高脂膳食對果蠅的影響

管志龍

摘要：過量食用高脂肪飲食（HFD）可能會導致肥胖并增加相關健康疾病的易感性。黑腹果蠅已成為研究HFD對代謝、心功能、攀爬能力、衰老影響的重要模型。

關鍵詞：高脂膳食;果蠅;行為;心功能;壽命

1 HFD對脂質代謝的影響

我們首先闡述的是HFD對果蠅新陳代謝的影響。當果蠅被喂食含有30%椰子油飽和脂肪的飲食5天[2]時，果蠅全身TG含量呈劑量依賴性增加。這表明果蠅以劑量依賴的方式積累脂質。接下來，我們測試了椰子油中的主要單個脂肪酸（FA）是否也會導致TG增加。我們發現月桂酸或肉豆蔻酸（椰子油的主要成分）會導致全身TG顯著增加[1]。其次，我們要確定HFD誘導的肥胖引起的胰島素和葡萄糖穩態變化是否在功能上保持不變，我們測試了喂食HFD的果蠅的葡萄糖和胰島素穩態變化。在使用30%HFD兩天后，果蠅的總葡萄糖含量下降[3，4]，同時果蠅胰島素樣肽2（dilp2）轉錄水平增加。服用HFD飲食5天后，葡萄糖水平上升，而dilp2水平繼續下降。此外，與采用正常食物（NF）飲食的果蠅相比，采用HFD的果蠅pAkt逐漸減少。總之，這些數據表明果蠅模型在HFD上表現出代謝綜合征和肥胖的核心方面。

2 HFD對心功能的影響

評價心功能的指標很多。使用M模式來量化心率（HR）、心臟周期（HP）、收縮間隔（SI）和舒張間隔（DI）、收縮直徑（SD）、舒張直徑（DD）、縮短分數（FS）、顫動（FL）和心律失常（AI）。M-mode結果表明，與NFD相比，HFD果蠅顯著增加了HR、AI和FL;HP、DI、SI、DD和SD顯著下降。FS沒有顯著差異[5]。這些數據表明，在HFD條件下，果蠅的心跳加快，伴有心律失常和顫動，但縮短分數沒有顯著變化，這讓我們很容易聯想到心律失常性心肌病[6]。這表明果蠅的心臟功能在HFD下受損。非常感興趣的是，果蠅運動訓練改善了心臟功能[7]，特別是對于HFD引起的心臟損傷[5]。果蠅在過量食用高脂肪食物時，可以通過運動訓練降低心臟功能受損的風險，增加心臟收縮率，增強心臟泵血功能。

3 HFD對攀爬能力的影響

最近的一項研究發現，脂肪堆積后，活動水平往往會降低[8]。HFD條件下果蠅的活動水平。通常果蠅更喜歡逆重力移動（負地向性）。當在geotaxic活性的改變測試中我們發現，HFD喂養果蠅表現出geotaxic行為的顯著減少，在geotaxic行為實驗測試時間結束后，在小瓶底部的果蠅，最終會爬到頂部，盡管速度更慢，也不那么有力。這些數據表明，食用HFD會對果蠅的活動水平產生不利的、類似昏昏欲睡的影響。

果蠅的攀爬能力和TG水平。結果表明，在不同的飲食條件下，果蠅的攀爬指數差異很大。喂食HFD導致果蠅攀爬指數顯著下降并增加全身TG水平。果蠅進行運動訓練后，NFD期間攀爬能力略有提高，并降低全身TG水平。但是，在喂食HFD時，運動訓練可以抵抗HFD引起的低攀爬能力，也可以抵抗全身TG水平的增加。這些結果表明運動訓練可以調節全身的脂質水平并降低全身TG，從而保護心臟免受HFD引起的功能損害。它還可以將攀爬能力提高到略高于正常水平的水平[5]。

4 HFD對壽命的影響

1天齡處女雌性果蠅暴露于HFD食物的壽命測試中，與ND對照組相比，富含10%脂質的食物的總壽命和中值壽命均縮短，而30%脂質飲食進一步縮短了壽命。對照組的中位生存時間為33天，10%HFD為31天，30%HFD為28天，不同飲食的生存曲線差異顯著（P<0.001）。

5總結

總之，從我們已有的文獻表明，HFD對于生命體的危害是多方面的。接觸 HFD 不僅會縮短壽命，還會加速與年齡相關的行為惡化，例如負面趨地性，還會導致生育能力下降。在果蠅遺傳模型中發現這些 HFD 誘導的肥胖表型將允許對肥胖表型進行詳細剖析，特別是關于心臟脂毒性效應（并可能模仿糖尿病心肌病的方面）。總之，果蠅HFD 誘導的肥胖模型的出現為研究慢性脂質過量的放松管制過程和疾病開辟了許多新視野。

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