有氧运动对高脂膳食诱导雄性大鼠生殖机能的干预作用

2014-08-31李宁川陈小燕李兴燕

实用临床医药杂志 2014年11期

李铃, 李宁川, 陆伟, 陈小燕, 李兴燕

(扬州大学体育学院, 江苏扬州, 225009)

中国儿童肥胖以每年约9.1%的速度增长，其中青少年人群达13%，处于最高阶段。这一趋势构成严重的健康问题。肥胖是现代人类多种慢性疾病的危险因素，包括高血压、2型糖尿病、血脂代谢异常、冠心病、胆道疾病、睡眠窒息、呼吸困难、骨关节炎等[1]。对于男性肥胖患者，有研究[2]表明体内雄激素水平存在不同程度的下降，提示肥胖与雄激素水平下降之间可能存在一定关系。预防和治疗肥胖并防止反弹，必须在调整膳食模式的同时增加体力活动，减少静态式的生活方式[3]。目前这一领域的国内外研究中，大多数学者主要观察雌性动物或女性在肥胖情况下的生理变化，而关于营养性肥胖对雄性睾丸发育的影响及其机制鲜有报道。因此，作者拟通过以高脂饮食建立营养性肥胖模型10周的游泳运动为模型，探讨有氧运动干预高脂膳食诱导肥胖大鼠生殖机能障碍的作用及相关机制，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验对象

40只(5周龄)雄性Sprague-Dawley大鼠由(南京市江宁区青龙山动物繁殖场)，体质量140～160 g。

1.2 实验分组与训练方案

1.2.1 实验分组：40只大鼠随机分为4组: 普通膳食对照组(C组)、高脂膳食组(HF组)、运动组(CE组)、高脂膳食+运动组(HE组)，各10只。CE组给予普通饲料，HF组用高脂饲料喂养复制营养性肥胖大鼠模型，HE组给以高脂饲料的同时进行游泳训练。高脂饲料配方为: 78.8%的基础饲料, 10%的蛋黄粉，10%的猪油，1%的胆固醇，0.2%的胆盐。所有大鼠自由摄食和饮水。

1.2.2 训练方案: CE组和HE组大鼠进行无负重游泳运动，训练6 d/周，游泳池为100 cm×70 cm×60 cm的长方体游泳桶，水深50 cm, 水温32 ℃～35 ℃。前3 d为适应性运动游泳，时间分别为10、15、20 min, 经1周增加至60 min, 并维持此量，持续10周。

1.3 标本采集与处理

最后一次训练结束，大鼠禁食过夜，测量体质量及体长(鼻尖到肛门)，在安静状态下处死，腹主动脉抽血后取样，称量睾丸、睾周脂的重量并冷冻(-70 ℃)。制备：动物处死后，立即取一侧附睾尾置于小烧杯中，加入37 ℃、2 mL生理盐水，尽可能剪碎，再加2 mL生理盐水混匀，稍停，用2层擦镜纸过滤，再用1 mL生理盐水冲洗一平皿、过滤。取滤液1 mL, 另加生理盐水9 mL, 混匀。

1.4 测试指标与方法

1.4.1 精子活动度检测:取精子悬液置于清洁载玻片上，覆上盖玻片，镜检。按WHO推荐的方法，每只大鼠检查200个精子，依据精子的泳动状态将精子活动度分为四级：Ⅰ级：直线运动明显活跃，活动良好；Ⅱ级：直线运动，活动稍差；Ⅲ级：精子向前移动的能力差，在原处移动或做旋转运动；Ⅳ级：精子无任何活动。计算出各大鼠精子活率，精子活率=(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ级精子数)/(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ级精子数)×100%。

1.4.2 精子畸形率：取滤液一滴，推片，甲醛固定15 min, 伊红染色10 min, 蒸馏水冲洗，晾干后置于光镜下观察。畸形的主要表现有圆锥形头、双头、双尾、尾卷曲等。每只大鼠计数1 000个精子，记录畸形精子数并计算精子畸形率。

1.4.3 精子计数：取一滴精子悬液，滴入红细胞计数板上, 200倍显微镜下计数5个中方格内精子数(N), 每毫升精子数为N×5×稀释倍数×104。

1.4.4 血液指标的测定：总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)血液指标采用全自动生化分析仪测试。

1.5 统计学方法

采用SPSS 17.0统计软件包进行数据处理，以均数±标准差表示，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组大鼠体质量及睾周脂含量的变化

经过10周的高脂饲养，HF组体质量、Lees指数、睾周脂相比于对照组显著增高; 10周的游泳训练使得CE组较对照组体质量显著降低，睾周脂显著降低; HE高脂运动组相比于HF组体质量、睾周脂显著降低，Lees指数显著降低。见表1。

表1 各组大鼠肥胖度比较

2.2 大鼠血清指标检测

10周末，高脂饲养的HF组TC、LDL相比于对照组显著增高(P<0.01); 长期有氧运动使CE组较对照组TG显著降低(P<0.05), HDL显著升高(P<0.01); HE高脂运动组相比于对照组TC、LDL显著升高(P<0.01)。见表2。

表2 各组大鼠血清TC、TG、HDL、LDL水平比较 mmol/L

2.3 大鼠精子质量检测

高脂不运动使得HF组精子总数显著低于对照组(P<0.05), 畸形率显著高于对照组(P<0.01), 活动率显著低于对照组(P<0.01); HE组畸形率显著高于C组(P<0.05)，相比于HF组，畸形率显著降低(P<0.01), 活动率显著升高(P<0.05), CE组与对照组无显著差异。见表3。

表3 肥胖及其各组大鼠精子质量的比较

3 讨论

本试验所观察的大鼠正处于青春发育阶段，经过10周试验，HF组大鼠体质量重明显增加，超过对照组20%[4]。体质量可以衡量大鼠肥胖，但并不是最满意指标，而大鼠的Lees指数更能反映出大鼠肥胖的程度[5]。本试验中肥胖大鼠模型复模成功，Lees指数及睾周脂均高于对照组，睾周脂肪显著增加，表明了高脂膳食在青春期大鼠肥胖形成中具有重要作用，而在中国儿童单纯性肥胖症的危险因素中，过度喂养和高脂饮食起着非常重要的作用[6], 模型在一定程度上复制了人类营养性肥胖。HE组大鼠体质量显著低于HF组大鼠，说明运动对高脂膳食大鼠诱导肥胖具有一定的作用，但10周试验结束后, HE组大鼠的TC、LDL仍显著高于对照组，表明单纯依靠运动而不控制高脂、高热量饮食，仍旧会使得血脂代谢紊乱可能还存在着慢性病的危险。青春期肥胖是成年肥胖的危险因素，预防成年肥胖及肥胖造成的多种危害应从早期入手，可采用减少高脂膳食的摄入和增加运动量等多种手段。本试验HE组采取每周6次、每次1 h的游泳训练，虽然没有使得TC降低，但TG、TC、LDL相比HF组呈现下降, HDL呈现上升，说明运动训练在青春期对于改善脂代谢还是具有一定的积极作用的，可通过对脂代谢的调节，达到减肥的效果。同样单纯依靠运动而不控制高热量、高脂肪的膳食摄入这样的个体依然存在出现脂代谢紊乱的风险。控制儿童青少年的肥胖防止其带来的多种健康危害，需要从改变饮食习惯和活动水平等多方面入手才能取得成功，本试验中的运动组CE组在经过10周的有氧运动，相对于对照组TG水平显著下降，HDL水平显著上升，同时TC，LDL水平也有下降的趋势，证实了运动是可以改善血脂水平，有利于身体健康。肥胖引起的健康危害是多方面的，其中对性发育的影响也不容忽视[7]。作者前期研究认为，高脂饮食大鼠睾丸组织出现了生精功能的改变，高脂饮食大鼠的各级生精细胞数量减少，排列紊乱，仅能发现少量的精子，这与本试验HF组精子总数显著低于对照组相一致[8]。而这种由肥胖引起的生精功能障碍可能是多种因素引起，肥胖大鼠体内大量增多脂肪细胞因子可促进雄激素转化为雌性激素，使肥胖大鼠体内睾酮水平进一步降低，雌激素水平则逐渐升高，进而对生殖器官发育产生影响[9]。睾丸功能受下丘脑分泌的促性腺激素释放激素(GnRH)、腺垂体分泌的促卵泡激素(FSH)和促黄体生成素(LH)的调节，三者之间形成下丘脑-垂体-睾丸(HPT)轴反馈调节环路。孟国柱等发现男性单纯性肥胖儿童相比正常儿童睾丸容积小，阴茎短小，促卵泡激素(FSH)和促黄体生成素(LH)等性激素降低，并且与其肥胖成都呈负相关，提示儿童肥胖影响性激素分泌，影响睾丸发育[10]。本研究结果显示HF组睾周脂肪显著多于对照组，HF组精子总数显著低于对照组，畸形率显著高于对照组，活动率显著低于对照组，也可能是肥胖使得大量脂肪堆积挤压睾丸使得睾丸生精功能受到影响[11-12]，或者是肥胖造成的高脂血症导致的动脉粥样硬化等造成的营养及血供不足的结果。运动作为一种应激因素，研究[13-14]已证明其可影响男性生殖系统的功能，肥胖大鼠经过8周游泳训练，可有效缓解肥胖引起的性发育不良。精子畸形率、活力作为评价精子质量的重要指标，本实验中HE高脂运动组精子畸形率显著高于对照组，显著低于高脂组，精子活动率显著高于HF组，说明运动能改善高膳食组大鼠的精子质量，提高精子活动率，但亦不能抵消高膳食对大鼠精子的负面影响。

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