论文部分内容阅读
研究目的:探讨伏隔核(NAc)CP-AMPARs参与有氧运动改善肥胖易感大鼠进食行为的调控作用,从有氧运动调节食物奖赏的视角进一步揭示运动防治肥胖的神经生物学机制,为完善运动防治肥胖理论提供科学依据。研究方法:清洁级健康雄性SD大鼠60只(n=60)随机分为对照饮食组(C,n=15)和高脂饮食组(HFD,n=45),自由饮水、进食8周后,HFD大鼠以体重为标准筛选出肥胖易感组(OP,n=15)和肥胖抵抗组(OR,n=15)。然后采用固定(FR1、FR3、FR5)和渐进(PR)按压比率对所有大鼠进行操作式自给食物及饮食诱导条件位置偏爱的训练。行为学训练完成后对各组大鼠伏隔核区进行药物导管预埋手术,恢复1周后将OR组大鼠随机分为肥胖抵抗对照组(ORC,n=7)和肥胖抵抗运动组(ORE,n=7);OP组大鼠随机分为肥胖易感对照组(OPC,n=7)肥胖易感运动组(OPE,n=7)。其中,ORE与OPE组大鼠进行每周6次、每次50分钟、持续6周的跑台运动干预,(跑台坡度为零,起始速度14 m/min;每周递增2 m/min;每次训练时间50 min,前5 min和后5 min作为热身和整理活动,速度为10 m/min,此运动强度约为60%-75%VO2max)。6周的运动干预结束后,采用操作式自给食物实验与条件位置偏爱实验(CPP)评价大鼠食物奖赏与进食动机,旷场试验评价食物探索行为。然后,对伏隔核区进行3次CP-AMPARs拮抗剂(NASPM:20μg/0.5μl)定位注射1μL(0.25μL/min),结合行为学结果评价伏隔核CP-AMPARs在食物奖赏及进食动机变化中的作用。此外,实验结束大鼠禁食后,麻醉处死,取脑组织采用Western blotting技术测定腹侧纹状体GluA1与GluA2蛋白表达,采用免疫荧光双标技术检测伏隔核核部(core)细胞膜表面GluA1与GluA2的阳性表达。研究结果:(1)8周高脂饮食后,OP组大鼠体重与每日能量摄入显著高于C组与OR组(均为P<0.01);操作式自给食物实验显示,OP组大鼠FR1(P<0.01)、FR3(P<0.01)、FR5(P<0.01)、PR测试主动按压值及Breakpoint(P<0.05)均显著高于C组与OR组;此外,OP组大鼠体重增加与主动按压值(r=0.561,P<0.05)及Breakpoint均呈显著正相关关系(r=0.567,P<0.05)。条件位置偏爱实验显示,与C组比较,OP组与OR组大鼠食物诱导CPP偏爱度显著提高(P<0.05),且OP组大鼠CPP偏爱度与体重增加呈显著正相关关系(r=0.284,P<0.05)。旷场试验显示,OP组大鼠探索移动距离显著高于C组与OR组(均为P<0.01)。(2)6周有氧运动干预后,ORC组比较ORE组大鼠及OPC组比较OPE组大鼠,体重、能量摄入与体重增长率显著降低(均为P<0.01)。行为学实验显示,与OPC组比较,OPE组大鼠FR1、FR5、PR测试主动按压值及Breakpoint均显著降低(均为P<0.05);与OPC组比较,OPE组大鼠食物诱导CPP偏爱度显著降低(P<0.05);此外,ORE组大鼠探索移动距离较ORC组大鼠显著降低(P<0.01),与OPC组比较,OPE组大鼠探索距离也出现降低,且差异显著(P<0.05)。(3)在伏隔核定位注射NASPM后,所有大鼠行为学表现均出现明显改变。OPC组FR3、FR5测试的主动按压值显著高于ORC组(均为P<0.01);PR测试的主动按压值及Breakpoint值显著高于ORC组大鼠(均为P<0.05)。与OPC组大鼠比较,OPE组大鼠FR1、FR5主动按压值显著低于OPC组大鼠(均为P<0.05)。OPC组适口性食物诱导CPP偏爱度显著高于ORC组大鼠(P<0.05),OPE组大鼠CPP偏爱度显著低于OPC组大鼠(P<0.01)。OPC组大鼠探索移动距离显著高于ORC组大鼠(P<0.05),OPE组显著低于OPC组(P<0.01)。对比8周建模后测试基础值,NASPM输注后,OPC组大鼠FR1、PR测试主动按压值下降百分比显著低于ORC组大鼠(均为P<0.05);OPE组大鼠FR1、FR3、PR测试主动按压值下降百分比与Breakpoint值下降百分比值显著高于OPC组(均为P<0.05)。适口性食物诱导CPP偏爱度下降比值比较中,OPC组大鼠显著低于ORC组大鼠(P<0.05);OPE组大鼠下降比显著高于OPC组大鼠(P<0.05)。大鼠旷场探索移动距离下降百分比值比较中,OPE组显著高于OPC组大鼠(P<0.05)(4)Western blotting结果显示,与ORC组比较,OPC组大鼠腹侧纹状体GluA1蛋白表达水平显著增加(P<0.01),而GluA2蛋白表达水平显著降低(P<0.05)。与OPC组比较,OPE组大鼠GluA1蛋白表达水平显著下降(P<0.05);与OPC组比较,OPE组大鼠GluA2蛋白表达水平显著上升(P<0.05);此外,与ORC组比较,OPC组大鼠腹侧纹状体GluA1:GluA2表达比值显著增高(P<0.01),而OPE组大鼠GluA1:GluA2比值较OPC组大鼠显著下降(P<0.05)。(5)免疫荧光双标实验显示,与ORC组比较,OPC组大鼠伏隔核核部膜表面GluA1与GluA2阳性细胞及共表达阳性细胞数量均显著增加(均为P<0.05);此外,GluA1与GluA2的荧光比值也显著增高(P<0.05)。与OPC组比较,OPE组大鼠上述指标均显著降低(均为P<0.05)。研究结论:6周有氧运动干预可有效改善肥胖易感大鼠食物奖赏功能,降低进食动机,改善饮食行为,并延缓体重增长。其相关机制可能与有氧运动降低了肥胖易感大鼠伏隔核核部膜表面GluA1:GluA2表达比值,减少CP-AMPARs突触插入有关。有氧运动通过降低伏隔核核部CP-AMPARs表达及受体效能改善食物奖赏可能是其降低肥胖易感人群发病风险的重要生物学机制。