有氧運動干預(yù)營養(yǎng)性肥胖大鼠生殖細(xì)胞凋亡的研究

秦愷蔓，李寧川，韋秀霞，伍董超，蔡 旭

（揚(yáng)州大學(xué)體育學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000）

因肥胖引起的男性生殖功能低下的發(fā)生率正逐年增加，但其影響機(jī)制尚不完全清楚。腫瘤壞死因子-α（TNF-α）是淋巴巨噬細(xì)胞系統(tǒng)產(chǎn)生的，可抑制間質(zhì)細(xì)胞類固醇激素產(chǎn)生、誘導(dǎo)血睪屏障破壞，影響睪丸、生精及精子功能進(jìn)而引起男性生育功能低下 。因此，本文以高脂膳食飼喂大鼠建立營養(yǎng)性肥胖模型同時實施有氧運動，探討有氧運動對肥胖影響大鼠生殖細(xì)胞凋亡的干預(yù)作用。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

5周齡雄性SD大鼠40只，體重為170～200g，隨機(jī)分為C組（8只）、HF組（11只）、CE組（10只）、HE組（11只）。實驗大鼠按每籠4～5只分籠飼養(yǎng)，保持溫度為25±2℃，自由進(jìn)水、進(jìn)食。各組大鼠普通飼料喂養(yǎng)適應(yīng)1周，高脂組（HF、HE組）改喂高脂飼料。CE、HE組大鼠實施無負(fù)重游泳運動，60min/d，6d/w。游泳池為100cm×70cm×60cm的長方體游泳桶，水溫32～35℃，水深50cm。

1.2 取材及測定

實驗大鼠均于末次游泳訓(xùn)練后禁食12h，稱重后按50mg/Kg體重的劑量腹腔注射2%的戊巴比妥鈉溶液麻醉大鼠，測量實驗大鼠鼻尖至肛門的距離為體長，計算 Lee’s指數(shù) [Lee’s指數(shù) = Lee’s指數(shù)=3體重 （g）×103/體長（cm）。腹主動脈取血10ml，4℃靜置1h后，3500r/min離心15min。吸取血清保存于-20℃冰箱，酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清TNF-α含量。取大鼠雙側(cè)睪丸，置冰生理鹽水中清洗血漬，以濾紙吸干，剝離睪丸、腎臟周圍脂肪和結(jié)締組織，準(zhǔn)確稱取睪丸及腎周、睪周脂重量（脂體比=體脂重量/體重）。RT-PCR法測定睪周脂TNF-α和睪丸組織TNFR的mRNA水平。生殖細(xì)胞凋亡采用原位缺口末端標(biāo)記法（TUNEL）檢測觀察。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗結(jié)果用SPSS21.0軟件統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析法，實驗結(jié)果均采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05具有顯著差異，P＜0.01則具有極顯著性差異。

2 結(jié) 果

2.1 實驗大鼠體重、Lee’s指數(shù)、脂體比和睪周脂重

與C組相比，CE組大鼠Lee’s指數(shù)顯著降低（P＜0.05），體重和脂體比略降、睪周脂略增但統(tǒng)計學(xué)意義，HF組大鼠體重、脂體比、睪周脂、Lee’s指數(shù)都呈極顯著增高（P＜0.01）；HE組與HF組相比，大鼠體重、脂體比、睪周脂、Lee’s指數(shù)均呈極顯著降低（P＜0.01），見表1。

2.2 實驗大鼠生殖細(xì)胞凋亡

各組大鼠睪丸組織切片中均能觀察到細(xì)胞核著色為棕褐色的凋亡細(xì)胞，大多為精母細(xì)胞和精原細(xì)胞。C組睪丸生精細(xì)胞中可見大量生精細(xì)胞，且排列整齊，只有少數(shù)散在分布的陽性細(xì)胞；HF組生精細(xì)胞間隙增大，生殖細(xì)胞凋亡率極顯著高于C組；CE組可見少量陽性細(xì)胞，略多于C組；HE組陽性細(xì)胞較HF組相比降低，生殖細(xì)胞凋亡率呈極顯著降低（P＜0.01），見表 2。

2.3 實驗大鼠血清TNF-α水平、睪脂TNF-αmRNA和睪丸組織TNFR mRNA表達(dá)量

表1 實驗大鼠體重、Lee’s指數(shù)、脂體比和睪周脂重

表2 實驗大鼠睪丸組織中細(xì)胞凋亡比例（±S）

表2 實驗大鼠睪丸組織中細(xì)胞凋亡比例（±S）

注：與C組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；與HF組比較，⊕P＜0.05，⊕⊕P＜0.01。

組別生殖細(xì)胞凋亡率/%C 7.33±0.89 HF 33.26±1.75**CE 9.07±1.38 HE 25.02±2.55**⊕⊕

表3 大鼠血清TNF-α水平、睪周脂TNF-α及睪丸組織TNFR mRNA表達(dá)量±S

表3 大鼠血清TNF-α水平、睪周脂TNF-α及睪丸組織TNFR mRNA表達(dá)量±S

注：與C組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；與HF組比較，⊕P＜0.05，⊕⊕P＜0.01。

組別TNF-α（ng/L）睪周脂TNF-α mRNA睪丸組織TNFR mRNA 10.33±0.510.96±0.441.07±0.5211.05±0.79*1.64±0.42**1.64±0.36**9.54±0.62*1.11±0.431.22±0.3910.27±0.59⊕1.23±0.44⊕1.28±0.24⊕CH HF CE HE

與C組相比，CE組大鼠血清TNF-α 水平顯著降低（P＜0.05），睪周脂TNF-αmRNA及睪丸組織TNFRmRNA水平有所升高，但無顯著性差異；HF組與C組相比，大鼠血清中TNF-α水平顯著升高（P＜0.05），睪周脂 TNF-αmRNA、睪丸組織TNFRmRNA水平極顯著升高（P＜0.01）；HE組與HF組相比，血清TNF-α、睪周脂中睪周脂TNF-αmRNA、睪丸TNFRmRNA水平顯著降低（P＜0.05），見表3

3 討 論

3.1 有氧運動對高脂膳食影響大鼠睪丸凋亡的干預(yù)作用

隨著人們生活水平的提高，以及靜坐少動為主的生活方式，導(dǎo)致營養(yǎng)過剩、運動不足性肥胖，進(jìn)而影響人類的健康。我們的實驗結(jié)果顯示10周高脂飼養(yǎng)后大鼠體重已極顯著升高，超過對照組體重的20%，Lee’s指數(shù)、脂體比和睪周脂都極顯著高于對照組，說明長期高脂膳食大鼠呈營養(yǎng)性肥胖。經(jīng)TUNEL檢測顯示HF組大鼠生殖細(xì)胞凋亡數(shù)量明顯高于C組，說明營養(yǎng)性肥胖已明顯誘發(fā)大鼠睪丸組織生殖細(xì)胞的凋亡。長期高脂膳食引起大鼠睪丸萎縮，且影響睪丸組織中曲細(xì)精管的結(jié)構(gòu)和基膜的完整性，各級生精細(xì)胞數(shù)量明顯減少。Hammoud等也發(fā)現(xiàn)肥胖患者的精子密度和總數(shù)均下降，出現(xiàn)生精障礙。由此可見長期高脂膳食引發(fā)大鼠脂肪沉積、脂代謝異常，導(dǎo)致大鼠睪丸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而影響大鼠的生殖功能。與高脂組相比，10周高脂膳食合并運動組大鼠體重、Lee’s指數(shù)、脂體比、睪周脂均呈極顯著降低，顯示運動明顯改善肥胖大鼠的肥胖程度。

3.2 有氧運動干預(yù)高脂膳食誘導(dǎo)大鼠生殖細(xì)胞凋亡的TNF-α機(jī)制

TNF-α是局部炎癥過程中的早期介質(zhì)，同時也是全身炎癥急性期反應(yīng)的發(fā)動者。本研究表明，高脂膳食喂養(yǎng)的HF組大鼠血清中TNF-α的含量及睪周脂TNF-αmRNA水平明顯升高。馬濤等以高脂飼料喂養(yǎng)大鼠8周后發(fā)現(xiàn)高脂膳食可明顯誘導(dǎo)大鼠血清TNF-α水平增高，且脂肪組織中TNF-αmRNA和蛋白表達(dá)均顯著升高。高脂膳食引發(fā)大鼠體內(nèi)脂肪堆積，脂肪組織TNF-α分泌加劇，進(jìn)而引起機(jī)體的炎癥反應(yīng)。過量的TNF-α作用于睪丸組織，引起睪丸組織中TNF受體表達(dá)水平較顯著性升高，說明肥胖大鼠脂肪組織分泌的炎癥因子加重了睪丸組織TNF-α受體的應(yīng)答，可能引起肥胖大鼠睪丸組織的炎癥反應(yīng)。

本研究結(jié)果顯示，HE組與HF組相比大鼠血清TNF-α水平有顯著降低，說明有氧運動可減輕高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖所引發(fā)的炎癥反應(yīng)。孫焱等研究表明有氧運動可降低血清中促炎因子的水平，改善機(jī)體低水平的炎癥狀態(tài)，運動引起去甲腎上腺素的增加進(jìn)而抑制TNF-α的分泌。本研究結(jié)果表明有氧運動對睪周脂肪組織分泌TNF-α分泌也有一定的調(diào)節(jié)作用，同時睪丸組織中TNFR mRNA水平呈顯著降低，與之相隨的大鼠生殖細(xì)胞凋亡率明顯降低，說明隨著有氧運動降低肥胖機(jī)體TNF-α的分泌，TNF-α對睪丸組織的作用減弱，從而抑制TNF-α對睪丸過強(qiáng)的炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)，延緩生殖細(xì)胞的凋亡，這可能是有氧運動下調(diào)生殖細(xì)胞凋亡的機(jī)制之一。

4 結(jié) 語

高脂膳食可引起睪周脂TNF-α mRNA增加，增加的TNF-α作用于睪丸組織誘發(fā)生殖凋亡率增加，而有氧運動對TNF-α產(chǎn)生抑制作用，這可能是有氧運動干預(yù)肥胖大鼠生殖細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制。

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[2]孫景權(quán)，曹建民，羅艷蕊.有氧耐力訓(xùn)練和高脂膳食對雄性斷乳大鼠體重及睪丸組織形態(tài)的影響[J ].運動，2011，8（14）：43-45.