肥胖癥發(fā)生率正逐年增加,并有加速提高的趨勢。肥胖癥長伴發(fā)糖尿病、脂肪肝、血脂紊亂、高血壓、冠心病等多種慢性疾病,是嚴重影響人們健康和生活質(zhì)量的疾病之一,已成為世界各國面臨的嚴重公共健康問題。專家指出,肥胖癥、艾滋病、吸毒和酗酒共同組成了新的四大社會醫(yī)學(xué)難題。因此,開展與肥胖相關(guān)的課題研究是當前的迫切任務(wù)。
一直以來,我們利用實驗動物模型(如小鼠,大鼠)對人類肥胖的病因及治療肥胖的方法做了大量相關(guān)研究。在此類研究中,最重要的一點是我們需要找到可靠、準確的測量動物身體成分的方法。化學(xué)分析法是測量身體成分的金標準,可這種方法需要將動物殺死,因此不能對動物進行長期反復(fù)地測量。另外,化學(xué)分析方法的過程耗時長且工作量大。因此,快速地體內(nèi)測量的方法對于測量隨時間而發(fā)生變化的身體成分來說就至關(guān)重要。目前有幾種身體成分測定方法,如雙能X射線吸收測定法(Dual Energy X-ray Absorptiometry,DXA),計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT),磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI),同位素稀釋法,全身電導(dǎo)率法(Total Body Electrical Conductivity, TOBEC)及定量磁共振法(QMR),以下分別就每種方法的特點做一簡單介紹。
DXA, CT和 MRI 都是非入侵性的,非破壞性的方法。
1. 雙能X射線吸收法
DXA體內(nèi)測定脂肪的是在利用骨密度測定儀測量骨密度的基礎(chǔ)上,擴展和延伸用于測脂肪含量及分布。改裝置由一種超穩(wěn)定X射線發(fā)生器發(fā)射一束寬波長的射線束,通過X線束濾過式脈沖技術(shù)可獲得兩種能量的X線,即高能和低能兩束不同能量的弱X線,X線穿過受檢部位后,被與X線管球同步移動的高及低能探測器所接受,將信號傳送到計算機進行數(shù)據(jù)處理,就可以計算出身體脂肪組織、非脂肪組織和骨礦物質(zhì)含量、骨礦密度等參數(shù),掃描的時間大約為6分鐘。這種方法曾經(jīng)被廣泛應(yīng)用于實驗小動物的身體成分分析。但是,該方法測量的精準度會根據(jù)儀器及使用軟件的不同而有所變化。
2. CT 和 MRI
CT和MRI可以在組織及器官水平上對身體成分進行分析。兩種測量方法可以獲得特定的脂肪墊或器官的圖像,從而可以對脂肪量及構(gòu)成筋肉的組織量進行進一步的分析。 CT 法已經(jīng)有文獻表明用于大鼠和小鼠的身體成分測量,利用MRI法對身體成分進行分析的情況也有所增加。盡管CT和 MRI 都已經(jīng)成功用于對身體成分進行分析,并可獲得身體脂肪分布的信息,但是測量和分析的時間都很長,并且需要由對儀器非常熟悉的人員操作完成。
對于以上提到的三種測量方法(DXA, CT, and MRI )來說,一個共同的缺點是三種方法都需要對動物進行麻醉或鎮(zhèn)靜。實驗動物必須在掃描過程中保持絕對不動的狀態(tài)。而眾所周知,麻醉或鎮(zhèn)靜將會帶來動物攝食量減少,體溫降低等副作用,并且有死亡的風(fēng)險。
3. TOBEC
TOBEC同樣是通過間接的方法測的脂肪含量。原理是脂肪組織基本上不導(dǎo)電,而“非脂肪組織”成分內(nèi)的水和電介質(zhì)則成為良導(dǎo)電物質(zhì),通過測定電導(dǎo)率間接測得筋肉含量,然后通過計算得到脂肪量。TOBEC方法的優(yōu)勢在于廉價,儀器易攜帶,精確度高,操作簡便,但是這種方法測得的數(shù)值不夠準確,筋肉量的極微小的誤差會導(dǎo)致脂肪量很大的誤差,而且無法對身體成分的變化進行追蹤研究。同位素稀釋和TOBEC的測量方法,不需要對實驗動物進行鎮(zhèn)靜或麻醉。
同位素稀釋通過對全身總水量的計算而確定不含脂肪組織的量,從而間接獲得脂肪量。這一方法的關(guān)鍵是假設(shè)大約73%的非脂肪組織都是水。
4. QMR
定量磁共振法(QMR)的出現(xiàn)則可以解決以上提到的所有問題。該方法通過測定生物體內(nèi)各種物質(zhì)不同的分子結(jié)構(gòu)、不同的1H含量從而得到不同的T1和T2特性,可以快速地對不需麻醉的活體動物進行精確地身體成分測量。如QMR系統(tǒng) EchoMRI™ 動物身體成分分析儀(Echo Medical Systems, Houston, TX) 有多種型號,可完成小至果蠅,大到人體的動物身體成分的精確測量,能進行體脂肪、瘦肉組織、游離水和全身含水量等眾多參數(shù)的分析,。目前儀器在全球的用戶已超過300家,發(fā)表文章200余篇,是公認的對實驗動物進行身體成分分析的最佳方法。