青春期營養(yǎng)性肥胖對大鼠睪丸發(fā)育的影響及機制探討.pdf

1、背景:
　　營養(yǎng)性肥胖(又稱單純性肥胖)是一個與生活方式密切相關(guān),過度營養(yǎng)、運動不足和行為異常為特征的全身脂肪組織的過度增生性慢性疾病,而不是由某些先天遺傳性疾病或代謝性疾病及神經(jīng)和內(nèi)分泌疾病所引起的繼發(fā)性病理性肥胖。隨著人民生活水平的提高,脂類物質(zhì)攝入量的增加,青少年營養(yǎng)性肥胖癥在全世界范圍內(nèi)流行且日趨嚴重,已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)最受關(guān)注的營養(yǎng)性疾病之一。無論是在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家,都呈上升趨勢,尤其是城市男童單純性肥胖的發(fā)生趨

2、勢增加較為突出。肥胖癥不僅極大程度地危害著兒童的健康成長,而且還是成人期肥胖、高血壓、心血管疾病和2型糖尿病的重要危險因素。大多數(shù)肥胖兒童在成人后都將發(fā)展成為肥胖個體,成年期肥胖是老年期死亡的強有力的預(yù)測因子。青少年時期正處在睪丸生長發(fā)育的關(guān)鍵階段,此時的營養(yǎng)性肥胖易引起生殖內(nèi)分泌功能的變化及性腺發(fā)育異常,進而影響精子發(fā)生,如果處理不當(dāng),可能對其成年后的生育功能造成嚴重的影響。目前在這一領(lǐng)域國內(nèi)外的研究中,大多數(shù)學(xué)者主要觀察雌性動物或女

3、性在肥胖情況下的生理變化,而關(guān)于營養(yǎng)性肥胖對青春期雄性睪丸發(fā)育的影響及其機制鮮有報道。因此,我們擬通過以高脂飲食建立動物青春期時營養(yǎng)性肥胖模型,探討青春期營養(yǎng)性肥胖對睪丸發(fā)育的影響以及性激素和瘦素分泌及其受體表達的變化,期望有助于認識營養(yǎng)性肥胖對青春期雄性睪丸發(fā)育的影響及其機制,為臨床上應(yīng)盡早采取科學(xué)、合理、有效的相應(yīng)的干預(yù)及治療措施提供了一定的理論依據(jù)。
　　目的:
　　(1)探討營養(yǎng)性肥胖對青春期雄性大鼠睪丸發(fā)育及其性激

4、素分泌功能的影響,分析睪丸生精細胞周期,闡明營養(yǎng)性肥胖對青春期雄性大鼠睪丸生精功能的影響;
　　(2)了解不同時期發(fā)育階段的肥胖大鼠睪丸組織內(nèi)AR和IGF-IR的分布,同時檢測血清瘦素含量,觀察營養(yǎng)性肥胖大鼠睪丸組織Ob-R的表達情況,探討青春期肥胖引起睪丸發(fā)育不全的原因。
　　材料與方法:
　　21天初斷乳雄性大鼠,體重40~60克。隨機將大鼠分為普通飼料飼養(yǎng)對照組(n=32)和高脂、高能量飼料實驗組(n=48)喂養(yǎng)

5、。對照組飼以普通飼料,實驗組用高脂、高能量飼料喂養(yǎng)。所有大鼠實驗期間均自由飲水,飼料每日分3次供給,吃完后不再添加。晝夜比12:12,溫度18~25℃。分別于高脂、高能量飼料喂養(yǎng)的第3、4、5、6周末(即鼠齡為6、7、8、9周)進行實驗。觀察喂養(yǎng)后大鼠體重,Lee’s指數(shù),體長,附睪周圍脂肪重量,睪丸重量、附睪重量的變化;全自動生化分析儀檢測外周血甘油三脂(TG)和總膽固醇(TC);采用組織化學(xué)和免疫組織化學(xué)方法,分析營養(yǎng)性肥胖對青春期

6、SD大鼠睪丸曲細精管細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、雄激素受體蛋白、胰島素樣生長因子-I受體蛋白及生精細胞瘦素受體蛋白表達與分布的影響;全自動微粒子化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)檢測血清睪酮(T)、雌二醇(E2);利用流式細胞細胞儀檢測睪丸生精細胞周期的改變;采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測各組大鼠血清內(nèi)瘦素含量。
　　結(jié)果:
　　1.肥胖模型的制備:高脂飼養(yǎng)組大鼠體重增長較快,在喂養(yǎng)后第3周末至第6周末高脂飼養(yǎng)組大鼠體重分別高于對照組大鼠(P<0.01);第3

7、周末體重已明顯超過對照組23％,隨著大鼠周齡的增加,肥胖也在逐漸加重,至第6周末時體重進一步超過對照組26.6%。在整個實驗所有喂養(yǎng)的大鼠中,普通飼料組肥胖者2只,高脂飼料組肥胖者29只(χ2=20.908,P<0.001),同時高脂飼料組大鼠的致肥率達64.4%。TG隨著肥胖程度增加而逐漸增高,至實驗?zāi)?兩組含量有顯著性差異(P<0.01),而對照組隨著大鼠周齡增加,甘油三酯含量卻逐漸降低。TC含量在第3周末兩組沒有明顯差別,從第4周

8、開始,與對照組相比,實驗組含量明顯升高(P<0.05),至第5、6周末,兩組含量有顯著性差異(P<0.01)。
　　2.睪丸組織學(xué)觀察:對照組大鼠睪丸生精小管發(fā)育正常,生精細胞排列緊密,結(jié)構(gòu)清晰,緊貼上皮基膜的精原細胞增殖正常,管腔內(nèi)已可見精原細胞、初級精母細胞、精子細胞等各個發(fā)育階段的細胞,至實驗第6周末,睪丸生精小管發(fā)育已完全成熟。實驗組部分大鼠睪丸生精小管管壁變薄,成熟精子數(shù)量明顯減少。偶可見細胞脫落現(xiàn)象,個別動物出現(xiàn)生精細

9、胞與基底膜之間出現(xiàn)脫離、生精細胞成團脫落于管腔中。
　　3.血清總睪酮(T)、雌二醇(E2):無論對照組還是實驗組,血清中睪酮濃度基本是隨大鼠周齡增長而上升,而肥胖大鼠在各個周齡段的睪酮平均水平都顯著低于同周齡段對照組。血清E2水平在對照組隨著大鼠周齡增長而逐漸降低,實驗組中第3、4、5周末也是逐漸降低的,而在第6周末E2水平則呈現(xiàn)增長的趨勢,且明顯高于對照組(P<0.01)。
　　4.睪丸生精細胞周期:與對照組相比,第3周

10、末肥胖組大鼠的G0/G1期細胞顯著增多(P<0.05),S期細胞的百分數(shù)在第3、4周末明顯降低(P<0.05);隨著肥胖程度的增加,至第5,6周末,肥胖組大鼠S期細胞的百分數(shù)進一步顯著下降(P<0.01),此時處于G2/M期細胞的百分數(shù)顯著高于對照組(P<0.05)。從細胞群比例變化順序改變提示:營養(yǎng)性肥胖引起睪丸精原細胞轉(zhuǎn)化為初級精母細胞逐漸增多,但初級精母細胞卻出現(xiàn)轉(zhuǎn)化障礙,進而引起精子細胞及精子數(shù)目的減少。
　　5.雄激素受

11、體(Androgen receptor)蛋白、胰島素樣生長因子-I受體(Insulin growth factor-I receptor)蛋白表達與分布情況:免疫組化結(jié)果顯示睪丸Leydig細胞,Sertoli細胞,生精小管內(nèi)肌樣細胞,血管壁平滑肌細胞及內(nèi)皮細胞均有AR表達,而生精細胞內(nèi)未發(fā)現(xiàn)AR表達。正常飼料喂養(yǎng)大鼠3周后睪丸AR表達強度最強,并達到峰值;此后AR表達逐漸減弱。與對照組相比實驗組大鼠高脂高能飼養(yǎng)3周起,AR陽性表達有逐

12、漸減少趨勢,隨著肥胖程度的增加,AR陽性表達減弱逐漸明顯,至6周后,肥胖組大鼠睪丸AR表達顯著低于對照組(P<0.01)。胰島素樣生長因子-I受體:正常飼料喂養(yǎng)大鼠3周末開始睪丸IGF-IR表達逐漸增強,至第6周時達到峰值。實驗大鼠組在喂養(yǎng)后3周末開始IGF-IR陽性表達逐漸減弱,并低于對照組(P<0.01),至第6周時, IGF-IR陽性主要表達于精原細胞,此時兩組間蛋白的表達差異具有顯著(P<0.01)。
　　6.瘦素含量及瘦

13、素受體蛋白(Ob-R)表達與分布情況在飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠血漿中Leptin水平明顯升高,第4周始肥胖組大鼠血Leptin水平顯著高與對照組(P<0.01)。實驗組大鼠睪丸Ob-R表達含量逐漸降低。第六周末顯著低于對照組(P<0.01);Ob-R表達陽性計數(shù)發(fā)現(xiàn)Ob-R表達陽性細胞率也顯著低于對照組(P<0.01)。結(jié)果提示營養(yǎng)性肥胖大鼠存在著瘦素抵抗現(xiàn)象。
　　結(jié)論:
　　1.青春期營養(yǎng)性肥胖可造成睪丸組織顯微結(jié)構(gòu)和性激素分泌