急性缺氧大鼠食欲降低機制的初步研究.pdf

1、背景與目的：平原人進入高原后，常出現(xiàn)體重減輕。一些研究認為這與食欲下降有關(guān)。進入高原后進食量減少，體重減輕可導(dǎo)致勞動能力降低。因此，研究高原環(huán)境降低食欲的機制，對有針對性地提出改善進入高原者作業(yè)能力的措施有積極意義。
　　攝食是一個復(fù)雜的行為過程，中樞神經(jīng)系統(tǒng)在攝食行為的調(diào)節(jié)中起著重要的作用。中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合機體對能量的需要，通過味覺、嗅覺和視覺等系統(tǒng)獲得食物的相關(guān)信息，同時產(chǎn)生“饑餓感”，促進機體攝入食物；攝入食物后，消化道在消

2、化、吸收食物的過程中會分泌多種激素產(chǎn)生“飽食感”，使機體停止進食。機體能量的攝入與消耗保持相對平衡。下丘腦是調(diào)節(jié)食欲和體重的關(guān)鍵部位。由于腦對缺氧十分敏感，推測，高原缺氧環(huán)境有可能通過影響下丘腦，降低人的食欲。
　?、裥痛舐樗厥荏w（CB1）在下丘腦廣泛表達，在調(diào)控動物食欲和體重中起重要作用。CB1受體位于突觸前膜，與內(nèi)源性大麻素結(jié)合后使突觸后膜神經(jīng)元去極化，然后通過逆行信使作用于突觸前神經(jīng)末梢，控制谷氨酸、γ—氨基丁酸（GABA）

3、或單胺等神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。研究顯示，激活下丘腦CB1受體可增加動物食欲，而阻斷CB1受體，可激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號，使動物攝食量減少。
　　mTOR是高度保守的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶。研究表明，雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是細胞的能量感受器，可以感受細胞內(nèi)能量及底物的變化來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的合成。一些研究表明，下丘腦弓狀核（ARC）中mTOR及其下游信號通路激活后動物進食量顯著減少。
　　推測缺氧有可能直接影響下丘腦神經(jīng)元

4、中 CB1受體的活性或通過 mTOR抑制促食性神經(jīng)元的活性，使動物食欲下降。本研究首先比較平原和模擬高原環(huán)境大鼠攝食量的變化，在此基礎(chǔ)上，觀察了平原和模擬高原大鼠下丘腦攝食中樞CB1受體和mTOR表達量的變化，以探討急性缺氧降低大鼠食欲的中樞機制。
　　方法：SD大鼠隨機分為3組：平原對照組、缺氧1 d組和缺氧7 d組。平原對照組大鼠置平原飼養(yǎng)，缺氧組大鼠置模擬海拔5000 m的低壓艙中飼養(yǎng)。大鼠按照實驗動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)單只分籠獨立喂

5、養(yǎng)，自由飲水進食。每天記錄平原對照組大鼠攝食量和體重，同時每天進入模擬海拔5000m的低壓艙中記錄缺氧1d組和缺氧7d組大鼠攝食量及體重。平原對照組大鼠于第1天在平原取材，缺氧大鼠在模擬海拔5000 m低壓艙中于缺氧第1天、缺氧第7天取材。蛋白免疫印跡法和免疫組化法觀察各組大鼠下丘腦CB1受體和c-Fos蛋白表達變化。
　　再取大鼠隨機分為平原對照組和缺氧組。大鼠單只分籠獨立喂養(yǎng)，自由飲水進食。兩組大鼠先在平原禁食12h后，平原對

6、照組大鼠在平原、缺氧組大鼠在模擬海拔5000 m低壓艙中，繼續(xù)禁食24h，然后給予食物，記錄兩組大鼠12h內(nèi)的攝食量。重復(fù)上述實驗和分組，但大鼠僅自由飲水，不給予飼料24h，平原對照組在平原、急性缺氧組在海拔5000 m低壓艙中6h后取材，蛋白免疫印跡法觀察兩組大鼠下丘腦mTOR表達變化及其下游信號分子活性。
　　取大鼠隨機分為雷帕霉素組和DMSO（dimethyl sulphoxide）組，兩組大鼠先在平原禁食12h，期間，雷帕

7、霉素組大鼠側(cè)腦室注射mTOR抑制劑雷帕霉素，DMSO組注射等量DMSO，然后將兩組大鼠置于模擬海拔5000 m低壓艙中并給予食物，觀察大鼠在缺氧24h的進食量。重復(fù)上述實驗和分組，但大鼠僅自由飲水，不給予飼料，在海拔5000 m低壓艙中6h后將兩組取材，蛋白免疫印跡法檢測兩組大鼠下丘腦mTOR表達及其下游信號分子活性。
　　結(jié)果：
　　1.大鼠在模擬海拔5000m低壓艙缺氧1 d的攝食量（4.9±0.7g）顯著少于平原對照組

8、（15.5±2.7g）。隨著缺氧時間的延長，大鼠攝食量逐日增加，缺氧3～7 d時的攝食量與平原對照組大鼠相當(dāng)。大鼠缺氧后，體重顯著減輕；至缺氧第2天體重降至最低；此后大鼠體重呈逐日增加趨勢，但始終低于平原對照組。
　　2. Western blot結(jié)果顯示缺氧1 d后，大鼠下丘腦內(nèi)CB1受體、c-Fos表達較平原對照組顯著減少。缺氧7 d后，大鼠下丘腦CB1受體、c-Fos表達較缺氧1 d組顯著增加，且與平原對照組比較無顯著差異。

9、免疫組織化學(xué)檢測結(jié)果顯示，缺氧1d組大鼠弓狀核（ARC）、下丘腦腹外側(cè)區(qū)（LH）和下丘腦腹內(nèi)側(cè)核（VMH）CB1受體、c-Fos蛋白表達較平原對照組顯著降低，缺氧第7天時，上述腦區(qū)CB1受體、c-Fos蛋白表達恢復(fù)至平原對照組水平。
　　3.在模擬海拔5000m缺氧大鼠進食量顯著減少的同時，大鼠下丘腦mTOR蛋白表達及其下游信號分子活性顯著增加。腦室注射mTOR抑制劑雷帕霉素后，缺氧大鼠下丘腦 mTOR蛋白表達和下游信號分子活性顯

10、著降低，在5000m高原24h大鼠進食量顯著增加（雷帕霉素組：24.0±1.6g vs DMSO對照組：6.9±1.7g）。
　　結(jié)論：
　　1.急性缺氧時，大鼠體重顯著減輕，攝食量顯著減少。
　　2.急性缺氧時，大鼠下丘腦弓狀核、下丘腦腹外側(cè)區(qū)和下丘腦腹內(nèi)側(cè)核的 CB1受體、c-Fos蛋白表達顯著降低；隨著缺氧時間延長，上述腦區(qū)CB1受體、c-Fos蛋白表達逐漸恢復(fù)，CB1受體、c-Fos蛋白的變化趨勢與大鼠攝食量變