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目的：
肥胖和胰岛素抵抗是代谢综合征(MS)的中心环节,是多种代谢性相关疾病的危险因素。肥胖易感人群多存在营养代谢模式异常,而这种不良代谢模式可能形成于胎儿期。母体过量的营养摄入(如高脂饮食)可能造成子代代谢遗传缺陷。机体维持能量代谢动态平衡主要依靠胃肠信号——神经中枢转导途径,胃肠激素为其信使分子。与肥胖及胰岛素分泌相关的胃肠激素主要包括饥饿素(Ghrelin)和胰高血糖素样肽(GLP-1)等,其作用受体分别为促生长激素受体(GHS-R)和胰高血糖素样肽受体(GLP-1R)。近年来,对胃肠激素的研究表明其在摄食行为及能量代谢方面发挥重要作用,因其与肥胖和胰岛素抵抗发生密切相关而倍受关注。本研究采用高脂喂养妊娠期及哺乳期大鼠,旨在观察不同发育阶段子代大鼠脏器中GHS-R及GL-1R mRNA表达水平的变化,探讨其对子代大鼠营养代谢的影响。
材料与方法
健康成熟Wistar雌性处女鼠32只(体重200±10g),健康成熟雄性Wistar鼠8只(体重210±10g),适应性喂养1周后,随机选择雌雄大鼠按4:1比例合笼。雌鼠确认怀孕后按受孕顺序随机分为普食(SD)对照组和高脂(HFD)组,分别投喂基础饲料和高脂饲料,两组饲料喂养从妊娠期至哺乳期结束(即产后21天)。
仔鼠出生后按随机原则每窝各留8只(雌、雄各4只),离乳后,高脂组子代大鼠随机分为高脂组及普食组,分别投喂高脂饲料及基础饲料。即分为:①亲代高脂子代高脂(HFD/HFD)组-简称全高脂组;②亲代高脂子代普食(HFD/SD)组-简称仅亲代高脂组;③亲代普食子代普食(SD/SD)组-简称对照组,各组自由摄食饮水。
于子代大鼠出生后每周称量体重,于2周末、4周末、8周末、12周末及16周末在3组中随机选择子代大鼠取材。禁食12小时(未断乳前禁乳4小时)后,麻醉下抽血,处死,留取胰腺及胃底组织。采用罗氏公司全活力型血糖仪检测空腹血糖(Glucose),Architect ci8200全自动生化免疫一体机(速滤法)测定空腹血浆甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC),采用西门子Centaur immunoassay system(化学发光法)测定空腹血浆胰岛素。用Real-Time PCR方法检测16周龄子代大鼠胃底GHS-R和胰腺的GLP-1R mRNA相对表达水平。
进行计算并比较。所有数据均以x±s表示,应用SPSS11.5软件进行方差分析,p值小于0.05认为差异有统计学意义。
结果：
1、仔鼠出生后随周龄增加,体重不断增加,8周龄后增长更加迅速,全高脂喂养组体重高于其他组,这种差异在雄性子代表现更加明显。出生时及哺乳期(0至3周龄)HFD组体重均高于SD组(P＜0.05),哺乳期结束(4周龄)后,HFD/HFD组及HFD/SD组均高于SD/SD组(P＜0.05),HFD/HFD组与HFD/SD组无统计学差异(P＞0.05)。8周龄后雄性子代HFD/HFD组明显高于其他组(P＜0.05),而雌性子代从10周龄后方显现。8周龄后HFD/SD组与SD/SD组无统计学差异(P＞0.05)。
2、随周龄增长,全高脂喂养组子代大鼠空腹血糖值逐渐高于对照组。2周龄时HFD/HFD组与对照组空腹血糖值无统计学差异(P＞0.05),4周龄时HFD/HFD组与HFD/SD组均高于SD/SD组(P＜0.05),但血糖值均在正常范围内。8周龄后HFD/HFD组空腹血糖超出正常值,高于HFD/SD组和SD/SD组(P＜0.05),增长曲线明显上扬。8周龄后HFD/SD组与对照组空腹血糖值无统计学差异(P＞0.05)。
3、子代大鼠空腹血浆胰岛素水平随周龄增长而增高。2周龄时HFD/HFD组与对照组无统计学差异(P＞0.05),4周龄时HFD/HFD组与HFD/SD组胰岛素水平高于SD/SD组(P＜0.05),8周龄后HFD/HFD组胰岛素水平超出正常值范围,且高于HFD/SD组和SD/SD组(P＜0.05)。HFD/SD组未超出正常值范围,但高于SD/SD组(P＜0.05)。
4、各周龄子代大鼠各组TC水平无统计学差异(P＞0.05),TG水平于12周龄后表现出差异,HFD/HFD组高于HFD/SD组和SD/SD组(P＜0.05),HFD/SD组与SD/SD组TG水平无统计学差异(P＞0.05)。
5、子代大鼠16周龄时,雄性HFD/HFD组胃底GHS-R mRNA表达水平明显高于SD/SD组,P＜0.05,差别有统计学意义;HFD/SD组胃底GHS-R mRNA表达水平明显高于SD/SD组,P＜0.05,差别有统计学意义。雌性子代间胃底GHS-R mRNA表达水平各组无统计学差异,P＞0.05。雌性雄性HFD/HFD组胰腺GLP-1R mRNA表达水平均明显低于SD/SD组,P＜0.05,差别有统计学意义;HFD/SD组GLP-1RmRNA表达水平明显低于SD/SD组,P＜0.05,差别有统计学意义。
结论：
1、GHS-R与体重呈正相关,GLP-1R与体重呈负相关。雄性子代大鼠体重可由GHS-R正向调节和GLP-1R负向调节,雌性大鼠体重主要由GLP-1R负向调节。
2、妊娠期及哺乳期高脂喂养与子代大鼠的血糖水平呈正相关,亲代高脂可引起子代大鼠血糖升高。
3、妊娠期及哺乳期高脂喂养与子代大鼠的血脂水平呈正相关,主要表现在甘油三酯上,亲代高脂可引起子代大鼠甘油三酯升高。
4、妊娠期及哺乳期高脂喂养可使子代大鼠发生胰岛素抵抗,8周龄时胰岛素水平超出正常值上限,血糖办较高,表现为高胰岛素型糖尿病。本实验同时表明,哺乳期结束后及时恢复正常饮食或可避免胰岛素抵抗的发生。
5、妊娠期及哺乳期高脂喂养引起子代大鼠雄性胃底GHS-R基因表达上调,雌性雄性胰腺GLP-1R基因表达下调,其二者通过引发大鼠食欲增强,摄食量增加等一系列变化,从而可能导致子代大鼠血糖、血脂升高,胰岛素抵抗,最终导致营养代谢紊乱及MS的发生。