6周有氧運動對肥胖大鼠下丘腦瘦素表達影響的研究

張荷玲，閆 凱

（山西大學體育學院，山西 太原 030006）

21世紀以來，肥胖逐漸成為流行病之一，預防和治療肥胖，已經成為當今國際社會備受重視的問題。截止到2013年，全球肥胖人口總數已超過21億，而我國目前肥胖和超重人數就位列美國之后，處于全球第二。肥胖能夠導致多種疾病的發生，如高血壓，高血脂及冠心病等。瘦素可以作為肥胖人口的一個重要的心血管疾病標記，并且用于評估個人代謝風險。

下丘腦是內分泌的高級活動中樞，通過一系列激素的基因表達進而調控機體的內分泌，還能夠參與調節自主神經系統，比如體溫，水鹽平衡，睡眠，攝食等多種行為。研究表明，Leptin還是一種多靶器官，參與體內多種代謝調節，Leptin發揮它的中樞作用會通過與下丘腦OB-R結合，影響神經內分泌激素的分泌，從而引起一系列的生理反應并且作用于肥胖機體。已有研究表明，肥胖的發生與瘦素有著密切的聯系，瘦素是由脂肪細胞產生，在與特異性受體結合后，通過中樞作用發揮它的生物學特性。

本研究著重研究有氧運動對肥胖大鼠下丘腦瘦素表達的影響，通過免疫組織化學的方法測定有氧運動對肥胖大鼠下丘腦瘦素陽性細胞數量的影響，探索有氧運動對下丘腦瘦素表達的調控機制，為運動減肥提供更多的有價值的參考信息。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

從軍事科學院購進實驗大鼠60只，統一為雌性，體重質量在180～200g，每6只一籠進行飼養，自由飲食。先喂養1周，讓大鼠先適應這個環境。然后根據實驗要求隨機分組，分為普通對照組和高脂模型組，其中普通對照組10只，高脂模型組50只。普通對照組給予基礎飼料；高脂模型組給予高熱量飼料。飲食自由進行，不加限制。每周記錄體重及體長的變化，并記錄每日的飲食量。8周后，挑選符合實驗要求的肥胖大鼠，隨機分組，每組6只，建立肥胖大鼠游泳模型。普通組的喂養飼料為購進的普通鼠糧，熱量大概為15 kj/g，高脂組的飼料在基礎飼料中需要額外加入蔗糖、豬油、雞蛋黃、食鹽等，熱量為21kj/g。

1.2 動物分組

選取符合實驗要求高脂模型組的大鼠隨機分為肥胖對照組（A1）、6周運動后即刻組（B1）、6周運動后3h組（B2）3組，每組6只；普通對照組的選取6只符合要求的分為正常對照組（A2），總共4組，每組6只。

1.3 運動和控食計劃

A1：高脂飼料飼養大鼠，不運動。A2：普通飼料飼養大鼠，不運動。B1：游泳訓練6周即刻取材組，第1周的飲食不需要人為干預，自主進食。從第2周開始，大鼠每天的飲食量要限制，需降到前1個星期每天平均飲食量的80%，同樣也是自由飲食。第3個星期和第四個星期的飲食量相同，都是降到第1個星期每天飲食量的75%。第5個星期和第6個星期的飲食量則降為第1個星期日均進食的70%。進行游泳訓練42 d，每周要有連續6 d的游泳訓練，休息1 d，每天要按時有1 h的游泳訓練。B2：實驗方案同B1組，在最終的有氧訓練結束后讓大鼠休息3h并按時取材。

先讓大鼠進行3d的適應性有氧訓練，游泳時間依次增加，到第4 d的時候，游泳訓練正常開始，為每天1 h。泳池中的水保持恒溫，在30℃左右。游泳訓練期間，大鼠要按照分組正常飲食。

1.4 樣本的采集

按實驗分組依次將肥胖對照組，6周后即刻組，6周后3 h組和正常對照組將相對應的大鼠的頭部用手術刀取下，然后馬上用工具將大鼠的顱骨打開，把腦組織分離頭部，然后把下丘腦與其他組織分開，即時放在冰上，然后存入提前準備好凍存管中，最終需要用液態氮冷藏以備實驗所需。

1.5 免疫組化實驗方法

1.5.1 主要試劑5%BSA封閉液；二抗：生物素化山羊抗兔I gG；SABC：鏈霉親和素——生物素——過氧化物酶復合物；免疫組化專用PBS；枸櫞酸鹽緩沖液。

1.5.2 主要儀器電熱恒溫水浴鍋、恒溫箱、搖擺箱等。

1.5.3 實驗方法實驗方法采用博士德生物科技有限公司提供的免疫組化方法，并結合已有經驗進行實驗操作，主要有以下步驟：（1）將切片進行常規脫蠟至水；（2）進行熱抗原修復；（3）滴加IgG，孵育30 min；再滴加SABC，并孵育30 min；（4）滴加顯色試劑；（4）制作完成后光學顯微鏡下40倍觀察，能夠觀測到下丘腦細胞中有棕褐色陽性顆粒。

1.6 數據統計與分析

每個切片取5個視野，對視野內染色成功的陽性細胞進行計數，數據使用SPSS 21.0軟件進行統計學分析，計量數據均以平均數±標準差的方式表示，對數據進行方差分析和組間t檢驗，P＜0.05為有顯著性差異，P＜0.01為非常顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 實驗結果

由表1可知，肥胖對照組的陽性細胞數量高于正常對照組并有顯著性差異（P＜0.05），運動后即可組和運動后3 h組與正常對照組均有非常顯著性差異（P＜0.01），運動后即刻組和運動后3h組陽性細胞數量均高于肥胖對照組，且有顯著性差異（P＜0.05）；運動后即刻組與運動后3 h組相比較，沒有顯著性差異。

表1 下丘腦陽性細胞數 ±s

表1 下丘腦陽性細胞數 ±s

注：*表示與正常對照組相比較P＜0.05，**表示P＜0.01；#表示與肥胖對照組相比，P＜ 0.05。

組別 陽性細胞/個16.8±4.02 21.5±5.26*31.1±8.61**#28.5±7.85**#正常對照組肥胖對照組運動后即刻組運動后3 h組

2.2 分析與討論

2.2.1 肥胖對大鼠下丘腦瘦素細胞表達量的影響大鼠肥胖后，會導致其下丘腦瘦素陽性細胞數量的明顯增高，不僅如此，許多研究表明，肥胖還會導致體內瘦素水平的升高。并且由于肥胖引起的中樞過多瘦素能使大鼠從正常生理轉向肥胖相關性的高血壓。周芯 通過對肥胖大鼠的血清瘦素進行測定發現，肥胖組的大鼠血清濃度顯著高于正常組，這在多篇文獻報道中均有闡述，可見體脂量的增多可以增加體內瘦素的分泌量，從而作用于機體，影響攝食和能量消耗。劉志誠通過對肥胖患者血清瘦素測定表明，單純性肥胖患者血清瘦素顯著高于正常水平，并由此推出該肥胖患者患有高瘦素敗血癥 。在經過治療后，肥胖大鼠的血清瘦素水平明顯降低，而下丘腦OB-Rb基因表達水平升高，有效改善了機體的瘦素抵抗狀態 。而有進一步的研究表明，高脂膳食誘導的瘦素抵抗多發生在紅肌，并且能夠降低紅肌的脂肪代謝 。在本實驗中，由高脂飲食誘導的肥胖大鼠，其下丘腦瘦素陽性細胞數量明顯增高，可見下丘腦已經對機體肥胖作出相應的生理反應，但我們認為由于某些因素，雖然下丘腦瘦素細胞的表達量增高，但并沒有真正的作用于機體，這里應該是由于肥胖造成了機體的瘦素抵抗。

2.2.2 運動對下丘腦瘦素細胞表達量的影響已有研究表明，運動可以有效降低血清瘦素和增加脂聯素水平，從而證明有氧運動治療肥胖的積極作用 ，并且正常有氧運動中大鼠海馬區瘦素水平和瘦素受體表達與海馬區胰島素生長因子Ⅰ的水平呈正相關 。8周的游泳訓練可以有效提高瘦素受體基因表達量的增加，使瘦素和受體結合效率提高，從而減輕瘦素抵抗 。也有研究者通過測定最大攝氧量判斷運動強度的方法或進行通過力竭運動，觀察體內瘦素含量，證實要真正改變體內瘦素的水平，短時間的運動訓練并不會有顯著作用 。在本實驗中，經過六周的游泳運動訓練后，即刻組大鼠下丘腦瘦素陽性細胞數量明顯增加，并且在運動后3h其陽性細胞數量與即刻組沒有明顯差異，可見六周的有氧運動訓練能夠明顯改善下丘腦瘦素的表達量，并且降低了大鼠的體脂，對瘦素抵抗狀態有了明顯的改善。

3 結 論

肥胖大鼠下丘腦瘦素的表達量明顯增高，但是體重并沒有減輕，這可能和瘦素抵抗有關系；運動結合控食能夠有效增加下丘腦瘦素細胞的表達量，并使機體的體重恢復正常，從而機體達到減肥的目的。