高脂肪饮食对大鼠青春期启动影响的实验研究

矫金玲 陈 华 董逸翔 陶 敏

·论 著·

高脂肪饮食对大鼠青春期启动影响的实验研究

矫金玲1陈 华2董逸翔2陶 敏2

目的观察高脂肪饮食对大鼠青春期启动的影响。方法20只雌性SD大鼠按配对设计的分组原则，分为标准组、高脂组，各20只。实验第1天起标准组大鼠喂养标准饲料，高脂组大鼠喂养高脂肪饲料。每天观察大鼠阴道口开放情况，当高脂组大鼠全部出现阴道口开放，即于当日下午处死全部大鼠。观察两组大鼠阴道口开放时间（VO）及第一性周期时间（D1），计算子宫、卵巢指数，采用放射免疫法检测血清黄体生成素（LH）的含量。结果与标准组比较，高脂组阴道口开放时间（VO）（33.2±1.87）天，第一动情间期时间（D1）（35.7±1.16）天，均较标准组的（36.4±0.96）天、（37.5±0.53）天明显提前（P＜0.01），LH 含量高脂组（6.275±0.422）mIU/mL，标准组（4.979±0.587）mIU/mL，两组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论高脂肪饮食可促使大鼠青春期启动提前。

大鼠；青春期启动；高脂肪饮食；实验研究

性早熟是青春期提前的一种典型征象，是一种生长发育异常，近年发病率明显上升已成为最常见的小儿内分泌疾病之一[1]。研究[2]显示，儿童性成熟年龄的提前主要是外界因素作用的结果，其中以营养等生活条件的改善最为重要。动物实验[3]表明，青春期启动受营养因素影响，体质量低、摄食减少的营养不良大鼠则青春期延迟。随着生活水平的提高，中国居民膳食结构发生变迁，人们更趋向于消费动物性食物，脂肪供能比显著升高[4]。膳食结构中脂肪供能比的增加与儿童性早熟发病率上升之间有无因果关系，目前尚缺乏可靠的临床及实验依据。本实验通过增加大鼠饲料中脂肪的供能比，探讨高脂肪饮食与大鼠青春期启动之间的关系。

1 材料与方法

1.1 动物及分组 21日龄清洁级雌性SD大鼠10窝，购买于上海西普尔-必凯实验动有限公司，合格证号：2008001601312。饲养于浙江中医药大学实验动物中心，饲养条件：温度18～23℃，湿度60%～80%，每日光照14h。按照配对设计的分配原则，根据窝别及体质量，从中选取20只，分为高脂组10只，饲以高脂肪饲料，标准组10只，饲以标准饲料。各组大鼠自由摄食及饮水。

1.2 动物饲料 动物饲料由南通特洛非饲料科技有限公司提供，标准饲料为大鼠生长期纯化型颗粒饲料，按照美国AIN93G配方标准配制。高脂饲料在标准饲料的基础上调整脂肪供能比为45.0%而成[5]。标准饲料成分含量（以1000 g计）：酪蛋白200 g，玉米淀粉 397.48 g，糊精 132 g，蔗糖 100 g，豆油 70 g，纤维素 50 g，矿物质 35 g，维生素 10 g，L-胱氨酸 3 g，氯化胆碱 2.5 g，特丁基对苯二酚（TBHQ）0.014 g。高脂饲料成分含量（以1000 g计）：酪蛋白245.41 g，玉米淀粉 318.19 g，蔗糖 100 g，豆油 85.9 g，猪油 147.8g，纤维素 61.35 g，矿物质 33.45 g，维生素 0.32 g，L-胱氨酸 3.68 g，氯化胆碱 3.83 g，TBHQ 0.05 g。各组饲料主要营养素占总热卡百分比见表1。

表1 各组饲料主要营养素供能比（%）

1.3 实验方法 实验第1天（大鼠21日龄）起至大鼠处死日（大鼠36日龄），每日记录各组大鼠进食量，用电子秤测大鼠体质量，用直尺记录大鼠尾长。每天9∶00观察大鼠阴道口开放情况，对阴道口开放的大鼠，每日进行阴道细胞涂片观察其性周期变化，待高脂组大鼠均出现阴道口开放，则于当日15∶00处死所有大鼠。实验第16天（大鼠36日龄）大鼠禁食不禁水5h称重后，水合氯醛麻醉下腹腔动脉取全血4～5mL，离心 3000r/min×10min，吸取上层血清，置于-20℃冰箱冻存备用。大鼠取血后，开腹，分离周围结缔组织，取出双侧卵巢及双角子宫，子宫远端至子宫颈，用电子天平称重卵巢和子宫湿重。

1.4 检测指标与方法 大鼠阴道口开放时间（VO）：待高脂组全部大鼠阴道口开放时（大鼠36日龄），将标准组阴道口未开放的大鼠阴道口开放时间记为37日）。大鼠第一性周期时间（D1）：各组大鼠阴道口开放后，每日9∶00做大鼠阴道脱落细胞涂片，可观察到规则的性周期出现，顺序为动情前期、动情期、动情后期和动情间期。实验第16天（大鼠36日龄）处死所有大鼠时，将处死日前阴道口开放但未出现第一动情间期的D1记为37日，将处死日前仍未出现阴道口开放大鼠的D1记为38日。形态学指标测量：根据器官指数计算公式（器官指数=器官湿重/体质量）计算卵巢指数和子宫指数。血清促黄体生成素（LH）水平采用放射免疫法检测，操作严格按照试剂盒（北京华埠力特生物科技研究所）说明书进行。

2 结 果

2.1 各组大鼠进食量、体质量比较 不同饲料组大鼠日均进食量比较，大鼠体质量、体质量增量比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表 2。

表2 各组大鼠体质量增量、日均进食量的比较（g，±s）

表2 各组大鼠体质量增量、日均进食量的比较（g，±s）

组别标准组高脂组只数10 10体质量增量74.2±4.022 74.4±6.947日均进食量88.3±31.229 90.4±32.053

2.2 大鼠阴道口开放时间（VO） 高脂组全部大鼠阴道口开放时（大鼠36日龄），标准组大鼠仍有5只未见阴道口开放，与较标准组比较，高脂组大鼠阴道口开放时间提前，差异有统计学意义（P＜0.01），见表3。

2.3 大鼠第一性周期时间（D1） 各组各期的阴道细胞涂片表现相同，性周期的持续时间大致相同，约4～5天。实验第16天（大鼠36日龄），高脂组有7只大鼠出现第一个动情间期，标准组无大鼠出现第一个动情间期。高脂组大鼠第一个性周期建立的时间较标准组大鼠显著提前，差异有统计学意义（P＜0.01），见表3。

表3 各组大鼠VO、D1时间比较（d，±s）

表3 各组大鼠VO、D1时间比较（d，±s）

注：与标准组比较，**P＜0.01

组别标准组高脂组只数10 10 VO 36.4±0.96 33.2±1.87**D1 37.5±0.53 35.7±1.16**

2.4 脏器指数 高脂组大鼠子宫、卵巢指数较标准组高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表 4。

表4 各组大鼠子宫、卵巢指数比较（±s）

表4 各组大鼠子宫、卵巢指数比较（±s）

注：与标准组比较，*P＜0.05

组别标准组高脂组只数10 10子宫指数（×10-3）0.975±0.072 1.183±0.134*卵巢指数（×10-4）4.428±0.784 5.806±0.951*

2.5 各组血清LH水平比较 高脂组大鼠血清LH为（6.275±0.422）mIU/mL，标准组为（4.979±0.587）mIU/mL，高脂组大鼠明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。

3 讨 论

人类生殖系统的发育和功能维持受下丘脑-垂体-性腺轴（HPGA）的控制。青春期启动前HPGA功能处于静止状态，下丘脑脉冲发生器活动处于抑制状态，从而使性腺处于幼年状态。正常青春期启动时，随着下丘脑的成熟，下丘脑脉冲发生器活动增强，HPGA功能激活，下丘脑神经元表达促性腺激素释放激素（GnRH）水平增加，GnRH脉冲式分泌水平上升、脉冲幅度大、出现昼夜节律，加之接受刺激的细胞膜表面受体增加，导致垂体LH和卵泡刺激素（FSH）脉冲式释放的的频率和数量增加，尤其是LH的增加。这种促性腺激素的脉冲式分泌增加了对性腺的刺激，从而引起性腺发育，出现性腺活动，发生卵巢排卵，黄体生成，子宫壁增厚，子宫内膜出现周期性改变以及出现第二性征和生长加速[6]。

大鼠HPGA的发育与人类有相近之处，且性周期短（4～5天），性发育指征明确，便于观察，已成为有关性发育研究的主要实验动物[7]。在大鼠青春前期，HPGA轴功能处于静止期，使性腺处于幼年状态，青春期启动时，HPGA轴功能激活，GnRH神经元脉冲分泌频率增加，此时GnRH神经元中GnRH mRNA表达水平增加，LH、FSH和性腺类固醇激素水平明显上升[8]，出现阴道口开放，阴道脱落细胞呈周期性改变，规则的性周期出现是大鼠青春期启动进入青春期的表现。同时卵巢和子宫增重、增大，卵巢发生排卵，黄体生成，子宫壁增厚。对大鼠青春期启动的判断，本实验根据公认的标准，即以阴道口开放和第一次排卵的发生作为判断雌性大鼠的标准。当HPGA功能激活时，LH水平明显上升，卵巢、子宫增重，血清LH水平、卵巢指数和子宫指数可在一定程度上提示青春期的启动[9]。

本实验结果显示，与标准组比较，高脂组大鼠阴道口开放时间及出现第一个动情间期时间明显提前，大鼠阴道口开放后，阴道细胞涂片均观察到规则的性周期，每个周期持续约4～5天，按动情前期、动情期、动情后期、动情间期的顺序出现。与标准组比较，高脂组大鼠子宫、卵巢指数增高，血清LH水平增高，达青春早期水平。以上结果提示，高脂组大鼠较标准组正常发育的同龄、同窝、体质量相近的大鼠青春期启动提前，而发育状况与正常进入青春期的大鼠相似，可判定高脂组大鼠HPGA功能激活，大鼠青春期启动提前，至于GnRH神经元中GnRH mRNA表达水平的确切数值，需进一步实验验证。

营养过剩致性早熟的机制，目前有“临界体质量”学说，即营养过剩导致体质量增加，当体质量到达某一临界时，出现青春期启动[10]。本实验对大鼠体质量的测量发现，实验期间各组大鼠体质量及体质量增量无显著差异。说明高脂组大鼠较标准组大鼠青春期启动提前，与体质量相关性不大，提示高脂饮食引起大鼠青春期启动提前，存在“临界体质量”以外的机制。有学者认为营养对青春发育的调控是通过某些代谢信号因子将机体营养状态的信息传递给大脑，各因子相互作用协同调控下丘脑分泌GnRH，影响HPGA，从而搭建起营养因素与性发育的关联，动物实验和分子生物学研究发现，除了瘦素是影响青春期启动的允许因子[11]，与能量代谢有关的因子如生长激素释放肽、生长激素释放肽、胰岛素样生长因子和神经肽等均可以作用于生殖轴影响青春期的启动[12]。高脂肪饮食对HPGA的影响是否通过代谢信号实现，以及通过哪些代谢信号，有待进一步研究。

［1］性早熟诊疗指南（试行）【卫办医政发（195）号】［J］.中国儿童保健杂志，2011，19（4）：390-392.

［2］孙艳艳，俞建.性早熟病因的研究进展［J］.实用儿科临床杂志，2011，26（20）：1599-1601.

［3］申甜，李嫔，许丽雅.哺乳期营养对雌鼠阴门开启时间及卵巢功能的影响［J］.临床儿科杂志，2008，26（12）：1041-1044.

［4］翟凤英，何宇娜，王志宏，等.中国城乡居民膳食营养素摄入状况及变化趋势［J］.营养学报，2005，27（3）：181-184.

［5］杨爱君，崔雁，叶卉初，等.营养性肥胖动物模型的建立［J］.临床和实验医学杂志，2005，4（3）：156.

［6］杜敏联.性早熟的临床研究进展——儿科疾病（2）［J］.新医学，2007，38（2）：118-119.

［7］戚颖，杨红舟，张永煜.儿童性早熟临床治疗与动物实验研究进展（上）［J］.中国药师，2009，12（7）：876-877.

［8］戴方伟，陈文文，毛栋森，等.SD雌性大鼠性发育早期性器官等脏器和性激素的动态变化［J］.中国比较医学杂志，2009，19（7）：34-37.

［9］伍传金.雌性大鼠青春期起始的内分泌调控机制综述［J］.中国食品卫生杂志，1994，6（2）：51-52.

［10］朱逞.肥胖与青春期发育［J］.中国实用儿科杂志，2006，21（7）：503-504.

［11］李颖，孙长颢.瘦素在人类青春期的作用［J］.卫生研究，2004，33（1）：121-123.

［12］蔡德培.儿童性早熟的研究进展［J］.实用儿科临床杂志，2005，26（6）：497-499.

（收稿：2014-04-20 修回：2014-08-20）

Effect of High Fat Diet on the Onset of Puberty of Rats

JIAO Jinling1，CHEN Hua2，DONG Yixiang2，TAOMin2.1 Department of Pediatrics，TCM Hospital of Xiaoshan District，Hangzhou，Hangzhou(311201)，China;2 Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou（310053）,China

Objective To investigate the effect of high fat diet on the onset of puberty of rats.MethodsTwenty female SD rats were randomized into standard group and high-fat group by paired design,10 for each group.From the first day of the experiment,rats in standard group were fed with standard diet,rats in high-fat group were fed with high fat diet.When all 10 rats in high-fat group had vaginal opening（VO）,then they were sacrificed on the afternoon of that day.The times of VO and first cycle（D1） were observed,the uterus index and ovarian index were calculated,and the content of serum luteinizing hormone（LH）was detected by radioimmunoassay.ResultsCompared with standard group,VO and D1 was significantly earlier in high-fat group（VO：33.2±1.87d vs 36.4±0.96d；D1：35.7±1.16d vs 37.5±0.53d；all P＜0.01），and the serum LH were statistically increased in high-fat group（6.275±0.422mIU/mL vs 4.979±0.587mIU/mL，P＜0.05）.ConclusionThe high fat diet can induce early puberty starts in rats.

rats；puberty starts；high fat diet；experimental study

p

浙江省教育厅高校科研计划（No.20060743）；浙江省医药卫生科技计划（No.2005A073）

1杭州市萧山区中医院儿科（杭州 311201）；2浙江中医药大学（杭州 310053）

陈华，Tel：18958022829