瘦素在妊娠期大绒鼠体重调节中的作用.doc

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1、精品论文瘦素在妊娠期大绒鼠体重调节中的作用杨盛昌1，朱万龙1，杨晓楠2，章迪1，沐远1，郑佳1，王政昆1（1. 云南师范大学生命科学学院，昆明 650500；52. 剑川县第一中学，云南 剑川 671300） 摘要：为研究瘦素(Leptin)和瘦素抵抗(Leptin resistance)在野外小型啮齿类动物能量稳态中的 作用。本实验测量了野外捕捉的 42 只成年雌性大绒鼠的体重、脂肪含量和血清瘦素浓度。 结果发现：有怀孕鼠 8 只(实验组)，体重和血清瘦素浓度显著高于非怀孕鼠 34 只(对照组)。 血清瘦素浓度与体重和脂肪含量显著正相关。以上结果表明：妊娠期大绒鼠可能存在瘦素抵10抗，允许其

2、体重调节点升高，以适应妊娠期能量代价的增加。关键词：瘦素；瘦素抵抗；能量代价；妊娠期；大绒鼠中图分类号：Q95Effect of serum leptin levels on body mass in pregnant15Eothenomys miletusYANG Shengchang1, ZHU Wanglong1, YANG Xiaonan2, ZHANG Di1, MU Yuan1, ZHENG Jia1, WANG Zhengkun1(1. School of Life Science, Yunnan Normal University, KunMing 650500;2. Jian

3、chuan NO.1 high school, YunNan JianChuan 671300)20Abstract: In order to investigate the roles of leptin and leptin resistance on energy homeostasis in field small rodents, body mass, body fat content and serum leptin levels in the field of female E.miletus(42) were measured in this study. It shown t

4、hat body mass and serum leptin levels in pregnant voles(8) were higher than that in non-reproductive voles(34). In addition, serum leptin levels were positively correlated with body mass and body fat content. These results suggested25that pregnant voles may exist the phenomenon of leptin resistance

5、which increased body massset-point to adapt the high energy demands for pregnancy.Keywords: Leptin; Leptin resistance; Energy cost; Pregnancy; Eothenomys miletus0引言30瘦素(Leptin) 是一种主要由白色脂肪细胞分泌的一种蛋白类激素，其发现是深入理解能 量稳态关系和调节机制的里程碑1-3，为“脂肪自稳理论”（Lipostatic theory）假设“体脂信号”（Adiposity signal）激素决定哺乳动物能量稳态维持假说提供

6、强有力的支持。其中瘦素抵抗 (Leptin resistance)的发现使人们对动物能量稳态提供了崭新的认识4。瘦素抵抗不仅存在肥 胖症患者中，而且在啮齿动物中也存在，主要表现为瘦素水平增加，并不一定表现出食欲的35增强被抑制4。瘦素抵抗主要表现出两种主要状态，一种是病理性的，例如食物诱导性肥胖， 另一种为允许体重调节点出现变化的适应性反应，例如哺乳动物的妊娠或动物的季节性变化 5。目前许多关于瘦素抵抗的研究主要涉及到病理变化2。繁殖是小型哺乳动物生活史的重要阶段，该阶段动物的能量收支及其与生活史对策和繁 殖对策的关系一直受到广泛关注6。妊娠期是哺乳动物繁殖的重要环节，也是其初始阶段。40许多

7、研究表明：许多小型哺乳动物妊娠期能量消耗在整个繁殖消耗中所占的比例比较小，特 别是妊娠早期的 能量消耗 只占很小的 一部分， 与非繁殖期的能 量需求很 接近7-8 。基金项目：国家自然科学基金项目(31071925)；国家自然科学基金项目(31260097)；云南省教育厅科研基金 重大专项项目(ZD2009007)；云南省应用基础研究计划项目 (2011FZ082)作者简介：杨盛昌，(1987-)，男，硕士研究生，动物生理生态。通信联系人：王政昆，（1959-），男，教授，动物生理生态。 E-mail: wzk_930- 6 -Oftedal(1985)认为大约 20%摄入能的能量分配给妊娠期

8、，而 80%的能量用于哺乳期9。然而 妊娠期动物的新陈代谢以及生理和生化指标发生了变化，其能量消耗主要包括胎儿的组织生 长、子宫和胎盘的增大、乳腺的发育以及维持这些组织的能量消耗10。Tomimatsu 等(1997)45发现妊娠小鼠外周血中瘦素水平高，约为处女鼠外周血中瘦素水平的 25 倍11。妊娠期间动 物的瘦素水平明显上升，与体内脂肪的变化不同步，说明妊娠时动物脂肪代谢的调节与非妊 娠期不同，随着瘦素水平的上升，机体可能对瘦素越来越不敏感，即产生了瘦素抵抗12，摄食量显著增加，允许体重调定点高于“缺失值”水平，以应对妊娠期的能量需求增加。 横断山脉地区地处古北界和东洋界两大区系交汇处，是

9、我国特有的高山峡谷地区，海拔50高度变化剧烈、气候多变可能对小型哺乳动物生理生态特征产生不同程度的影响，为动物的 适应分化提供了广阔的生态位13。大绒鼠(Eothenomys miletus)属于田鼠亚科(Arvicolinae)绒 鼠属，广泛分布于我国云南的横断山中部地区，是横断山地区的固有类群及典型代表14， 多在夜间活动，以鲜嫩的浆汁植物、草的根茎为主要食物15。其具有长的繁殖期，除 12、1 和 2 月未见怀孕鼠外，均有妊娠的母鼠出现16。与其它啮齿类相比，该鼠体型较小，代谢55水平较高17，体重和产热出现明显的季节性变化18，其在低温和限食条件下体重和血清瘦 素浓度均显著降低，并且血

10、清瘦素与体重呈正相关15,19。本文在上述研究的基础上，研究血 清瘦素在妊娠期大绒鼠体重调节中的作用，以了解横断山脉地区大绒鼠妊娠期的能量学策略和生存适应机理。1研究方法601.1 研究区自然概况实验所用大绒鼠于 2012 年 6 月捕自云南省剑川县石龙村海拔 2590 的农田中。该地 区位于云岭山脉的中部(属横断山)，北纬 26152645，东经 99409955，境内最高峰 为雪邦山(海拔 4295 m)，地势高差悬殊，山脉南北走向。年平均气温 9.1 ；1 月平均最低 温度为 -4.0 ，7 月平均最高温度为 24.1 ，低于同纬度平原地区；气温随海拔的增加而65显著降低。该地区干湿季节

11、分明，表现出明显的温带季风气候特征20。1.2 动物处理动物在当地地方病防治站消毒灭蚤后，带回云南师范大学生命科学学院(昆明)动物实验 室，挑选出成年雌性大绒鼠 42 只，测量其体重后处死。1.3 脂肪含量的测定70脂肪重量采用 SoxtecTM 2043 浸提装置测定：将去除内脏的动物胴体(消化道上的脂肪保 留)置于 60 烘箱中干燥至恒重，用小型粉碎机粉碎混匀后，称取 2 g 左右的粉碎后的样品 用丹麦福斯公司生产的 SoxtecTM 2043 浸提装置测定脂肪重量，每次可以测定 6 个样品。根 据公式：脂肪含量(%)=总体脂重量 (g)/胴体干重 (g)100 %21。1.4 血清瘦素的

12、测定75动物处死后，取血，4 下静置 1 h 后，在 4 下以 4000 r/min 离心 30 min，吸取上层 血清置于80 超低温冰箱内保存。血清瘦素含量采用瘦素放射免疫分析试剂盒(美国 Linco 公司生产)测定。1.5 统计分析采用 SPSS16.0 软件包进行实验数据的统计。数据经过正态分布和方差齐性检验，符合80参数检验条件。动物的体重、脂肪重量、脂肪含量和血清瘦素浓度的组间差异均采用独立样 本 t 检验。血清瘦素含量与体重、脂肪重量和脂肪含量的关系采用 Pearson 相关分析。结果 均以平均值标准误(MeanSE)表示，P0.05 为差异显著，P0.01 为差异极显著。2结果

13、2.1 体重、脂肪含量和血清瘦素浓度的变化8542 只雌性大绒鼠中有妊娠鼠 8 只，体重、脂肪含量和血清瘦素浓度显著高于非妊娠鼠(体 重：t=-2.384, P0.05; 脂肪含量：t=-2.24, P0.05; 瘦血清素浓度：t=-2.026, P0.05)表 1。表 1 妊娠和非繁殖大绒鼠体重、脂肪含量和血清瘦素浓度的变化Table 1 The changes of body mass, body fat content and serum leptin levels pregnancy and non-reproductive in90E. miletus对照组Control实验组Pre

14、gnancy t p体重 Body mass (g) 38.490.71 42.431.57 -2.3840.022胴体干重 Dry carcass mass (g) 9.960.26 11.130.44 -2.057 0.046 脂肪重量 Body fat mass (g) 1.190.09 1.760.17 -2.956 0.013 脂肪含量 Fat content (%) 12.030.88 16.561.9 -2.24 0.031瘦素 leptin (ng/ml) 2.090.18 3.090.31 -2.0260.022.2 血清瘦素浓度与体重、脂肪重量和脂肪含量的关系大绒鼠血清瘦素

15、浓度与体重、脂肪重量和脂肪含量显著正相关(体重：r=0.364 P0.05, 图1; 脂肪重量：r=0.406, P0.01, 图 2 A; 脂肪含量：r=0.369, P0.05, 图 2 B)。95图 1 大绒鼠血清瘦素含量与体重的相关性Fig.1 Correlation of serum leptin levels with body mass in E. miletus100105110115120125130图 2 大绒鼠血清瘦素含量与脂肪重量(A)和脂肪含量(B)的相关性Fig.2 Correlation of serum leptin levels with body fat m

16、ass(A) and body fat content(B) in E. miletus3结论哺乳动物能量平衡调节及能量稳态的维持是生理生态学研究的核心问题之一。 Kennedy（1953）22提出了“脂类稳态”模型来解释动物的能量稳态维持机制，该模型认为“体 脂信号”激素决定哺乳动物能量稳态，动物通过感受身体总脂肪重量的变化最终实现能 量稳态的调节。目前，脂类稳态模型已经被大多数学者所接受，并且已经在脂肪组织中发 现许多参与能量稳态调节的内分泌激素4,23。其中 Leptin 在维持能量稳态及体重调节中具有 重要的作用24。血清中的瘦素以信号分子的形式随血液循环作用于下丘脑，然后以反馈环 的

17、形式控制体内脂肪含量，保持体重的稳定25。研究表明：给小鼠注射外源瘦素后，其体 重、体脂和摄入能均降低，但代谢率、体温和活动量升高，说明高浓度的血清瘦素具有抑制 摄食、促进产热和降低体重的作用26。瘦素在啮齿动物血浆中的浓度与体重和脂肪含量呈 正相关27。啮齿类肥胖模型中，血浆瘦素水平较正常个体高，瘦素可以使野生型鼠体重减 轻 12%，体脂下降 11.5%，从而证明瘦素对野生型鼠也具有调节体内脂肪储存的作用，但体 重减轻幅度较肥胖鼠低28。大绒鼠在实验室 5 低温19和 80%限食15驯化条件下，血清瘦 素浓度均低于对照组，与体重和体脂含量显著正相关，表明在低温和食物缺乏条件下，瘦素 参与大绒

18、鼠的能量稳态的调节。本研究中，野外捕捉的大绒鼠血清瘦素浓度与体重和体脂含 量呈显著正相关，也表明，野外生活的大绒鼠其血清瘦素浓度在能量稳态的维持中起着重要 的调节作用。目前，Leptin 调节能量稳态的研究主要集中在 Leptin 抵抗的分子机制的研究4-5。出现 了大量有关人类在病理条件下 Leptin 抵抗分子机制的研究，例如肥胖19-30。但是 Leptin 抵 抗也出现在能量稳态机制的可塑性适应生理反应中，即根据某种特殊需要而可逆性改变体重 调节点31，从而导致体重出现可塑性变化，例如哺乳动物的妊娠或动物的季节性变化32-34。 人35和大鼠36在妊娠期血清瘦素浓度增加，布氏田鼠(La

19、siopodomys brandtii) 32,37和大棕蝠 (Eptesicus fuscus)38在妊娠期体重、摄食量和血清瘦素浓度显著增加。这可能是动物应对繁 殖需要的能量代价增加，通过增加摄入能，改变体重调节点使体重高于“缺失值”水平，从而 满足繁殖期能量需求增加的压力。妊娠期间动物的瘦素水平明显上升，而动物的摄食量和体 重没有下降，表明机体可能对瘦素不敏感，即产生了瘦素抵抗12。本研究中，妊娠期的大 绒鼠血清瘦素浓度、体重和体脂含量高于对照组，暗示着妊娠期的大绒鼠可能出现瘦素抵抗。 妊娠期出现瘦素抵抗，体重调定点高于“缺失值”水平，可能导致食欲增强和摄食量显著增加，135应对怀孕和之

20、后的哺乳期中，母鼠承担分娩、胎儿生长和哺乳等过程中的能量代价增加。4结论总之，妊娠期大绒鼠具有瘦素抵抗，高的体重和脂肪含量有利于其应对妊娠期能量需求 的增加，为哺乳期分娩、胎儿生长和哺乳做准备。参考文献 (References)1401451501551601651701751801851 FRENCH S S, DEARING M D, DEMAS G E. Leptin as a physiological mediator of energetic trade-offs in ecoimmunology: implications for disease. Integr Comp Bio

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