高糖高脂食物對高山姬鼠體重和血清瘦素含量影響研究

賈 婷，朱萬龍

(1.云南醫(yī)藥健康職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650106；2.云南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500)

1 引言

瘦素(Leptin)是動物脂肪組織分泌的一種重要的激素，在小型哺乳動物季節(jié)性能量平衡和體重調(diào)節(jié)方面有重要作用[1]。許多研究表明：在一些嚙齒類先天肥胖動物和過量攝食的肥胖動物中，血清瘦素水平升高，或?qū)ν庠葱允菟卮嬖诘挚剐裕赡苷f明這些動物體內(nèi)瘦素的反應(yīng)減弱或無反應(yīng)，從而產(chǎn)生瘦素抵抗[2,3]。目前，Leptin調(diào)節(jié)能量穩(wěn)態(tài)的研究主要集中在Leptin抵抗的分子機(jī)制方面的研究[4]。但是 Leptin抵抗也出現(xiàn)在能量穩(wěn)態(tài)機(jī)制的可塑性適應(yīng)生理反應(yīng)中，即根據(jù)某種特殊需要而可逆性改變體重調(diào)節(jié)點(diǎn)，從而導(dǎo)致體重出現(xiàn)可塑性變化。通常，動物為了滿足環(huán)境變化造成的脅迫壓力，往往對未來環(huán)境的變化產(chǎn)生適應(yīng)新變化，包括改變體重調(diào)節(jié)點(diǎn)而導(dǎo)致體重水平高于或低于“缺失值”水平，從而滿足環(huán)境變化對動物生存適應(yīng)帶來的新挑戰(zhàn)[5]。例如，由于營養(yǎng)物質(zhì)可利用性季節(jié)性變化，導(dǎo)致動物在寒冷冬季或溫帶地區(qū)嚴(yán)寒的環(huán)境條件下動物體重穩(wěn)態(tài)也出現(xiàn)有規(guī)律的變化[6]。對剝奪食物一個極端的例子是動物可能出現(xiàn)日休眠或冬眠，在這種生理狀態(tài)下，動物的能量消耗降低到僅僅能維持適度的代謝率水平[7]。盡管從表面上看，驅(qū)動一些重要生理機(jī)能的機(jī)制中，如懷孕或季節(jié)性適應(yīng)等，感覺器官和激素信號似乎顯著不同。但是，從能量穩(wěn)態(tài)的觀點(diǎn)來看，兩種信號傳遞途徑都與神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)密切相關(guān)。這兩種機(jī)制相互結(jié)合的關(guān)鍵是能誘導(dǎo)Leptin抵抗，從而決定了能量穩(wěn)態(tài)的持續(xù)變化[8]。

高山姬鼠(Apodemuschevrieri)是古北界物種，主要棲息在山地森林中，是中國的特有種。先前的結(jié)果表明高山姬鼠的能量穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)具有季節(jié)性變化[9]，低溫會影響其產(chǎn)熱和瘦素含量的變化[10]，溫度和高脂食物并沒有誘導(dǎo)其瘦素抵抗[11]，可能是因?yàn)楦咧澄镌谄湟巴馍娴氖匙V中并不常見。因此本研究在此基礎(chǔ)上，使用其野外食物中常見的糖類作為營養(yǎng)物質(zhì)，研究高糖高脂食物對高山姬鼠的影響，并闡明在馴化過程中是否會出現(xiàn)瘦素抵抗現(xiàn)象。

2 材料和方法

2.1 實(shí)驗(yàn)動物

高山姬鼠于2020年9月捕自云南省大理市劍川縣的農(nóng)田附近，捕捉后帶回云南師范大學(xué)動物飼養(yǎng)房，單籠飼養(yǎng)(260 mm×160 mm×150 mm)，無巢材；喂以小鼠飼料，水食自取，在環(huán)境溫度25 ℃，中等光照條件下適應(yīng)14 d后開始實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)動物12只，隨機(jī)分為兩組，對照組(即正常食物組)和高糖高脂組，食物配方詳見表1，實(shí)驗(yàn)前兩組動物體重差異不顯著(P>0.05)。兩組動物均馴化于環(huán)境溫度25 ℃，中等光照的環(huán)境中，馴化28 d。第28 d時記錄動物的體重、攝食量后，動物處死，取血清于-80 ℃的冰箱保存。

表1 食物配方

2.3 指標(biāo)測定

體重采用電子天平進(jìn)行測定，食物攝入量采用前一天投喂食物量減去當(dāng)天食物剩余量獲得，體脂采用索氏提取方法提取，血清瘦素含量采用對應(yīng)的免疫試劑盒進(jìn)行測定。

2.4 數(shù)據(jù)分析

使用軟件包SPSS 13.0分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析前，使用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)性，所有數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布。采用對獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對高山姬鼠的體重、體脂、攝食量和血清瘦素含量進(jìn)行分析。采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)血清瘦素含量與其它指標(biāo)的相關(guān)性。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，P<0.05表示差異顯著。

3 結(jié)果

馴化28 d后，高糖高脂組高山姬鼠的體重和體脂極顯著高于對照組(體重：t=-11.97,P<0.01；體脂：t=-7.99,P<0.01)，攝食量和血清瘦素含量顯著高于對照組(攝食量：t=-3.06,P<0.05；血清瘦素含量：t=-2.94,P<0.05, 表2)。

表2 數(shù)據(jù)變化及對比

經(jīng)相關(guān)性分析，血清瘦素含量與體脂呈顯著正相關(guān)(r=0.636,P<0.01, 圖1)，與攝食量呈極顯著正相關(guān)(r=0.744,P<0.01, 圖2)。

圖1 體脂和血清瘦素含量的相關(guān)性

4 討論

嚙齒類動物的體重調(diào)節(jié)是其應(yīng)對環(huán)境變化的重要生理適應(yīng)對策，動物在野外生存過程中受到很多生態(tài)因子的影響，如溫度、光照、食物質(zhì)量等[12]。高營養(yǎng)物質(zhì)飲食一直被用來作為研究肥胖模型的理想食物條件[13]。如高脂飲食能顯著增加小鼠[14]和長爪沙鼠[15]的體重和體脂含量，但對和黑線倉鼠的體重影響不顯著[16]。長期的高糖食物也會導(dǎo)致大鼠的肥胖[17]。在本研究中，高糖高脂組高山姬鼠的體重和體脂高于對照組，這可能和食物質(zhì)量有關(guān)，在高糖高脂這種高營養(yǎng)物質(zhì)條件下馴化，高山姬鼠攝入的能量較高，加之整個馴化條件溫度為該物種的熱中性區(qū)，其產(chǎn)熱能力處于最低，因此可以在體內(nèi)積累更多的能量，最終使得體重和體脂的重量較大。小型哺乳動物的體重變化取決于其能量的攝入和支出[16]。本實(shí)驗(yàn)中，由于糖類是高山姬鼠在野外環(huán)境中常見食物中的成分，所以在不同質(zhì)量的食物喂養(yǎng)時，高山姬鼠增加了對高質(zhì)量食物的攝取來維持生存，這對于其在野外生存至關(guān)重要。由于攝食量的增加，而代謝率并沒有增加，所以高山姬鼠的體重在馴化期間顯著增加。

圖2 攝食量和血清瘦素含量的相關(guān)性

瘦素是由脂肪組織分泌的，在動物的體重調(diào)節(jié)中起著重要的作用[1]。本研究結(jié)果表明：高山姬鼠的體脂和血清瘦素含量呈顯著的正相關(guān)，證實(shí)了瘦素作為一種饑餓信號，是由脂肪含量調(diào)節(jié)的。當(dāng)然，在對攝食量和血清瘦素含量的相關(guān)性分析后，并沒有和之前的研究結(jié)果一致，即攝食量和血清瘦素含量呈負(fù)相關(guān)[9-10]，這可能是因?yàn)樘幱诟哔|(zhì)量食物條件下，高山姬鼠可以增加其體重調(diào)定點(diǎn)，這對于其在野外生存很重要。而正常的野外實(shí)驗(yàn)，或者是冷馴化實(shí)驗(yàn)，都會在低溫時降低高山姬鼠的體脂和瘦素含量，但是會增加其產(chǎn)熱能力和攝食量，因此出現(xiàn)了負(fù)相關(guān)。由此也可能表明：在環(huán)境條件適宜的條件下高山姬鼠在能夠保證足夠的能量攝入的條件下，可能會出現(xiàn)瘦素抵抗現(xiàn)象，這本身也是一種自我維持生存的有效策略。當(dāng)然，本研究目前只是研究了攝食量和瘦素的相關(guān)性，至于高山姬鼠這個物種是否真的具有瘦素抵抗的現(xiàn)象，還有待于進(jìn)一步的證實(shí)研究。

高山姬鼠在高糖高脂食物條件下會增加體重、體脂、攝食量和血清瘦素含量，這可能與高質(zhì)量飲食有關(guān)。此外，高山姬鼠的高糖高脂條件下的血清瘦素含量和攝食量呈正相關(guān)，可能預(yù)示著高山姬鼠存在瘦素抵抗現(xiàn)象。