铬对大鼠体重及体内瘦素和胰岛素水平的影响
作者：孙长颢 张薇 王舒然 张毅 刘庆敏 师国庆
单位：张毅( 北京海军大院门诊部)；刘庆敏( 哈尔滨市卫生防疫站)；师国庆(大庆市龙凤区卫生防疫站)；孙长颢 张薇 王舒然(哈尔滨医科大学公共卫生学院，哈尔滨 150001)
关键词：铬；瘦素；胰岛素；大鼠
卫生研究000619 摘要：为研究铬(Cr)对大鼠体重的影响及其与瘦素和胰岛素的关系，将80只大鼠按体重随机分为8组，分别为基础饲料对照组、3个基础饲料实验组[葡萄糖酸铬，相当于每天摄入Cr(Ⅲ) 1、2和3mg/kgBW]、高脂饲料对照组、3个高脂饲料实验组(铬含量同上)。每周称重1次，并于第8周末断头取血，用放射免疫法分别检测血清中的瘦素及胰岛素，同时称取大鼠的肝、脾、肾和睾丸，计算脏/体比值。结果显示，高脂饲料组与基础饲料组相比，大鼠体重显著增加(P<0.05)，胰岛素和瘦素水平显著升高(P<0.05)；而无论是基础饲料组还是高脂饲料组，随着铬剂量的增加，胰岛素和瘦素水平均显著降低(P<0.05)。揭示铬对大鼠体重影响不大，但可降低胰岛素和瘦素水平。
, 百拇医药
中图分类号：G578 文献标识码：A
文章编号：1000-8020(2000)06-0370-02
Effect of chromium gluconate on body weight, serum leptin and insulin in rats
Sun Changhao Zhang Wei Wang Shuran Zhang Yi et al
(Department of Nutrition and Food Hygiene, Harbin Medical University, Harbin 150001,China)
Abstract：In order to observe the effect of chromium on rat body weight, serum leptin and insulin, eight groups of rats were randomly fed diets(basal diet or high-fat diet)with different levels of chromium gluconate [proximally Cr(Ⅲ) 1,2 and 3mg/kg BW]. All rats were weighted once a week. By the end of the 8th week, all rats were decapitalized and the levels of serum leptin and insulin were tested by RIA method. The ratio of liver, spleen, kidney and testickle to body weight were calculated. The average body weight and the levels of leptin and insulin of high-fat-diet groups were significantly higher than those of the basal-diet group (P<0.05), but the insulin and leptin of groups with chromium were signficantly lower than their corresponding control groups without chromium(P<0.05). It was concluded that chromium could cause weight loss slightly and reduce the levels of insulin and leptin.
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Key words:chromium, leptin, insulin, rat
微量元素铬和脂肪代谢有密切关系[1]，许多文献报道铬化合物具有降低血脂的作用，推测可能与其降低体重的作用有关，而这方面的研究报道结论不一[2]。同时，鉴于瘦素(leptin,肥胖基因的表达产物)和胰岛素均与脂肪代谢有关[3，4]，因此本实验研究了葡萄糖酸铬对leptin的影响及其与胰岛素的关系。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验动物 Wistar雄性大鼠80只，体重为60～80g，购自黑龙江省肿瘤研究所实验动物中心，整个实验过程中实验动物均在二级动物(清洁级)实验室饲养。
1.1.2 葡萄糖酸铬 分析纯，纯度为98%，由黑龙江大学化学系提供。
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1.1.3 试剂盒 (1)大鼠瘦素放射免疫检测试剂盒(rat leptin RIA kit)购自美国Linco Research, St. Charles,MO,该方法的最低线形检测下限为0.5ng/ml，最高线形检测上限为50ng/ml，批内和批间变异(CV)<8%，回收率>94%。(2)胰岛素放射免疫检测试剂盒，购自北京北方生物技术研究所，灵敏度(2s)≤1.5μIU/ml，批内变异<10%，批间变异<15%。
1.1.4 仪器 Cap R16型γ记数仪，美国Capintech公司生产。
1.2 方法
将健康雄性大鼠80只随机分为8组，每组10只，喂饲情况如下：A组：为基础饲料对照组；A1、A2、A3组为基础饲料实验组，即在基础饲料基础上，每kg饲料分别加入127、253和380mg的葡萄糖酸铬，即相当于Cr(Ⅲ)1、2和3mg/kgBW。B组为高脂饲料对照组；B1、B2、B3组为高脂饲料实验组，即在高脂饲料基础上，分别加入与基础饲料实验组同一剂量水平的葡萄糖酸铬。其中基础饲料和高脂饲料配方参考《保健食品功能评价程序和检验方法》(卫生部监督司编)。每2只鼠饲养于1笼(不锈钢笼)，自由饮用蒸馏水，限制摄食，喂饲8周后，断头取血，测血清瘦素和胰岛素，同时称取大鼠的肝、脾、肾和睾丸，计算脏/体比值。
, 百拇医药
1.3 统计方法
数据统计用方差分析及q检验。
2 结果
2.1 葡萄糖酸铬对大鼠体重的影响(表1)
表1 葡萄糖酸铬对大鼠体重的影响(n=10,
± s) g 组别
葡萄糖酸
铬(mg/
kg饲料)
第0周
第4周
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第8周
A
0
74.5±17.0
152.0±22.0
209.2±28.9
A1
127
74.8±16.6
146.1±24.8
199.1±23.3
A2
, 百拇医药
253
74.6±13.8
146.7±20.8
204.4±20.0
A3
380
72.9±17.7
143.4±23.8
197.0±27.2
B
0
73.2±16.1
, 百拇医药
198.8±27.6(1)
297.2±33.8(1)
B1
127
73.4±19.0
195.3±33.6
284.8±31.0
B2
253
73.7±15.1
196.3±34.2
, 百拇医药
285.3±38.1
B3
380
73.9±15.9
190.0±31.9
279.6±33.8
注：(1)与基础饲料对照组(A组)相比P<0.05 从表1可知，大鼠体重在第0周时较接近，从第2周起到实验结束为止，高脂饲料对照组(B组)体重明显高于基础饲料对照组(A组)(P<0.05)；而加铬的实验组的体重均低于其不加铬的相应对照组，随着葡萄糖酸铬剂量的增加，各组大鼠体重有下降的趋势，但无统计学上的意义(P>0.05)，说明葡萄糖酸铬对大鼠体重无明显的影响。另外，无论是基础饲料实验组(A1、A2、A3组)与其对照组(A组)相比，还是高脂饲料实验组(B1、B2、B3组)与其对照组(B组)相比，其脏/体比值均无显著性差异(P>0.05)，说明该剂量的葡萄糖酸铬对大鼠主要脏器没有明显的损害。
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2.2 葡萄糖酸铬对大鼠瘦素、胰岛素的影响(表2)
表2 葡萄糖酸铬对大鼠瘦素，胰岛素的影响(n=10,±s) 组别
瘦素
(ng/ml)
胰岛素
(μIU/ml)
A
2.537±0.640
19.97±1.94
A1
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1.334±0.507(1)
16.08±1.37(1)
A2
1.296±0.706(1)
14.27±1.60(1)
A3
1.109±0.397(1)
13.76±2.27(1)
B
7.110±1.273
, 百拇医药
36.80±3.08
B1
5.031±0.936(2)
32.25±2.70(2)
B2
4.884±0.834(2)
31.41±2.38(2)
B3
4.591±0.714(4)
25.90±2.60(2)
, 百拇医药
注：(1)与基础饲料对照组(A组)相比P<0.05
(2)与高脂饲料对照组(B组)相比P<0.05
从表2可知，高脂饲料对照组(B组)的瘦素、胰岛素水平显著高于基础饲料对照组(A组)(P<0.05)；而无论喂饲基础饲料还是高脂饲料，加铬实验组的瘦素、胰岛素水平均显著低于其不加铬的相应对照组(A组和B组)(P<0.05)，即随着葡萄糖酸铬剂量的增加，胰岛素和瘦素水平均逐渐降低，且呈一定的剂量-效应关系。
3 讨论
本研究结果表明：葡萄糖酸铬不影响大鼠的正常生长和主要脏器的脏/体比，而随着葡萄糖酸铬剂量的增加，大鼠体重有下降的趋势，但无统计学意义(P>0.05)，可能是由于喂饲时间较短(仅2个月)，或者是因为铬的作用有限[5]。高脂饲料对照组的瘦素水平显著高于基础饲料对照组，结合实验结束时大鼠体重的情况分析发现，大鼠瘦素与体重呈正相关(r为0.70)，与以前文献报道的结论相一致。另外，各组大鼠体重差异虽无显著性，加铬组的胰岛素和瘦素水平均显著低于其相应不加铬的对照组，且随着葡萄糖酸铬剂量的增加，胰岛素和瘦素也逐渐下降，呈一定的剂量-效应关系。从现有的实验结果和以往的文献可以推测，铬可能是作为胰岛素葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成部分来增加对胰岛素的敏感性[5]，从而达到降低血清胰岛素的作用。至于葡萄糖酸铬对改善大鼠的leptin抵抗(肥胖个体一般leptin水平较高，而达不到正常的生物反应，肥胖个体的leptin分泌增加是一种代偿机制)及其对肥胖基因表达影响的调节机制目前还不十分清楚，据推测它可能通过胰岛素来影响肥胖基因的表达。胰岛素的作用除降低血糖外，还有促进脂肪合成，抑制脂肪分解的作用[4]，而瘦素作为脂肪调节过程中的“负反馈因子”，可感受机体脂肪贮存的情况而发生相应的变动，使体重维持在一个相对稳定的状态，故胰岛素可能通过对脂肪代谢的影响而对瘦素起间接调控作用。此外，leptin受体与胰岛素受体均位于下丘脑弓核(ARC)，腹内侧核(VMH)和腹外侧核(LHA)等核内，故胰岛素可能通过大脑网状内皮系统以饱和转运的方式至中枢神经系统与其受体结合而对leptin起直接调控作用，而且Saladin R等的动物实验也证实了摄食对肥胖基因表达的影响过程中，胰岛素作为中介起了一定的作用[6]。至于胰岛素与瘦素的确切关系及铬在其中究竟起何作用还有待进一步研究。
, http://www.100md.com
基金项目：国家自然科学基金(No.39670638)
作者简介：孙长颢，男，博士，教授
4 参考文献
1，陈炳卿.营养与食品卫生学.第3版.北京：人民卫生出版社，1992，36
2，Pasman WJ, Westerterp-Plantenga MS, Saris WH. The effectiveness of long-term supplementation of carbohydrate, chromium, fibre and caffeine on weight maintenance. Int J Obes Metab Disord, 1997,21(12):1143-1151
3，Halaas JL, Gajiwala KS, Maffei M, et al. Weight-reducing effects of the plasma protein encoded by the obese gene. Science, 1995,269(5223):543-546
, 百拇医药
4，陈灏珠.内科学.第3版.北京：人民卫生出版社，1989，752
5，Schwartz MW, Peskind E, Raskind M, et al. Cerebrospinal fluid leptin levels:relationship to plasma levels and to adiposity in humans. Nature Med, 1996,2(5):589-593
6，Saladin R, de Vos P, Guerre-Millo M, et al. Transient increase in obese gene expression after food intake or insulin administration. Nature,1995,377(6549)：527-529
(2000-05-18收稿), 百拇医药
单位：张毅( 北京海军大院门诊部)；刘庆敏( 哈尔滨市卫生防疫站)；师国庆(大庆市龙凤区卫生防疫站)；孙长颢 张薇 王舒然(哈尔滨医科大学公共卫生学院，哈尔滨 150001)
关键词：铬；瘦素；胰岛素；大鼠
卫生研究000619 摘要：为研究铬(Cr)对大鼠体重的影响及其与瘦素和胰岛素的关系，将80只大鼠按体重随机分为8组，分别为基础饲料对照组、3个基础饲料实验组[葡萄糖酸铬，相当于每天摄入Cr(Ⅲ) 1、2和3mg/kgBW]、高脂饲料对照组、3个高脂饲料实验组(铬含量同上)。每周称重1次，并于第8周末断头取血，用放射免疫法分别检测血清中的瘦素及胰岛素，同时称取大鼠的肝、脾、肾和睾丸，计算脏/体比值。结果显示，高脂饲料组与基础饲料组相比，大鼠体重显著增加(P<0.05)，胰岛素和瘦素水平显著升高(P<0.05)；而无论是基础饲料组还是高脂饲料组，随着铬剂量的增加，胰岛素和瘦素水平均显著降低(P<0.05)。揭示铬对大鼠体重影响不大，但可降低胰岛素和瘦素水平。
, 百拇医药
中图分类号：G578 文献标识码：A
文章编号：1000-8020(2000)06-0370-02
Effect of chromium gluconate on body weight, serum leptin and insulin in rats
Sun Changhao Zhang Wei Wang Shuran Zhang Yi et al
(Department of Nutrition and Food Hygiene, Harbin Medical University, Harbin 150001,China)
Abstract：In order to observe the effect of chromium on rat body weight, serum leptin and insulin, eight groups of rats were randomly fed diets(basal diet or high-fat diet)with different levels of chromium gluconate [proximally Cr(Ⅲ) 1,2 and 3mg/kg BW]. All rats were weighted once a week. By the end of the 8th week, all rats were decapitalized and the levels of serum leptin and insulin were tested by RIA method. The ratio of liver, spleen, kidney and testickle to body weight were calculated. The average body weight and the levels of leptin and insulin of high-fat-diet groups were significantly higher than those of the basal-diet group (P<0.05), but the insulin and leptin of groups with chromium were signficantly lower than their corresponding control groups without chromium(P<0.05). It was concluded that chromium could cause weight loss slightly and reduce the levels of insulin and leptin.
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Key words:chromium, leptin, insulin, rat
微量元素铬和脂肪代谢有密切关系[1]，许多文献报道铬化合物具有降低血脂的作用，推测可能与其降低体重的作用有关，而这方面的研究报道结论不一[2]。同时，鉴于瘦素(leptin,肥胖基因的表达产物)和胰岛素均与脂肪代谢有关[3，4]，因此本实验研究了葡萄糖酸铬对leptin的影响及其与胰岛素的关系。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验动物 Wistar雄性大鼠80只，体重为60～80g，购自黑龙江省肿瘤研究所实验动物中心，整个实验过程中实验动物均在二级动物(清洁级)实验室饲养。
1.1.2 葡萄糖酸铬 分析纯，纯度为98%，由黑龙江大学化学系提供。
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1.1.3 试剂盒 (1)大鼠瘦素放射免疫检测试剂盒(rat leptin RIA kit)购自美国Linco Research, St. Charles,MO,该方法的最低线形检测下限为0.5ng/ml，最高线形检测上限为50ng/ml，批内和批间变异(CV)<8%，回收率>94%。(2)胰岛素放射免疫检测试剂盒，购自北京北方生物技术研究所，灵敏度(2s)≤1.5μIU/ml，批内变异<10%，批间变异<15%。
1.1.4 仪器 Cap R16型γ记数仪，美国Capintech公司生产。
1.2 方法
将健康雄性大鼠80只随机分为8组，每组10只，喂饲情况如下：A组：为基础饲料对照组；A1、A2、A3组为基础饲料实验组，即在基础饲料基础上，每kg饲料分别加入127、253和380mg的葡萄糖酸铬，即相当于Cr(Ⅲ)1、2和3mg/kgBW。B组为高脂饲料对照组；B1、B2、B3组为高脂饲料实验组，即在高脂饲料基础上，分别加入与基础饲料实验组同一剂量水平的葡萄糖酸铬。其中基础饲料和高脂饲料配方参考《保健食品功能评价程序和检验方法》(卫生部监督司编)。每2只鼠饲养于1笼(不锈钢笼)，自由饮用蒸馏水，限制摄食，喂饲8周后，断头取血，测血清瘦素和胰岛素，同时称取大鼠的肝、脾、肾和睾丸，计算脏/体比值。
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1.3 统计方法
数据统计用方差分析及q检验。
2 结果
2.1 葡萄糖酸铬对大鼠体重的影响(表1)
表1 葡萄糖酸铬对大鼠体重的影响(n=10,
± s) g 组别葡萄糖酸
铬(mg/
kg饲料)
第0周
第4周
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第8周
A
0
74.5±17.0
152.0±22.0
209.2±28.9
A1
127
74.8±16.6
146.1±24.8
199.1±23.3
A2
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253
74.6±13.8
146.7±20.8
204.4±20.0
A3
380
72.9±17.7
143.4±23.8
197.0±27.2
B
0
73.2±16.1
, 百拇医药
198.8±27.6(1)
297.2±33.8(1)
B1
127
73.4±19.0
195.3±33.6
284.8±31.0
B2
253
73.7±15.1
196.3±34.2
, 百拇医药
285.3±38.1
B3
380
73.9±15.9
190.0±31.9
279.6±33.8
注：(1)与基础饲料对照组(A组)相比P<0.05 从表1可知，大鼠体重在第0周时较接近，从第2周起到实验结束为止，高脂饲料对照组(B组)体重明显高于基础饲料对照组(A组)(P<0.05)；而加铬的实验组的体重均低于其不加铬的相应对照组，随着葡萄糖酸铬剂量的增加，各组大鼠体重有下降的趋势，但无统计学上的意义(P>0.05)，说明葡萄糖酸铬对大鼠体重无明显的影响。另外，无论是基础饲料实验组(A1、A2、A3组)与其对照组(A组)相比，还是高脂饲料实验组(B1、B2、B3组)与其对照组(B组)相比，其脏/体比值均无显著性差异(P>0.05)，说明该剂量的葡萄糖酸铬对大鼠主要脏器没有明显的损害。
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2.2 葡萄糖酸铬对大鼠瘦素、胰岛素的影响(表2)
表2 葡萄糖酸铬对大鼠瘦素，胰岛素的影响(n=10,
±s) 组别瘦素
(ng/ml)
胰岛素
(μIU/ml)
A
2.537±0.640
19.97±1.94
A1
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1.334±0.507(1)
16.08±1.37(1)
A2
1.296±0.706(1)
14.27±1.60(1)
A3
1.109±0.397(1)
13.76±2.27(1)
B
7.110±1.273
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36.80±3.08
B1
5.031±0.936(2)
32.25±2.70(2)
B2
4.884±0.834(2)
31.41±2.38(2)
B3
4.591±0.714(4)
25.90±2.60(2)
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注：(1)与基础饲料对照组(A组)相比P<0.05
(2)与高脂饲料对照组(B组)相比P<0.05
从表2可知，高脂饲料对照组(B组)的瘦素、胰岛素水平显著高于基础饲料对照组(A组)(P<0.05)；而无论喂饲基础饲料还是高脂饲料，加铬实验组的瘦素、胰岛素水平均显著低于其不加铬的相应对照组(A组和B组)(P<0.05)，即随着葡萄糖酸铬剂量的增加，胰岛素和瘦素水平均逐渐降低，且呈一定的剂量-效应关系。
3 讨论
本研究结果表明：葡萄糖酸铬不影响大鼠的正常生长和主要脏器的脏/体比，而随着葡萄糖酸铬剂量的增加，大鼠体重有下降的趋势，但无统计学意义(P>0.05)，可能是由于喂饲时间较短(仅2个月)，或者是因为铬的作用有限[5]。高脂饲料对照组的瘦素水平显著高于基础饲料对照组，结合实验结束时大鼠体重的情况分析发现，大鼠瘦素与体重呈正相关(r为0.70)，与以前文献报道的结论相一致。另外，各组大鼠体重差异虽无显著性，加铬组的胰岛素和瘦素水平均显著低于其相应不加铬的对照组，且随着葡萄糖酸铬剂量的增加，胰岛素和瘦素也逐渐下降，呈一定的剂量-效应关系。从现有的实验结果和以往的文献可以推测，铬可能是作为胰岛素葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成部分来增加对胰岛素的敏感性[5]，从而达到降低血清胰岛素的作用。至于葡萄糖酸铬对改善大鼠的leptin抵抗(肥胖个体一般leptin水平较高，而达不到正常的生物反应，肥胖个体的leptin分泌增加是一种代偿机制)及其对肥胖基因表达影响的调节机制目前还不十分清楚，据推测它可能通过胰岛素来影响肥胖基因的表达。胰岛素的作用除降低血糖外，还有促进脂肪合成，抑制脂肪分解的作用[4]，而瘦素作为脂肪调节过程中的“负反馈因子”，可感受机体脂肪贮存的情况而发生相应的变动，使体重维持在一个相对稳定的状态，故胰岛素可能通过对脂肪代谢的影响而对瘦素起间接调控作用。此外，leptin受体与胰岛素受体均位于下丘脑弓核(ARC)，腹内侧核(VMH)和腹外侧核(LHA)等核内，故胰岛素可能通过大脑网状内皮系统以饱和转运的方式至中枢神经系统与其受体结合而对leptin起直接调控作用，而且Saladin R等的动物实验也证实了摄食对肥胖基因表达的影响过程中，胰岛素作为中介起了一定的作用[6]。至于胰岛素与瘦素的确切关系及铬在其中究竟起何作用还有待进一步研究。
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基金项目：国家自然科学基金(No.39670638)
作者简介：孙长颢，男，博士，教授
4 参考文献
1，陈炳卿.营养与食品卫生学.第3版.北京：人民卫生出版社，1992，36
2，Pasman WJ, Westerterp-Plantenga MS, Saris WH. The effectiveness of long-term supplementation of carbohydrate, chromium, fibre and caffeine on weight maintenance. Int J Obes Metab Disord, 1997,21(12):1143-1151
3，Halaas JL, Gajiwala KS, Maffei M, et al. Weight-reducing effects of the plasma protein encoded by the obese gene. Science, 1995,269(5223):543-546
, 百拇医药
4，陈灏珠.内科学.第3版.北京：人民卫生出版社，1989，752
5，Schwartz MW, Peskind E, Raskind M, et al. Cerebrospinal fluid leptin levels:relationship to plasma levels and to adiposity in humans. Nature Med, 1996,2(5):589-593
6，Saladin R, de Vos P, Guerre-Millo M, et al. Transient increase in obese gene expression after food intake or insulin administration. Nature,1995,377(6549)：527-529
(2000-05-18收稿), 百拇医药