达乌尔黄鼠(Spermophilus dauricus)冬眠的代谢抑制及其机理研究

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冬眠通常被认为是动物对季节性低温和食物短缺的一种生理和行为的适应。这种适应通过冬眠前能量贮存与冬眠过程中代谢抑制的结合,使冬眠动物在季节性能量缺乏期间得以存活。代谢抑制是哺乳动物冬眠的主要的特征,其抑制程度主要取决于冬眠的模式和能量贮存状况。处于代谢抑制状态的冬眠哺乳动物,其在代谢率、能源利用、产热特征及其激素调节方面也存在相应的变化。本文以内蒙古地区野生的典型的贮存脂肪越冬的冬眠啮齿动物—达乌尔黄鼠(Spermophilus dauricus)为研究对象,对达乌尔黄鼠个体间存在的冬眠模式的差异和能量变化特征进行了研究,并探讨了冬眠季节,处于冬眠状态、阵间觉醒状态和恒温产热状态的达乌尔黄鼠在代谢率、细胞水平的产热特征的差异,并且从激素层面探讨了达乌尔黄鼠代谢抑制的调节机理。   主要结果和结论如下:   1.达乌尔黄鼠的能量积累(体重变化)有着显著的年周期性。在7月末8月初体重达到高峰,到冬眠前(8月末到9月中旬)体重略有下降,进入冬眠,体重缓慢下降,到觉醒前,体重降到最低水平,出眠后体重恢复上升的一个循环周期。其体重的的平均变化幅度可达214.36g。   2.达乌尔黄鼠的冬眠模式存在个体差异。主要存在有三种冬眠模式:正常冬眠、极少冬眠和不冬眠三种模式。这三种状态动物的体重变化模式也存在差异,正常冬眠的个体体重有着正常的年周期,而极少冬眠和不冬眠的动物在冬季出现异样的体重变化模式,即在冬眠季节体重围绕着一个水平上下浮动,而不是一直降低或升高。   3.三种状态的达乌尔黄鼠的静止代谢率也有显著差异,阵间觉醒状态的个体显著高于恒温产热状态的个体,恒温产热状态的个体也显著高于冬眠状态的个体,说明了冬眠是一个明显的代谢抑制过程,而阵间觉醒却是一个高度耗能的过程。   4.三种状态的达乌尔黄鼠的细胞色素c氧化酶活性没有显著差异,而BATα-磷酸甘油氧化酶活性恒温组显著高于冬眠组,说明了α-磷酸甘油氧化酶的活性被冬眠所抑制,虽然冬眠是一个消耗脂肪的过程,但是处于冬眠状态的个体通过抑制α-磷酸甘油氧化酶,减小了消耗脂肪的速率,节约了大量的能源物质。   5.三种状态的达乌尔黄鼠的血清T3和T4含量也有显著差异,冬眠状态个体的血清T3和T4的含量都明显高于恒温状态和阵间觉醒状态的个体,说明冬眠状态的个体具有高的产热活性和潜在的产热能力。
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