陳德權(quán),呂紅艷,韓俊超,曲廣才,張東軍,許弟群,蘇美華,衣雪潔1,
(1.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院,上海200438;2.閩南師范大學(xué)體育學(xué)院,福建漳州363000;3.沈陽(yáng)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院,遼寧沈陽(yáng)110102)
不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)訓(xùn)練對(duì)肥胖雄性小鼠生殖功能的影響
陳德權(quán)1,2,呂紅艷3,韓俊超3,曲廣才3,張東軍2,許弟群2,蘇美華2,衣雪潔1,3
(1.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院,上海200438;2.閩南師范大學(xué)體育學(xué)院,福建漳州363000;3.沈陽(yáng)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院,遼寧沈陽(yáng)110102)
肥胖是男性生殖功能低下的危險(xiǎn)因素,運(yùn)動(dòng)是改善肥胖所致男性生殖功能低下的重要手段,但不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)訓(xùn)練對(duì)肥胖男性生殖功能低下的影響卻值得探究。方法:80只雄性C57BL/6J小鼠隨機(jī)被分為標(biāo)準(zhǔn)飼料對(duì)照組(NC)、肥胖對(duì)照組(OC)、肥胖中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)組(OME)、肥胖大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)組(OHE)、標(biāo)準(zhǔn)飼料恢復(fù)組(NR)、肥胖恢復(fù)組(OR)、肥胖中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)恢復(fù)訓(xùn)練組(OMER)、肥胖大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)恢復(fù)訓(xùn)練組(OHER)。OME組和OMER組進(jìn)行8周,2 h/d,6 d/周的游泳運(yùn)動(dòng)。OHE組和OHER組每天進(jìn)行2次OME組或OMER組的游泳運(yùn)動(dòng)。OMER組和OHER組8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)結(jié)束后,再進(jìn)行恢復(fù)性游泳訓(xùn)練,1 h/天,6 d/周,4周后結(jié)束。末次運(yùn)動(dòng)24 h后測(cè)量體長(zhǎng)、體重、腹腔脂肪重量、生殖腺重量(睪丸、附睪、精囊腺),測(cè)定血清黃體生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、睪酮(T)濃度,顯微鏡下測(cè)定精子濃度和精子活力。結(jié)果:肥胖會(huì)造成雄性小鼠生殖功能的下降。中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)和大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)均能顯著降低小鼠肥胖程度,且大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)減肥效果更好,但只有中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能顯著逆轉(zhuǎn)肥胖所致雄性小鼠生殖腺系數(shù)、血清性激素水平和精液質(zhì)量參數(shù)的下降。恢復(fù)性訓(xùn)練能進(jìn)一步恢復(fù)中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖雄性小鼠的生殖功能,但不能改善大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖雄性小鼠生殖功能的低下。結(jié)論:中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)及中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后再進(jìn)行恢復(fù)性訓(xùn)練均能顯著改善肥胖所致雄性小鼠生殖功能的低下,而大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)和大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后再進(jìn)行恢復(fù)性訓(xùn)練均不能有效改善肥胖所致雄性小鼠生殖功能的低下。
肥胖;男性生殖功能低下;不同方式運(yùn)動(dòng);恢復(fù)性訓(xùn)練
隨著我國(guó)肥胖人口數(shù)量的增加,肥胖男性總數(shù)及占世界肥胖人口的比例已居世界首位(4 320萬(wàn),16.3%)[1],肥胖對(duì)男性健康的危害日益引起人們的重視。肥胖不僅是心腦血管系統(tǒng)疾病、Ⅱ型糖尿病等代謝性疾病的重要致病因素,也是男性生殖功能下降的潛在危險(xiǎn)。動(dòng)物和人體研究均已證實(shí),肥胖會(huì)降低雄性動(dòng)物和男性血清卵泡刺激素(FSH)、黃體生成素(LH)、睪酮(T)濃度,升高雌二醇(E2)濃度[2-3],也會(huì)降低一次射精量、精子總數(shù)、精子濃度、精子活力、正常形態(tài)精子數(shù)量[2,4],會(huì)使精子的頂體反應(yīng)受損[2,4],最終導(dǎo)致其正常體重的雌性配偶胚胎發(fā)育受阻[5]、正常體重女性配偶受孕率及胎兒出生率下降[6]。由此,防治或改善肥胖所致男性生殖功能的低下成為亟待解決的重要健康議題。
運(yùn)動(dòng)是減肥和防治肥胖相關(guān)代謝性疾病的有效方法,同時(shí)研究也發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期進(jìn)行運(yùn)動(dòng)不僅能逆轉(zhuǎn)肥胖所致肥胖雄性小鼠的精液質(zhì)量下降[2],也能升高肥胖青年男性的各項(xiàng)精液質(zhì)量參數(shù)[7]。有研究認(rèn)為長(zhǎng)期進(jìn)行運(yùn)動(dòng)會(huì)降低肥胖男性青少年血清睪酮(T)濃度、睪酮/皮質(zhì)醇比值(T/C)[8],也會(huì)降低肥胖小鼠精液質(zhì)量參數(shù)[9]。研究結(jié)果的不一致除與受試對(duì)象及體質(zhì)差異有關(guān),也與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷/強(qiáng)度大小有關(guān)。另外,由于低強(qiáng)度/負(fù)荷的恢復(fù)性訓(xùn)練能加速大強(qiáng)度/大負(fù)荷訓(xùn)練后機(jī)體乳酸清除[10],促進(jìn)內(nèi)分泌和免疫機(jī)能的恢復(fù)[11-12],從而加速身體機(jī)能的恢復(fù),但是尚無(wú)研究證實(shí)大負(fù)荷訓(xùn)練后進(jìn)行低強(qiáng)度/負(fù)荷的恢復(fù)性訓(xùn)練對(duì)肥胖男性/雄性生殖功能的影響。因此,本研究首先采用不同負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)干預(yù)體質(zhì)相近的肥胖雄性小鼠,假設(shè)不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)會(huì)改善/加重肥胖雄性小鼠生殖功能的低下,然后再利用恢復(fù)性訓(xùn)練避免體重的反彈,保持減肥效果,探究恢復(fù)性訓(xùn)練對(duì)不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)干預(yù)后肥胖雄性小鼠生殖功能的影響,為長(zhǎng)期進(jìn)行中等負(fù)荷/大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)以及不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后進(jìn)行恢復(fù)性訓(xùn)練改善/加重肥胖男性生殖功能低下提供理論依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
4~5周齡剛斷乳雄性C57BL/6J小鼠80只,購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,許可證號(hào):SCXK(京)2012-0001。小鼠飼養(yǎng)環(huán)境:溫度(22± 5)℃,相對(duì)濕度(50±10)%,明暗周期12 h/12 h,每3 d更換一次墊料和水,5只/籠,自由進(jìn)食飲水。
1.2 方法
1.2.1 動(dòng)物分組 隨機(jī)選取20只小鼠作為標(biāo)準(zhǔn)飼料組(ND),其余60只為高脂飼料組(HFD)。ND組進(jìn)食標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動(dòng)物飼料(6%脂肪),HFD組進(jìn)食高脂飼料(21%脂肪),飼料配方參照文獻(xiàn)[2]。HFD組喂養(yǎng)10周后,剔除肥胖抵抗組小鼠1只,其余小鼠體重均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)飼料對(duì)照組體重120%,達(dá)到肥胖動(dòng)物模型標(biāo)準(zhǔn)[13]。所有動(dòng)物喂養(yǎng)10周后,ND組再分為標(biāo)準(zhǔn)飼料對(duì)照組(NC,N=10)和標(biāo)準(zhǔn)飼料恢復(fù)組(NR,N=10);HFD組再分為肥胖對(duì)照組(OC,N=9)、肥胖中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)組(OME,N=10)、肥胖大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)組(OHE,N=10)、肥胖恢復(fù)組(OR,N=10)、肥胖中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)恢復(fù)組(OMER,N=10)、肥胖大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)恢復(fù)組(OHER,N=10)。10周建模前后,各組小鼠的進(jìn)食飼料成分保持不變。每周稱量體重一次。動(dòng)物分組方案見圖1。
圖1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組方案
1.2.2 運(yùn)動(dòng)方案 運(yùn)動(dòng)方式為無(wú)負(fù)重游泳,水溫(34±2)℃。所有運(yùn)動(dòng)組小鼠適應(yīng)性訓(xùn)練2周后進(jìn)行正式運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,6d/w,每周休息1d。運(yùn)動(dòng)方案及最終各組小鼠數(shù)量見表1。
1.2.3 取材與指標(biāo)檢測(cè) 1~4組和5~8組小鼠分別在第18、22周末次運(yùn)動(dòng)24 h(禁食12 h)后稱體重,腹腔注射10%水合氯醛麻醉后,眼眶取血,分離血清并立即存于-80℃超低溫冰箱中待測(cè)血清性激素指標(biāo)。采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定血清LH、FSH、T濃度,ELISA試劑盒購(gòu)自美國(guó)R&D公司,全自動(dòng)酶標(biāo)儀(北京盛大公司)。
表1 各組小鼠飲食及運(yùn)動(dòng)方案
精子活力測(cè)定:取血后立即分離左側(cè)附睪,在37℃1 ml生理鹽水中將附睪頭部和尾部分離,將附睪尾部剪成數(shù)段后輕輕擠壓,使精子游離出來(lái),迅速于室溫18℃~24℃光鏡下觀察精子活性、并計(jì)算各級(jí)精子數(shù)量,用以計(jì)算精子活力。精子活動(dòng)度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:(0)不活動(dòng)精子;(I)非持續(xù)運(yùn)動(dòng)精子;(II)持續(xù)運(yùn)動(dòng)精子。精子活力(%)=(I+I(xiàn)I)/(0+I(xiàn)+I(xiàn)I)×100%[14]。
稱取腹腔脂肪、睪丸、附睪、精囊腺重量。計(jì)算Lee’s指數(shù)、睪丸系數(shù)、附睪系數(shù)、精囊腺系數(shù):Lee’s指數(shù)=體重1/3(g)×103/體長(zhǎng)(cm),睪丸系數(shù)=睪丸重量(g)*100/體重(g),附睪系數(shù)=附睪重量(g)*100/體重(g),精囊腺系數(shù)=精囊腺重量(g)*100/體重(g)。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析
利用SPSS 18.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。組內(nèi)數(shù)據(jù)的假設(shè)檢驗(yàn)采用單因素方差分析進(jìn)行,然后再利用Student-Newman-Keuls post hoc進(jìn)行多重比較;恢復(fù)訓(xùn)練前、后數(shù)據(jù)的比較、OME、OHE組與NC組的比較及OMER、OHER組與NR組的比較均采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn);差異顯著水平為P<0.05,差異非常顯著水平為P<0.01。
2.1 肥胖建模前后小鼠體重的變化
肥胖建模前,ND組小鼠和HFD組小鼠體重沒有顯著性差異(P>0.05)。到第10周末,HFD組有59只小鼠體重超過(guò)ND組小鼠體重20%(P<0.01),肥胖造模成功率高達(dá)98.33%。
表2 小鼠肥胖建模前后體重比較
表2 小鼠肥胖建模前后體重比較
注:vs.ND:*P<0.05,**P<0.01。
組別N實(shí)驗(yàn)前/g 10周末/g ND 20 20.83±0.56 25.40±0.02 HFD 59 20.74±0.83 36.20±0.87**
2.2 體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量、脂體比的結(jié)果分析
圖2顯示,OC組/OR組體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量均非常顯著高于NC組/NR組(P<0.01),表明OC/OR組肥胖造模成功。
運(yùn)動(dòng)8周后,OME組體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量均顯著性低于OC組(P<0.01,P<0.05,P<0.01);OHE組體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量均非常顯著低于OC組(P<0.01),OHE組Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量也均顯著低于OME組(P<0.05,P<0.05,P<0.01)。這說(shuō)明長(zhǎng)期進(jìn)行中等負(fù)荷和大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)均能有效降低肥胖雄性小鼠的體脂,且大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)的效果更好。
4周恢復(fù)訓(xùn)練后,NR組僅Lee’s指數(shù)顯著性低于NC組(P<0.05),說(shuō)明4周正常飲食沒有引起小鼠體重出現(xiàn)非常顯著變化;OR組體重顯著高于OC組(P<0.05),說(shuō)明4周高脂飲食引起OR組小鼠體重顯著增加。OMER組體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量均非常顯著低于OR組(P<0.01),但OMER組僅Lee’s指數(shù)顯著性低于OME組(P<0.05);OHER組體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量也均非常顯著低于OR組(P<0.01),但OHER組與OHE組相比,無(wú)顯著性差異(P>0.05),這些數(shù)據(jù)說(shuō)明恢復(fù)訓(xùn)練能維持中等負(fù)荷和大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的減肥效果,但不能進(jìn)一步降低兩種負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后小鼠的肥胖程度。
2.3 生殖腺重量絕對(duì)值及相對(duì)系數(shù)的結(jié)果分析如表3所示,OC組和OR組中僅OR組附睪重量絕對(duì)值非常顯著高于NR組(P<0.01),但OC組與NC組相比、OR組與NR組相比,睪丸及精囊腺系數(shù)均非常顯著性降低(P<0.01),同時(shí),OR組附睪系數(shù)也顯著性低于NR組(P<0.05),這表明肥胖引起雄性小鼠生殖腺形態(tài)下降。
8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后,OME組和OHE組中,僅OME組小鼠睪丸和附睪系數(shù)均顯著高于OC組(P<0.05)。這說(shuō)明長(zhǎng)期進(jìn)行中等負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)能逆轉(zhuǎn)生殖腺系數(shù)的下降,但長(zhǎng)期大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)則不能緩解肥胖所致生殖腺系數(shù)的下降。
4周恢復(fù)性訓(xùn)練后,NR組與NC組相比,各指標(biāo)均無(wú)顯著性差異(P>0.05),說(shuō)明4周鼠齡差異不會(huì)引起生殖腺形態(tài)的顯著變化;OR組雖然附睪重和精囊腺中顯著高于OC組(P<0.05),但相對(duì)系數(shù)均無(wú)顯著性差異(P>0.05),說(shuō)明4周高脂飲食也沒有顯著影響生殖腺形態(tài)。OMER組睪丸系數(shù)、附睪系數(shù)和精囊腺系數(shù)均顯著高于OR組(P<0.05),但OHER組只有睪丸系數(shù)顯著高于OR組(P<0.05),另外,OMER組與OME組相比、OHER組與OHE組相比,均只有精囊腺系數(shù)非常顯著升高(P<0.01),但OMER組升高幅度更大,這些數(shù)據(jù)說(shuō)明恢復(fù)訓(xùn)練對(duì)兩種負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖小鼠的生殖腺系數(shù)均有緩解作用,但對(duì)中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后效果更明顯。
圖2 各組小鼠體重、Lee’s指數(shù)、腹腔脂肪重量的對(duì)比分析
表3 各組小鼠生殖腺重量絕對(duì)值及相對(duì)系數(shù)的對(duì)比分析
表3 各組小鼠生殖腺重量絕對(duì)值及相對(duì)系數(shù)的對(duì)比分析
注:vs.NC:*P<0.05,**P<0.01;vs.OC:#P<0.05,##P<0.01;vs.OME:△P<0.05,△△P<0.01;vs.OHE:○P<0.05,○○P<0.01;vs.NR:☆P<0.05,☆☆P<0.01;vs.OR:※P<0.05,※※P<0.01。
精囊腺系數(shù)(g/100g)NC 10 167.80±23.00 0.57±0.13 36.50±8.40 0.12±0.04 366.30±38.40 1.23±0.17 OC 9 175.58±28.74 0.40±0.09**41.89±7.43 0.10±0.02 348.11±78.10 0.77±0.20**OME 9 164.38±28.03 0.50±0.11#43.14±8.98 0.13±0.04#331.25±62.13 0.76±0.25 OHE 9 164.67±13.33 0.47±0.08 45.33±13.33 0.11±0.07 323.78±32.07 0.71±0.17 NR 10 165.29±26.69 0.56±0.14 40.57±4.65 0.14±0.02 372.86±22.20 1.26±0.11 OR 10 195.14±26.08 0.40±0.07☆☆50.14±5.88☆☆#0.11±0.01☆417.71±48.33#0.87±0.15☆☆OMER 9 164.50±28.83※0.52±0.11※44.00±8.67 0.14±0.03※356.33±42.44※※1.13±0.26※△△OHER 9 161.17±25.89※0.48±0.05※41.17±4.11 0.12±0.02 327.67±33.78※※0.98±0.12○○組別N睪丸重(mg)睪丸系數(shù)(g/100g)附睪重(mg)附睪系數(shù)(g/100g)精囊腺重(mg)
2.4 血清LH、FSH、T濃度結(jié)果分析
表4顯示,OC組/OR組血清LH、FSH、T濃度均顯著性低于NC組/NR組(P<0.01,P<0.05,P<0.05),這說(shuō)明肥胖造成雄性小鼠血清性激素水平下降。
8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后,OME組血清LH、FSH、T濃度均顯著性高于OC組(P<0.05),OHE組血清LH、FSH、T濃度與OC組相比,僅有下降的趨勢(shì)(P>0.05),然而,OHE組LH、FSH、T濃度均非常顯著低于OME組(P<0.01)。數(shù)據(jù)表明,中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能逆轉(zhuǎn)肥胖所致雄性小鼠血清LH、FSH、T水平的下降,而大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)不僅不能緩解肥胖所致雄性小鼠性激素水平的下降,甚至有加重的趨勢(shì)。
4周恢復(fù)訓(xùn)練后,NR組與NC組相比、OR組與OC組相比,血清性激素水平均無(wú)顯著性差異(P>0.05),說(shuō)明4周的正常飼料和高脂飼料對(duì)NR組和OR組小鼠血清性激素水平?jīng)]有顯著影響。OMER組血清LH、FSH、T濃度均顯著性高于OR組(P<0.01,P<0.05,P<0.05),但OHER組血清T濃度顯著低于OR組(P<0.05),同時(shí)OHER組血清LH、FSH、T濃度也均顯著低于OMER組(P<0.05,P<0.05,P<0.01),另外,OMER組與OME組相比、OHER組與OHE組相比,血清性激素水平均無(wú)顯著性差異(P>0.05),這些數(shù)據(jù)說(shuō)明恢復(fù)訓(xùn)練能維持中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖雄性小鼠性激素水平的改善作用,但不能緩解大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后雄性小鼠的性激素水平。
表4 各組小鼠血清LH、FSH、T濃度對(duì)比分析
表4 各組小鼠血清LH、FSH、T濃度對(duì)比分析
注:vs.NC:*P<0.05,**P<0.01;vs.OC:#P<0.05;vs.OME:△P<0.05,△△P<0.01;vs.NR:☆P<0.05,☆☆P<0.01;vs.OR:※P<0.05,※※P<0.01;vs.OMER:●P<0.05,●●P<0.01。
組別N LH(ng/ml)FSH(IU/L)T(ng/L)NC 10 1.99±0.37 11.94±1.01 269.91±49.37 OC 9 1.66±0.31**8.96±1.30**211.89±40.21*OME 9 2.04±0.28#11.06±0.78#255.78±33.05#OHE 9 1.54±0.22△△8.08±1.03△△196.02±16.29△△NR 10 2.00±0.09 11.15±0.63 241.64±13.30 OR 10 1.56±0.14☆☆8.72±0.39☆☆200.31±9.80☆OMER 9 1.91±0.22※※10.63±0.74※247.04±24.62※OHER 9 1.69±0.25●8.92±1.10●185.43±20.13※●●
2.5 精子濃度、精子活力結(jié)果分析
如圖3所示,OC組與OC組相比、OR組與NR組相比,小鼠精子濃度和精子活力均非常顯著降低(P<0.01),說(shuō)明肥胖造成雄性小鼠精液質(zhì)量參數(shù)下降。
注:*P<0.05,**P<0.01。
8周訓(xùn)練后,OME組精子濃度和精子活力均非常顯著高于OC組(P<0.01);OHE組精子活力與OC組相比僅有下降的趨勢(shì)(P>0.05),但OHE組精子濃度和精子活力均非常顯著低于OME組(P<0.01)。這表明中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能改善肥胖所致精液質(zhì)量參數(shù)的下降,但大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)不僅沒有改善作用,甚至有加重的趨勢(shì)。
4周恢復(fù)訓(xùn)練后,NR組與NC組相比、OR組與OC組相比,精液質(zhì)量參數(shù)均無(wú)顯著性差異(P>0.05),說(shuō)明4周的正常飼料和高脂飼料對(duì)NR組和OR組小鼠精液質(zhì)量參數(shù)沒有明顯影響。OMER組精子濃度和精子活力均顯著高于OR組(P<0.05),但OHER組精子濃度和精子活力均非常顯著低于OMER組(P<0.01),另外,OMER組與OME組相比、OHER組與OHE組相比,精液質(zhì)量參數(shù)均無(wú)顯著性差異(P>0.05),這些數(shù)據(jù)說(shuō)明恢復(fù)訓(xùn)練能維持中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖雄性小鼠精液質(zhì)量參數(shù)的改善作用,但不能緩解大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖雄性小鼠的精液質(zhì)量參數(shù)。
3.1 不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖雄性小鼠生殖功能的影響
運(yùn)動(dòng)是改善Ⅱ型糖尿病、高血壓和骨質(zhì)疏松等多種肥胖相關(guān)代謝性疾病的重要干預(yù)因素。同時(shí),研究也發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期進(jìn)行規(guī)律的運(yùn)動(dòng)能逆轉(zhuǎn)肥胖所致成年男性精液質(zhì)量的下降[7]。但是,也有研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期進(jìn)行大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)會(huì)降低肥胖男孩性激素水平[8],也會(huì)引起正常體重男性LH、FSH、T水平和精液質(zhì)量的下降[15]。運(yùn)動(dòng)對(duì)男性生殖功能的影響,不僅與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度/負(fù)荷大小有關(guān),也與受試者體質(zhì)有關(guān)。但不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)相近體質(zhì)的肥胖男性生殖功能的影響卻不清楚。由于肥胖所致男性生殖功能的低下,也在肥胖動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也得到驗(yàn)證[2],因此,本研究首先建肥胖動(dòng)物模型,給剛斷乳的雄性小鼠高脂飲食,10周后肥胖組的體重超過(guò)了正常組體重的120%,達(dá)到了肥胖動(dòng)物模型的要求[13],在此基礎(chǔ)上繼續(xù)給予高脂飼料喂養(yǎng),并施加不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)干預(yù),8周后發(fā)現(xiàn)肥胖對(duì)照組小鼠生殖腺形態(tài)、血清性激素水平以及精液質(zhì)量參數(shù)均出現(xiàn)明顯的下降,這樣的結(jié)果與之前的肥胖致雄性生殖功能低下的動(dòng)物模型具有一致性[2]。
8周中等負(fù)荷和大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)均能有效降低肥胖雄性小鼠的體脂,且大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)的效果更好。這表明負(fù)荷越大的運(yùn)動(dòng),減肥的效果也越好。這與肥胖男孩采用大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到快速減肥的效果具有相似性[8]。同時(shí)本研究也發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期進(jìn)行中等負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)能逆轉(zhuǎn)肥胖所致雄性小鼠生殖腺系數(shù)、性激素水平和精液質(zhì)量參數(shù)的下降,但是大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)不僅不能改善肥胖所致雄性小鼠生殖腺系數(shù)、性激素水平和精液質(zhì)量參數(shù)的下降,甚至有加重的趨勢(shì)。這說(shuō)明不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷雖然都有減肥的效果,但是對(duì)肥胖所致生殖功能低下的影響卻是截然相反的。
中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)之所以能逆轉(zhuǎn)肥胖所致小鼠生殖功能低下,一方面原因可能是中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能降低肥胖小鼠下丘腦部位促炎因子IL-1β、IL-6表達(dá)水平[16],從而減弱上述炎癥因子通過(guò)核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路對(duì)GnRH神經(jīng)元的抑制[17],最終逆轉(zhuǎn)肥胖所致LH和FSH激素水平的下降;另外,本課題組前期研究中發(fā)現(xiàn),中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)逆轉(zhuǎn)肥胖小鼠睪丸組織睪酮合成關(guān)鍵酶的下降,從而增加睪酮的合成與分泌[18]。再者,也有研究發(fā)現(xiàn)中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能降低肥胖小鼠睪丸組織中氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)程度[19,20]。而肥胖所致睪丸組織中氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)程度的增加與睪酮合成酶和調(diào)節(jié)因子表達(dá)的減少、精子畸形率的增加均有密切聯(lián)系[21,22]。因此,中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)上述機(jī)制逆轉(zhuǎn)肥胖所致生殖腺系數(shù)、血清LH、FSH、T含量和精液質(zhì)量參數(shù)的下降。
大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)之所以不能改善,甚至加重肥胖所致雄性小鼠生殖功能的低下,原因可能也是多方面的。一方面大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)可能引起下丘腦中IL-1β、IL-6、TNF-α表達(dá)增加[23],進(jìn)一步通過(guò)NF-κB信號(hào)通路抑制GnRH神經(jīng)元興奮性,從而影響血清中LH、FSH的水平恢復(fù)正常。另一方面,有研究表明大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能降低大鼠睪丸組織中睪酮合成酶的表達(dá),從而顯著降低大鼠血清和睪丸中睪酮濃度[24],也會(huì)升高精漿中促炎因子水平,增加精漿中氧化應(yīng)激水平,降低精漿抗氧化酶活性以及精液質(zhì)量參數(shù)[15],因此,大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)也可能通過(guò)上述機(jī)制降低肥胖小鼠血清睪酮濃度和精液質(zhì)量參數(shù)。綜上所述,中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)和大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)都可能主要通過(guò)下丘腦和睪丸兩個(gè)層面對(duì)肥胖小鼠的生殖功能進(jìn)行相反方向的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)的機(jī)制可能涉及氧化應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)等機(jī)制,最終對(duì)LH、FSH以及睪酮的生物合成、精液質(zhì)量參數(shù)、生殖腺的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行相反方向的調(diào)節(jié)。
3.2 恢復(fù)性訓(xùn)練對(duì)不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖雄性小鼠生殖功能的影響
恢復(fù)性訓(xùn)練作為現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練體系的重要組成部分,已經(jīng)廣泛用于促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員大負(fù)荷訓(xùn)練后身體機(jī)能的恢復(fù)。這是由于前期的大量研究已經(jīng)證實(shí)了恢復(fù)性訓(xùn)練能加快大負(fù)荷訓(xùn)練后機(jī)體乳酸的清除[10],從而提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。同時(shí),也有研究發(fā)現(xiàn)恢復(fù)性訓(xùn)練能加快大負(fù)荷訓(xùn)練后血液中淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞的恢復(fù)[11],從而促進(jìn)機(jī)體免疫機(jī)能的恢復(fù)。但是關(guān)于恢復(fù)性訓(xùn)練對(duì)大負(fù)荷訓(xùn)練后男性/雄性生殖功能影響的報(bào)道卻較少,僅Safarinejad M R等研究發(fā)現(xiàn),正常體重男性進(jìn)行恢復(fù)性訓(xùn)練能逆轉(zhuǎn)中等負(fù)荷和大負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后性激素水平的下降和大負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后精液質(zhì)量參數(shù)的下降[25],但尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于恢復(fù)性訓(xùn)練對(duì)肥胖男性/雄性大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后生殖功能影響的報(bào)道。本研究中發(fā)現(xiàn),4周的恢復(fù)訓(xùn)練后中等負(fù)荷和大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)組小鼠的體重沒有出現(xiàn)明顯的波動(dòng),提示恢復(fù)訓(xùn)練能較好地保持兩種負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的減肥效果。關(guān)于恢復(fù)性訓(xùn)練對(duì)各生殖功能參數(shù)的影響,一方面恢復(fù)訓(xùn)練對(duì)兩種負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖小鼠的生殖腺系數(shù)均有緩解作用,且對(duì)中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后效果更明顯,同時(shí)恢復(fù)訓(xùn)練也能維持中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖雄性小鼠性激素水平和精液質(zhì)量參數(shù)的改善作用,造成這一效果的原因,可能主要與恢復(fù)性訓(xùn)練能促進(jìn)機(jī)體核糖體蛋白質(zhì)的合成[26],有助于免疫機(jī)能的恢復(fù)[11]、從而有助于性激素的合成與分泌,也有助于精子的生成;另一方面,恢復(fù)訓(xùn)練雖然能緩解大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后生殖腺系數(shù)的下降,但不能改善大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的性激素水平和精液質(zhì)量參數(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因,可能與本研究中恢復(fù)訓(xùn)練的時(shí)間僅為4周,與Safarinejad M R等[25]采用的36周恢復(fù)訓(xùn)練時(shí)間差異較大,因此導(dǎo)致大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)訓(xùn)練不能有效改善肥胖雄性小鼠生殖功能的低下。
1)長(zhǎng)期進(jìn)行中等負(fù)荷和大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)均能有效降低肥胖雄性小鼠的體脂,且大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)效果更好。同時(shí),中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)也能逆轉(zhuǎn)肥胖所致雄性小鼠生殖功能低下,但大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)則不能發(fā)揮該作用。
2)4周的恢復(fù)訓(xùn)練能有效地避免中、大負(fù)荷訓(xùn)練后的體重反彈,保持減肥效果,同時(shí)也可有效維持中等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖雄性小鼠生殖功能的逆轉(zhuǎn),但不能緩解大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后肥胖雄性小鼠生殖功能的低下。
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責(zé)任編輯:郭長(zhǎng)壽
Effect of Recovery Training on Different Loads of Exercise on Reproductive Function in Obese Male Mice
CHEN Dequan1,2,LYU Hongyan3,HAN Junchao3,QU Guangcai3,ZHANG Dongjun2,XU Diqun2,SU Meihua2,YI Xuejie1,3
(1.School of Kinesiology,Shanghai University of Sport,Shanghai200438,China;2.School of Physical Education,Minnan Normal University,Zhangzhou 363000,F(xiàn)ujian,China;3.School of Kinesiology,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China)
Obesity is a deleterious factor for man’s sub-fertility and exercise is an crucial method for improving the reproductive function of obese males,but the effect of different loads of exercise and the followed recovery training on the reproductive function in obese males is worthy of exploring.Methods:80 male C57BL/6J mice were random ly divided into 8 groups:normal control(NC),obese control(OC),obese moderate-load exercise(OME),obese heavy-load exercise(OHE),normal recovery(NR),obese recovery(OR),obese moderate-load exercise and recovery training(OMER),obese heavy-load exercise and recovery training(OHER)groups.Mice in OME and OMER groups swam 2 hours/day,6 days/week,for8 weeks,and mice in OHE and OHER groups underwent twice the amount of daily exercise intervention as the OME or OMER group.After 8 weeks of exercise,mice in OMER and OHER groupswere further provided with recovery training for4 weeks.24h after the lastboutof exercise,and the body length,body weight,abdominal fat weight,and the gonads(testes,epididymis and seminal vesicle)weight of all mice were determined,luteinizing hormone(LH),follicle stimulating hormone(FSH)and testosterone level in serum were also determined,and semen quality parameters were determined by using a microscope.Results:Obesity was related with reduced reproductive function in male mice.Both moderate and heavy-load exercises were able to reduce the body fat of obese mice,and it was more significant in OHE group,but only moderate-exercise could significantly reverse the decline of gonads/body weight ratio,sex hormones level in serum and semen quality parameters in obese male mice.The recovery training was able to improve reproductive function of obesemale mice in OME group,but it couldn’t improve the reduced reproductive function of mice in OHE group.Conclusions:Both moderate-load exercise and moderate-load exercise followed with recovery training can significantly improve the reproductive function in obese male mice,but neither heavy-load exercise nor heavy-load exercise follow ed with recovery training can effectively improve the reproductive function in obese male mice.
obesity;man’s sub-fertility;different loads of exercise;recovery training
804.21
A
1004-0560(2016)05-0056-07
2016-08-09;
2016-09-17
上海體育學(xué)院研究生教育創(chuàng)新基金(yjscx2015019);國(guó)家自然科學(xué)基金(81273096);福建省教育廳科技項(xiàng)目(JA15311)。
陳德權(quán)(1981—),男,講師,博士研究生,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生理生化。
衣雪潔(1966—),女,教授,博士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)防治代謝性疾病的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,E-mail:yixuejie8387@163.com。