软饮料对小鼠繁殖性能和内分泌激素的影响

江晓晗 ， 曹莹琪 ， 曾 欢 ， 刘晓婷 ， 周向梅 ， 袁建敏

(1.中国农业大学动物医学院 ， 北京 海淀 100193 ； 2.中国农业大学动物科技学院 ， 北京 海淀 100193)

在过去的几十年中，软饮料的消费量显著增加，尤其是果糖含量高的软饮料如美年达、可乐等。目前已有充分的试验数据表明果糖饮料与代谢综合征和肥胖相关[1-2]。然而，尽管含果糖软饮料的广泛消费以及孕产妇肥胖的发生率不断上升[3-4]，但很少有研究涉及长期摄入软饮料对亲代繁殖性能和子代生长发育可能产生的不利影响。本试验通过小鼠动物试验以探究软饮料摄入对亲代繁殖性能和子代生长发育的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 选用断乳SPF 级昆明小鼠80只，雌雄各40只，雄鼠体重12.2～15.0 g，雌鼠体重7.8～9.5 g，由北京维通利华实验动物技术有限公司提供[生产许可证号SCXK(京) 2016—0006]。动物试验在中国农业大学实验动物房[实验动物使用许可证号SYXK(京)2020—0037]进行，所有试验均获得本学院实验动物伦理委员会的批准与监督(AW02010202-2)。小鼠饲养于屏障环境下，环境温度(24.72±1.90)℃，环境相对湿度(64.40±17.59)%。

1.1.2 试验饲料和饮料 SPF级小鼠饲料以及垫料，由北京维通利华实验动物技术有限公司提供；试验饮料为美年达、百事可乐、统一绿茶、三得利利趣拿铁，均为合格市售品牌，且均在保质期内；白开水组饮用煮沸后自然冷却的北京市自来水。

1.1.3 仪器设备 日立7600全自动生化仪，xh6080放免仪，JM1102-JM1003上海纪铭电子天平，SORVALL Stratos 冷冻型高速台式离心机。生化指标由北京莱雅生物科技有限公司分析检测完成。

1.2 方法

1.2.1 动物繁育和样品采集 将80只小鼠随机分为5个组，分别是美年达组、可乐组、绿茶组、咖啡组和白开水组(对照)，每组雌雄小鼠各8只，雌雄小鼠分笼饲养。整个试验过程中,各组小鼠均饲以相同饲料，自由进食及饮用相应的饮料。试验开始后第66天，每组随机抽取雌雄小鼠各5只，采血检测激素指标；其余雌雄小鼠各3只进行1∶1合笼交配，交配成功的雌鼠单笼饲养至自然分娩，交配和妊娠期间仍饮用相应软饮料。当子代到达21日龄断乳时，每组随机选取子代雄鼠、雌鼠各6只并分笼饲养，饲喂正常饲料和饮水。当子代小鼠达到50日龄时，采血检测激素指标。

1.2.2 母鼠繁殖性能的测定 记录母鼠平均妊娠期、妊娠期体重增长(Gestational weight gain,GWG)、产仔数、子代出生窝重以及断乳窝重。

1.2.3 仔鼠生长性能的测定 小鼠出生后每10天记录子代小鼠的窝重直至其21日龄断乳，并计算子代小鼠的体重增长率。于断乳后7 d、14 d分别记录子代雌雄小鼠的采食量。

1.2.4 亲子代小鼠内分泌激素的测定 由北京莱雅生物科技有限公司分析检测亲代小鼠66日龄时血清样本中胰岛素(Inslulin,INS)、生长激素(Growth hormone,GH)的含量和子代小鼠50日龄的性激素睾酮(Testosterone,T)、雌二醇(Estradiol,E2)的含量。

1.2.5 数据统计分析 试验数据采用SPSS 18.0统计软件进行统计学处理，各指标数据采用平均值±标准差来表示，并进行单因素方差分析(One-way ANOVA)以及邓肯多重比较，P<0.05和P<0.01 分别为差异显著和极显著。

2 结果

2.1 不同类型软饮料对母鼠繁殖性能的影响 由表1可知，不同类型软饮料对母鼠平均妊娠期、产仔数以及仔鼠出生窝重、出生均重、断乳窝增重的影响均无显著差异(P>0.05)。但4个软饮料组的母鼠GWG与白开水组相比均极显著增高(P<0.01)。

表1 不同组别母鼠的繁殖性能

2.2 不同类型软饮料对仔鼠生长性能的影响 由表2可知，不同组别子代小鼠出生平均仔重、出生10 d平均体重、出生20 d平均体重均无显著差异(P>0.05)。 4个软饮料组仔鼠出生后0～10 d的体重增长率高于白开水组，而美年达组、绿茶组和咖啡组仔鼠出生后10～20 d的体重增长率低于白开水组，但并无统计学差异(P>0.05)。

表2 不同组别仔鼠的生长性能

由表3可知，仔鼠21日龄断乳分笼后，4个软饮料组雌雄仔鼠第0～14天的采食量均低于白开水组。

表3 雌雄小鼠断乳后日均采食量

2.3 不同类型软饮料对亲子代小鼠内分泌激素的影响 由表4可知，在内分泌激素的影响方面，不同软饮料组亲代小鼠的INS、GH分泌水平均无显著差异(P>0.05)。由表5可知，美年达、可乐和绿茶使子代雌鼠E2分泌显著增加(P<0.05)，子代雄鼠T分泌显著增加(P<0.05)，咖啡对子代雌雄鼠性激素分泌水平均无显著影响(P>0.05)。

表4 不同组别亲代小鼠的内分泌激素水平

表5 不同组别子代小鼠的性激素水平

3 讨论

在对母鼠繁殖性能的影响方面，本试验结果明，饮用4种软饮料对母鼠的平均妊娠期、平均出生窝重、平均产仔数以及仔鼠的断乳窝增重均无显著影响。值得注意的是，雌鼠在饮用4种软饮料后，其66日龄体重和GWG均显著大于白开水组。GWG是指孕妇从怀孕起到分娩时体重的增加量，较高的孕期 GWG 会导致妊娠并发症的发生[5]，且可能会通过扰动子宫内环境而导致儿童相关疾病，影响后代长期健康[6]。有研究证明，GWG的主要决定因素是孕前体重状况和孕期饮食习惯[7]。与体重不足和正常体重的女性相比，怀孕前超重或肥胖的女性最有可能出现过量的GWG[7]；并且孕期摄入过多的含糖饮料也会导致过量的GWG[8]。因此本试验中母鼠孕前体重偏高，且妊娠期摄入过量含糖软饮料可能是使GWG显著增高的原因。

在对仔鼠生长性能的影响方面，本试验结果表明，饮用4个软饮料母鼠的子代平均体重较白开水组无显著差异，但观察到仔鼠出生后10～20 d体重增长率低于出生后0～10 d，即仔鼠在生长后期出现了增长率变慢的情况。且观察到21日龄断乳后4个软饮料组仔鼠采食量低于白开水组。我们推测可能是由于孕鼠的高糖饮食导致了仔鼠胰岛β细胞功能和发育受损[9]。有研究显示，当胎儿持续处于子宫的高糖环境中，长期的“糖毒性”会导致仔鼠的胰岛β细胞衰竭从而引起胎儿低胰岛素血症，当仔鼠脱离母体的高糖环境后，其胰岛β细胞在正常的营养供给情况下会逐渐恢复新生和增生能力，但是孕期高血糖氧化应激所致的仔鼠胰岛β细胞功能受损是不可逆的改变[10]，所以子代会在后期生长变慢。

在对亲代小鼠内分泌激素的影响方面，各处理组间亲代小鼠的生长激素水平并无显著差异，但美年达组、可乐组和绿茶组亲代小鼠的胰岛素水平较白开水组偏高，推测原因可能是高糖引起的胰岛素抵抗[11]。在对子代小鼠内分泌激素的影响方面，美年达组、可乐组和绿茶组的子代小鼠性激素水平升高。性激素水平高低可为儿童性早熟的诊断提供重要的依据[12]，因此本试验结果提示含糖饮料会引起后代的性早熟。但目前尚未发现类似报道，其具体生物学机制有待进一步探索。本试验中绿茶组子代小鼠出现了与美年达组、可乐组等高糖饮料组类似的试验结果，原因可能为试验所用的绿茶饮料中含有较高的糖分。而咖啡组子代小鼠的性激素与白开水组相比并无显著差异,这说明饮用含咖啡因的饮料与机体雌雄激素水平并无关联，这与Frey等[13]的研究结果一致。

综上所述，软饮料对雌鼠的繁殖性能未见显著影响，但孕期摄入过量软饮料可导致母鼠妊娠期体重增长升高，并增加仔鼠患代谢综合征的风险，同时也可引起仔鼠的性早熟。