早期游泳運動對OF大鼠體重編程作用影響的效果與機制研究.pdf

1、運動對機體能量調控和肥胖防治的作用是毋庸置疑的，但是運動終止后的肥胖反彈也一直是困擾運動醫(yī)學界的難題?！胺逝衷缙谄鹪础钡牧餍胁W資料和動物實驗研究有力證實了圍產(chǎn)期營養(yǎng)和激素環(huán)境對肥胖發(fā)生具有持久性的影響，在此期間由于發(fā)育環(huán)境變化引發(fā)的嬰幼兒超重和肥胖會伴隨其進入成年期?？梢姡瑖a(chǎn)期是肥胖預防的關鍵期，肥胖預防需要從源頭抓起。那么孕期運動能否對出生后營養(yǎng)過度引發(fā)的單純性肥胖起到預防作用，早期運動對出生后營養(yǎng)過度引發(fā)的兒童單純性肥胖的防治效

2、果是否具有持久性？這是目前肥胖運動防治領域有待研究的迷人課題。 本研究采用哺乳期小窩喂養(yǎng)方法復制過度喂養(yǎng)大鼠模型(the overfeeding rat，OF大鼠)，以孕期游泳運動、孕期結合幼齡期游泳運動為干預手段，以下丘腦弓狀核NPY、POMC和LRb、血leptin、血insulin水平以及內(nèi)臟脂肪細胞凋亡指數(shù)為主要研究指標，探討早期游泳運動對子代OF大鼠體重編程作用影響的效果及其潛在機制。本實驗分為三部分。 第一部

3、分孕期游泳運動對OF子鼠發(fā)育和代謝水平的影響 目的：探究孕期游泳運動能否對OF子鼠的生理發(fā)育、神經(jīng)行為發(fā)育和血代謝水平產(chǎn)生影響。方法：將80只SD雌性大鼠(270-280g)，按照雌雄比2:1合籠，在確定妊娠后第3天，母鼠開始孕期游泳運動至分娩結束(10min/day，6days/week)。在母鼠分娩后第2天隨機將每窩子鼠喂養(yǎng)數(shù)目調整為4只和10只，獲得孕期安靜正常喂養(yǎng)對照組(CNC，n=16窩)、孕期安靜小窩喂養(yǎng)對照組(CS

4、C，n=15窩)和孕期游泳運動小窩喂養(yǎng)組(ESC，n=22窩)。在哺乳期，每組隨機抽取10窩分別進行生理發(fā)育指標和神經(jīng)行為發(fā)育監(jiān)測；斷乳后按照體重配比原則隨機從每組抽取8只子鼠，獲得孕期安靜正常喂養(yǎng)斷乳后對照組(CNCO，n=8)、孕期安靜小窩喂養(yǎng)斷乳后OF對照組(CSCO，n=8)和孕期游泳運動小窩喂養(yǎng)斷乳后OF組(ESCO，n=8)。采用酶化學法測定母鼠和子鼠的血糖和血脂，放射免疫法測定母鼠和子鼠的血insulin、血leptin、

5、母鼠乳汁insulin和leptin；子鼠內(nèi)臟脂肪墊和內(nèi)臟器官、母鼠內(nèi)臟脂肪墊稱重。結果：孕期游泳運動對母鼠分娩體重、空腹血清胰島素(FINS)、空腹血糖(FBS)、胰島素血糖比(IGR)、血清leptin、乳汁insulin、乳汁leptin、血清甘油三酯(TG)和血清總膽固醇(TC)沒有顯著降低效果(P>0.05)；孕期游泳運動可顯著增加OF子鼠出生后第14天的負向地性反射(P<0.05)、出生后21天記憶行為(P<0.05)和自主

6、活動次數(shù)(P<0.05)；孕期游泳運動對斷乳后OF子鼠體重、Lee指數(shù)、內(nèi)臟脂肪墊體重比、內(nèi)臟器官體重比沒有顯著降低效果(P>0.05)；孕期游泳運動對斷乳后OF子鼠的血清leptin、FINS水平?jīng)]有顯著降低效果(P>0.05)。結果提示：孕期低強度游泳運動對OF大鼠神經(jīng)反射、記憶行為和自主活動水平下降有一定的改善效果，但對斷乳后OF子鼠體重編程作用沒有顯著改善效果。 第二部分孕期游泳運動對斷乳后OF大鼠下丘腦弓狀核NPY、P

7、OMC及LRb表達的影響 目的：探求孕期游泳運動能否對斷乳后OF大鼠下丘腦弓狀核食欲和能量調控產(chǎn)生影響。方法：本部分實驗模型同上，斷乳后從動物模型中按體重配比隨機抽取獲得本部分實驗動物，孕期安靜正常喂養(yǎng)斷乳后對照組(CNC1，n=8)、孕期安靜小窩喂養(yǎng)斷乳后OF對照組(CSC1，n=8)和孕期游泳運動小窩喂養(yǎng)斷乳后OF組(ESC1，n=8)。斷乳后次日取材，采用原位雜交檢測NPYmRNA、POMCmRNA和LRbmRNA表達；免

8、疫組化技術檢測下丘腦弓狀核NPY和POMC蛋白表達：放射免疫法測定血清insulin、血清leptin；酶化學法檢測血清血糖和血脂。結果：斷乳后ESC1組大鼠的體重、Lee指數(shù)、內(nèi)臟脂肪墊體重比、血清leptin、FIN、FBS、IGR、TG和TC與斷乳后CSC1對照組OF大鼠相比沒有顯著降低(P>0.05)；CSC1對照組OF大鼠的下丘腦弓狀核POMCmRNA和POMC蛋白陽性表達顯著高于斷乳后CNC1對照組(P<0.01和P<0.0

9、1)，而孕期游泳運動可進一步顯著增加斷乳后ESCI組OF大鼠下丘腦弓狀核POMCmRNA和POMC陽性表達(P<0.01和P<0.01)；與CSC1對照組OF大鼠相比，孕期游泳運動對斷乳后ESC1組OF大鼠下丘腦弓狀核NPYmRNA和NPY蛋白表達升高沒有顯著影響(P>0.05和P>0.05)，對下丘腦弓狀核LRbmRNA表達降低也沒有顯著影響(P>0.05)。結果提示：孕期運動可以進一步增強中樞對過度攝乳的抑制反應即POMC基因表達和

10、蛋白合成增加，但是孕期游泳運動對斷乳后OF大鼠體重編程作用沒有顯著預防效果。 第三部分早期游泳運動對幼齡OF大鼠體重編程作用的影響 目的：探求早期游泳運動能否對斷乳后幼齡OF大鼠中樞食欲肽的表達、內(nèi)臟脂肪積累、脂肪細胞凋亡具有長期的影響。方法：本部分實驗模型同上，斷乳后從動物模型中按體重配比隨機抽取獲得本部分實驗分組，孕期安靜斷乳后7周安靜對照組(CNC2，n=8)、孕期安靜斷乳后7周安靜OF對照組(CSC2，n=8)、

11、孕期游泳運動斷乳后7周安靜OF組(ESC2，n=8)、孕期結合斷乳后7周游泳運動OF組(ESE1，n=8)和孕期游泳運動斷乳后3周游泳運動結合4周安靜OF組(ESE2，n=8)。7周遞增游泳運動方案采用20min起，一周內(nèi)遞增到45min，然后每周遞增15min，至第7周達到80min，每天運動一次，每周運動6天。10周齡末禁食，次日取材，分別采用免疫組化和原位雜交技術檢測下丘腦弓狀核NPY和POMC基因和蛋白表達，放射免疫法測定血清i

12、nsulin、血清leptin；酶化學法檢測血清血糖和血脂：流式細胞術檢測腹后壁脂肪細胞凋亡指數(shù)和脂肪細胞數(shù)目；組織學HE染色檢測脂肪細胞大小。結果：①體成分和攝食量：單純孕期游泳運動ESC2組OF大鼠的體重、內(nèi)臟脂肪墊重、內(nèi)臟脂肪墊體重比和攝食量與CSC2對照組OF大鼠相比沒有顯著性降低(P>0.05)：孕期結合斷乳后游泳運動ESE1組和ESE2組OF大鼠的體重(P<0.01和P<0.05)、內(nèi)臟脂肪墊重(P<0.01和P<0.05)

13、、內(nèi)臟脂肪墊體重比(P<0.05和P<0.05)均顯著低于CSC2對照組OF大鼠；ESE1組與ESE2組OF大鼠的體重、內(nèi)臟脂肪墊量、內(nèi)臟脂肪摯體重比和攝食量相比均無顯著差異(P>0.05)。②血清指標：單純孕期游泳運動ESC2組OF大鼠的血清學指標與CSC2安靜對照組OF大鼠相比無顯著性改善(P>0.05)；ESE1組OF大鼠的FINS、IGR、leptin和TG指標均顯著低于CSC2安靜對照組OF大鼠(P<0.05)；ESE2組OF

14、大鼠的FINS、leptin和TG指標與ESE1組OF大鼠相比均無顯著差異(P>0.05)。③食欲肽：與CSC2對照組OF大鼠相比，ESE1組和ESE2組OF大鼠下丘腦弓狀核NPY和POMC蛋白陽性表達均顯著升高(P<0.01)；ESE2組和ESE1組OF大鼠下丘腦弓狀核NPY和POMC蛋白剛性表達水平不具有顯著性差異(P>0.05)。④脂肪細胞指標：與CSC2安靜對照組OF大鼠相比，斷乳后ESE1組和ESE2組OF大鼠的腹后壁脂肪細胞

15、凋亡指數(shù)顯著升高(P<0.01和P<0.01)，而脂肪細胞數(shù)目則顯著降低(P<0.01和P<0.01)，但脂肪細胞面積均無顯著差異(P>0.05)；ESE2組OF大鼠的腹后壁脂肪細胞凋亡指數(shù)、細胞數(shù)目和細胞面積與ESE1組OF大鼠差異無顯著性(P>0.05)。結果提示：單純孕期游泳運動沒有長期的降低OF大鼠內(nèi)臟脂肪積累和改善體重編程作用的效果；孕期結合斷乳后7周的早期游泳運動具有改善10周齡子代OF大鼠內(nèi)臟脂肪積累和體重編程作用的效果；

16、孕期結合斷乳后3周游泳鍛煉對OF大鼠內(nèi)臟脂肪積累和體重編程作用改善效果可以保持4周不反彈。 全文結論：①低強度孕期游泳運動對哺乳期過度喂養(yǎng)誘發(fā)的OF大鼠過度攝乳、體重過度增加、內(nèi)臟脂肪積累增加和糖脂代謝異常沒有顯著改善效果，但對子代OF大鼠出生后d14神經(jīng)反射、d21記憶行為和d21自主活動的發(fā)育減緩具有改善作用，還具有進一步增強斷乳后OF大鼠過度攝乳的中樞抑制反應即下丘腦弓狀核POMCmRNA和POMC蛋白表達增加。②低強度孕

17、期游泳運動對子代OF大鼠體重過度增加的編程作用無顯著預防效果。這一效果的潛在機制是單純孕期游泳運動子代OF大鼠的血insulin和leptin水平?jīng)]有與下丘腦弓狀核抑食欲肽POMCmRNA和POMC蛋白表達增加產(chǎn)生協(xié)同作用。③孕期結合幼齡期游泳運動對OF大鼠體重編程作用的改善效果具有持久性。這一效果的潛在機制是孕期結合斷乳后3周游泳運動OF大鼠的血leptin水平與下丘腦弓狀核POMC神經(jīng)肽表達持續(xù)增加產(chǎn)生協(xié)同作用，并且還與內(nèi)臟成熟脂肪