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研究背景近年来,我国中老年人群肥胖、高血压、糖尿病和血脂异常等慢性代谢性疾病的患病率迅速上升,已成为我国的主要卫生难题。健康和疾病的发育起源(DOHaD,Developmental Origins of Health and Disease)学说认为这类疾病除了与后天生活方式有关外,还与人类在生命发育和塑造的关键时期的经历不利刺激和损害有关。起初的节俭表型假说主要放在孕妇营养不足例如低蛋白或低能量膳食对其影响上,最近研究主要放在营养过剩对其影响。研究发现孕期高脂膳食能改变重要器官的发育,并且使后代在后天生活中对疾病易感性增强。已经表明不仅在孕期膳食暴露能改变疾病的易感程度,而且在生长发育过程中某个重要时间段暴露也会影响成年后代谢性疾病的发展。高脂高蛋白膳食最能反映西方国家和目前我国居民膳食习惯。目前,在动物资料和人群研究方面,有关高脂高蛋白膳食以及不同生命历程中膳食结构变化对其生长发育和代谢特征影响的研究较少,因此本课题的研究具有很好的现实意义。研究目的本课题从动物模型上模拟高脂高蛋白膳食以及后代在不同生命重要时期膳食结构的改变在大鼠生命历程中对生长发育和糖脂代谢影响,为以后慢性病的预防提供一种合理的依据,同时,也为丰富DOHaD的内涵提供实验依据。研究方法选取健康清洁级的7周左右的SD雄鼠12只,雌鼠24只。实验前雌雄分笼适应性喂养4周,按雄:雌=1:2进行合笼,雌鼠受孕后单笼饲养,并随机分为二组,标准基础饲料喂养的对照组(Con)和高脂高蛋白饲料喂养的高脂高蛋白组(HFP),各组母鼠继续预定的饲料喂养到子鼠断乳(出生第3周末),第3周末将原来两组分为以下三组:标准基础饲料组(con组)、高脂高蛋白饲料组(hfp)和高脂高蛋白饲料第3周过渡为标准基础饲料组(hfp-con),继续喂养至第14周。第14周将原来三组分为以下五组:标准基础饲料组(con),标准基础饲料第14周过渡为高脂高蛋白饲料组(con-hfp)、高脂高蛋白饲料组(hfp)、高脂高蛋白饲料第14周过渡到低脂饲料组(hfp-lf)、高脂高蛋白饲料第3周过渡为标准饲料组(hfp-con),继续喂养至第36周。解剖准确称量出生第1天,断乳第3周,成年期第14周,以及中老年期第36周的脏器取材重量,第12周采用双能x线吸收法测量各组子鼠的体成分和骨密度水平情况,准确称量并记录各组子鼠从出生到36周每周的体重变化情况。生化检测第14周和第36周血清中tc、tg、hdl-c和ldl-c水平情况。采用灌胃葡萄糖耐量试验(ogtt)和胰岛素耐量试验(itt)分别检测第12周和第36周不同组子鼠葡萄糖耐量水平和胰岛素耐量水平,采用he染色观察不同组别子鼠第3周、第14周和第36周肝脏病理改变情况。结果1.不同膳食组子鼠出生第1天,断乳期第3周末,成年期第12周和14周以及中老年期第36周生长发育情况出生第1天,hfp组与con相比,在子鼠体重、脏器重量方面差异并不显著性(p>0.05)。第3周末,hfp组与con组子鼠在体重、脏器重量上,二者之间也无显著统计学差异(p>0.05)。出生后第12w,hfp组子鼠与con组相比骨密度都显著降低(p<0.05),hfp-con组子鼠与con相比骨密度也都显著降低(p<0.05)。在第14w雌鼠比较中,hfp组在体重、肾周脂肪体比高于con组(p<0.05)。在第14w雄鼠比较中,hfp组在肾体比和肾周脂肪体比上显著高于con组(p<0.05)。在出生第36w雌鼠发育方面,hfp组与con组相比体重增加显著(p<0.05),同时hfp组在肝体比、肾体比、胰腺体比和肾周围脂肪体比与con相比差异有统计学意义(p<0.05)。hfp-lf与hfp组相比,在体重、肾以及肾周脂肪明显降低(p<0.05)。在第36w雄鼠发育方面,hfp组在体重、肾周脂肪、附睾周脂肪重量方面显著高于con组(p<0.05)。hfp-lf与hfp组相比,hfp-lf组在体重、肝脏、脑、肾脏、胰腺、肾脏周脂肪以及附睾周脂肪上显著低于hfp组(p<0.01)。hfp-con与hfp组比较,hfp-con组雄鼠体重、肾周脂肪、附睾周脂肪显著降低(p<0.05)。2.第12w和36w各组子鼠葡萄糖耐量试验(ogtt)情况第12w,在葡萄糖耐量试验(ogtt)曲线下面积(auc)比较中,hfp组与con组相比差异有统计学意义(p<0.05)。第36w,与con组相比,hfp-con组和hfp组雌鼠ogtt实验曲线下面积显著升高(p<0.05)。hfp-con组雄鼠糖耐量auc显著低于hfp组(p<0.05)。hfp-lf不同性别组的糖耐量auc都显著低于hfp组(p<0.01)。3.第12w和第36w各组子鼠胰岛素耐量试验(itt)情况第12w,在胰岛素耐量试验(itt)曲线下面积(auc)比较中,hfp不同性别组都显著高于con组(p<0.05)。第36w,与hfp组相比,hfp-con组雌鼠的胰岛素耐量曲线下面积(auc)有显著性差异(p<0.05)。其他各组之间差异不显著(p>0.05)。4.第14w和36w各组子鼠血脂水平情况第14w雌鼠中,hfp组与con组相比,tg水平显著升高(p<0.05),hfp-con组与con组相比,tg、tc、ldl-c显著升高(p<0.05)。第36w雌鼠中,hfp-lf与hfp组相比,在tc、tg、hdl-c水平有显著差异(p<0.05),其它各组间血脂水平差异并不显著(p>0.05)。在雄鼠中,hfp-lf与hfp相比,在tg、hdl-c和ldl-c水平有显著差异(p<0.05)。5.第3w,第14w和36w各组子鼠肝脏he染色病理学变化第3w,hfp组和con组子鼠肝脏he染色结果没有明显差异。第14w,hfp组肝细胞体积明显增大,肝细胞排列不规则,但未见显著肝细胞脂肪变性。第36w,hfp组显示肝细胞呈散在脂肪变,细胞质内可见大量脂肪样空泡;con-hfp组子代雄性大鼠也可见肝细胞脂肪变性。结论长期高脂高蛋白膳食导致葡萄糖耐量和胰岛素耐量降低,使子鼠成年后患胰岛素抵抗和2型糖尿病的可能性增加。成年后不同膳食结构的改变对大鼠体格发育以及糖脂代谢也会产生不同的影响