（体育教育训练学专业论文）早期游泳运动对OF大鼠体重编程作用影响的效果与机制研究.pdf

摘要 运动对机体能量调控和肥胖防治的作用是毋庸置疑的 但是运动终止后的肥胖反弹 也一直是困扰运动医学界的难题 肥胖早期起源 的流行病学资料和动物实验研究有 力证实了围产期营养和激素环境对肥胖发生具有持久性的影响 在此期问由于发育环境 变化引发的婴幼儿超重和肥胖会伴随其进入成年期 可见 围产期是肥胖预防的关键期 肥胖预防需要从源头抓起 那么孕期运动能否对出生后营养过度引发的单纯性肥胖起到 预防作用 早期运动对出生后营养过度引发的儿章单纯性肥胖的防治效果是否具有持久 性 这是目前肥胖运动防治领域有待研究的迷人课题 本研究采用哺乳期小窝喂养方法复制过度喂养大鼠模型 t h eo v e r f e e d i n gr a t o f 大鼠 以孕期游泳运动 孕期结合幼龄期游泳运动为干预手段 以下丘脑弓状核n p y p o m c 和l r b 血l e p t i n 血i n s u li n 水平以及内脏脂肪细胞凋亡指数为主要研究指标 探讨早期游泳运动对子代o f 大鼠体重编程作用影响的效果及其潜在机制 本实验分为 三部分 第一部分孕期游泳运动对o f 子鼠发育和代谢水平的影响 目的 探究孕期游泳运动能否对o f 子鼠的生理发育 神经行为发育和血代谢水平 产生影响 方法 将8 0 只s d 雌性大鼠 2 7 0 2 8 0 9 按照雌雄比2 l 合笼 在确定妊 娠后第3 天 母鼠开始孕期游泳运动至分娩结束 1 0 m i n d a y 6 d a y s w e e k 在母鼠分娩 后第2 天随机将每窝子鼠喂养数目调整为4 只和l o 只 获得孕期安静j 下常喂养对照组 c n c n 1 6 窝 孕期安静小窝喂养对照组 c s c n 1 5 窝 和孕期游泳运动小窝喂养 组 e s c n 2 2 窝 在哺乳期 每组随机抽取l o 窝分别进行生理发育指标和神经行为发 育监测 断乳后按照体重配比原则随机从每组抽取8 只子鼠 获得孕期安静j 下常喂养断 乳后对照组 c n c o n 8 孕期安静小窝喂养断乳后o f 对照组 c s c o n 8 和孕期游 泳运动小窝喂养断乳后0 f 组 e s c o n 8 采用酶化学法测定母鼠和子鼠的血糖和血脂 放射免疫法测定母鼠和子鼠的血i n s u l i n 血l e p t i n 母鼠乳汁i n s u l i n 和l e p t i m 子 鼠内脏脂肪垫和内脏器官 母鼠内脏脂肪垫称重 结果 孕期游泳运动对母鼠分娩体重 空腹血清胰岛素 f i n s 空腹血糖 f b s 胰岛素血糖比 i g r 血清l e p t i n 乳汁 i n s u li n 乳汁l e p t i n 血清甘油三酯 t g 和血清总胆固醇 t c 没有显著降低效果 p 0 0 5 孕期游泳运动可显著增加o f 子鼠出生后第1 4 天的负向地性反射 p o 0 5 出生后2 1 天记忆行为 p 0 0 5 和自主活动次数 p o 0 5 孕期游泳运动对断乳后o f 子鼠的血清l e p t i n f i n s 水平没有显著降低效果 p 0 0 5 结果提示 孕期低强度游泳运动对o f 大鼠神经反射 记忆行为和自主活动水平下降有 一定的改善效果 但对断乳后o f 子鼠体重编程作用没有显著改善效果 第二部分孕期游泳运动对断乳后o f 大鼠下丘脑弓状核n p y p o 跹及l r b 表达的 影响 目的 探求孕期游泳运动能否对断乳后o f 大鼠下丘脑弓状核食欲和能量调控产生 影响 方法 本部分实验模型同上 断乳后从动物模型中按体重配比随机抽取获得本部 分实验动物 孕期安静证常喂养断乳后对照组 c n c l n 8 孕期安静小窝喂养断乳后 o f 对照组 c s c l n 8 和孕期游泳运动小窝喂养断乳后o f 组 e s c i n 8 断乳后次 r 取材 采用原位杂交检测n p y m r n a p o m c m r n a 和l r b m r n a 表达 免疫组化技术检测下 丘脑弓状核n p y 和p o m c 蛋白表达 放射免疫法测定血清i n s u li n 血清l e p t i n 酶化 学法检测血清血糖和血脂 结果 断乳后e s c l 组大鼠的体重 l e e 指数 内脏脂肪垫体 重比 血清l e p t i n f i n f b s i g r t g 和t c 与断乳后c s c l 对照组o f 大鼠相比没有 显著降低 p o 0 5 c s c l 对照组o f 大鼠的下丘脑弓状核p o m c m r n a 和p o m c 蛋白阳性 表达显著高于断乳后c n c l 对照组 p o 0 1 和p o 0 1 而孕期游泳运动可进一步显著 增加断乳后e s c l 组o f 大鼠下丘脑弓状核p o m c m r n a 和p o m c 阳性表达 p o 0 1 和p o 0 5 和p o 0 5 对下丘脑弓状核l r b m r n a 表达降低也没有显著影响 p o 0 5 结果提示 孕期运动可以进一步增强中枢对过度 摄乳的抑制反应即p o m c 基因表达和蛋白合成增加 但是孕期游泳运动对断乳后o f 大鼠 体重编程作用没有显著预防效果 第三部分早期游泳运动对幼龄o f 大鼠体重编程作用的影响 目的 探求早期游泳运动能否对断乳后幼龄0 f 大鼠中枢食欲肽的表达 内脏脂肪 积累 脂肪细胞凋亡具有长期的影响 方法 本部分实验模型同上 断乳后从动物模型 中按体重配比随机抽取获得本部分实验分组 孕期安静断乳后7 周安静对照组 c n c 2 n 8 孕期安静断乳后7 周安静o f 对照组 c s c 2 n 8 孕期游泳运动断乳后7 周安 静o f 组 e s c 2 n 8 孕期结合断乳后7 周游泳运动o f 组 e s e l n 8 和孕期游泳 运动断乳后3 周游泳运动结合4 周安静o f 组 e s e 2 n 8 7 周递增游泳运动方案采用 2 0 m i n 起 一周内递增到4 5 m i n 然后每周递增1 5 m i n 至第7 周达到8 0 m i n 每天运动 v 一次 每周运动6 天 1 0 周龄术禁食 次f i 取材 分别采用免疫组化和原位杂交技术检 测下丘脑弓状核n p y 和p o m c 基因和蛋白表达 放射免疫法测定衄清i n s u l i n 血清 l e p t i n 酶化学法检测血清血糖和血脂 流式细胞术检测腹后壁脂肪细胞凋亡指数和脂 肪细胞数目 组织学h e 染色检测脂肪细胞大小 结果 体成分和摄食量 单纯孕期 游泳运动e s c 2 组o f 大鼠的体重 内脏脂肪挚重 内脏脂肪堆体重比和摄食量与c s c 2 对照组o f 大鼠相比没有显著性降低 p 0 0 5 孕期结合断乳后游泳运动e s e l 纽和e s e 2 组o f 大鼠的体重 p 0 0 1 和p 0 0 5 内脏脂肪铬重 p 0 0 1 和p 0 0 5 内脏脂肪 垫体重比 p 0 0 5 和p 0 0 5 血清指标 单纯孕期游泳运动e s c 2 组o f 大鼠的血清学指标与c s c 2 安静对照组o f 大 鼠相比无显著性改善 p 0 0 5 e s e l 组o f 大鼠的f i n s i g r l e p t i n 和t g 指标均显 著低于c s c 2 安静对照组o f 大鼠 p o 0 5 食欲肽 与c s c 2 对照组o f 大鼠棚 比 e s e l 组和e s e 2 组0 f 大鼠下丘脑弓状核n p y 和p o m c 蛋白阳性表达均显著升高 p 0 0 5 脂肪细胞指标 与c s c 2 安静对照组o f 大鼠相比 断乳后 e s e l 组和e s e 2 组o f 大鼠的腹后壁脂肪细胞凋亡指数显著升高 p 0 0 1 和p 0 0 1 而 脂肪细胞数目则显著降低 p 0 0 1 和p 0 0 5 e s e 2 组o f 大鼠的腹后壁脂肪细胞凋亡指数 细胞数目和细胞面积与e s e i 组o f 大鼠差 异无显著性 p 0 0 5 结果提示 单纯孕期游泳运动没有长期的降低o f 大鼠内脏脂肪 积累和改善体重编程作用的效果 孕期结合断乳后7 周的早期游泳运动具有改善1 0 周 龄子代o f 大鼠内脏脂肪积累和体重编程作用的效果 孕期结合断乳后3 周游泳锻炼对 0 f 大鼠内脏脂肪积累和体重编程作用改善效果可以保持4 周不反弹 全文结论 低强度孕期游泳运动对哺乳期过度喂养诱发的o f 大鼠过度摄乳 体 重过度增加 内脏脂肪积累增加和糖脂代谢异常没有显著改善效果 但对子代o f 大鼠 出生后d 1 4 神经反射 d 2 1 记忆行为和d 2 1 自主活动的发育减缓具有改善作用 还具有 进一步增强断乳后o f 大鼠过度摄乳的中枢抑制反应即下丘脑弓状核p o m c m r n a 和 p o m c 蛋白表达增加 低强度孕期游泳运动对子代o f 大鼠体重过度增加的编程作用 无显著预防效果 这一效果的潜在机制是单纯孕期游泳运动子代o f 大鼠的血i n s u l i n 和 l c p t i n 水平没有与下丘脑弓状核抑食欲肽p o m c m r n a 和p o m c 蛋白表达增加产生协同 v i 作用 孕期结合幼龄期游泳运动对o f 大鼠体重编程作用的改善效果具有持久性 这 一效果的潜在机制是孕期结合断乳后3 周游泳运动o f 大鼠的血l e p t i n 水平与下丘脑弓 状核p o m c 神经肽表达持续增加产生协同作用 并且还与内脏成熟脂肪细胞凋亡指数 持续4 周不下降和内脏成熟脂肪细胞数目无显著增加有关 中枢肽一循环激素 脂肪细 胞三者协同调控是早期游泳运动对o f 大鼠体重编程作用具有持久的改善效果的关键 本研究首次从 肥胖及其慢性代谢性疾病早期起源 的角度探究早期游泳运动对子 代哺乳期小窝喂养o f 大鼠体重编程作用影响的效果与机制 提出早期游泳运动对过度 喂养型儿章肥胖后续运动防治具有有益的影响 为儿章超重 肥胖的运动防治理论与实 践开辟了新的思路 关键词 过度喂养 体重编程作用 神经肽y 阿片促黑素细胞皮质素原 弓状核 v l l a b s t r a c t u n d o u b t l ye x e r c i s eh a sa l li m p o r t a n te f f e c ti nt h ea m e n d m e n te n e r g yr e g u l a t i o na n d t h e t r e a t m e n th u m a no b e s i t y b u tt h ef a tr e b o u n da f t e re x e r c i s ec e s s a t i o nh a sb e e nap u z z l ei nt h e f i e l do fs p o r t sm e d i c i n e e v i d e n c e so ft h ee a r l yo r i g i n so fl a t e ro b e s i t yf r o me p i d e m i o l o g i c a l d a t aa n da n i m a lm o d e l ss t u d i e sd e m o n s t r a t et h a tp e r i p a r t u mm i l i e uc a nh a v ep e r m a n e n t e f f e c t so nt h ec e l l u l a rs t r u c t u r e p h y s i o l o g ya n dm e t a b o l i s mo fo f f s p r i n g b e c o m i n g o v e r w e i g h to ro b e s i t yi n d u c e db yt h ev a r i a t i o n so f n u t r i t i o na n dh o r m o n e sd u d n gt h ec r i t i c a l d e v e l o p m e n t a lp e r i o d so ff e t a l a n d o rn e o n a t a ll i f eh a ss h o w nt oc o n t i n u et h r o u g h o u t c h i l d h o o d j u v e n i l el i f ei n t oa d u l t h o o d s i n c et h ef e t a la n d o rn e o n a t a ll i f ei st h ec r i t i c a l p e r i o di nt h ep r e v e n t i o no fo b e s i t y w es h o u l dp a ym o r ea t t e n t i o nt ot h eo r i g i n so fo b e s i t y t h e r e f o r et h ep u r p o s eo ft h i ss t u d yi st od e t e r m i n ew h e t h e re x e r c i s ed u r i n ga ne a r l yp e r i o d p r e g n a n tp e r i o da n dj u v e n i l ep e r i o d c o u l dp r e v e n ta n dt r e a tt h es i m p l eo b e s i t ya f t e rb i r t h t r i g g e r e db y t h eo v e m u t r i t i o na n dw h e t h e rt h ee f f e c t so fp r e v e n t i o na n dt r e a t m e n tf o ro b e s i t y d u r i n ge a r l ye x e r c i s ec o u l db ep r o l o n g e d t h i si so n e o ft h ef a s c i n a t i n gp u z z l e si nt h ef i e l do f e x e r c i s ea n do b e s i t yt r e a t m e n t t h ea n i m a lm o d e lw a sl i t t l es i z es p r a g u e d a w l e y s d r a t sd u r i n gt h el a c t a t i o ni nt h i s r e s e a r c h t h ea i mo ft h ep r e s e n tr e s e a r c hw a st oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t so fe a r l ys w i m m i n g e x e r c i s eo nt h eb o d yw e i g h tp r o g r a m m i n gi nt h eo f f s p r i n g so ft h eo v e r f e e d i n gr a t sd u r i n gt h e l a c t a t i o na n dt h ef u n d a m e n t a lu n d e r l 妒n gm e c h a n i s m sb ym e a s u r i n gt h en p y p o m c a n d l r bi nh y p o t h a l a m i ca r e u a t en u c l e u s s e r u mi n s u l i na n dl e p t i n m a t u r ea d i p o c i t ya p o p t o s i s i n d e xa n ds oo n t h ee x p e r i m e n ti sc o n s i s t e do ft h r e ep a r t s p a r tit h ee f f e c t so fm a t e r n a ls w i m m i 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ll i t t e r s a n d10 n o r m a ll i t t e r s f i n a l l yt h eo f f s p r i n gp u p sw e r ed i v i d e di n t ot h r e e g r o u p sd u r i n gl a c t a t i o n t h ep r e g n a n c ys e d e n t a r yn o r m a ll i t t e r sc o n t r o lg r o u p c n c n 16 l i t t e r s t h ep r e g n a n c ys e d e n t a r ys m a l ll i t t e r sc o n t r o lg r o u p c s c n 1 5l i t t e r s a n dt h e p r e g n a n c ys w i m m i n gs m a l ll i t t e r sg r o u p e s c n 2 2l i t t e r s r a n d o m l ys e l e c t e dt e nd a m s f r o mt h r e eg r o u p sr e s p e c t i v e l yd u r i n gt h el a c t a t i o n a n dt h e nw eo b s e r v e dt h ei n d e x e so f p h y s i o l o g i c a ld e v e l o p m e n ta n dn e u r o b e h a v i o r a ld e v e l o p m e n t o nt h e2 1s td a y sa f t e rw e a n i n g w es e l e c t e d8r a t sr a n d o m l yf r o mt h et h r e eg r o u p sr e s p e c t i v e l yi no r d e rt om e a s u r et h el e v e l o fm e t a b o l i s m o nt h e2 2 n dd a y sa l 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