有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂膳食誘導(dǎo)雄性大鼠生殖機(jī)能的干預(yù)作用

李 鈴, 李寧川, 陸 偉, 陳小燕, 李興燕

(揚(yáng)州大學(xué)體育學(xué)院, 江蘇 揚(yáng)州, 225009)

中國(guó)兒童肥胖以每年約9.1%的速度增長(zhǎng)，其中青少年人群達(dá)13%，處于最高階段。這一趨勢(shì)構(gòu)成嚴(yán)重的健康問(wèn)題。肥胖是現(xiàn)代人類(lèi)多種慢性疾病的危險(xiǎn)因素，包括高血壓、2型糖尿病、血脂代謝異常、冠心病、膽道疾病、睡眠窒息、呼吸困難、骨關(guān)節(jié)炎等[1]。對(duì)于男性肥胖患者，有研究[2]表明體內(nèi)雄激素水平存在不同程度的下降，提示肥胖與雄激素水平下降之間可能存在一定關(guān)系。預(yù)防和治療肥胖并防止反彈，必須在調(diào)整膳食模式的同時(shí)增加體力活動(dòng)，減少靜態(tài)式的生活方式[3]。目前這一領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究中，大多數(shù)學(xué)者主要觀察雌性動(dòng)物或女性在肥胖情況下的生理變化，而關(guān)于營(yíng)養(yǎng)性肥胖對(duì)雄性睪丸發(fā)育的影響及其機(jī)制鮮有報(bào)道。因此，作者擬通過(guò)以高脂飲食建立營(yíng)養(yǎng)性肥胖模型10周的游泳運(yùn)動(dòng)為模型，探討有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)高脂膳食誘導(dǎo)肥胖大鼠生殖機(jī)能障礙的作用及相關(guān)機(jī)制，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

40只(5周齡)雄性Sprague-Dawley大鼠由(南京市江寧區(qū)青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng))，體質(zhì)量140～160 g。

1.2 實(shí)驗(yàn)分組與訓(xùn)練方案

1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組：40只大鼠隨機(jī)分為4組: 普通膳食對(duì)照組(C組)、高脂膳食組(HF組)、運(yùn)動(dòng)組(CE組)、高脂膳食+運(yùn)動(dòng)組(HE組)，各10只。CE組給予普通飼料，HF組用高脂飼料喂養(yǎng)復(fù)制營(yíng)養(yǎng)性肥胖大鼠模型，HE組給以高脂飼料的同時(shí)進(jìn)行游泳訓(xùn)練。高脂飼料配方為: 78.8%的基礎(chǔ)飼料, 10%的蛋黃粉，10%的豬油，1%的膽固醇，0.2%的膽鹽。所有大鼠自由攝食和飲水。

1.2.2 訓(xùn)練方案: CE組和HE組大鼠進(jìn)行無(wú)負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練6 d/周，游泳池為100 cm×70 cm×60 cm的長(zhǎng)方體游泳桶，水深50 cm, 水溫32 ℃～35 ℃。前3 d為適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)游泳，時(shí)間分別為10、15、20 min, 經(jīng)1周增加至60 min, 并維持此量，持續(xù)10周。

1.3 標(biāo)本采集與處理

最后一次訓(xùn)練結(jié)束，大鼠禁食過(guò)夜，測(cè)量體質(zhì)量及體長(zhǎng)(鼻尖到肛門(mén))，在安靜狀態(tài)下處死，腹主動(dòng)脈抽血后取樣，稱(chēng)量睪丸、睪周脂的重量并冷凍(-70 ℃)。制備：動(dòng)物處死后，立即取一側(cè)附睪尾置于小燒杯中，加入37 ℃、2 mL生理鹽水，盡可能剪碎，再加2 mL生理鹽水混勻，稍停，用2層擦鏡紙過(guò)濾，再用1 mL生理鹽水沖洗一平皿、過(guò)濾。取濾液1 mL, 另加生理鹽水9 mL, 混勻。

1.4 測(cè)試指標(biāo)與方法

1.4.1 精子活動(dòng)度檢測(cè):取精子懸液置于清潔載玻片上，覆上蓋玻片，鏡檢。按WHO推薦的方法，每只大鼠檢查200個(gè)精子，依據(jù)精子的泳動(dòng)狀態(tài)將精子活動(dòng)度分為四級(jí)：Ⅰ級(jí)：直線運(yùn)動(dòng)明顯活躍，活動(dòng)良好；Ⅱ級(jí)：直線運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)稍差；Ⅲ級(jí)：精子向前移動(dòng)的能力差，在原處移動(dòng)或做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；Ⅳ級(jí)：精子無(wú)任何活動(dòng)。計(jì)算出各大鼠精子活率，精子活率=(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ級(jí)精子數(shù))/(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ級(jí)精子數(shù))×100%。

1.4.2 精子畸形率：取濾液一滴，推片，甲醛固定15 min, 伊紅染色10 min, 蒸餾水沖洗，晾干后置于光鏡下觀察?；蔚闹饕憩F(xiàn)有圓錐形頭、雙頭、雙尾、尾卷曲等。每只大鼠計(jì)數(shù)1 000個(gè)精子，記錄畸形精子數(shù)并計(jì)算精子畸形率。

1.4.3 精子計(jì)數(shù)：取一滴精子懸液，滴入紅細(xì)胞計(jì)數(shù)板上, 200倍顯微鏡下計(jì)數(shù)5個(gè)中方格內(nèi)精子數(shù)(N), 每毫升精子數(shù)為N×5×稀釋倍數(shù)×104。

1.4.4 血液指標(biāo)的測(cè)定：總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)血液指標(biāo)采用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)試。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 各組大鼠體質(zhì)量及睪周脂含量的變化

經(jīng)過(guò)10周的高脂飼養(yǎng)，HF組體質(zhì)量、Lees指數(shù)、睪周脂相比于對(duì)照組顯著增高; 10周的游泳訓(xùn)練使得CE組較對(duì)照組體質(zhì)量顯著降低，睪周脂顯著降低; HE高脂運(yùn)動(dòng)組相比于HF組體質(zhì)量、睪周脂顯著降低，Lees指數(shù)顯著降低。見(jiàn)表1。

表1 各組大鼠肥胖度比較

2.2 大鼠血清指標(biāo)檢測(cè)

10周末，高脂飼養(yǎng)的HF組TC、LDL相比于對(duì)照組顯著增高(P<0.01); 長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)使CE組較對(duì)照組TG顯著降低(P<0.05), HDL顯著升高(P<0.01); HE高脂運(yùn)動(dòng)組相比于對(duì)照組TC、LDL顯著升高(P<0.01)。見(jiàn)表2。

表2 各組大鼠血清TC、TG、HDL、LDL水平比較 mmol/L

2.3 大鼠精子質(zhì)量檢測(cè)

高脂不運(yùn)動(dòng)使得HF組精子總數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<0.05), 畸形率顯著高于對(duì)照組(P<0.01), 活動(dòng)率顯著低于對(duì)照組(P<0.01); HE組畸形率顯著高于C組(P<0.05)，相比于HF組，畸形率顯著降低(P<0.01), 活動(dòng)率顯著升高(P<0.05), CE組與對(duì)照組無(wú)顯著差異。見(jiàn)表3。

表3 肥胖及其各組大鼠精子質(zhì)量的比較

3 討 論

本試驗(yàn)所觀察的大鼠正處于青春發(fā)育階段，經(jīng)過(guò)10周試驗(yàn)，HF組大鼠體質(zhì)量重明顯增加，超過(guò)對(duì)照組20%[4]。體質(zhì)量可以衡量大鼠肥胖，但并不是最滿意指標(biāo)，而大鼠的Lees指數(shù)更能反映出大鼠肥胖的程度[5]。本試驗(yàn)中肥胖大鼠模型復(fù)模成功，Lees指數(shù)及睪周脂均高于對(duì)照組，睪周脂肪顯著增加，表明了高脂膳食在青春期大鼠肥胖形成中具有重要作用，而在中國(guó)兒童單純性肥胖癥的危險(xiǎn)因素中，過(guò)度喂養(yǎng)和高脂飲食起著非常重要的作用[6], 模型在一定程度上復(fù)制了人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)性肥胖。HE組大鼠體質(zhì)量顯著低于HF組大鼠，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂膳食大鼠誘導(dǎo)肥胖具有一定的作用，但10周試驗(yàn)結(jié)束后, HE組大鼠的TC、LDL仍顯著高于對(duì)照組，表明單純依靠運(yùn)動(dòng)而不控制高脂、高熱量飲食，仍舊會(huì)使得血脂代謝紊亂可能還存在著慢性病的危險(xiǎn)。青春期肥胖是成年肥胖的危險(xiǎn)因素，預(yù)防成年肥胖及肥胖造成的多種危害應(yīng)從早期入手，可采用減少高脂膳食的攝入和增加運(yùn)動(dòng)量等多種手段。本試驗(yàn)HE組采取每周6次、每次1 h的游泳訓(xùn)練，雖然沒(méi)有使得TC降低，但TG、TC、LDL相比HF組呈現(xiàn)下降, HDL呈現(xiàn)上升，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在青春期對(duì)于改善脂代謝還是具有一定的積極作用的，可通過(guò)對(duì)脂代謝的調(diào)節(jié)，達(dá)到減肥的效果。同樣單純依靠運(yùn)動(dòng)而不控制高熱量、高脂肪的膳食攝入這樣的個(gè)體依然存在出現(xiàn)脂代謝紊亂的風(fēng)險(xiǎn)?？刂苾和嗌倌甑姆逝址乐蛊鋷?lái)的多種健康危害，需要從改變飲食習(xí)慣和活動(dòng)水平等多方面入手才能取得成功，本試驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)組CE組在經(jīng)過(guò)10周的有氧運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于對(duì)照組TG水平顯著下降，HDL水平顯著上升，同時(shí)TC，LDL水平也有下降的趨勢(shì)，證實(shí)了運(yùn)動(dòng)是可以改善血脂水平，有利于身體健康。肥胖引起的健康危害是多方面的，其中對(duì)性發(fā)育的影響也不容忽視[7]。作者前期研究認(rèn)為，高脂飲食大鼠睪丸組織出現(xiàn)了生精功能的改變，高脂飲食大鼠的各級(jí)生精細(xì)胞數(shù)量減少，排列紊亂，僅能發(fā)現(xiàn)少量的精子，這與本試驗(yàn)HF組精子總數(shù)顯著低于對(duì)照組相一致[8]。而這種由肥胖引起的生精功能障礙可能是多種因素引起，肥胖大鼠體內(nèi)大量增多脂肪細(xì)胞因子可促進(jìn)雄激素轉(zhuǎn)化為雌性激素，使肥胖大鼠體內(nèi)睪酮水平進(jìn)一步降低，雌激素水平則逐漸升高，進(jìn)而對(duì)生殖器官發(fā)育產(chǎn)生影響[9]。睪丸功能受下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素(GnRH)、腺垂體分泌的促卵泡激素(FSH)和促黃體生成素(LH)的調(diào)節(jié)，三者之間形成下丘腦-垂體-睪丸(HPT)軸反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。孟國(guó)柱等發(fā)現(xiàn)男性單純性肥胖兒童相比正常兒童睪丸容積小，陰莖短小，促卵泡激素(FSH)和促黃體生成素(LH)等性激素降低，并且與其肥胖成都呈負(fù)相關(guān)，提示兒童肥胖影響性激素分泌，影響睪丸發(fā)育[10]。本研究結(jié)果顯示HF組睪周脂肪顯著多于對(duì)照組，HF組精子總數(shù)顯著低于對(duì)照組，畸形率顯著高于對(duì)照組，活動(dòng)率顯著低于對(duì)照組，也可能是肥胖使得大量脂肪堆積擠壓睪丸使得睪丸生精功能受到影響[11-12]，或者是肥胖造成的高脂血癥導(dǎo)致的動(dòng)脈粥樣硬化等造成的營(yíng)養(yǎng)及血供不足的結(jié)果。運(yùn)動(dòng)作為一種應(yīng)激因素，研究[13-14]已證明其可影響男性生殖系統(tǒng)的功能，肥胖大鼠經(jīng)過(guò)8周游泳訓(xùn)練，可有效緩解肥胖引起的性發(fā)育不良。精子畸形率、活力作為評(píng)價(jià)精子質(zhì)量的重要指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)中HE高脂運(yùn)動(dòng)組精子畸形率顯著高于對(duì)照組，顯著低于高脂組，精子活動(dòng)率顯著高于HF組，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)能改善高膳食組大鼠的精子質(zhì)量，提高精子活動(dòng)率，但亦不能抵消高膳食對(duì)大鼠精子的負(fù)面影響。

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