李 鈴, 李寧川, 陸 偉, 陳小燕, 李興燕

(揚州大學體育學院, 江蘇 揚州, 225009)

中國兒童肥胖以每年約9.1%的速度增長，其中青少年人群達13%，處于最高階段。這一趨勢構(gòu)成嚴重的健康問題。肥胖是現(xiàn)代人類多種慢性疾病的危險因素，包括高血壓、2型糖尿病、血脂代謝異常、冠心病、膽道疾病、睡眠窒息、呼吸困難、骨關(guān)節(jié)炎等[1]。對于男性肥胖患者，有研究[2]表明體內(nèi)雄激素水平存在不同程度的下降，提示肥胖與雄激素水平下降之間可能存在一定關(guān)系。預防和治療肥胖并防止反彈，必須在調(diào)整膳食模式的同時增加體力活動，減少靜態(tài)式的生活方式[3]。目前這一領域的國內(nèi)外研究中，大多數(shù)學者主要觀察雌性動物或女性在肥胖情況下的生理變化，而關(guān)于營養(yǎng)性肥胖對雄性睪丸發(fā)育的影響及其機制鮮有報道。因此，作者擬通過以高脂飲食建立營養(yǎng)性肥胖模型10周的游泳運動為模型，探討有氧運動干預高脂膳食誘導肥胖大鼠生殖機能障礙的作用及相關(guān)機制，現(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗對象

40只(5周齡)雄性Sprague-Dawley大鼠由(南京市江寧區(qū)青龍山動物繁殖場)，體質(zhì)量140～160 g。

1.2 實驗分組與訓練方案

1.2.1 實驗分組：40只大鼠隨機分為4組: 普通膳食對照組(C組)、高脂膳食組(HF組)、運動組(CE組)、高脂膳食+運動組(HE組)，各10只。CE組給予普通飼料，HF組用高脂飼料喂養(yǎng)復制營養(yǎng)性肥胖大鼠模型，HE組給以高脂飼料的同時進行游泳訓練。高脂飼料配方為: 78.8%的基礎飼料, 10%的蛋黃粉，10%的豬油，1%的膽固醇，0.2%的膽鹽。所有大鼠自由攝食和飲水。

1.2.2 訓練方案: CE組和HE組大鼠進行無負重游泳運動，訓練6 d/周，游泳池為100 cm×70 cm×60 cm的長方體游泳桶，水深50 cm, 水溫32 ℃～35 ℃。前3 d為適應性運動游泳，時間分別為10、15、20 min, 經(jīng)1周增加至60 min, 并維持此量，持續(xù)10周。

1.3 標本采集與處理

最后一次訓練結(jié)束，大鼠禁食過夜，測量體質(zhì)量及體長(鼻尖到肛門)，在安靜狀態(tài)下處死，腹主動脈抽血后取樣，稱量睪丸、睪周脂的重量并冷凍(-70 ℃)。制備：動物處死后，立即取一側(cè)附睪尾置于小燒杯中，加入37 ℃、2 mL生理鹽水，盡可能剪碎，再加2 mL生理鹽水混勻，稍停，用2層擦鏡紙過濾，再用1 mL生理鹽水沖洗一平皿、過濾。取濾液1 mL, 另加生理鹽水9 mL, 混勻。

1.4 測試指標與方法

1.4.1 精子活動度檢測:取精子懸液置于清潔載玻片上，覆上蓋玻片，鏡檢。按WHO推薦的方法，每只大鼠檢查200個精子，依據(jù)精子的泳動狀態(tài)將精子活動度分為四級：Ⅰ級：直線運動明顯活躍，活動良好；Ⅱ級：直線運動，活動稍差；Ⅲ級：精子向前移動的能力差，在原處移動或做旋轉(zhuǎn)運動；Ⅳ級：精子無任何活動。計算出各大鼠精子活率，精子活率=(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ級精子數(shù))/(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ級精子數(shù))×100%。

1.4.2 精子畸形率：取濾液一滴，推片，甲醛固定15 min, 伊紅染色10 min, 蒸餾水沖洗，晾干后置于光鏡下觀察?；蔚闹饕憩F(xiàn)有圓錐形頭、雙頭、雙尾、尾卷曲等。每只大鼠計數(shù)1 000個精子，記錄畸形精子數(shù)并計算精子畸形率。

1.4.3 精子計數(shù)：取一滴精子懸液，滴入紅細胞計數(shù)板上, 200倍顯微鏡下計數(shù)5個中方格內(nèi)精子數(shù)(N), 每毫升精子數(shù)為N×5×稀釋倍數(shù)×104。

1.4.4 血液指標的測定：總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)血液指標采用全自動生化分析儀測試。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件包進行數(shù)據(jù)處理，以均數(shù)±標準差表示，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 各組大鼠體質(zhì)量及睪周脂含量的變化

經(jīng)過10周的高脂飼養(yǎng)，HF組體質(zhì)量、Lees指數(shù)、睪周脂相比于對照組顯著增高; 10周的游泳訓練使得CE組較對照組體質(zhì)量顯著降低，睪周脂顯著降低; HE高脂運動組相比于HF組體質(zhì)量、睪周脂顯著降低，Lees指數(shù)顯著降低。見表1。

表1 各組大鼠肥胖度比較

2.2 大鼠血清指標檢測

10周末，高脂飼養(yǎng)的HF組TC、LDL相比于對照組顯著增高(P<0.01); 長期有氧運動使CE組較對照組TG顯著降低(P<0.05), HDL顯著升高(P<0.01); HE高脂運動組相比于對照組TC、LDL顯著升高(P<0.01)。見表2。

表2 各組大鼠血清TC、TG、HDL、LDL水平比較 mmol/L

2.3 大鼠精子質(zhì)量檢測

高脂不運動使得HF組精子總數(shù)顯著低于對照組(P<0.05), 畸形率顯著高于對照組(P<0.01), 活動率顯著低于對照組(P<0.01); HE組畸形率顯著高于C組(P<0.05)，相比于HF組，畸形率顯著降低(P<0.01), 活動率顯著升高(P<0.05), CE組與對照組無顯著差異。見表3。

表3 肥胖及其各組大鼠精子質(zhì)量的比較

3 討 論

本試驗所觀察的大鼠正處于青春發(fā)育階段，經(jīng)過10周試驗，HF組大鼠體質(zhì)量重明顯增加，超過對照組20%[4]。體質(zhì)量可以衡量大鼠肥胖，但并不是最滿意指標，而大鼠的Lees指數(shù)更能反映出大鼠肥胖的程度[5]。本試驗中肥胖大鼠模型復模成功，Lees指數(shù)及睪周脂均高于對照組，睪周脂肪顯著增加，表明了高脂膳食在青春期大鼠肥胖形成中具有重要作用，而在中國兒童單純性肥胖癥的危險因素中，過度喂養(yǎng)和高脂飲食起著非常重要的作用[6], 模型在一定程度上復制了人類營養(yǎng)性肥胖。HE組大鼠體質(zhì)量顯著低于HF組大鼠，說明運動對高脂膳食大鼠誘導肥胖具有一定的作用，但10周試驗結(jié)束后, HE組大鼠的TC、LDL仍顯著高于對照組，表明單純依靠運動而不控制高脂、高熱量飲食，仍舊會使得血脂代謝紊亂可能還存在著慢性病的危險。青春期肥胖是成年肥胖的危險因素，預防成年肥胖及肥胖造成的多種危害應從早期入手，可采用減少高脂膳食的攝入和增加運動量等多種手段。本試驗HE組采取每周6次、每次1 h的游泳訓練，雖然沒有使得TC降低，但TG、TC、LDL相比HF組呈現(xiàn)下降, HDL呈現(xiàn)上升，說明運動訓練在青春期對于改善脂代謝還是具有一定的積極作用的，可通過對脂代謝的調(diào)節(jié)，達到減肥的效果。同樣單純依靠運動而不控制高熱量、高脂肪的膳食攝入這樣的個體依然存在出現(xiàn)脂代謝紊亂的風險?？刂苾和嗌倌甑姆逝址乐蛊鋷淼亩喾N健康危害，需要從改變飲食習慣和活動水平等多方面入手才能取得成功，本試驗中的運動組CE組在經(jīng)過10周的有氧運動，相對于對照組TG水平顯著下降，HDL水平顯著上升，同時TC，LDL水平也有下降的趨勢，證實了運動是可以改善血脂水平，有利于身體健康。肥胖引起的健康危害是多方面的，其中對性發(fā)育的影響也不容忽視[7]。作者前期研究認為，高脂飲食大鼠睪丸組織出現(xiàn)了生精功能的改變，高脂飲食大鼠的各級生精細胞數(shù)量減少，排列紊亂，僅能發(fā)現(xiàn)少量的精子，這與本試驗HF組精子總數(shù)顯著低于對照組相一致[8]。而這種由肥胖引起的生精功能障礙可能是多種因素引起，肥胖大鼠體內(nèi)大量增多脂肪細胞因子可促進雄激素轉(zhuǎn)化為雌性激素，使肥胖大鼠體內(nèi)睪酮水平進一步降低，雌激素水平則逐漸升高，進而對生殖器官發(fā)育產(chǎn)生影響[9]。睪丸功能受下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素(GnRH)、腺垂體分泌的促卵泡激素(FSH)和促黃體生成素(LH)的調(diào)節(jié)，三者之間形成下丘腦-垂體-睪丸(HPT)軸反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。孟國柱等發(fā)現(xiàn)男性單純性肥胖兒童相比正常兒童睪丸容積小，陰莖短小，促卵泡激素(FSH)和促黃體生成素(LH)等性激素降低，并且與其肥胖成都呈負相關(guān)，提示兒童肥胖影響性激素分泌，影響睪丸發(fā)育[10]。本研究結(jié)果顯示HF組睪周脂肪顯著多于對照組，HF組精子總數(shù)顯著低于對照組，畸形率顯著高于對照組，活動率顯著低于對照組，也可能是肥胖使得大量脂肪堆積擠壓睪丸使得睪丸生精功能受到影響[11-12]，或者是肥胖造成的高脂血癥導致的動脈粥樣硬化等造成的營養(yǎng)及血供不足的結(jié)果。運動作為一種應激因素，研究[13-14]已證明其可影響男性生殖系統(tǒng)的功能，肥胖大鼠經(jīng)過8周游泳訓練，可有效緩解肥胖引起的性發(fā)育不良。精子畸形率、活力作為評價精子質(zhì)量的重要指標，本實驗中HE高脂運動組精子畸形率顯著高于對照組，顯著低于高脂組，精子活動率顯著高于HF組，說明運動能改善高膳食組大鼠的精子質(zhì)量，提高精子活動率，但亦不能抵消高膳食對大鼠精子的負面影響。

[1] 金利娜. 肥胖對生殖功能的影響及減重對肥胖無排卵婦女生殖功能的改善[Z]. 中國協(xié)和醫(yī)科大學, 2006.

[2] 何華. 男(雄)性雄激素缺乏與肥胖, 脂類代謝基因之間關(guān)系的研究[Z]. 復旦大學, 2011.

[3] 常翠青.運動與肥胖[J]. 中國運動醫(yī)學雜志, 2003, 22(6): 593.

[4] 王磊, 陳虹. 幼年雄性SD大鼠營養(yǎng)性肥胖模型的建立[J]. 藥物研究, 2010, 19(17): 5.

[5] 曲曉義, 張國平, 陳愉, 等. 單純性肥胖大鼠的肥胖特點及瘦素的變化[J].中國病理生理雜志, 2000, 16(11): 1233.

[6] 丁宗一. 中國兒童期單純肥胖癥的特點及預防[J]. 中華全科醫(yī)師雜志, 2004, (02): 36.

[7] Styne D M. Puberty. Obesity and ethnicity[J]. Trends Endocrinol Metab, 2004, 15(10): 472.

[8] 胡玉龍, 李寧川, 李奇, 等. 有氧運動及消脂散對高脂膳食誘導大鼠睪丸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)改變干預作用的研究[J]. 實用臨床醫(yī)藥雜志, 2012, 16(22): 5.

[9] MitchellM, Armstrong D T, Robher R L, et al. Adipokines:implication for female fertility and obesity[J]. Rep roduction, 2005, 130(5): 583.

[10] 孟國柱, 李正秋, 曾志偉, 等. 男性單純性肥胖患兒性發(fā)育的變化[J].實用兒科臨床雜志, 2003, (03): 56.

[11] 覃業(yè)亮. 高爾夫運動與中老年人生理機能的相關(guān)性分析[J]. 中華全科醫(yī)學, 2011, 9(1): 1.

[12] 胡玉龍, 李寧川, 李奇, 等. 有氧運動及消脂散對高脂膳食誘導大鼠睪丸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)改變干預作用的研究[J]. 實用臨床醫(yī)藥雜志, 2012, 16(22): 5.

[13] 羅興華, 廖八根. 運動對男性生殖系統(tǒng)功能的影響及其變化機制[J]. 廣州體育學院學報, 1999,(01): 33.

[14] 常波. 耐力運動對高脂膳食雄性肥胖大鼠脂肪組織OR-RmRNA表達和性發(fā)育的影響[J]. 北京體育大學學報, 2008, 3(11): 1489.