“调定点”与“双调节区间”理论的模型验证

发布时间：2020-08-12 09:41

【摘要】：【研究背景】近些年来,随着肥胖在全球范围内的流行,体重调控机制逐渐成为代谢领域的研究热点。目前,尚未有一套完整的理论体系来阐述体重调节机制的工作方式。进化理论的观点认为影响体重调节有两个重要的因素:一、过低的体重、体脂会影响诸如生殖系统在内的一系列生理功能的完整;二、过高的体重、体脂会增加被捕食的风险,这两个方面都对物种的繁殖与生存有着至关重要的作用。基于这两个因素的考虑,体重、体脂理应是被某套系统精确调控的,这点也得到许多专家学者的认可。建立在进化理论上的“Set-point”模型(又称为“恒脂理论”)于1953年被Kenedy提出,通过综合进化理论与遗传因素观点,尝试来解释体重、体脂的调控系统,随后许多的试验也证明这个模型存在一定的合理性,尤其是Leptin的发现被当作是填补了“Set-point”模型的核心空白。然而,这个理论依然存在许多的缺陷,它并不能解释为什么肥胖在全球范围内的流行和人类即使拥有这样一个非常好的肥胖抵抗系统却依然变的肥胖。在“Set-point”模型的基础之上“Dual-intervention”模型被提出,这个模型更像是前者的现实进化版,它模型综合了遗传因素、环境因素和进化因素等观点并尝试解释一些其它模型不能解释的问题,但是目前为止“Dual-intervention”理论模型仅仅存在于理论阶段,尚未有实验证明其准确性。【目的与方法】为了验证这两个理论,52只C57/BL6小鼠被暴露于两种不同饮食之下(低脂饮食与高脂饮食),经过一段时间的饲养,其中一部分小鼠被以植入手术的方式在背部增加一部分额外不可吸收重量,通过观察小鼠被植入额外重量之前与之后的体重、体脂含量等生物学指标变化,并对比这个期间内小鼠摄食,日常活动量等数据的改变,以试图验证两个模型中哪一个更具有说服力,并尝试解释模型的工作方式。【结果】通过对比不同组别小鼠在植入手术前后的体重、体脂含量和一系列生理反应的改变,实验发现:高脂饮食暴露下的小鼠在增加额外体重之后体重生长受到了抑制,而且随着植入质量的增加,抑制力明显增强;然而,低脂饮食暴露下的小鼠在植入质量之后体重出现一个与植入质量正相关的体重下降。通过进一步的将所有小鼠的器官与组织进行解剖并比对得出小鼠体重改变主要是减少体内某些部分的白色脂肪组织。对比小鼠的日常能量代谢、日常活动量和日常食物摄取后发现:植入额外的重量对小鼠的日常活动量并没有什么特别的影响,但是却明显升高了小鼠的日常能量支出。在通过重复实验中对小鼠手术前后各15天内的日常摄食进行对比发现低脂饮食下的小鼠在手术前后日常摄食并未出现改变,而高脂饮食组中拥有3g植入重量的小鼠在手术后日常摄食有明显的下降。【结论】通过综合分析实验数据并将两种饮食下小鼠各个方面的改变进行对比对比得出:两个理论中“Dual-intervention”模型比“Set-point”模型更有说服力。但具体的发生机制尚待明确,Leptin可能在其中发挥了一定的作用,但具体作用机制需要将来实验进一步验证。
【学位授予单位】：大理大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R589.2
【图文】：

示意图,理论模型,示意图

2011)，进而调节体脂含量及身体质量。随后，许多实验 (O’ Rahilly,1998，2009Farooqi et al.,2007) 也表明一些直接编码 Leptin 或可以导致其功能丧失的编码基因突变后，个体更容易变得肥胖。然而，并非所有的肥胖个体都与 Leptin 的缺失有直接的关系(Speliotes et al.,2010)，除此之外，这个模型也并不能解释为什么肥胖在近些年才有爆发的流行趋势。理论上来讲，这样的一套系统是可以完美的阻止肥胖发生的。同样地，“Setpoint” 模型也不能解释为什么肥胖人群更多的集中在了发达国家的贫穷人口 (Dykes eal., 2004) 和发展中国家的富裕人口 (Satia,2010)。有学者认为可能随着年龄的增长和生活水平的提高，某些因素诸如疾病、生活习惯等，改变了“调定点”的位置，但是就目前而言尚未有任何证据可以证明某种大范围流行的疾病可以直接或间接导致肥胖的发生并且在发达国家贫困人群和发展中国家富裕人群中也不存在比较突出的共同生活习惯因此 “Set-point” 理论的发展一度遇到了瓶颈，而且随后的试验也证明 Leptin 并不能完全阻止肥胖的发生。但是这个模型依然在许多先前的实验中被证实存在一定的合理性

示意图,理论模型,示意图,基因

因此越来越多的人丧失了对体重上限的控制。当然一定会有某保留了这个基因，这便解释了为什么有些个体即使一直暴饮暴食和懒惰肥胖。这个模型综合了遗传因素，环境因素和进化因素等观点，可以解不能解释的问题，诸如肥胖的流行和体重在同物种之间的巨大差异，看合理，但是遗憾的是这个模型目前处于理论阶段，没有任何证据可以直入点”的存在，也没有任何研究可以证明哪些基因可以编码这两个调控Genome-wide association study，全基因组关联分析)的研究结果的确表瘦素-脑神经肽”系统的编码和作用发挥，例如：MC4R（黑皮质素 4MC（阿片-促黑素细胞皮质素原）基因，然而依然存在着一些其它不属肽”组成部分的基因，例如 FTO 基因，这些基因同样参与调节了摄食能（Frayling，2007）。这些基因或许同样参与了调控区间的生成，虽然接的导致肥胖，但是他们的功能或许参与了肥胖的发生。

示意图,示意图,小鼠,体重

图 2.1 植入试验示意图鼠背部皮肤靠近脊柱侧作纵形切口，皮肤与皮下组织进行钝性分离，将植入物通脊柱另一侧，以防止植入体对切口产生压迫而导致伤口不容易愈合或感染，将伤2.4 植入手术后期术后处理有的小鼠术后有一周的时间来进行彻底恢复，恢复期间每天观察小鼠的一周之后重新开始测量小鼠的体重，体脂，并再次将小鼠置于 TSE 系统记录小鼠的日常活动和能量代谢。在接下来的时间内继续对小鼠的体重和食物摄取量进行记录，至术后第 20 天停止，此时小鼠已达接近 20 周

【相似文献】