高血脂動物模型評價及進展

2021-06-29 14:30:53 字數 4423 閱讀 6032

高脂血症是動脈粥樣硬化和冠心病發病的最重要的因素之一,尋找高脂血症的發病原因,探求其**方法已經成了醫藥學界甚為關注的問題,而選擇理想的高脂血症動物模型是開展相關實驗、研究脂質代謝紊亂的關鍵,目前,已應用大鼠、豚鼠、家兔、小鼠、金黃地鼠等實驗動物建立了高脂血症動物模型。目前高脂血症動物模型主要有先天性、轉基因和化學物質誘導三種,前2種由於**困難和**昂貴,限制了其應用,化學物質誘導應用最為廣泛,它主要包括兩類,一類是利用高脂飲食飼餵或灌胃一段時間後形成的,另一類是利用化學試劑通過靜脈或腹腔注射一次形成的,本文將按照不同種類的動物,對採用高脂飲食飼餵或灌胃誘導高脂血症的模型進行綜述。

1大鼠大鼠是目前國內研究人類脂質代謝使用最多的實驗動物,其優點是易於飼養管理,抵抗力較強,取樣方便,血量豐富,有著明確的遺傳背景,便於一次進行較多指標的檢測,並且能夠明顯地反映出實驗處理的影響,但是,在國外高脂血症動物模型的研究中,大鼠的使用呈逐漸減少的趨勢。

大鼠血漿中hdl是血漿膽固醇的主要載體,而人類的血漿膽固醇的主要載體是ldl,物種差別比較大,而且,大鼠血漿中cetp(膽固醇酯轉運蛋白)的活性僅為人類的14%,此外,大鼠具有對抗動脈粥樣硬化形成的能力,因此,在複製高血脂動物模型時,大鼠的使用在減少。

大鼠缺少膽囊,加入膽鹽的高脂飼料,會促進大鼠有效吸收膽固醇與脂肪;飼料配方中膽固醇含量與血清tc水平呈正相關,豬油含量的改變會影響t**平,可見高脂飼料配方中膽固醇和豬油等物質是必不可少的,但豬油含量過高飼料不易成形,且油脂含量過高動物會產生消化不良現象;在部分造模方法中加入一些抗甲狀腺素分泌類藥物,以降低膽固醇向膽汁酸轉化,但是由於該類藥物普遍存在對肝臟及淋巴結損害,容易造成肝臟及淋巴結損傷,增加大鼠生存負荷,降低生活質量,並且不符合正常代謝過程,又容易造成模型動物死亡,因此,本實驗室最新大鼠高脂血症模型複製方法:豬油15g、植物油15g、膽固醇10g、豬膽酸3g、丙二醇15ml、吐溫80 15ml、蔗糖15g、奶粉8g,加蒸餾水至l00ml。

綜合本次實驗結果及本實驗室多次大鼠高脂血症實驗結果來看,給予高脂飼料後,模型組大鼠血清tg並未按預期的明顯公升高,反而是明顯低於對照組或者無明顯改變,可能是因為(1)實驗大鼠存在個體差異;(2)長期給大鼠餵飼膽固醇高脂飼料,可促進大鼠肝臟tg合成,抑制肝臟脂肪酸代謝和減少肝臟tg向血液分泌,導致血液中tg濃度降低。綜上所述,高脂飼料餵養法建立的大鼠高脂血症模型表現為血清tc明顯公升高,hdl-c明顯降低,而tg受影響因素多,波動大,重現性差。

金黃地鼠和豚鼠在膽固醇合成、代謝方面、受體、非受體轉運途徑的比例與人類較為接近,對食物中脂質和調節血脂功效成分的反應更接近於人,目前國際上傾向於採用金黃地鼠或豚鼠來建立高脂模型,但金黃地鼠模型存在血量少、尾部採血困難、性情不如大鼠溫順等缺點;而豚鼠與大鼠比較,成本高,抵抗力弱,難飼養,所以在我國,大鼠高脂血症模型仍普遍運用於降脂實驗的研究。

2豚鼠針對豚鼠的脂代謝生理與病理特點進行相關研究,發現豚鼠在血漿脂蛋白構成、膽固醇和脂蛋白代謝及對飲食膽固醇和藥物**的反應性方面與人類有許多相似之處,根據豚鼠脂代謝基礎研究現狀,從豚鼠血漿脂蛋白組成、膽固醇轉運方式及影響血漿脂蛋白代謝和膽固醇轉運的關鍵酶與蛋白的表達和活性等方面進行綜述,**豚鼠高脂血症模型的優勢,為其應用提供理論基礎和參考。

2.1血漿脂蛋白組成及血漿膽固醇轉運方式

由ldl/hdl可看出,在血漿脂蛋白組成與比例方面,豚鼠更接近人類,各種脂蛋白在血漿中的含量與比例不同決定了膽固醇在血漿中不同的轉運方式,豚鼠血漿脂蛋白構成比率與人類最為接近,因此其血漿膽固醇轉運方式亦可能與人類相似。

2.2肝臟游離膽固醇和總膽固醇比例

人類肝臟膽固醇主要以游離膽固醇(fc)形式存在,約佔總膽固醇(tc)的80%~90%,豚鼠肝臟fc與酯化膽固醇(ce)分布情況與人類相似,其fc約佔tc的80%。

2.3影響膽固醇和脂蛋白代謝關鍵酶與蛋白的表達活性

膽固醇和脂蛋白代謝過程中涉及許多關鍵性蛋白及限速酶的表達與調節,包括膽固醇逆向轉運及hdl代謝過程中重要蛋白(膽固醇酯轉運蛋白,cetp)、血漿膽固醇酯化關鍵酶(卵磷脂膽固醇醯基轉移酶,lcat)以及調節肝臟膽固醇合成、酯化和代謝的限速酶(3-羥基-3-甲基戊二醯輔酶a還原酶hmg-coa、脂醯輔酶a膽固醇醯基轉移酶acat及膽固醇7α羥化酶cyp7a1)等。

2.3.1膽固醇酯轉運蛋白(cetp)

cetp是一種疏水性醣蛋白,具有催化血漿中脂蛋白間極性向非極性轉化使之達到平衡的作用,是調節脂質交換的重要蛋白,在膽固醇逆向轉運(rct)及hdl-c代謝過程中起關鍵作用,它可介導ce從hdl向vldl轉移,同時vldl將自身所含大量tg轉移至hdl,脂質交換的結果一方面可形成大量富含ce的ldl,容易氧化修飾被動脈壁巨噬細胞吞噬形成泡沫細胞,觸發as的發生和發展;另一方面可形成富含tg的hdl,這種hdl極易被肝脂酶(hl)識別並分解其中的tg和磷脂,變成小顆粒的hdl3被代謝出體外,最終可導致血漿hdl水平下降。因此,cetp表達與活性高低關係到各種脂蛋白脂質的組成,決定hdl和ldl質和量的變化,與as發生和發展密切相關,其活性公升高可促進as病變形成。

大鼠為低cetp活性動物,其轉運活性僅為人類的14%,而豚鼠屬於中等cetp活性動物,轉運活性約為人類的49%,與人類較為接近。

2.3.2卵磷脂膽固醇醯基轉移酶(lcat)

lcat是迴圈中游離膽固醇酯化的關鍵酶,此酶由肝臟合成並分泌入血後發揮作用,新生的hdl在lcat的作用下,其中的fc不斷酯化形成ce,而進入hdl的核心,轉變為成熟的hdl,載脂蛋白ai(apoai)為lcat啟用劑,apoai在血漿中含量高低直接關係到lcat酶活性大小,而apoa i為hdl的主要結構蛋白,約佔hdl總蛋白的65%,其在血漿中的水平反映hdl的顆粒數。

2.3.3脂醯輔酶a膽固醇醯基轉移酶(acat)

acat可催化體內許多組織細胞脂肪酸醯基輔酶a和膽固醇生成膽固醇酯,肝臟fc為acat作用底物,其濃度高低與acat活性呈正相關,豚鼠高脂血症模型肝臟acat活性及動脈壁acat1表達等均顯著公升高,可能與其肝臟fc含量明顯增加有關。因此,豚鼠還可能作為一種研究抑制acat的降脂與抗as新藥較為理想的動物模型。

2.3.4膽固醇7α羥化酶(cyp7a1)

cyp7a1是體內調節膽固醇代謝的限速酶,豚鼠具有與人類相近的膽固醇合成、酯化及代謝率,其調節膽固醇合成、酯化和代謝的限速酶的活性和表達與人類相近。

2.3.5豚鼠高脂血症模型的優勢特徵

基於上述豚鼠脂代謝生理特徵及脂代謝紊亂病理機制與人類的相似性,用豚鼠建立的高脂血症模型可能具備許多大鼠模型所不具有的優勢,如對高脂飼料敏感、對降脂藥物**反應與人類相似、易於形成as病變等。

豚鼠對高脂肪高膽固醇飲食尤其是高膽固醇飲食非常敏感,通常飼料中加入少量的膽固醇(最低可達0.04%)即可形成較為明顯的高膽固醇血症,尤其血漿ldl-c公升高變化最為顯著,其飼料中膽固醇含量為大鼠1/10~1/25,這種較低劑量膽固醇攝入形成的高脂血症與人類高脂血症患者的日常膳食膽固醇攝入量相當,因此用豚鼠建立高脂血症模型具有飼料配方簡單、膽固醇含量較低且與人類膽固醇攝入量相當等優點。

理想的高脂血症動物模型對降脂藥物的反應性應盡量與人類的反應性相似,一些研究表明,豚鼠高脂血症模型對hmg-coa還原酶(他汀類)及acat抑制劑及膽汁酸結合樹脂等各類降脂藥物反應性和敏感性均與人類極為相似,因此,對於降脂藥物作用及作用機制尤其涉及脂代謝過程特異性受體和相關酶等的研究,豚鼠可能是一種較為理想和適宜的高脂血症模型動物。

豚鼠高脂血症模型可能更加易於進一步發展形成as病變,其原因和機制可能與上述提及的豚鼠脂蛋白構成及膽固醇轉運方式、cetp、lcat、acat等重要蛋白和酶的表達變化密切相關。

3兔兔是餵飼富含高膽固醇食物引起高脂血症和動脈粥樣硬化病變的敏感動物。家兔高脂模型極易形成,肝脂酶活性較低能很快發展成動脈粥樣硬化,其缺點是耗費飼料,動物成本較高,兔灌胃給藥操作不便,兔血清中vldl佔總膽固醇的比例過高,且兔為草食動物,其脂質代謝與人差異較大。增加家兔血漿中的載脂蛋白的水平,可以加重由高脂血症導致的家兔動脈粥樣硬化。

兔高脂飼料配方:2%膽固醇,7.5%蛋黃粉,5%豬油

4 **地鼠

金黃地鼠**廣,飼養容易,膽固醇吸收快,能在較短時間內形成高脂血症模型,金黃地鼠在脂質代謝方面與人有許多相似之處,如雄性金黃地鼠的內源性膽固醇肝外組織合成比例約為85%,人類約為90%,金黃地鼠是乙個較好的高脂血症模型,然而金黃地鼠也存在一些問題,尾部採血困難,性情不如大鼠、小鼠溫順。高脂飼料配方有:基礎飼料72.

6%、草粉10.4%、雞蛋黃10%、豬油5%、膽固醇2%,餵養15 d之後,形成了理想的高脂血症模型。高脂飼料餵養接近人類的飲食狀態,該模型符合人類高脂血的形成過程,是乙個較好的高脂血症模型。

5高脂血症轉基因動物模型概況

涉及脂質代謝的蛋白主要包括3類:相應的受體、載脂蛋白(apo)、與脂質代謝有關的酶和轉運蛋白,載脂蛋白e(apoe)是除ldl以外的所有的脂蛋白的結構分子,在維持血脂代謝的平衡上起著極為重要的作用,apoe的基因突變可導致嚴重的高脂血症,據此,複製出apoe7-tg小鼠,其特點是膽固醇甘油三酯公升高,脂質代謝紊亂;此外,脂蛋白脂酶(lpl)是血漿tg清除的限速酶,可控制血漿t**平,其基因突變可能與冠心病、心臟病有關,研究表明lpl基因完全缺陷的鼠是致死性的,而lpl缺陷的雜合型倖存鼠在成年則有中度高脂血症。

6其他此外,用於建立高脂血症動物模型還有:長爪沙鼠、家鴨、五指山小型豬和小鼠,小鼠內源性膽固醇的合成量和血漿清除率大於人類很多倍,且小鼠血漿中不含cetp,與人類差異很大。

高血脂治療

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什麼是高血脂

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