（动物学专业论文）食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响.pdf

摘要 鼠类种群波动与调节是生态学的重要科学问题之一，也是鼠类生态学研究中一个尚 待解决的难题。由于自然界中食物分布在空间上的不均匀性、季节更替或环境剧变等原 因，野生鼠类经常会在其栖息地和生活周期的一定阶段面临食物资源的缺乏而受到饥饿 胁迫。限食对鼠类的营养状况、生理功能、免疫系统、内分泌代谢、繁殖状况及幼仔的 数量和生理状况都具有显著的抑制作用。在本研究中，我们以长爪沙鼠和布氏田鼠在实 验室繁殖群作为实验对象，以先限食后恢复饮食和先正常饮食后限食这种复合性限食设 计来模拟野外不稳定的食物来源因素，在7 0 限食及限食后正常饲喂8 周的情况下，采 用适合的营养指标，测定了成年雄性长爪沙鼠的和布氏田鼠肥满度、激素、器官指数等 变化，旨在探讨限食及限食恢复的经历对两种野生鼠类个体营养状况及免疫、繁殖状况 的变化。 主要研究结果和结论如下： 1 对成年长爪沙鼠限食及恢复8 周后，限食恢复组与限食组和对照组间体重变化 均差异显著。7 0 限食使雄性长爪沙鼠的肥满度、血清甲状腺t 4 水平、胸腺指数显著低 于对照组和限食恢复组而血清白蛋白含量、血清皮质醇含量和肾上腺指数显著高于对照 组和限食恢复组。限食恢复组经过限食经历各项检测指标与对照组差异不显著，限食恢 复组基本恢复或接近正常水平。 2 对成年布氏田鼠限食及恢复8 周后，限食恢复组与限食组和对照组间体重变化 均差异显著。7 0 限食显著降低了雄性布氏田鼠的血清皮质醇含量。限食恢复组胸腺指 数明显降低与对照组之间差异显著。其余各项检测指标与对照组之间差异均不显著。 3 对比长爪沙鼠和布氏田鼠限食的结果。长爪沙鼠限食组的血清皮质醇高于对照 组，而布氏田鼠限食组的血清皮质醇低于对照组。多项营养指标的检测表明长爪沙鼠对 限食及限食恢复的经历表现的更敏感，限食组雄鼠的肥满度、血清总蛋白、甲状腺t 4 水平和肾上腺指数显著降低，皮质醇水平显著升高而布氏田鼠对于限食及限食恢复的经 历表现不敏感，仅血清皮质醇的含量显著低于对照组。 综上所述，限食对长爪沙鼠和布氏田鼠的个体营养及免疫功能具有重要作用，限食 恢复组的各项指标基本恢复或接近正常水平。食物缺乏可能在鼠类种群波动和调解中起 着十分重要的作用。结果表明长爪沙鼠和布氏田鼠在生长过程中产生了显著的补偿效 应。 关键词：长爪沙鼠，布氏田鼠，食物限制，限食恢复，血清激素，器官指数 i i a b s t r a c t p o p u l a t i o nf l u c t u a t i o na n dr e g u l a t i o ni ns m a l lr o d e n t sa r eo n eo ft h em o s ti m p o r t a n ti s s u e si nt h e e c o l o g y b e c a u s eo fv a r i a t i o no ff o o dr e s o u r c e si ns p a c ea n dt i m e ，w i l dr o d e n t so f t e nf a c ef o o ds h o r t a g e p r e v i o u ss t u d i e sh a v es h o w nt h a tf o o dr e s t r i c t i o nh a sa no b v i o u sn e g a t i v ee f f e c to nn u t r i t i o n a lc o n d i t i o n ， p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n s ，i m m u n es y s t e m ，t h ee n d o c r i n em e t a b o l i s m ，r e p r o d u c t i o n , s u r v i v a le c t t h i ss t u d y a i m st oi n v e s t i g a t et h e e f f e c to ff o o dr e s t r i c t i o n ( f r ) a n dn o r m a lf e e d i n ga f t e rf r ( n f f r ) o nn u t r i t i o n a l s t a t u s ，i m m u n i t ya n db r e e d i n gs i t u a t i o no fm o n g o l i a ng e r b i la n db r a n d t sv o l e s m a i nr e s e a r c hr e s u l t sa n dc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 a f t e rf o o dr e s t r i c t i o na n dn o r m a lf e e d i n gf o ra d u l tm o n g o l i a ng e r b i l ，t h e r ea l es i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e si nb e d yw e i g h ta m o n gt r e a t m e n ta n dc o n t r o lg r o u p s t h ef a t n e s si n d e xa n dt 4l e v e li ns e r u m , a n dt h et h y m u si n d e xi n7 0 f rm a l em o n g o l i a ng e r b i l sa l el o w e rt h a nt h ec o n t r o lg r o u pa n dn f f r g r o u p ； b u tt h es e r u ma l b u m i nl e v e l ，s e r u mc o r t i s o ll e v e la n da d r e n a li n d e xo ff r g r o u pa r eh i g h e rt h a nt h eo t h e r t w og r o u p st h ea b o v ei n d i c e so ft h en f f rm a l eg r o u ps h o w e dl i r l ed i f f e r e n c ef r o mt h ec o n t r o lg r o u p 2 t h e r ea r es i g n i f i c a n td i f f e r e n c e si ni x ) d yw e i g h ta m o n gt r e a t m e n tg r o u p so fa d u l tm a l eb r a n d t s v o l e s 7 0 f rs i g n i f i c a n t l yr e d u c e dt h es c r a mc o r t i s o ll e v e lo fm a l eb r a n d t sv o l e t h et h y m u si n d e xo f t h en f f rg r o u pw a so b v i o u s l yl o w e rt h a nt h a to fc o n t r o lg r o u p 3 t h ed i f f e r e n c eo fs e r u mc o r t i s o ll e v e lb e t w e e nm o n g o l i ag e r b i la n db r a n d t sv o l ei n d i c a t e st h a t m o n g o l i ag e r b i lm a yb em o r es e n s i t i v et of o o dr e s t r i c t i o n f u r t h e rw o r ki sn e e d e dt oc l a r i f yt h i sp r o b l e m t h et w os p e c i e ss h o w e ds i m i l a e rr e s p o n s et of ro rn f f ri nt h eo t h e rp h y s i o l o g i c a li n d i c a t i o r s i ns u m m a r y ，f o o dr e s t r i c t i o nm a yh a v ei m p o r t a n ti m p a c to nb o d yg r o w t h , s o c i a ls t r e s s ，n u t r i t i o n c o n d i t i o na n di m m u n ef u n c t i o no fm o n g o l i a ng e r b i la n db r a n d t sv o l e ，a n df o o ds h o r t a g em a yp l a y s i g n i f i c a n tr o l ei np o p u l a t i o nr e g u l a t i o ni nn a t u r a lc o n d i t i o n s r e s u l t ss h o wt h a tt h e r ee x i s t sac e r t a i n s i g n i f i c a n tc o m p e n s a t i o ne f f e c td u r i n gt h eg r o w i n gp r o c e s so fm o n g o l i ag e r b i l sa n db r a n d t sv o l e k e yw o r d s ：m o n g o l i a ng e r b i l ( m e r i o n e su n g u i c u l a t u s ) ，b r a n d t sv o l e ( l a s i o p o d o m y sb r a n d t i o ，f o o d r e s t r i c t i o n ，n o r m a lf e e d i n ga f t e rf o o dr e s t r i c t i o n , s e r u mh o r m o n el e v e l i i i 缩略语表( a b b r e v i a t i o n ) v i i 独创性声明 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范大学或其他教育机构的学位或证书 所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 签名：堕l 二霍 日期：型仝釜垒因旦叠 关于论文使用授权的说明 本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师 范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 日期：丝盟垒么翌塑 第一章前言 第一章前言弟一早月i j 百 由于气候变化、季节更替等原因，野生鼠类常面临食物资源的波动，因而具有不同 的饥饿胁迫经历。过去，对食物限制的研究多集中在限食益寿的生理机制研究【l 】。研究 表明适度限食可使小鼠的寿命延长【2 】，但过度限食对鼠类的生理器官、免疫功能、内分 泌代谢等生理状况具有明显的抑制作用【3 5 】。有研究报道，限食可使动物血清蛋白含量 显著下降6 。7 1 。v o l t u r aa n dw u i 】d e r 【8 】发现食物限制可显著降低鼠类的身体脂肪含量和体 重。因此，食物短缺有可能是野外鼠类种群调节的重要因素【9 d 1 1 。虽然食物是大多数脊 椎动物种群增长最重要的限制因子，但是关于限食后恢复正常取食后野生鼠类生理状况 的变化情况的研究比较缺乏。 食物限制( f o o dr e s t r i c t i o n ) 指动物可获得食物量的减少。能量代谢与需求影响动物的 生理和繁殖状况，在很大程度上限制着动物的生殖力和生存力。 1 1 食物限制对啮齿动物代谢的影响 1 1 1 能量代谢 饥饿状态下，机体能量处于负平衡状态。体内糖元、脂肪和蛋白质被动员分解，影 响机体的生理功能，最终发生蛋白质能量营养不良。限食改变能量平衡，其中能量消耗 下降是能量守恒的一种机制。能量消耗的下降与负调节机制有关，例如体重、摄食量、 基础代谢率和活动性的下降【1 2 】。能量消耗下降表现为耗氧量下降。与限食程度成正比 【1 3 1 ，与限食方法无关1 4 1 。耗氧量在重新喂食后恢复到限食前水平，但体重不能恢复到 原水平【1 5 】。大多数情况下耗氧量的变化与体重变化平行，极度限食鼠的耗氧量与禁食鼠 相同，但其体重下降率小于禁食鼠1 6 】。t 3 是代谢率的调节剂，研究认为限食使啮齿动 物血清中的t 3 水平下降，也有报道认为限食不影响甲状腺激累水平，但限食鼠对t 3 的 敏感性增加【17 1 。另外研究发现，限食使大鼠的t 4 水平下降【1 8 】。限食条件下基础代谢率 的下降与体重下降率成正比，与体重减少量无关【1 9 1 。在啮齿动物中，机体产热调节的主 要部位是褐色脂肪组织，限食鼠能量消耗的下降与褐色脂肪组织活性下降引起的产热量 下降有关，限食条件下褐色脂肪组织的重量、蛋白含量以及线粒体蛋白含量下降2 0 1 。褐 色脂肪组织中的解偶联蛋白( u n c o u p l i n gp r a t e ，u c p ) 是线粒体内膜上参与机体产热的转 食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响 运蛋白质，在能量代谢中具有重要作用。目前认为摄食状况是影响u c p 基因表达的主 要因素，u c p 家族各成员对禁食的反应各不相同，即使是同一成员在不同组织中反应亦 不相同。u c p l 仅在褐色脂肪组织中表达，禁食使u c p l m r n a 水平下降，禁食时， u c p 2 m r n a 和u c p 3 m r n a 在揭色脂肪组织中的水平下降，在白色脂肪组织和骨骼肌 中的水平上升【2 1 】。 维持能里平衡的另一种机制是动物的能量需求降低。维持能的下降与大鼠体重下降 量正相关，与体重下降率无关【2 2 1 。大鼠对限食的反应具有性别差异，在负能量平衡时， 雌性偏重于脂肪作为能量来源，因为脂肪的热价较高，所以在体能下降相同的条件下， 雌性的体重下降较少1 2 3 1 。体重的周期性变化使能量消耗( 尤其是食物热量效率) 下降， 并进而使身体脂肪储存量和能量效率增ne 2 4 1 。 1 1 2 物质代谢 哺乳动物的限食过程分为3 个阶段各阶段主要的氧化分解物质不同：第一阶段机体 以内源性碳水化合物为能源物质，体重下降率较大肝糖元贮存少量下降，这一阶段持续 时间较短；第二阶段机体的体重下降率较低，通过氧化组织特异性较高的脂肪来供能， 这一阶段的持续时间取决于机体的脂肪积累量和动物对限食的适应性；第三阶段机体依 靠分解蛋白质供能，使体重下降率再次增大，这一阶段通常代表限食的临界极限 2 5 1 。 构成身体的蛋白质和脂肪组成分别有不同的调节机制，并共同作用以控制体重。类胰岛 素生长因子( i n s u l i nl i k e g r o w t hf a c t o r1 g f ) i 和1 1 是两种多肚激素，是机体生长重要的调 节因子，可促进细胞对氨基酸和葡萄糖的摄取增加蛋白质、脂肪和糖原的合成、d n a 的复制和细胞增殖分化。禁食、营养不良和限制蛋白饮食均会引起i g f im r n a 下降 1 2 6 1 。大鼠身体的水分与脂肪含量负相关，与蛋白质含量正相关。在体重1 0 9 3 3 4 9 正常 生长期，水分与净体重在限食期和恢复期呈正相关，恢复期大鼠贮存较多的胎肪和较少 的蛋白质，可利用能量比率升高【2 7 1 。再喂食后禁食鼠的蛋白质比脂肪恢复快，而限食鼠 脂肪比蛋白质和体重恢复快【2 8 1 。限食期的体重波动使大鼠附睾脂肪组织的脂蛋白脂肪酶 活性以及再进食后的食物效率和机体脂肪含量升耐2 9 1 。禁食大鼠的脂肪酸合成酶活性下 降，但再进食后脂肪酸合成酶活性显著高于原水平。在饮水中添加糖可拮抗禁食引起的 脂肪酸合成酶活性的下降，其中各种糖的效果不同：蔗糖= 葡萄糖 果糖 麦芽糖 乳糖。 禁食后糖类作为单营养因子也可诱导脂肪酸合成酶活性的上升【3 0 。1 1 。哺乳期大鼠在禁食 4 8 h 后停止泌乳，肝脏和乳腺中3 种脂肪合成酶- 月旨肪酸合成酶、6 一磷酸葡萄糖脱氢酶 第一章前言 和己酰c o a 羧化酶活性下降。再喂食4 8 h 后，乳腺中的酶活性恢复到对照组水平，而 肝脏中的酶活性高于对照组，血清胰岛素和泌乳素浓度也高于和心脏脂肪酸过氧化作用 较强，表明肝脏和心脏中氧化活动旺盛【3 2 1 。 当机体在受到饥饿刺激时，可导致肝脏物质代谢改变，造成对机体的损伤。饥饿状 态下，色氨酸向烟酸的转化率增加f 3 3 1 ，番茄红素水平上升f 3 钔，糖原减少。维持生命必需 的三羧酸循环仍在进行，不过较正常组大鼠低，琥珀酸脱氢酶、胆碱脂酶、三磷酸腺甘 酶活性下降。能源的分解代谢增加p 5 1 。限食导致动物肝脏中生长激素受体基因表达量的 下降，但在肌肉组织中反而有所上升。这可能是机体对营养不足的一种适应机制，肝脏 中生长激素受体表达的下降使肝组织内物质和能量代谢向分解方向倾斜，从而优先动用 肝脏中的贮能物质，以保证机体其他重要器官的正常运行【3 6 】。 另外，限食方式影响鼠类的物质代谢。间歇性限食大鼠比6 0 限食大鼠的食物效率 和附塞脂肪组织脂蛋白酶活性高 3 7 1 。 1 2 食物限制对免疫机能的影响 自二十世纪七十年代以来，营养状况与免疫系统之间的相互依赖关系才被逐渐认 识。机体的免疫反应受多种因景的影响，有一系列复杂的调节机制。适量的营养能提高 机体的免疫力，营养不足或过剩时又能减小或抑制机体的免疫功能。营养缺乏时机体的 免疫功能下降，主要表现为细胞免疫功能降低。t 琳巴细胞是免疫系统的重要适应性细 胞，因为临床检验和体外免疫变化不易定量和分离t 细胞功能，许多关于营养对免疫影 响的研究是在体外进行“3 8 】。迟发型变态反应( d e l a y e dt y p eh y p e r s e n s i t i v i t y , d t h ) 试验能 对细胞免疫功能的全貌作出评价，既可了解免疫细胞对抗原的识别、处理和琳巴细胞反 应的能力，又可判断淋巴因子的产生和血管通透性增加的程度。5 0 限食可以抑制小鼠 的d t h ，这可能是由于各种营养素不足，小鼠体内新陈代谢降低，中枢免疫器官一胸 腺等发育不良，t 细胞的增殖受到抑制，抑制性t 细胞( t s ) 和辅助性t 细胞( t h ) 的比 例发生变化，参加迟发型变态反应t 细胞( t d ) 的数量减少，功能低下【3 9 1 。 在免疫细胞的发育过程中，细胞调亡起着重要作用。凋亡过度可导致免疫功能低下， 而自身反应性的淋巴细胞未发生惆亡则可导致自身免疫性疾病。食物中脂肪的贫化可调 节细胞因子的产生。能量限制促进细胞调亡【4 0 】。胸腺细胞在细胞惆亡中扮演首要角色。 胸腺是培育t 细胞的重要场所，从骨髓来的淋巴干细胞在胸腺对照组【4 1 1 。间歇限食大鼠 食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响 的体重下降，但肝脏、褐色和白色脂肪组织中的脂肪合成酶m r n a 水平上升，脂肪合 成酶活性增加，这对大鼠具有适应性意义，因为再进食阶段，大鼠要消化大量的脂肪以 用于能量贮存【4 2 4 3 】。禁食条件下胰腺腺泡细胞对脂肪酸和酮体的利用增加，从而使胰腺 脂肪酶活性增大。研究表明，饥饿状态下酰基肉碱与血中p 羟丁酸的浓度呈显著正相 关关系，而且游离肉碱的浓度随饥饿时间延长而下降，提示饥饿状态下机体对游离肉碱 的需要可能增加【4 5 1 。 1 3 食物限制对内分泌水平的影响 哺乳动物的营养状况与下丘脑垂体一肾上腺轴和生殖轴之间有密切关系。近年来 限食对垂体一肾上腺轴的影响引起了广泛关注。皮质酮的合成和分泌与下丘脑一垂体一 肾上腺轴的作用有关，下丘脑释放促肾上腺皮质激素释放素( c o r t i c o t r o p i n - r e l e a s i n g h o r m o n e ，c r h ) ，c r h 刺激阿黑皮素原( p r o o p i o m e l a n o c o r t i n ，p o m c ) m r n a 的合成和垂 体中促肾上腺皮质激素( a d r e n o c o r t i c o t r o p i ch o r m o n e ，a c t h ) 的产生，血浆a c t h 结合。肾 上腺皮质受体，使皮质酮合成和释放。与大多数激素不同，限食鼠的血浆皮质酮水平上 升，但皮质酮上升并不代表下丘脑一垂体活性升高，限食组皮质酮的升高主要是由于肾 上腺对a c t h 的敏感性增加，限食组的前垂体和血浆a c t h 水平下降，肾上腺 a c t h m r n a 与对照组无显著差异。老年限食组血浆皮质酮未增加，但生物利用率和游 离皮质酮水平仍呈上升趋势，表明存在其它机制来维持这一状态，也说明维持较高肾上 腺皮质激素状态是限食鼠的一个重要生理需求 4 6 4 7 】。垂体一肾上腺轴的活动具有昼夜节 律，在动物活动期开始时达到最大值，限食改变血浆皮质酮的昼夜变化，使血浆皮质酮 的日高峰漂移1 2 小时【4 8 】。 精氨酸加压素( a r g i n i n ev a s o p r e s s i n ，a v p ) 对各种刺激能敏感反应，且为通过垂体门静 脉等途径转运至垂体前叶。短期禁食对鼠类神经内分泌活动有影响，禁食5 d 的大鼠下 丘脑a v p 神经元有明显应激反应，a v p 合成和分泌旺盛，老年鼠的应激反应弱于成年 引4 9 1 。免疫组织化学研究表明，限食条件下蝴色胺阳性神经元在中脑和下丘脑中表 达异常，限食1 周后中脑缝核中5 羟色胺阳性神经元光密度显著下降，在限食l 周和 2 周大鼠的下丘脑中存在5 羟色胺阳性神经元，而在限食4 周和6 周大鼠的下丘脑中 不存在5 羟色胺阳性神经元【5 0 】。 限食方式和时程对神经内分泌变化的影响不同，饥饿时器官的萎缩并非是一种随体 4 第一章前言 重下降的平行变化过程，对不同的限食程度和时程，机体神经内分泌系统似乎会对不同 的器官功能活动产生一定的调节。例如禁食时，机体发生应激反应，垂体肾上腺皮质 系统功能被调动起来，此时对个体生存不甚重要的生殖功能似乎处于“关闭”状态；而慢性 间歇限食时，生殖功能与其它功能一样会维持下来，尽管是维持在较低水平上【5 。 尽管有关食物胁迫对鼠类生理状况的影响研究已有不少，但主要是以实验鼠为对 象，从人类健康和限食益寿的角度来开展的研究。有关野生鼠类食物限制的研究则十分 缺乏，食物限制导致的内分泌、免疫和繁殖等之间的相互关系及作用机制尚不清楚，对 其在种群调节中的作用也不清楚。本实验主要研究了长爪沙鼠( m e r i o n e su n g u i c u l a t u s ) 和 布氏田鼠( m i c r o t u sb r a n d t i o 在限食和限食后恢复正常饲养两种情况下，测定了雄鼠血清 白蛋白和总蛋白含量、血清t 3 、t 4 水平等生理指标的变化，目的在于探讨不同限食经 历其生理指标的恢复与调节问题。 第二章实验材料与研究方法 2 1 实验材料 第二章实验材料与研究方法 长爪沙鼠( m e r i o n e su n g u i c u l a t u s ) 是典型的群居性鼠种，不冬眠，依靠秋季所贮藏的 食物越冬。主要分布于内蒙古自治区及其毗邻的省区，包括河北省北部、山西、陕西、 甘当、宁夏、青海等地的草原地带。蒙古人民共和国和苏联布里亚特地区也有分布。迄 今为止，关于该鼠的野外研究主要集中在生态习性【5 2 1 、社群行f f ：j 1 5 3 - 5 4 1 、繁殖特型5 5 5 6 】、 种群动态【5 7 侧和生理与免疫6 1 1 等方面。关于其限食及限食恢复后的生理状况变化尚未见 报道。 布氏田鼠( m i c r o t u sb r a n d t i i ) 是典型的草原鼠种，属仓鼠科田鼠亚科啮齿动物。主要 分栖息于我国的内蒙古地区、蒙古人民共和国以及俄罗斯的贝加尔湖地区。主要取食羊 草、克氏针草和杂花苜蓿等内蒙古典型草原区的重要牧草，食量很大，是该地区的重要 害鼠6 2 1 。关于布氏田鼠的生理生态学研究已有较多报道，如能量代谢和产热，体重、身 体脂肪和血清瘦素水平的季节性波动【6 3 】；短光周期不仅降低成年布氏田鼠体重、增加能 量摄入、支出和产热，而且抑制其幼体的生长发育【“删。 本研究是以长爪沙鼠和布氏田鼠在实验室繁殖群作为实验对象进行限食及限食恢 复的研究。 2 2 限食方法 选取在1 0 0 1 5 0 日龄成年健康长爪沙鼠和布氏田鼠雌雄个体，其中长爪沙鼠雌雄个 体随机分为三组，限食恢复组和限食组雄鼠每组3 5 只，雌鼠每组4 0 只，对照组雌雄鼠 每组各3 5 只。布氏田鼠雌雄个体，随机分为三组，限食恢复组和限食组雌雄鼠每组各 2 2 只。对照组雌雄鼠每组各2 0 只。对照组自由饮食8 周，每日称重，记录前一天的进 食量。限食组和限食恢复组的限食方法按文献 6 7 】，喂养量为对照组的7 0 。根据预实验， 7 0 的限食能够满足长爪沙鼠繁殖的基本需要。限食组先自由饮食4 周，再限食4 周。 限食恢复组先限食4 周，再恢复自由饮食4 周。实验期均为8 周。8 周实验期结束后， 三个实验组雌雄配对，合笼一周后，取雄鼠血样检测其血清激素、血清蛋白含量及器官 指数等生理指标。 食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响 2 3 营养指标i j , 0 n 定和分析 2 3 1 营养指标的测定方法 通过室内限食实验( 见后面结果部分) ，选出了以下反映野生鼠类营养的6 个指标： ( 1 ) 肥满度 肥满度指标描述了动物的相对体重，通常被做为营养状况的评价指标【6 8 1 。第一个将 鱼类学中的肥满度指标引入鼠类研究，并得到了广泛的应用。目前用的比较多的有4 种 肥满度指标，计算方法分别采用公式：k = 1 0 0 w l 3 ，k = 1 0 0 w l 3 ，k w l = w l ，和 k w l = w l 。其中k 代表肥满度，k 代表长胴( 体重) 系数，w 代表体重( g ) ，k w l 代表 重长指标，k w l 代表胴( 体重) 长指标，w 代表胴体重( g ) ，l 代表体长( c m ) 。体重、胴体 重与肥满度变化已成为小型啮齿动物营养状况评价的主要指标之一【6 9 1 。通过对不同啮齿 动物的研究表明，k w l 指标在灵敏度、年龄组分析和生物学意义等方面优于k 指标，为 本研究采用。本研究测定了不同食物条件下长爪沙鼠和布氏田鼠肥满度指标k w l ( k w l = w l ，单位g c m ，wl 分别为动物的体重和体长) 的变化。 ( 2 ) 体脂含量的测定 体脂含量采用索氏抽提法测定：将去除内脏的动物尸体( 消化道上的脂肪保留) 置于 6 0 烘箱中干燥至恒重，胴体烘干前后的重量差为胴体的水分含量。用小型粉碎机将烘 干后的胴体粉碎混匀，称取1 9 左右的粉碎后的样品用：f o s s 脂肪抽提仪测定其粗脂肪 含量。 体脂的计算公式为：体脂( 曲= 胴体干重( g ) 样品中的粗脂肪含量( g ) 抽提前的样品 干重( g ) 仪器：f o s s 自动脂肪检测仪 试剂：石油醚 测定方法： a 设定程序，确定温度和浸提次数。 b 冷却水：分析开始前一定要将冷却水提供给系统，调整适当流量，冷却会随着热 板的加热和降温自动调整。 c 预加热：在分析前按加热键，热板将加热到程序所设定的温度。 d 浸提：将称重后的样品放入纸套筒中，在样品的上部放一块脱脂棉球，并把纸套 第二章实验材料与研究方法 筒放进纸套筒托的支架内，再整体插入浸提装置。 e 首先将石油醚8 0 一l o o m l 倒入浸提杯，再将6 个浸提杯插入浸提装置，让冷却器 的位置同浸提杯相吻合。 f 通过开始键来执行控制系统上的程序，系统会自动调节冷却器和浸提杯在热板上 的高低，开始倒计时并根据所设定的温度和时间来完成沸腾、冲洗、溶剂回收全过程。 g 浸提结束后，取出提取杯，并将提取杯置于1 0 5 。c 干燥箱中3 0 分钟，在干燥器中 冷却再称重。 h 关闭系统，关掉主机电源、冷却阀，倒空溶剂回收罐。 ( 3 ) 血清激素含量的测定 将实验动物的血液在4 c 低温下，4 0 0 0 r m i n 转速冷冻离心3 0 分钟( b e c k m a n 公司 生产g s 一6 l 氓型低速冷冻离心机) ，取上层血清，2 0 c 保存，一周内送科美东雅公司 测定。采用1 2 5 i 放射免疫法进行测定。仪器为d f m 9 6y 自动免疫计数器。试剂盒 购自北京科美东雅生物技术研究所，试剂盒主要技术参数分别为：t 3 试剂盒：测定范围 o 5 8 0 n g m 1 ，反应温度3 7 ，时间1 h ；批内变异系数 6 ，批间变异系数 9 ；t 4 试剂盒：测定范围2 0 3 2 0 n g 皿，反应温度3 7 。c ，时间3 0 m i m 批内变异系数 6 ，批 间变异系数 8 ；血清皮质醇测定批内变异系数为3 7 8 0 ，批间变异系数为4 7 4 7 7 。放射元素用b e c k m a n l s 6 0 0 0 液体闪烁计数器测定。此外，血清皮质酮( 浓度范围 2 7 2 0 0 0 ，批内变异系数 5 ，批间变异系数 1 0 ) 、睾酮( 浓度范围2 - 2 0 0 0 n g 血，批 内和批间变异系数分别为5 4 7 4 和6 5 9 5 ) 含量均用此方法测定。 ( 4 ) 血清蛋白含量的测定 断头取血，4 c ，3 5 0 0 r p m 离心3 0 m i n 取血清，采用o l y m p u s 6 0 0 全自动自动生化分 析仪测定a l b 和t p 含量。a l b 含量测定方法为溴甲酚绿法，t p 含量测定方法为双缩 脲法，l o n d o n 公司生产a l b 和t p 测定试剂盒购自北京九强公司。 ( 5 ) 胸腺指数、脾脏指数、肾上腺指数等免疫器官的测定 将解剖后的各器官分别放在锡箔纸上或玻璃皿中用电子天平称重( 士1 m 曲。用器官指 数代替器官重量进行统计。 器官指数的计算公式为：器官指数= 器官重量终体重 ( 6 ) 睾丸、附睾等生殖器官的测量( 同上) 9 食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响 2 3 2 统计分析 利用( s p s s l 3 0 ) 软件包对数据进行统计分析。采用重复测量( l s d 1 e a s ts i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e ) 对实验期长爪沙鼠和布氏田鼠的体重变化结果进行统计分析，采用单变量的 广义线性模型分析方法( g l m ) 的单因素方差分析( o n e w a ya n o v a ) 检验对肥满度、 体脂含量、血清激素含量、器官指数测定结果进行各指标组间差别统计分析，若方差齐 次性检验表明方差齐次，采用l s d 检验技术进行组间多重比较，若方差非齐次，采用 t a m h a n e 检验技术进行组间多重比较。当p 0 0 5 时为差异显著，p 0 0 1 时为差异极显著。 文中数据均以平均值4 - 标准误( m e a n 4 - s e ) 表示。 l o 第三章食物限制及限食恢复对长爪沙鼠若干生理指标的影响 第三章食物限制及限食恢复对长爪沙鼠若干生理指标的影响 3 1 引言 本文研究了7 0 限食及限食后正常饲喂情况下，成年雄性长爪沙鼠的肥满度、激素、 器官指数等变化，目的探讨两种限食经历对长爪沙鼠的个体营养状况、物质代谢及免疫、 生理状况的影响。研究结果表明：限食显著降低雄鼠的肥满度、血清总蛋白、甲状腺t l 水平和肾上腺指数，显著升高皮质醇水平；恢复正常饲养后可使上述指标恢复正常或接 近正常。 3 2 材料与方法 3 2 1 实验动物 选用长爪沙鼠在实验室繁殖群作为实验对象。每只个体单独饲养于面积为 3 7 c m x 2 7 c m x l 7 c m 塑料饲养笼中，以锯末作为巢垫物。实验正式开始前，喂以充足的标 准鼠饲料( 北京科澳协力饲料有限公司) 和水。饲养室温度保持在2 5 - 4 - 1 左右，光照周期 为1 4 l ：i o d ( 光照时间7 ：0 0 1 7 ：0 0 时) 。用于实验的雌雄长爪沙鼠都处于正常的繁殖状 态，以雄鼠睾丸是否下降，雌鼠阴道口是否开放或是否处于动情周期作为雄或雌鼠繁殖状 况的指标。以限食日食量法进行限食实验，限食强度7 0 ，实验期8 周。 3 2 2 体重、体长的记录 在实验过程中，每周测量一次动物个体的体重和体长，连续记录至实验结束。体重 ( b o d ym a s s ，b m ) 用电子天平测定，精确到0 0 1 9 。在实验结束后，处死动物，取血和肌 肉冷冻保存。 食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响 3 2 3 血清激素含量的测定 3 2 4 血清总蛋白、白蛋白含量的测定 3 2 5 胸腺指数、肾上腺指数、脾脏指数等免疫器官的测定 3 2 6 睾丸、附睾等生殖器官的测量 3 2 7 统计分析 用s p s s 软件对数据进行统计分析。采用重复测量( l s d 1 e a s ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ) 对体重变化结果进行统计分析。采用单变量的广义线性模型分析方法( g l m ) 对肥满度、 体脂含量、血清激素含量、器官指数测定结果进行统计分析，当p 0 0 5 时为差异显著， p 0 0 1 时为差异极显著。文中数据均以平均值4 - 标准误( m e a n 4 - s e ) 表示。 3 3 结果 3 3 1 限食期体重 表3 1对照组和限食恢复组，限食组实验期体重变化图 t a b l e lc h a n g e o f b o d yw e i g h to f m o n g o l i a ng e r b i l si nc o n t r o lg r o u p ，f o o dr e s t r i c t i o ng r o u p ( f r ) a n d n o r m a lf e e d i n ga f t e rf rg r o u p ( f r n ) 6 8 6 6 6 4 主6 2 鐾6 0 言5 8 曲 恻5 6 拉 5 4 5 2 5 0 1 2 一限食恢复组 一+ 一限食组 i 一 ；：l：二-。三：。：，：!，：；。!，：；l _ 、 开始第一周 笫二周第三周第四周第五周 第六周第七周 第八周 限食时间f o o dr e s t r i c t i o nt i m e ( d ) 第三章食物限制及限食恢复对长爪沙鼠若干生理指标的影响 本实验期为8 周，每周称量体重。其中第4 周( 箭头标注处) 限食恢复组结束限食开 始恢复正常饮食，限食组则开始限食。初始体重在组间无显著差异，而试验后结果如下： 通过对对照组，限食恢复组和限食组在实验期8 周的体重测量进行多重比较统计分析，结 果表明：对照组体重一直在增长，限食恢复组限食l 周后体重显著低于对照组 ( t 7 7 = 一2 5 7 3 ，p - - - 0 0 1 1 ) ，第2 、3 、4 周体重极显著低于对照组和限食组限食组( p o 0 1 ) ) 。 第4 周结束进行限食交换。第5 周和第6 周对照组与限食恢复组( p o 0 0 1 ，p = o 0 4 8 ) 和 限食组( p = o 0 0 9 ，p = 0 0 0 2 ) 体重差异极显著，限食恢复组与限食组体重差异不显著 ( p = o 1 9 5 ，p = 0 2 4 4 ) 。第7 周和第8 周限食组与对照组和限食恢复组间差异极显著( p 0 0 1 ) ，对照组与限食恢复组间差异不显著( p = 0 0 5 2 ，p = 0 1 9 9 ) ( 表3 1 ) 。 3 3 2 限食对长爪沙鼠体脂和肥满度的影响 嘲 钿 口皿 口 拉 0 6 0 5 0 1 o 限食恢复组 限食组对照组 图4 1 对照组、限食组和限食恢复组雄性长爪沙鼠体脂的差异 f i g 1d i f f e r e n c e so fb o d yf a tm a s so fm a l em o n g o l i a ng e r b i l sa m o n gt h ec o n t r o lg r o u p ，f o o dr e s t r i c t i o n g r o u p ( f r ) a n dn o r m a lf e e d i n ga f t e rf rg r o u p ( f r n ) o n e w a ya n o v a 分析表明，限食及限食恢复对布氏田鼠的体脂含量无显著差异 ( f = 1 6 3 1 , p = 0 3 9 4 ) ，l s d 多重比较结果说明，体脂含量在对照组与限食恢复组和限食 组之间无显著差异( p = 0 2 7 8 ，p = 0 5 3 3 ) ，限食恢复组和限食组之间均无显著差异( p = 0 1 0 9 ) ( 图4 1 ) 。 食物限制及限食恢复对长爪沙鼠和布氏田鼠生理状况的影响 阼 食恢复组 限食组 图3 1 对照组、限食组和限食恢复组雄性长爪沙鼠肥满度的差异 f i g 1d i f f e r e n c e so f f a m e s si n d i c e so fm a l em o n g o l i a ng e r b i l sa m o n g t h ec o n t r o lg r o u p ，f o o dr e s t r i c t i o n g r o u p ( f r ) a n d n o r m a lf e e d i n ga f t e rf rg r o u pf f g n ) o n e w a ya n o v a 分析表明，限食及限食恢复对长爪沙鼠的肥满度之间有显著影响 ( f = 6 1 5 7 3 ，p = o 0 0 0 ) ，l s d 多重比较结果说明，肥满度在限食组与对照组和限食恢复组 之间有极显著差异( p = 0 0 0 0 ，p = 0 0 0 0 ) ，对照组和限食恢复组之间差异不显著( p = 0 4 11 ) 。 限食组的肥满度低于限食恢复组和对照组( 图3 1 ) 。 3 3 3 血清激素及血清蛋白含量 用1 2 5 i 放射免疫法对对照组和限食恢复组，限食组血清中甲状腺t 3 、t 4 、睾酮、皮质 醇和血清白蛋白、全蛋白的含量进行t n 定( 表3 2 ) 。 1 4 6 5 4 3 2 1 0 (ii口、一们li苗啊启苗一凹 噬蜒罄 第三章食物限制及限食恢复对长爪沙鼠若干生理指标的影响 -一 表3 2 对照组和限食恢复组，限食组( 雄一t 生) 1 m 清中激素和蛋白含量 t a b l e 2s e r u mh o r m o n ea n dp r o t e i nl e v e l so f m a l em o n g o l i a ng e r b i l si nc o n t r o lg r o u p ，f o o dr e s t r i c t i o n g r o u p ( f r ) a n dn o r m a lf e e d i n ga f t e rf rg r o u p ( f r n ) - - i - _ - _ _ _ _ _ _ - - - i _ _ - _ _ _ _ - - _ - _ - _ _ - _ _ _ l _ - _ _ - - _ _ - 一_ _ 一。 旨标 对照组 限食恢复组限食组 一” c o n t r o l ( n = 2 2 )f r ( n = 21 )f r n ( n _ 3 2 ) 体月旨( g ) 0 3 8 9 4 - 0 0 9 9 0 4 0 9 i 0 0 7 4 0 3 5 4 + 0 0 6 9 肥满度( g c m ) 5 2 6 2 士0 0 6 6 5 0 8 3 + 0 0 6 8 4 3 8 2 + 0 0 5 5 ” t 3 ( n g r n l ) 1 13 6 4 - 0 0 8 7 0 9 9 9 + 0 0 8 9 1 0 8 8 4 - 0 0 7 2 t 4 ( n g m 1 )