低氧训练对肥胖小鼠Ghrelin-GHSR通路的影响
发布时间：2021-11-18 05:12
目的对肥胖小鼠施加低氧训练,观察胃组织Ghrelin和下丘脑GHSR水平的变化,以探究低氧训练是否影响Ghrelin-GHSR通路改善肥胖体质。方法雄性C57BL/6J小鼠,随机分为普通对照组（C,n=8）和高脂膳食组（H,n=52）。H组建立肥胖模型后,随机分为肥胖对照组（HC）、肥胖常氧运动组（HE）、肥胖低氧暴露组（HH）和肥胖低氧运动组（HHE）。运动各组进行中等强度跑台训练,低氧各组进行间歇低氧暴露（11. 2%氧气含量）,记录每周体重和摄食量,共4周。测试血清TC、TG、GLU和总Ghrelin水平,RT-PCR法检测下丘脑GHSR和胃Ghrelin mRNA表达水平,WB检测下丘脑GHSR和NPY蛋白含量及胃组织Ghrelin、Goat和HIF-2α蛋白含量。结果（1）干预4周后,HE、HH和HHE组体重较HC组显著降低;低氧干预的最初阶段,HH和HHE组的摄食量出现下降,但随着干预时间的延长,肥胖各组的摄食量逐步趋近;（2） HC组血液各指标显著高于C组,HH组TC水平较HC组显著降低,HE、HH和HHE组GLU水平较HC组显著下降; HH和HHE组血清总Ghrelin...
【文章来源】：中国实验动物学报. 2020,28(01)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
小鼠体重和摄食量变化
12周高脂饲料喂养后，HC组下丘脑GHSR和NPY的蛋白表达水平较C组无显著性差异;HE、HH和HHE组下丘脑GHSR蛋白表达水平较HC组显著增加(P<0.05);HE和HHE组下丘脑NPY蛋白表达水平较HC组显著上调(P<0.05)(见图3A,B)。高脂饲喂后，HC组胃组织Ghrelin、Goat和HIF-2α的蛋白表达水平与C组相比无显著差异;HE组胃组织Ghrelin、Goat较HC组显著增加(P<0.05);HH组胃组织Ghrelin和HIF-2α的蛋白表达水平较HC组显著增加(P<0.05);HHE组胃组织Ghrelin、Goat和HIF-2α的蛋白表达水平较HC组显著增加，且HIF-2α蛋白表达水平显著高于HE组(P<0.05)(见图3C,D)。3 讨论
低氧暴露下体重的丢失常被认为与摄食量下调所致[2,18]。本研究结果发现，低氧暴露的最初阶段，低氧组(HH和HHE组)小鼠摄食量较常氧组(H和HE组)均出现显著下降，但随着低氧暴露时间延长，低氧组小鼠摄食量逐渐回升，在4周干预结束时，与常氧组接近。机体摄食功能对长期低氧暴露的适应可能与Ghrelin-GHSR的调控有关。Ghrelin发挥调节食欲的作用是通过生长激素促分泌受体GHSR所介导的，GHSR高表达于下丘脑中调节摄食和体重平衡的细胞群中，如弓状核NPY神经元和腹内侧核的脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)神经元[19]。而NPY神经元发挥调节食欲的作用由Ghrelin特异性介导的，其他促食欲激素如黑色素聚集激素(melanin-concentrating hormone,MCH)和前原食欲素(prepro-orexins)则无此作用[5]。研究发现急性低氧暴露(12 h)会导致大鼠胃组织Ghrelin mRNA和蛋白水平极具下调，但随着暴露时间的延长(24 h和48 h),Ghrelin水平逐渐回升，甚至超过常氧水平[8]。本研究中，低氧训练组小鼠血清Ghrelin总量、胃组织中Ghrelin和Goat及下丘脑GHSR和NPY蛋白表达水平显著上升，这可能与Ghrelin-GHSR通路被激活以抵抗低氧的进一步损伤和参与前期胃组织损伤的修复有关[20]。而常氧运动小鼠Ghrelin和NPY蛋白水平虽增加但其摄食量未明显改变，可能与运动后产热增加导致体温上升，从而抑制了食欲有关[21]。本研究中低氧训练干预后，肥胖小鼠血清TC和GLU水平显著下降，并伴随着血液总Ghrelin水平的上调和胃组织中Ghrelin-GHSR通路相关基因mRNA和蛋白水平表达的增加。这可能与运动训练对Ghrelin-GHSR通路的调控有关。由于Ghrelin和运动均可发挥促进能量代谢平衡的作用，因此两者间的相互影响作用引起了学者们的关注[22]。研究发现，93 d的骑行运动后，健康成年男性空腹血液Ghrelin水平增加26%，且体重降低6%[23]。同时，胰岛素抵抗和高胰岛素血症程度与血液Ghrelin水平呈负相关，这可能是运动促进糖脂代谢平衡的重要机制[24]。游泳训练可增加胃组织中Ghrelin表达，从而降低肥胖大鼠体重和内脏脂肪含量[10]。此外，运动训练提高胃组织Ghrelin表达还具有促进胃的排空和肠道的推进力的作用[25]，从而有助于代谢废物的排出和营养物质的吸收[26]。运动发挥促进Ghrelin-GHSR通路的表达可能与交感神经活动增强有关，运动激活交感神经和循环系统中肾上腺素和去甲肾上腺素(儿茶酚胺)的水平，同时胃组织中产生Ghrelin的细胞具有α1和β1肾上腺素能受体，而肾上腺素和去甲肾上腺素可刺激β1以促进胃组织分泌Ghrelin[27-28]。通过本研究结果还可观察到低氧运动调控肥胖机体糖脂代谢的作用优于常氧训练，这可能与低氧环境所激活的HIF-2α调控作用有关。本研究结果中低氧训练后肥胖小鼠下丘脑HIF-2α的蛋白表达水平显著增加。HIF是机体缺氧条件下参与组织细胞低氧应答敏感性转录因子，它的表达是机体适应低氧的起始步骤和关键环节。其中HIF-2α在脂代谢中发挥重要的作用，可参与脂滴的形成、脂肪酸的合成和β-氧化及胆固醇代谢的调节[7]。HIF-2α缺失会造成机体脂代谢的异常[29]。低氧暴露所致的食欲下降仅发生在低氧暴露初期，随着低氧时间的延长，食欲逐渐恢复至常氧水平，但仍可达到降低体重的效果，这可能与长期低氧暴露通过刺激HIF-2α以促进脂代谢有关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ghrelin-GHSR通路在急性低氧暴露大鼠胃炎症反应中的调节作用[J]. 付鹏宇,龚丽景,朱镕鑫,胡扬. 中国生物化学与分子生物学报. 2018(10)
[2]四周有氧运动结合节食对大鼠下丘脑Ghrelin的影响[J]. 李硕硕,张荷玲. 体育科技文献通报. 2018(01)
[3]低氧运动对肥胖大鼠胰岛素抵抗及血脂代谢的影响[J]. 张荷,周越,张一民,陈圣菊,张俊芬. 北京体育大学学报. 2016(09)
[4]有氧运动对老年大鼠胃肠动力及血清中胃促生长素、瘦素水平的影响[J]. 常保荣,王小梅. 中国应用生理学杂志. 2016(04)
[5]缺氧诱导因子-2α对脂代谢的调节作用[J]. 赵晓丹,曹日昇,施瑞华. 胃肠病学. 2013(10)
[6]运动和限食减肥对肥胖大鼠血浆和胃组织ghrelin表达的影响[J]. 刘文倩,张建刚,谢岚,艾华. 中国运动医学杂志. 2010(02)
[7]饮食诱导肥胖及肥胖抵抗与脂肪细胞因子[J]. 刘蜜,姜萍. 中国比较医学杂志. 2009(06)
[8]高脂饲料对C57BL/6J小鼠血脂及转氨酶的动态影响[J]. 王丽娟,李晓蓉,李宇航,徐艳霞,薛明. 中国比较医学杂志. 2007(10)
本文编号：3502276
【文章来源】：中国实验动物学报. 2020,28(01)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
小鼠体重和摄食量变化
12周高脂饲料喂养后，HC组下丘脑GHSR和NPY的蛋白表达水平较C组无显著性差异;HE、HH和HHE组下丘脑GHSR蛋白表达水平较HC组显著增加(P<0.05);HE和HHE组下丘脑NPY蛋白表达水平较HC组显著上调(P<0.05)(见图3A,B)。高脂饲喂后，HC组胃组织Ghrelin、Goat和HIF-2α的蛋白表达水平与C组相比无显著差异;HE组胃组织Ghrelin、Goat较HC组显著增加(P<0.05);HH组胃组织Ghrelin和HIF-2α的蛋白表达水平较HC组显著增加(P<0.05);HHE组胃组织Ghrelin、Goat和HIF-2α的蛋白表达水平较HC组显著增加，且HIF-2α蛋白表达水平显著高于HE组(P<0.05)(见图3C,D)。3 讨论
低氧暴露下体重的丢失常被认为与摄食量下调所致[2,18]。本研究结果发现，低氧暴露的最初阶段，低氧组(HH和HHE组)小鼠摄食量较常氧组(H和HE组)均出现显著下降，但随着低氧暴露时间延长，低氧组小鼠摄食量逐渐回升，在4周干预结束时，与常氧组接近。机体摄食功能对长期低氧暴露的适应可能与Ghrelin-GHSR的调控有关。Ghrelin发挥调节食欲的作用是通过生长激素促分泌受体GHSR所介导的，GHSR高表达于下丘脑中调节摄食和体重平衡的细胞群中，如弓状核NPY神经元和腹内侧核的脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)神经元[19]。而NPY神经元发挥调节食欲的作用由Ghrelin特异性介导的，其他促食欲激素如黑色素聚集激素(melanin-concentrating hormone,MCH)和前原食欲素(prepro-orexins)则无此作用[5]。研究发现急性低氧暴露(12 h)会导致大鼠胃组织Ghrelin mRNA和蛋白水平极具下调，但随着暴露时间的延长(24 h和48 h),Ghrelin水平逐渐回升，甚至超过常氧水平[8]。本研究中，低氧训练组小鼠血清Ghrelin总量、胃组织中Ghrelin和Goat及下丘脑GHSR和NPY蛋白表达水平显著上升，这可能与Ghrelin-GHSR通路被激活以抵抗低氧的进一步损伤和参与前期胃组织损伤的修复有关[20]。而常氧运动小鼠Ghrelin和NPY蛋白水平虽增加但其摄食量未明显改变，可能与运动后产热增加导致体温上升，从而抑制了食欲有关[21]。本研究中低氧训练干预后，肥胖小鼠血清TC和GLU水平显著下降，并伴随着血液总Ghrelin水平的上调和胃组织中Ghrelin-GHSR通路相关基因mRNA和蛋白水平表达的增加。这可能与运动训练对Ghrelin-GHSR通路的调控有关。由于Ghrelin和运动均可发挥促进能量代谢平衡的作用，因此两者间的相互影响作用引起了学者们的关注[22]。研究发现，93 d的骑行运动后，健康成年男性空腹血液Ghrelin水平增加26%，且体重降低6%[23]。同时，胰岛素抵抗和高胰岛素血症程度与血液Ghrelin水平呈负相关，这可能是运动促进糖脂代谢平衡的重要机制[24]。游泳训练可增加胃组织中Ghrelin表达，从而降低肥胖大鼠体重和内脏脂肪含量[10]。此外，运动训练提高胃组织Ghrelin表达还具有促进胃的排空和肠道的推进力的作用[25]，从而有助于代谢废物的排出和营养物质的吸收[26]。运动发挥促进Ghrelin-GHSR通路的表达可能与交感神经活动增强有关，运动激活交感神经和循环系统中肾上腺素和去甲肾上腺素(儿茶酚胺)的水平，同时胃组织中产生Ghrelin的细胞具有α1和β1肾上腺素能受体，而肾上腺素和去甲肾上腺素可刺激β1以促进胃组织分泌Ghrelin[27-28]。通过本研究结果还可观察到低氧运动调控肥胖机体糖脂代谢的作用优于常氧训练，这可能与低氧环境所激活的HIF-2α调控作用有关。本研究结果中低氧训练后肥胖小鼠下丘脑HIF-2α的蛋白表达水平显著增加。HIF是机体缺氧条件下参与组织细胞低氧应答敏感性转录因子，它的表达是机体适应低氧的起始步骤和关键环节。其中HIF-2α在脂代谢中发挥重要的作用，可参与脂滴的形成、脂肪酸的合成和β-氧化及胆固醇代谢的调节[7]。HIF-2α缺失会造成机体脂代谢的异常[29]。低氧暴露所致的食欲下降仅发生在低氧暴露初期，随着低氧时间的延长，食欲逐渐恢复至常氧水平，但仍可达到降低体重的效果，这可能与长期低氧暴露通过刺激HIF-2α以促进脂代谢有关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ghrelin-GHSR通路在急性低氧暴露大鼠胃炎症反应中的调节作用[J]. 付鹏宇,龚丽景,朱镕鑫,胡扬. 中国生物化学与分子生物学报. 2018(10)
[2]四周有氧运动结合节食对大鼠下丘脑Ghrelin的影响[J]. 李硕硕,张荷玲. 体育科技文献通报. 2018(01)
[3]低氧运动对肥胖大鼠胰岛素抵抗及血脂代谢的影响[J]. 张荷,周越,张一民,陈圣菊,张俊芬. 北京体育大学学报. 2016(09)
[4]有氧运动对老年大鼠胃肠动力及血清中胃促生长素、瘦素水平的影响[J]. 常保荣,王小梅. 中国应用生理学杂志. 2016(04)
[5]缺氧诱导因子-2α对脂代谢的调节作用[J]. 赵晓丹,曹日昇,施瑞华. 胃肠病学. 2013(10)
[6]运动和限食减肥对肥胖大鼠血浆和胃组织ghrelin表达的影响[J]. 刘文倩,张建刚,谢岚,艾华. 中国运动医学杂志. 2010(02)
[7]饮食诱导肥胖及肥胖抵抗与脂肪细胞因子[J]. 刘蜜,姜萍. 中国比较医学杂志. 2009(06)
[8]高脂饲料对C57BL/6J小鼠血脂及转氨酶的动态影响[J]. 王丽娟,李晓蓉,李宇航,徐艳霞,薛明. 中国比较医学杂志. 2007(10)
本文编号：3502276
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