四周有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)合節(jié)食對(duì)大鼠下丘腦Ghrelin的影響

李碩碩，張荷玲

四周有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)合節(jié)食對(duì)大鼠下丘腦Ghrelin的影響

李碩碩，張荷玲

目的：對(duì)肥胖大鼠進(jìn)行四周有氧運(yùn)動(dòng)和節(jié)食雙重干預(yù)，觀察大鼠體重和下丘腦Ghrelin的變化情況，來(lái)探究運(yùn)動(dòng)結(jié)合節(jié)食對(duì)下丘腦Ghrelin的影響以及Ghrelin在減肥中可能起到的作用。方法：用220只SD大鼠建立肥胖模型后，將肥胖大鼠隨機(jī)分為肥胖對(duì)照組(OC)、運(yùn)動(dòng)節(jié)食組(ED)、運(yùn)動(dòng)節(jié)食即刻組(ED1)和運(yùn)動(dòng)節(jié)食3h組(ED2)。ED組進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)4周，每周6天，每天60分鐘。建模期間和大鼠運(yùn)動(dòng)期間，每周測(cè)量大鼠體重，第四周運(yùn)動(dòng)結(jié)束后即刻和3小時(shí)取材，進(jìn)行免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)并觀察下丘腦Ghrelin的陽(yáng)性表達(dá)。結(jié)果：ED組的大鼠在運(yùn)動(dòng)期間體重下降明顯，在第一周末與 NC組相比有顯著性差異，在第四周末顯著性降低；OC組、ED1組、ED2組大鼠的下丘腦Ghrelin的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量都顯著減少(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)即刻后下丘腦Ghrelin表達(dá)增加，運(yùn)動(dòng)3h后下降。結(jié)論：有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)合控食能夠有效減輕大鼠體重，并且降低大鼠下丘腦Ghrelin的表達(dá)。

有氧運(yùn)動(dòng)；肥胖；大鼠；下丘腦；Ghrelin

1 前言

肥胖是由于體內(nèi)能量攝入與消耗的平衡狀態(tài)被打破，使得體內(nèi)脂肪細(xì)胞的體積和細(xì)胞數(shù)量增加，沉積在身體某些部位。肥胖會(huì)對(duì)人的生活造成不良影響，肥胖到達(dá)一定程度，就是肥胖癥，會(huì)引發(fā)如高血壓，心血管等疾病，危及人的生命健康。目前普遍認(rèn)為，減肥需要運(yùn)動(dòng)并且適當(dāng)節(jié)食，但是能夠堅(jiān)持減肥的人較少，因此肥胖人數(shù)并不能得到改善，相反在逐年增長(zhǎng)。肥胖除了與先天遺傳有關(guān)，還與下丘腦密切相關(guān)，下丘腦作為調(diào)定點(diǎn)理論中調(diào)定點(diǎn)的調(diào)節(jié)部位，對(duì)體重的調(diào)節(jié)起重要作用，這些調(diào)節(jié)表現(xiàn)在進(jìn)食和能量的消耗，研究發(fā)現(xiàn)這些調(diào)節(jié)不全部是由人的意志控制，一些神經(jīng)肽對(duì)人體下丘腦攝食中樞調(diào)控影響了他們的平衡性。Ghrelin即為其中一種，它除了能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)生長(zhǎng)素(GH)的分泌，還與肥胖密切相關(guān)，它可以刺激食欲，增加進(jìn)食，尤其是增加脂肪和熱量?jī)?chǔ)存，降低能量消耗、增加碳水化合物的利用，使體重增加和產(chǎn)生肥胖效應(yīng)。本研究通過(guò)觀察四周有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)合節(jié)食對(duì)大鼠體重和下丘腦Ghrelin的變化情況，來(lái)探究運(yùn)動(dòng)結(jié)合節(jié)食對(duì)下丘腦Ghrelin的影響以及Ghrelin在減肥中可能起到的作用，為減肥運(yùn)動(dòng)處方的制定提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

2.1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

從中國(guó)人民解放軍軍事科學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心采購(gòu)雌性(Sprague-Dawley，SD)大鼠220只作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，體重在180-200g之間。

2.1.2 飼料配制

飼料包括普通飼料和高脂飼料。高脂飼料由面料為原料配制。普通飼料和面料從山西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購(gòu)買。普通飼料的成分為：玉米粉、大豆粉、魚骨粉、小麥粉、麥麩及鈣、磷、鐵多種微量元素及維生素。高脂飼料的成分為：59%面料、20%豬油、10%雞蛋黃、9.5%白砂糖、1.5%食鹽。

2.1.3 主要試劑

免疫組化染色試劑盒：3%H2O2去離子水；山羊血清工作液；生物素化二抗工作液(IgG)；辣椒酶標(biāo)記鏈霉卵白素工作液。Ghrelin一抗37℃；PBS緩沖液(PH：7.2-7.4)；Triton試劑；梯度酒精；二甲苯；DAB呈色；中性樹膠。

2.1.4 主要儀器

烤箱；切片機(jī)；水浴鍋；恒溫箱；電熱爐；顯微鏡。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 肥胖動(dòng)物模型建立

將采購(gòu)的220只SD大鼠進(jìn)行隨機(jī)分籠飼養(yǎng)，每8只為一籠，自由飲食普通飼料和水，飼養(yǎng)溫度為20±2℃，相對(duì)濕度65±5%。適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后，將大鼠隨機(jī)分為 NC組和HD組。 NC組喂食普通飼料；HD組喂食高脂飼料。每周記錄大鼠體重，喂養(yǎng)時(shí)間為6-8周。最后一周按照大鼠的體重篩選出肥胖大鼠(與對(duì)照組相比，高脂飲食組中大于對(duì)照組平均體重20%的大鼠為肥胖大鼠)。然后將肥胖大鼠隨機(jī)分為OC組和ED組。根據(jù)取材時(shí)間分為ED1組和ED2組。

2.2.2 分組干預(yù)

飲食：NC組喂食普通飼料；HD組、OC組喂食高脂飼料；ED組在建模后的第1、2周喂食OC組的80%的飼料，第3周和第4周喂食OC組的70%的飼料。

運(yùn)動(dòng)：ED組進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)4周，每周6天，每天60分鐘。

2.2.3 標(biāo)本收集

將大鼠斷頭，并立即用骨鉗打開大鼠顱腔，取出腦組織，置于冰上，迅速分離下丘腦(腦組織腹側(cè)面朝上，腹側(cè)正中球形組織為下丘腦)，將其放入凍存管中儲(chǔ)存于液氮中。

2.2.4 指標(biāo)檢測(cè)

使用免疫組織化學(xué)對(duì)Ghrelin抗原進(jìn)行定位、定性及定量研究。

2.2.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件完成。所有數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。各組數(shù)值的比較采用方差分析，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異非常顯著。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 肥胖大鼠模型建立期間肥胖造模組與 NC組的體重、體長(zhǎng)及Lee's指數(shù)情況

大鼠經(jīng)過(guò)六周造模，肥胖造模組的體重為321.17±21.27，超過(guò)了NC組體重247.82±27.42的百分之二十，且六周末與買入時(shí)的體重顯著增高(P<0.05)，造模成功，結(jié)果見表1。

3.2 四周各組大鼠的體重變化情況

在ED組游泳運(yùn)動(dòng)期間，OC組的體重呈上升趨勢(shì)，且顯著重于 NC組(P<0.01)，ED組的體重呈降低趨勢(shì)，在第四周末顯著性差異降低(P<0.05)，結(jié)果見表2。

3.3 各組大鼠下丘腦Ghrelin的表達(dá)情況

在ED組游泳運(yùn)動(dòng)的第四周末，OC組、ED1組、ED2組與 NC組相比，下丘腦Ghrelin的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量都顯著減少(P<0.05)。其中，OC組大鼠的下丘腦Ghrelin陽(yáng)性細(xì)胞減少最明顯，ED1組相比OC組有所增加，ED2組比ED1組降低，結(jié)果見表3。

表1 肥胖大鼠模型建立期間肥胖造模組與 NC組的體重、體長(zhǎng)及Lee's指數(shù)情況

*為與 NC組相比P<0.05，**為P<0.01

圖1 肥胖大鼠建模期間肥胖造模組與 NC組的體重對(duì)比圖

周數(shù)NC組OC組ED組第一周末257.8±17.78324.6±20.16**322.5±25.23**第二周末257.4±19.31336.7±20.74**307.2±25.39**第三周末263.3±16.62341.0±27.19**304.7±28.04**第四周末264.5±18.00344.4±20.02**292.2±24.29*

*為與 NC組相比P<0.05，**為P<0.01

圖2 四周各組大鼠體重變化對(duì)比圖

四周正常對(duì)照組組53.00±8.16肥胖對(duì)照組組27.50±6.86*運(yùn)動(dòng)節(jié)食即刻組31.50±3.42*運(yùn)動(dòng)節(jié)食3h組27.00±1.83**

*為與 NC組相比P<0.05，**為P<0.01

4 分析與討論

Ghrelin是日本科學(xué)家M.Koiima等人在1999年發(fā)現(xiàn)的一種活性肽，并將其命名為Ghrelin。Ghrelin是生長(zhǎng)激素促分泌素受體的第一個(gè)內(nèi)源性配體，含有28個(gè)氨基酸殘基，有N端3位絲氨酸殘基辛?；腿バ刘；瘍煞N存在形式，通過(guò)酰基化生成的acyl-Ghrelin能夠促進(jìn)能量攝入和堆積，減少能量消耗，在能量負(fù)平衡時(shí)促使機(jī)體能量平衡。Ghrelin在胃、小腸、下丘腦等組織中均有分布，在中樞各腦區(qū)中，Ghrelin與下丘腦弓狀核關(guān)系密切，其中之一就是使發(fā)出投射于下丘腦的上行纖維，使NPY/AgRP mRNA的表達(dá)增加，增加攝食行為。

圖3 各組大鼠下丘腦Ghrelin陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量對(duì)比圖

關(guān)于Ghrelin和運(yùn)動(dòng)的研究總體分為急性運(yùn)動(dòng)、耐力運(yùn)動(dòng)、血漿Ghrelin和下丘腦Ghrelin，其中耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)下丘腦Ghrelin的研究較少。關(guān)于急性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)普遍認(rèn)為運(yùn)動(dòng)即刻血漿Ghrelin水平下降。關(guān)于有氧運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，體重普遍下降，但Ghrelin的結(jié)論不一。劉文倩等認(rèn)為運(yùn)動(dòng)后大鼠血漿ghrelin下降不明顯；汪軍等認(rèn)為運(yùn)動(dòng)后大鼠血漿Ghrelin濃度有上升趨勢(shì)，但是不是很明顯；高雅等只進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)，血清Ghrelin濃度升高, 不過(guò)對(duì)于肥胖大鼠，王小梅認(rèn)為肥胖大鼠血漿Ghrelin水平降低，運(yùn)動(dòng)后略有升高。

本實(shí)驗(yàn)研究耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)下丘腦Ghrelin的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)四周游泳運(yùn)動(dòng)，OC組下丘腦Ghrelin的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量減少顯著，與王小梅關(guān)于血漿Ghrelin結(jié)果類似，這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的高脂飲食使得體脂增加，抑制了Ghrelin的表達(dá)。ED1組大鼠下丘腦Ghrelin水平相對(duì) NC組下降，相對(duì)OC組上升，ED2組相對(duì)ED1組下降，與汪軍研究肥胖大鼠在8周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)中下丘腦的Ghrelin濃度顯著下降結(jié)果類似。本實(shí)驗(yàn)將運(yùn)動(dòng)組分為即刻組和3h組后發(fā)現(xiàn)，即刻組下丘腦Ghrelin水平略有上升，這可能是由于大鼠運(yùn)動(dòng)大量消耗能量物質(zhì)，生理上的饑餓刺激Ghrelin的分泌。如過(guò)長(zhǎng)時(shí)間處于饑餓狀態(tài)，可能會(huì)暫時(shí)抑制食欲。另有研究顯示，血漿Ghrelin的下降在肥胖人群中與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，與體重呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)體重?zé)o變化時(shí)，Ghrelin也無(wú)變化，但Andersson等的研究則認(rèn)為Ghrelin水平與運(yùn)動(dòng)本身有關(guān)聯(lián)，這與本實(shí)驗(yàn)ED1組大鼠運(yùn)動(dòng)后下丘腦Ghrelin上升相吻合。本實(shí)驗(yàn)中ED組大鼠Ghrelin水平下降是否和體重有關(guān)系，由于大鼠下丘腦Ghrelin的研究較少，尚不能排除，需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

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TheEffectofFour-weekAerobicExerciseCombinedWithDietonGhrelinintheHypothalamusofRats

Li Shuoshuo，Zhang Heling

Objective: The obese rats were given a four-week intervention with aerobic exercise and diet, and then observe the changes of body weight and hypothalamic Ghrelin to explore the effect of exercise combined with dieting on Ghrelin in the hypothalamus and the possible role of Ghrelin in weight loss. Methods: General obesity model is set up with 220 SD rats, the obesity rats were randomly divided into obese control group (OC), exercise diet group (ED),exercise diet instantly group(ED1) and exercise diet 3h group(ED2).ED group for four weeks of swimming, 6 days a week and 60 minutes a day. During the modeling period and swimming, measure the body weight weekly, immediately after exercise and 3 hours after exercise to take the organization at the end of forth week, immunohistochemistry was then performed to observe Ghrelin in the hypothalamus. Results: the weight of the rats in the ED group was significantly lower during swimming, there was a significant difference between the ED group and the NC group at the end of first week, and significant reduction in the end of fourth week; the number of positive cells of Ghrelin in the hypothalamus of the OC group, ED1 group and ED2 group was significantly reduced(P<0.05),the expression of Ghrelin in the hypothalamus was increased immediately after exercise and decreased after 3h.Conclusions:The combination of aerobic exercise and controlled diet can effectively reduce the weight of rats and reduce the expression of Ghrelin in the hypothalamus of rats.

aerobic exercise; obesity; rats; hypothalamus; Ghrelin

G804.2

A

1005-0256(2018)01-0161-3

10.19379/j.cnki.issn.1005-0256.2018.01.067

李碩碩(1991-)， 男，山西晉中人，在讀碩士，研究方向：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)運(yùn)動(dòng)解剖生理學(xué)。

第二作者簡(jiǎn)介：張荷玲(1966-)，女， 山西潞城人，副教授，碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)專業(yè)運(yùn)動(dòng)解剖生理學(xué)。

山西大學(xué)體育學(xué)院，山西 太原 030006

Sport School of Shanxi Normal University, Taiyuan 030006,Shanxi, China.