论文部分内容阅读
小型哺乳动物的能量平衡和体重调节是生理生态学的重要问题之一。母体瘦素浓度、高脂食物、体重和衰老等因素在动物的能量平衡调节过程中起重要作用。本论文初步研究了上述因素对布氏田鼠(Lasiopodomysbrandtii)和长爪沙鼠(Merionesunguiculatus)的能量平衡和体重调节的作用。通过对不同因子反应的研究,进一步理解两种动物的能量平衡和体重调节模式,深入了解动物对环境的适应对策。此外,最近的研究表明白色脂肪中出现褐色脂肪细胞通常伴随着能量消耗的增加,我们也对两种动物白色脂肪中解偶联蛋白1(UCP1)的表达模式和生理功能进行了初步研究。获得的主要结果和结论如下: 1.为了了解母体瘦素水平同子代生长发育和能量代谢状态的关系,我们研究了布氏田鼠母体哺乳高峰期(哺乳期10-17天)施加外源瘦素之后,子代的生长发育模式及对高脂食物的响应。我们发现增加瘦素浓度能明显降低母体的体重和食物摄入,但不会影响后代的体重、能量平衡、高脂食物诱导的肥胖和葡萄糖耐受性等。饲喂高脂食物后,雌性布氏田鼠积累了更多的脂肪并有着更高的血清胰岛素浓度;虽然高脂食物导致雄性布氏田鼠能量摄入降低,但是它仍表现出体重的增加和葡萄糖耐受性的降低。 2.为了了解不同体重状态下动物的能量代谢特征,我们比较了不同体重长爪沙鼠相关能量代谢指标的差异。虽然体重较大的长爪沙鼠显示出身体脂肪重量的增加,但是其葡萄糖耐受性也同时提高。体重较大的长爪沙鼠还显示出更高的瘦素和胰岛素浓度,这两种激素的增加可能对其葡萄糖耐受性的提高起到了重要的作用。 3.为了了解年龄对能量代谢的影响,我们研究了不同年龄的布氏田鼠和长爪沙鼠能量代谢的差异。布氏田鼠的非颤抖性产热(NST)能力随年龄增加而降低,这主要是褐色脂肪组织(BAT)重量降低所导致的;而长爪沙鼠的NST不随年龄而改变,表明其衰老表型可能比布氏田鼠出现得更晚。布氏田鼠的摄食能力和身体脂肪储备随年龄增加而降低。这些表型可能使布氏田鼠在食物匮乏和严寒冬季环境的存活率降低。长爪沙鼠的静止代谢率较低,而附睾重量随年龄的增加而增加。我们推测长爪沙鼠将早期生存所节约的能量,投资到了相对晚期的繁殖成功中。 4.为了了解野生啮齿动物的白色脂肪组织中是否有褐色脂肪样细胞的存在,我们研究了布氏田鼠和长爪沙鼠不同部位白色脂肪组织的显微结构和UCP1表达。在23℃和长光照条件下饲养或捕自秋季野外种群的布氏田鼠和长爪沙鼠,其白色脂肪组织有表达UCP1的褐色脂肪样细胞的出现,达乌尔黄鼠白色脂肪组织中未检测到UCP1的表达,暗示这两种类型的动物对抗冬季低温的策略不同。布氏田鼠附睾脂肪中UCP1表达量明显高于长爪沙鼠,而两种动物的BAT中UCP1表达量没有差异,表明两种脂肪组织对UCP1表达的调控机制不同。布氏田鼠附睾脂肪中UCP1的表达量同其体重呈负相关关系,暗示其可能参与到体重调节过程中。 总之,我们的结果表明高脂食物能明显改变动物的能量代谢并导致其体重和体脂增加,母体瘦素浓度似乎不参与此过程,这表明布氏田鼠母体可以调节其代谢状态来维持对后代的营养供应。并不是身体脂肪增加就一定伴随葡萄糖耐受性的降低,高体重长爪沙鼠就是一例,表明葡萄糖耐受性的调控有独立于体脂的通路存在。衰老过程同样会改变动物身体成分和能量代谢状态,从而影响到动物的生存和寿命,适应性产热能力的降低可能是关键因素之一。最后,我们在野生啮齿动物中发现白色脂肪组织中存在表达UCP1的褐色脂肪样细胞,后者可能参与到对动物的体重调控过程中,我们推测它可能对动物的季节性体重及能量代谢的改变有贡献。