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目的：1、探讨昼夜节律对大鼠的睡眠模式和能量代谢的影响及机制。2、探讨褪黑素对昼夜节律导致大鼠的睡眠模式和能量代谢变化的干预作用及机制。方法：第一部分LD条件对大鼠的睡眠模式和能量代谢的影响研究一、皮层脑电图与睡眠高通量筛选方法记录大鼠睡眠时间的相关性研究选取SD雄性大鼠12只,随机分为EEG组和CLAMS组,每组6只。在12h/12h明暗交替光照周期(L/D:12h/12h,简称LD)条件下,利用皮层脑电图(EEG)和实验动物监测系统(CLAMS)的睡眠高通量筛选方法,以睡眠时间为观察指标,研究皮层脑电图与睡眠高通量筛选方法记录大鼠12h的睡眠时间的相关性。二、LD条件对大鼠24h的睡眠模式和能量代谢的影响研究选取SD雄性大鼠6只。在LD条件下,利用CLAMS系统,以睡眠时间、静息-活动节律、睡眠-觉醒节律为观察指标,研究大鼠的连续24h的睡眠模式的变化情况；以产热量、摄食量、体温、体重为观察指标,研究大鼠的连续24h的能量代谢的变化情况。第二部分LL条件对大鼠的睡眠模式和能量代谢的影响研究一、LL条件(连续8d)对大鼠的睡眠模式的影响研究选取SD雄性大鼠12只,随机分为LD组和LL组,每组6只。分别在LD条件和24h持续光照周期(LL：24h,简称LL)条件下,利用CLAMS系统,以睡眠时间、静息-活动节律、睡眠-觉醒节律为观察指标,研究大鼠连续8d的睡眠模式的变化情况。二、LL条件(连续8d)对大鼠的能量代谢的影响研究选取SD雄性大鼠12只,随机分为LD组和LL组,每组6只。分别在LD和LL条件下,利用CLAMS系统,以产热量、摄食量、体温、体重为观察指标,研究大鼠连续8d的能量代谢的变化情况。三、LL条件对大鼠24h的睡眠模式和能量代谢影响的关系研究选取SD雄性大鼠12只,随机分为LD组和LL组,每组6只。分别在LD和LL条件下,利用CLAMS系统,以睡眠时间、静息-活动节律、睡眠-觉醒节律、产热量、摄食量、体温、体重为观察指标,研究大鼠第7d的连续24h的睡眠模式和能量代谢两者变化的相关性。第三部分LL条件对大鼠的睡眠模式和能量代谢影响的机制研究一、LL条件对大鼠脑内相关睡眠促进物质的影响研究选取SD雄性大鼠20只,随机分为LD白天组、LD夜晚组、LL白天组和LL夜晚组,每组5只。分别在LD和LL条件下,利用酶联免疫测定技术(ELI SA),以脑内PGD2、IL-1、TNF-α、GHRH、ROS、oleamide等17种睡眠促进物质为观察指标,研究大鼠第7d的白天和夜晚脑内睡眠促进物质的变化情况。二、LL条件对大鼠脑内DMH区域c-Fos表达的影响研究选取SD雄性大鼠20只,随机分为LD白天组、LD夜晚组、LL白天组和LL夜晚组,每组5只。分别在LD和LL条件下,利用免疫组织化学技术(IHC),以神经元c-Fos蛋白表达为观察指标,研究大鼠第7d的白天和夜晚脑内DMH区域c-Fos表达的变化情况。第四部分褪黑素对LL条件导致大鼠的睡眠模式和能量代谢变化的干预作用研究一、褪黑素对LL条件导致大鼠24h的睡眠模式和能量代谢变化的干预作用研究选取SD雄性大鼠24只,随机分为LD组、LL组、MT组和NS组,每组6只。MT组按剂量30mg/kg连续灌胃给药7d,NS组给予同体积的生理盐水。分别在LD和LL条件下,利用CLAMS系统,以睡眠时间、静息-活动节律、睡眠-觉醒节律、产热量、摄食量、体温、体重为观察指标,研究给药7d后,褪黑素对LL条件导致大鼠连续24h的睡眠模式和能量代谢变化的干预作用。二、褪黑素对LL条件导致大鼠脑内相关睡眠促进物质变化的干预作用研究选取SD雄性大鼠40只,随机分为LD白天组、LD夜晚组、LL白天组、LL夜晚组、MT白天组、MT夜晚组、NS白天组和NS夜晚组,每组5只。MT白天组和MT夜晚组按剂量30mg/kg连续灌胃给药7d,NS白天组和NS夜晚组给予同体积的生理盐水。分别在LD和LL条件下,利用酶联免疫测定技术(ELISA),以脑内PGD2、IL-1、TNF-α、GHRH、ROS、 oleamide等17种睡眠促进物质为观察指标,研究给药7d后,褪黑素对LL条件导致大鼠白天和夜晚脑内睡眠促进物质变化的干预作用。三、褪黑素对LL条件导致大鼠脑内DMH区域c-Fos表达变化的干预作用研究选取SD雄性大鼠40只,随机分为LD白天组、LD夜晚组、LL白天组、LL夜晚组、MT白天组、MT夜晚组、NS白天组和NS夜晚组,每组5只。MT白天组和MT夜晚组按剂量30mg/kg连续灌胃给药7d,NS白天组和NS夜晚组给予同体积的生理盐水。分别在LD和LL条件下,利用免疫组织化学技术(IHC),以神经元c-Fos蛋白表达为观察指标,研究给药7d后,褪黑素对LL条件导致大鼠白天和夜晚脑内DMH区域c-Fos表达变化的干预作用。结果：第一部分LD条件对大鼠的睡眠模式和能量代谢的影响研究一、皮层脑电图与睡眠高通量筛选方法记录大鼠睡眠时间的相关性研究实验结果表明：在LD条件下的12h的监测中,与EEG组比较,CLAMS组活动阈值设定在60s、90s和120s时大鼠的睡眠时间均减少(p<0.01)；活动阈值设定在30s时两者比较没有差异(p>0.05)。二、LD条件对大鼠24h的睡眠模式和能量代谢的影响研究实验结果表明：在LD条件下的24h的监测中,睡眠模式方面：与白天比较,大鼠夜晚睡眠时间减少(p<0.01)。其静息-活动节律和睡眠-觉醒节律均呈现昼夜节律变化。在能量代谢方面：与白天比较,大鼠夜晚产热量增高,摄食量增多(p<0.01)。在体温和体重一定的前提下,其产热量呈现昼夜节律变化。第二部分LL条件对大鼠的睡眠模式和能量代谢的影响研究一、LL条件(连续8d)对大鼠的睡眠模式的影响研究实验结果表明：在连续8d的监测中,睡眠时间方面：同一天内,与处于LD条件下的LD组比较,处于LL条件下的LL组大鼠的各天的白天、夜晚睡眠时间变化均不同(p<0.05或p<0.01)；全天睡眠时间均没有差异(p>0.05)。相邻两天比较,LD组大鼠的第1d～8d白天、夜晚和全天睡眠时间均没有差异(p>0.05)；LL组大鼠的第3d白天睡眠时间低于其前一天(p<0.05),第1d-8d夜晚和全天睡眠时间均没有差异(p>0.05)。节律方面：LD组大鼠的静息-活动节律和睡眠-觉醒节律均呈现昼夜节律变化,其周期性明显；LL组大鼠的静息-活动节律和睡眠-觉醒节律的节律相位后置,昼夜节律特征退化。这种现象以第7天最明显。二、LL条件(连续8d)对大鼠的能量代谢的影响研究实验结果表明：在连续8d的监测中,同一天内,与LD组比较,LL组大鼠各天的白天、夜晚产热量和摄食量变化均不同(p<0.05或p<0.01)；第1d～4d及7d、8d全天产热量均升高(p<0.05或p<0.01)；第3d～8d体温均降低(p<0.05)。第1d～8d的全天摄食量和体重均没有差异(p>0.05)。相邻两天比较,LD组大鼠的各天的白天、夜晚产热量和摄食量变化均不同(p<0.05或p<0.01)；第1d～8d全天产热量、摄食量和体温、体重均没有差异(p>0.05)。LL组大鼠的各天的白天、夜晚产热量和摄食量变化均不同(p<0.05或p<0.01)；第3d全天产热量高于其前一天(p<0.05)；第1d～8d全天摄食量、体温和体重均没有差异(p>0.05)。三、LL条件对大鼠24h的睡眠模式和能量代谢影响的关系研究实验结果表明：与LD组比较,LL组大鼠的白天睡眠时间减少,产热量和摄食量升高(p<0.05或p<0.01)；夜晚睡眠时间增多,产热量升高,摄食量降低(p<0.05或p<0.01)；全天产热量升高,体温降低(p<0.01),全天睡眠时间、全天摄食量和体重均没有差异(p>0.05)。节律方面：与LD组比较,LL组大鼠的静息-活动节律、睡眠-觉醒节律和产热量的节律相位后置,昼夜节律特征退化。第三部分LL条件对大鼠的睡眠模式和能量代谢影响的机制研究一、LL条件对大鼠脑内相关睡眠促进物质的影响研究实验结果表明：与LD组比较,LL组白天脑内oleamide及ROS的含量增高(p<0.05)；脑内GSSG、DSIP及GC的含量降低(p<0.05)；夜晚脑内INS、oleamide及ROS的含量增高(p<0.05或p<0.01)；脑内GSSG、DSIP.CST及CCK的含量降低(p<0.01)。二、LL条件对大鼠脑内DMH区域c-Fos表达的影响研究实验结果表明：与LD组比较,LL组大鼠白天脑内DMH区域c-Fos表达显著增多(p<0.01)；夜晚脑内DMH区域c-Fos表达没有差异(p>0.05)。第四部分褪黑素对LL条件导致大鼠的睡眠模式和能量代谢变化的干预作用研究一、褪黑素对LL条件导致大鼠24h的睡眠模式和能量代谢变化的干预作用研究实验结果表明,与处于LD条件下的LD组比较,处于LL条件下的LL组大鼠的白天睡眠时间减少,产热量和摄食量升高(p<0.05或p<0.01)；夜晚睡眠时间增多,产热量升高,摄食量降低(p<0.05或p<0.01)；全天产热量升高,体温降低(p<0.01),全天睡眠时间、全天摄食量和体重均没有差异(p>0.05)。与LL组比较,处于LL条件下的NS组大鼠的白天、夜晚、全天睡眠时间、产热量、摄食量以及体温和体重均没有差异(p>0.05)。与NS组比较,处于LL条件下的MT组大鼠的白天摄食量降低(p<0.01),睡眠时间和产热量没有差异(p>0.05)；夜晚睡眠时间减少,产热量升高,摄食量升高(p<0.05或p<0.01)；全天睡眠时间降低,产热量增多,体温升高,体重升高(p<0.05或p<0.01),摄食量没有差异(p>0.05)。节律方面：与LD组比较,LL组大鼠的静息-活动节律、睡眠-觉醒节律和产热量的节律相位后置,昼夜节律特征退化。与LL组比较,NS组大鼠的静息-活动节律、睡眠-觉醒节律和产热量均呈现出与LL组相似的节律特征。与NS组比较,MT组大鼠的静息-活动节律、睡眠-觉醒节律和产热量呈现昼夜节律变化。二、褪黑素对LL条件导致大鼠脑内相关睡眠促进物质变化的干预作用研究实验结果表明：与LD组比较,LL组大鼠白天脑内oleamide及ROS的含量增高(p<0.05)；脑内GSSG.DSIP及GC的含量降低(p<0.05)；夜晚脑内INS、oleamide及ROS的含量增高(p<0.05或p<0.01)；脑内GSSG、DSIP.CST及CCK的含量降低(p<0.01)。与LL组比较,NS组大鼠白天、夜晚和全天脑内各睡眠促进物质比较均没有差异(p>0.05)。与NS组比较,MT组大鼠白天脑内PGD2.IL.1.GSSG.INS的含量增高(p<0.05或p<0.01)；脑内TNF-α、MDP、NO、NPS、ROS、oleamide、CST的含量降低(p<0.05或p<0.01);夜晚脑内MT、GHRH及GSSG的含量增高(p<0.05或p<0.01)；脑内TNF-α、IL-1、NPS、oleamide、DSIP、 CST、INS、CCK的含量降低(p<0.05或p<0.01)。三、褪黑素对LL条件导致大鼠脑内DMH区域c-Fos表达变化的干预作用研究实验结果表明：与LD比较,LL组大鼠白天脑内DMH区域c-Fos表达增多(p<0.05)；夜晚脑内DMH区域c-Fos表达没有差异(p>0.05)。与LL比较,NS组大鼠白天、夜晚脑内DMH区域c-Fos表达均没有差异(p>0.05)。与NS比较,MT组大鼠白天脑内DMH区域c-Fos表达减少(p<0.05)；夜晚脑内DMH区域c-Fos表达没有差异(p>0.05)。结论：1、昼夜节律对大鼠的睡眠模式和能量代谢均有影响作用,且睡眠状态往往伴随机体较低的能量代谢。2、褪黑素能有效改善因昼夜节律导致大鼠的睡眠模式和能量代谢的变化,从而提高睡眠质量。3、无论因光周期导引,还是褪黑素干预,大鼠的睡眠节律的调整过程,均伴随机体产热量的增高。4、昼夜节律对大鼠的睡眠模式与能量代谢的影响及褪黑素的干预作用的机制均与脑内DMH区域神经元活性以及多种睡眠促进物质的共同参与有关。