6周有氧运动对肥胖大鼠下丘脑瘦素表达影响的研究

张荷玲，闫 凯

（山西大学体育学院，山西 太原 030006）

21世纪以来，肥胖逐渐成为流行病之一，预防和治疗肥胖，已经成为当今国际社会备受重视的问题。截止到2013年，全球肥胖人口总数已超过21亿，而我国目前肥胖和超重人数就位列美国之后，处于全球第二。肥胖能够导致多种疾病的发生，如高血压，高血脂及冠心病等。瘦素可以作为肥胖人口的一个重要的心血管疾病标记，并且用于评估个人代谢风险。

下丘脑是内分泌的高级活动中枢，通过一系列激素的基因表达进而调控机体的内分泌，还能够参与调节自主神经系统，比如体温，水盐平衡，睡眠，摄食等多种行为。研究表明，Leptin还是一种多靶器官，参与体内多种代谢调节，Leptin发挥它的中枢作用会通过与下丘脑OB-R结合，影响神经内分泌激素的分泌，从而引起一系列的生理反应并且作用于肥胖机体。已有研究表明，肥胖的发生与瘦素有着密切的联系，瘦素是由脂肪细胞产生，在与特异性受体结合后，通过中枢作用发挥它的生物学特性。

本研究着重研究有氧运动对肥胖大鼠下丘脑瘦素表达的影响，通过免疫组织化学的方法测定有氧运动对肥胖大鼠下丘脑瘦素阳性细胞数量的影响，探索有氧运动对下丘脑瘦素表达的调控机制，为运动减肥提供更多的有价值的参考信息。

1 材料与方法

1.1 实验材料

从军事科学院购进实验大鼠60只，统一为雌性，体重质量在180～200g，每6只一笼进行饲养，自由饮食。先喂养1周，让大鼠先适应这个环境。然后根据实验要求随机分组，分为普通对照组和高脂模型组，其中普通对照组10只，高脂模型组50只。普通对照组给予基础饲料；高脂模型组给予高热量饲料。饮食自由进行，不加限制。每周记录体重及体长的变化，并记录每日的饮食量。8周后，挑选符合实验要求的肥胖大鼠，随机分组，每组6只，建立肥胖大鼠游泳模型。普通组的喂养饲料为购进的普通鼠粮，热量大概为15 kj/g，高脂组的饲料在基础饲料中需要额外加入蔗糖、猪油、鸡蛋黄、食盐等，热量为21kj/g。

1.2 动物分组

选取符合实验要求高脂模型组的大鼠随机分为肥胖对照组（A1）、6周运动后即刻组（B1）、6周运动后3h组（B2）3组，每组6只；普通对照组的选取6只符合要求的分为正常对照组（A2），总共4组，每组6只。

1.3 运动和控食计划

A1：高脂饲料饲养大鼠，不运动。A2：普通饲料饲养大鼠，不运动。B1：游泳训练6周即刻取材组，第1周的饮食不需要人为干预，自主进食。从第2周开始，大鼠每天的饮食量要限制，需降到前1个星期每天平均饮食量的80%，同样也是自由饮食。第3个星期和第四个星期的饮食量相同，都是降到第1个星期每天饮食量的75%。第5个星期和第6个星期的饮食量则降为第1个星期日均进食的70%。进行游泳训练42 d，每周要有连续6 d的游泳训练，休息1 d，每天要按时有1 h的游泳训练。B2：实验方案同B1组，在最终的有氧训练结束后让大鼠休息3h并按时取材。

先让大鼠进行3d的适应性有氧训练，游泳时间依次增加，到第4 d的时候，游泳训练正常开始，为每天1 h。泳池中的水保持恒温，在30℃左右。游泳训练期间，大鼠要按照分组正常饮食。

1.4 样本的采集

按实验分组依次将肥胖对照组，6周后即刻组，6周后3 h组和正常对照组将相对应的大鼠的头部用手术刀取下，然后马上用工具将大鼠的颅骨打开，把脑组织分离头部，然后把下丘脑与其他组织分开，即时放在冰上，然后存入提前准备好冻存管中，最终需要用液态氮冷藏以备实验所需。

1.5 免疫组化实验方法

1.5.1 主要试剂5%BSA封闭液；二抗：生物素化山羊抗兔I gG；SABC：链霉亲和素——生物素——过氧化物酶复合物；免疫组化专用PBS；枸橼酸盐缓冲液。

1.5.2 主要仪器电热恒温水浴锅、恒温箱、摇摆箱等。

1.5.3 实验方法实验方法采用博士德生物科技有限公司提供的免疫组化方法，并结合已有经验进行实验操作，主要有以下步骤：（1）将切片进行常规脱蜡至水；（2）进行热抗原修复；（3）滴加IgG，孵育30 min；再滴加SABC，并孵育30 min；（4）滴加显色试剂；（4）制作完成后光学显微镜下40倍观察，能够观测到下丘脑细胞中有棕褐色阳性颗粒。

1.6 数据统计与分析

每个切片取5个视野，对视野内染色成功的阳性细胞进行计数，数据使用SPSS 21.0软件进行统计学分析，计量数据均以平均数±标准差的方式表示，对数据进行方差分析和组间t检验，P＜0.05为有显著性差异，P＜0.01为非常显著性差异。

2 结果与分析

2.1 实验结果

由表1可知，肥胖对照组的阳性细胞数量高于正常对照组并有显著性差异（P＜0.05），运动后即可组和运动后3 h组与正常对照组均有非常显著性差异（P＜0.01），运动后即刻组和运动后3h组阳性细胞数量均高于肥胖对照组，且有显著性差异（P＜0.05）；运动后即刻组与运动后3 h组相比较，没有显著性差异。

表1 下丘脑阳性细胞数 ±s

表1 下丘脑阳性细胞数 ±s

注：*表示与正常对照组相比较P＜0.05，**表示P＜0.01；#表示与肥胖对照组相比，P＜ 0.05。

组别 阳性细胞/个16.8±4.02 21.5±5.26*31.1±8.61**#28.5±7.85**#正常对照组肥胖对照组运动后即刻组运动后3 h组

2.2 分析与讨论

2.2.1 肥胖对大鼠下丘脑瘦素细胞表达量的影响大鼠肥胖后，会导致其下丘脑瘦素阳性细胞数量的明显增高，不仅如此，许多研究表明，肥胖还会导致体内瘦素水平的升高。并且由于肥胖引起的中枢过多瘦素能使大鼠从正常生理转向肥胖相关性的高血压。周芯 通过对肥胖大鼠的血清瘦素进行测定发现，肥胖组的大鼠血清浓度显著高于正常组，这在多篇文献报道中均有阐述，可见体脂量的增多可以增加体内瘦素的分泌量，从而作用于机体，影响摄食和能量消耗。刘志诚通过对肥胖患者血清瘦素测定表明，单纯性肥胖患者血清瘦素显著高于正常水平，并由此推出该肥胖患者患有高瘦素败血症 。在经过治疗后，肥胖大鼠的血清瘦素水平明显降低，而下丘脑OB-Rb基因表达水平升高，有效改善了机体的瘦素抵抗状态 。而有进一步的研究表明，高脂膳食诱导的瘦素抵抗多发生在红肌，并且能够降低红肌的脂肪代谢 。在本实验中，由高脂饮食诱导的肥胖大鼠，其下丘脑瘦素阳性细胞数量明显增高，可见下丘脑已经对机体肥胖作出相应的生理反应，但我们认为由于某些因素，虽然下丘脑瘦素细胞的表达量增高，但并没有真正的作用于机体，这里应该是由于肥胖造成了机体的瘦素抵抗。

2.2.2 运动对下丘脑瘦素细胞表达量的影响已有研究表明，运动可以有效降低血清瘦素和增加脂联素水平，从而证明有氧运动治疗肥胖的积极作用 ，并且正常有氧运动中大鼠海马区瘦素水平和瘦素受体表达与海马区胰岛素生长因子Ⅰ的水平呈正相关 。8周的游泳训练可以有效提高瘦素受体基因表达量的增加，使瘦素和受体结合效率提高，从而减轻瘦素抵抗 。也有研究者通过测定最大摄氧量判断运动强度的方法或进行通过力竭运动，观察体内瘦素含量，证实要真正改变体内瘦素的水平，短时间的运动训练并不会有显著作用 。在本实验中，经过六周的游泳运动训练后，即刻组大鼠下丘脑瘦素阳性细胞数量明显增加，并且在运动后3h其阳性细胞数量与即刻组没有明显差异，可见六周的有氧运动训练能够明显改善下丘脑瘦素的表达量，并且降低了大鼠的体脂，对瘦素抵抗状态有了明显的改善。

3 结 论

肥胖大鼠下丘脑瘦素的表达量明显增高，但是体重并没有减轻，这可能和瘦素抵抗有关系；运动结合控食能够有效增加下丘脑瘦素细胞的表达量，并使机体的体重恢复正常，从而机体达到减肥的目的。