兩組大鼠肝臟、脾臟、腎臟和附睪脂肪墊重量見(jiàn)表３，LC－HP組腎臟重、腎體比和脾體比顯著(zhù)高與對照組P＜０．０１，P＜０．０５），隨著(zhù)飲食中蛋白質(zhì)含量的增加，腎臟重和脾臟重隨之增加，具體原因還需深入研究。

    ２．４對血脂和葡萄糖耐量的影響

    喂養３周，兩組CHO、TG和HDL－C的差異沒(méi)有統計學(xué)意義。喂養１１周，LC－HP組TG顯著(zhù)低于對照組P＜０．０１），而TG升高是引起冠心病的獨立危險因素。大量試驗證明，過(guò)多攝入谷類(lèi)食物，特別是精加工細糧，是明顯升高血漿TG的主要原因。對照組（７８％碳水化合物供能比）飲食屬于高碳水化合物飲食使血TG水平升高。
    ３組大鼠喂養１０周后，進(jìn)行OGTT試驗和IRT試驗，觀(guān)察各組大鼠葡萄糖耐量和對血糖的調控能力。統計結果表明，在１５min時(shí)，LC－HP組血糖顯著(zhù)低于對照組（P＜０．０１），其他時(shí)間點(diǎn)血糖間未出現顯著(zhù)性意義，暗示高蛋白質(zhì)膳食改善血糖紊亂。

    ２．５對瘦素和酮體的影響

    瘦素是肥胖基因±obese geneo(wú)b）編碼的一種多肽激素，主要由白色脂肪組織分泌，其分泌的瘦素與體內脂肪含量成正比，機體體脂量是影響瘦素的主要因素。瘦素對機體脂肪沉積的調節作用主要通過(guò)：抑制食欲、減少能量攝入、增加能量消耗和抑制脂肪合成等途徑。本次實(shí)驗發(fā)現，與對照組相比，LC－HP組瘦素和血酮體間無(wú)統計學(xué)意義。

        ３討論

   由于對照飼料和LC－HP飼料中脂肪供能一致，蛋白質(zhì)和碳水化合物的能量系數都為４kcal g，因此在喂養等量情況下，攝入能量相等，這種攝入量是在高蛋白質(zhì)組充分攝食條件下，從而暗示高蛋白質(zhì)膳食更易引起飽腹感，使食物攝入減少。在喂養過(guò)程中，LC－HP組大鼠撒食現象頻繁，飼料中富含酪蛋白，遇水和大鼠尿液后凝結成塊，估計撒食量偏低。
    在攝入能量一致的情況下，兩組大鼠體重隨喂養時(shí)間的增加而增加，直到喂養１１周時(shí)，出現對照組＞LC－HP組的增長(cháng)趨勢，但未出現統計學(xué)意義。對大鼠體重增量進(jìn)行比較發(fā)現，喂養兩周時(shí)，LC－HP組顯著(zhù)低于對照組（P＜０．０５），說(shuō)明在短期喂養實(shí)驗中，LC－HP組體重增量下降。３天短期喂養實(shí)驗發(fā)現給予相等能量飲食，LC－HP組的攝入能量明顯低于對照組，也進(jìn)一步證明LC－HP組攝食量下降。
    Baba等也發(fā)現高蛋白質(zhì)膳食能夠減輕體重，在觀(guān)察不同膳食構成的低能量膳食對高胰島素血癥的肥胖患者的影響中，發(fā)現與高碳水化合物膳食組±HC供能比：１２％蛋白質(zhì)，５８％碳水化合物）相比，高蛋白質(zhì)膳食組（HP供能比：４５％蛋白質(zhì)，２５％碳水化合物）體重減輕更多（８．３＋－０．７vs６．０＋－０．６kg，P＜０．０５），但兩組體脂減輕情況下，HP組的水分損失顯著(zhù)。即高蛋白質(zhì)膳食減輕體重的主要原因是機體脫水。在２００２年實(shí)驗生物學(xué)會(huì )議上Connecticut 大學(xué)的研究人員發(fā)現食用高蛋白質(zhì)膳食的潛在危害——    —    脫水，并證明造成體重減輕的主要原因也是脫水。他們用耐力型運動(dòng)員食用特殊的低蛋白質(zhì)、中蛋白質(zhì)和高蛋白質(zhì)膳食分別進(jìn)行３輪為期４周的試驗，結果發(fā)現隨著(zhù)蛋白質(zhì)攝入的增加機體脫水程度加重。
    對等能量攝入的高蛋白質(zhì)膳食研究發(fā)現，蛋白質(zhì)含量的高低并不影響體重的變化。Farnsworth等采用高蛋白質(zhì)、限制能量膳食對超重和肥胖的高胰島素血癥患者體成分、血糖控制和脂質(zhì)水平進(jìn)行研究。把６６名空腹胰島素水平超過(guò)１２mUL的研究對象隨機分到（富含肉類(lèi)、禽肉和奶制品）高蛋白質(zhì)（HP供能比：２７％蛋白質(zhì)，４４％碳水化合物）和標準蛋白質(zhì)膳食（SP供能比：１６％蛋白質(zhì)，５７％碳水化合物）進(jìn)行為期１２周的限制能量膳食（６～６．３MJd）和４周平衡膳食（＂８．２MJd）。結果發(fā)現經(jīng)過(guò)１２周的限制能量和４周平衡能量飲食后，兩組整體平均體重減輕７．９（０．５kg和總脂肪減輕６．９（０．４kg，但體重（HP組：７．８（０．７kg和SP組：７．９（０．６kg）和脂肪的減輕與飲食和性別無(wú)關(guān)。同時(shí)空腹血糖、空腹胰島素及HOMA指數和脂肪酸含量都未出現顯著(zhù)性意義。空腹甘油三酯分別在１２周時(shí)降低了１５．８％和１６周時(shí)降低了１４．１％（P＜０．００１），分析時(shí)間和膳食的交互作用（P＜０．０５）發(fā)現HP膳食組甘油三酯水平分別在１２周和１６周降低了１２％和２３％，而SP膳食組僅下降１２％和１０％，這和本實(shí)驗結果一致。
    Noakes 等發(fā)現，低能量的高蛋白質(zhì)膳食的減肥效果和對營(yíng)養和代謝的改善作用達到甚至超過(guò)低能量高碳水化合物膳食；其次，在post  hoc分析中發(fā)現，對于基礎甘油三酯上５０百分位的肥胖患者，食用低能量的高蛋白質(zhì)膳食比低能量的高碳水化合物膳食的體重減輕效果更明顯。因此，研究明確表明高蛋白質(zhì)膳食在降低體重和改善糖尿病和心臟病危險因素方面是有效的。
    但目前的問(wèn)題是高蛋白質(zhì)膳食能否長(cháng)期維持？在本實(shí)驗中發(fā)現，隨著(zhù)喂養時(shí)間的增加，大鼠攝食量下降，打翻食盒現象頻繁，且攻擊性增加。這些喂養過(guò)程中觀(guān)察到的現象是否可以解釋長(cháng)期喂養高蛋白質(zhì)膳食造成精神改變，出現行為異常。另外，本實(shí)驗中還未觀(guān)察到高蛋白質(zhì)膳食對瘦素和骨密度造成影響，本次高蛋白質(zhì)膳食中蛋白質(zhì)含量采用極限值是否合適，還需要進(jìn)一步的觀(guān)察研究。
    另外，如果高蛋白質(zhì)膳食的飽腹效果能降低攝食量，從而達到減肥效果，那么高蛋白質(zhì)膳食能否長(cháng)期保持體重減輕和改善代謝的效果？這些都是我們需要進(jìn)一步研究驗證，提出合理的解釋。

    4總結
  
    總之，在攝入能量相等的條件下，高蛋白質(zhì)組使蛋白質(zhì)改善飽腹感的作用減弱了。同時(shí)數據表明至少在１１周內，不是膳食中蛋白質(zhì)含量，而是攝入總能量的減少才是減輕體重的決定因素。但我們仍可以利用富含蛋白質(zhì)的食物飽腹感強的性質(zhì)，攝入更少的能量達到同樣的飽腹效果。

    參考文獻：