非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)是一种肝组织病理学改变与酒精性肝病相类似,但无过量饮酒史的临床综合征,随病程的进展而表现不一,包括单纯性脂肪肝(steatosis)、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis, NASH)、肝硬化(cirrhosis)三个阶段。NASH是NAFLD的一个重要阶段,如能积极预防,或在发病后给予积极干预,NASH会向单纯脂肪变性阶段转化,甚至可能恢复正常;反之,NASH可能会发展为肝纤维化,甚至肝硬化。目前对于NASH的治疗研究以药物为主,各种药物治疗方法虽有一定效果,但同时存在各种不足。而适宜的运动训练可增强脂肪酸代谢、提高抗氧化物、提高胰岛素敏感性以及减少炎性因子,故从理论上推测其可能在预防和治疗NASH中发挥作用。然而,国内外尚未见到关于运动预防NASH的文献报道。治疗方面,针对单纯性脂肪肝阶段的研究较多,而对于炎症阶段的研究较少,并且在有限的研究中多使用综合干预因素,因此运动本身起到的作用不得而知。本研究通过游泳训练干预的方式,探讨其对NASH的防治效果。通过观察肝脏组织切片,并对脂肪变性程度和炎症活动度评分,判定游泳训练防治NASH的效果,同时测量胰岛素敏感指数、血清及肝脏游离脂肪酸(FFA)、血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、肝脏丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)、肝脏TNF-αmRNA、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)αmRNA以及细胞色素P4502E1(CYP2E1)mRNA等指标,探讨游泳训练防治NASH的作用机制,同时探讨NASH的发病机理,以期为预防和治疗NASH开辟新思路和新途径。实验分为两部分:预防实验和治疗实验。一、预防实验Sprague-Dawley(SD)纯系雄性大鼠30只随机分为四组:对照组(C)6只,喂以普通饲料,不进行游泳训练;高脂组(H)8只,喂以高脂饲料(普通饲料基础上添加2%胆固醇和10%猪油),不进行游泳训练;高脂运动组(HE)8只,喂以高脂饲料,进行游泳训练(90min/d,5d/w);运动组(E)8只,喂以普通饲料,进行游泳训练。12周末处死,比较各组肝脏脂肪变性程度和炎症活动度、血清和肝脏生化以及分子生物学指标,结果如下:1.肝组织学指标:光镜下,H组大鼠呈现广泛大泡性脂肪变性和严重的炎性细胞浸润,脂肪变性程度及炎症活动度评分均大于C组,差异非常显著(P<0.01);HE组大鼠肝组织脂肪变性与H组相比明显改善,仅出现轻微炎症细胞浸润,脂肪变性程度及炎症活动度评分均小于H组,差异非常显著(P<0.01);HE组大鼠肝脏脂肪变性程度及炎症活动度评分均大于E组,差异非常显著(P<0.01)。提示,同时进行游泳训练可以有效预防NASH形成。2.血清学指标:H组大鼠血清甘油三酯(TG)、FFA、TNF-α、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和总胆固醇(TC)均高于C组,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05);与H组相比,HE组血清TG、FFA和TNF-α水平降低,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),两组ALT、AST和TC无统计学差异(P>0.05);H组胰岛素敏感指数小于C组,而HE组大于H组,差异均非常显著(P<0.01);与HE组比,E组血清TG、TC和AST水平降低,胰岛素敏感指数升高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05);与C组相比,E组血清FFA降低,胰岛素敏感指数升高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05)。提示,同时进行游泳训练可以预防高脂饮食造成的高血脂,提高胰岛素敏感性。3.肝组织生化指标:H组肝组织FFA和MDA高于C组,SOD低于C组,差异均非常显著(P<0.01);与H组比,HE组肝组织FFA和MDA降低,差异非常显著(P<0.01),两组SOD无统计学差异(P>0.05)。提示,同时进行游泳训练可以减轻高脂饮食造成的肝脏脂质过氧化。4.肝组织分子生物学指标:H组肝组织TNF-αmRNA和CYP2E1 mRNA的表达高于C组,PPARαmRNA的表达低于C组,差异均非常显著(P<0.01);与H组相比,HE组肝组织TNF-αmRNA降低、PPARαmRNA升高,差异均非常显著(P<0.01),两组CYP2E1 mRNA的表达无显著性差异(P>0.05);与C组和HE组比,E组PPARαmRNA和CYP2E1 mRNA均升高,差异非常显著(P<0.01)。提示,同时进行游泳训练可以降低高脂饮食造成的肝脏TNF-αmRNA高表达,升高PPARαmRNA的低表达。二、治疗实验Sprague-Dawley(SD)纯系雄性大鼠50只随机分为7组:普通饲料喂养12周组(C12),普通饲料喂养20周组(C20),高脂饲料喂养12周组(H12),高脂饲料喂养20周组(H20),12周高脂喂养后改8周普通饲料喂养组(HD20),12周高脂喂养后进行8周游泳运动治疗组(HE20),12周高脂饮食后改8周普通喂养加游泳运动治疗组(HDE20)。高脂饮食成份同预防实验,游泳训练为60min/d,5d/w。分别于12周末和20周末处死相应组大鼠,测试相关指标,结果如下:1. 12周组间指标比较:H12组出现严重的肝脏脂肪变性和炎症细胞浸润,与C12组比,H12组脂肪变性程度和炎症活动度加重,体重、肝重、肝脏指数、血清TG、ALT和AST水平升高,胰岛素敏感指数下降,差异呈非常显著或显著性(P<0.01或P<0.05),提示造模成功。2. 20周肝组织学比较:H20组出现严重的肝脏脂肪变性和炎症细胞浸润,与C20组比,H20组脂肪变性程度和炎症活动度较严重,差异非常显著(P<0.01);与H20组比,HD20组、HE20组和HDE20组肝脏脂肪变性程度减轻,差异均非常显著(P<0.01),炎症活动度也均有所减轻,但与H20组比,HD20组、HDE20组差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),HE20组无统计学差异(P>0.05)。提示,NASH形成后再进行游泳训练对改善脂肪变性有作用,但对于炎症无明显改善效果。3. 20周血清学指标比较:与C20组比,H20组血清FFA、TNF-α、ALT、AST和TC均升高,胰岛素敏感指数下降,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),血清TG无显著性差异(P>0.05);与H20组比,HE20组血清FFA、ALT、AST、TG和TC均下降,胰岛素敏感性提高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),血清TNF-α无显著性变化(P>0.05);与H20组比,HDE20组血清FFA、TNF-α、ALT、AST和TC均降低,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),胰岛素敏感指数和血清TG无显著性差异(P>0.05);与H20组比,HD20组血清FFA、TNF-α、ALT、AST和TC均降低,胰岛素敏感性提高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),血清TG无显著性差异(P>0.05)。提示,NASH形成后再进行游泳训练能够降低血脂,提高胰岛素敏感性。4. 20周肝组织生化指标比较:与C20组比,H20组肝FFA、MDA升高,SOD降低,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05);与H20组比,HE20组肝FFA下降,肝SOD升高,差异均非常显著(P<0.01),肝MDA无显著性差异(P>0.05);与H20组比,HDE20组肝FFA和MDA下降,肝SOD升高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05);与H20组比,HD20组肝FFA和MDA下降,差异均非常显著(P<0.01),肝SOD无显著性差异(P>0.05)。提示,NASH形成后再进行游泳训练不能明显改善肝脏脂质过氧化。5. 20周肝组织分子生物学指标比较:与C20组比,H20组肝TNF-αmRNA和CYP2E1 mRNA表达升高,肝PPARαmRNA表达降低,差异均非常显著(P<0.01);与H20组相比,HE20组肝TNF-αmRNA和CYP2E1 mRNA表达降低,肝PPARαmRNA表达升高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05);与H20组比,HDE20组肝TNF-αmRNA和CYP2E1 mRNA表达降低,肝PPARαmRNA表达升高,差异均非常显著(P<0.01);与H20组相比,HD20组肝TNF-αmRNA表达降低,肝PPARαmRNA表达显著升高,差异非常显著或显著(P<0.01或P<0.05),肝CYP2E1 mRNA表达无显著性差异(P>0.05)。提示,NASH形成后再进行游泳训练可以降低肝TNF-αmRNA和CYP2E1 mRNA的高表达,升高PPARαmRNA的低表达。结论:1. 12周的高脂饮食(普通饮食基础上添加10%的猪油和2%的胆固醇)可以成功复制大鼠NASH模型,可能的发病机制为:①降低胰岛素敏感性;②升高血清FFA、TG、TNF-α和肝脏FFA;③增强肝脏氧化应激和脂质过氧化;④提高肝脏TNF-α和CYP2E1的mRNA表达,降低肝脏PPARα的mRNA表达;2.游泳训练可以有效预防12周高脂饮食造成的大鼠NASH;3. 8周游泳训练可以在一定程度上逆转12周高脂饮食造成的NASH大鼠的肝脏脂肪变性,但对肝脏内形成的炎症浸润无明显作用;4.游泳训练防治大鼠NASH(高脂饮食造成)的效果可能通过下列机制发挥作用:①提高胰岛素敏感性;②降低血清FFA、TG、TNF-α和肝脏FFA;③减轻肝脏氧化应激和脂质过氧化;④降低肝脏TNF-α和CYP2E1的mRNA表达,提高肝脏PPARα的mRNA表达。