出生后營(yíng)養(yǎng)干預(yù)對(duì)宮內(nèi)發(fā)育遲緩大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響

徐世明 王宏娟* 李中秋 古同男 許子華 盛樹(shù)力

(1.首都醫(yī)科大學(xué)燕京醫(yī)學(xué)院生化與分子生物學(xué)教研室,北京 101300;2.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室,北京 100053)

·神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基礎(chǔ)和臨床研究·

出生后營(yíng)養(yǎng)干預(yù)對(duì)宮內(nèi)發(fā)育遲緩大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響

徐世明1王宏娟1*李中秋1古同男1許子華1盛樹(shù)力2

(1.首都醫(yī)科大學(xué)燕京醫(yī)學(xué)院生化與分子生物學(xué)教研室,北京 101300;2.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室,北京 100053)

目的研究營(yíng)養(yǎng)干預(yù)對(duì)宮內(nèi)發(fā)育遲緩(intrauterine growth retardation,IUGR)大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響，探討阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)等神經(jīng)變性病可能的發(fā)育起源及營(yíng)養(yǎng)相關(guān)機(jī)制。方法應(yīng)用熱量限制法制備IUGR大鼠模型。對(duì)出生后的對(duì)照大鼠(control,C)和IUGR大鼠(I)在哺乳期和斷乳后分別給予自由取食標(biāo)準(zhǔn)飼料(ad libitum food intake，A)、限制取食70%標(biāo)準(zhǔn)飼料(restricted food intake，R)及自由取食高脂飼料(high fat food intake，H)處理，得到6組大鼠：對(duì)照自由取食(control with ad libitum food intake，CA)組、對(duì)照限制取食(control with restricted food intake，CR)組、對(duì)照自由取食高脂(control with high fat food intake，CH)組、IUGR自由取食(IUGR with ad libitum food intake，IA)組、IUGR限制取食(IUGR with restricted food intake，IR)組和IGRU自由取食高脂(IUGR with high fat food intake，IH)組。于新生、斷乳和成年3個(gè)不同時(shí)期取材，比較各組大鼠體質(zhì)量、腦質(zhì)量、腦/體質(zhì)量比、血糖、血三酰甘油和總膽固醇等指標(biāo)的變化。應(yīng)用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)，比較各組成年大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的變化。結(jié)果新生IUGR大鼠的血糖和總膽固醇濃度與對(duì)照組相比降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。斷乳期，血三酰甘油在IA和IH組較正常出生體質(zhì)量組升高(P<0.05)；血總膽固醇在CR組低于CA組(P<0.05)，CH、IA和IH組高于CR組(P<0.05)，IR組低于IA組(P<0.05)。成年大鼠血總膽固醇濃度在CH、IA和IH組均高于CA組(P<0.05)。斷乳大鼠體質(zhì)量，CH組高于CA組(P<0.05)，CR、IA和IR組均低于CA組(P<0.05)；腦質(zhì)量，CR、IA、IH、IR組均低于CA組(P<0.05)；腦/體質(zhì)量比在CR和IR組高于CA組(P<0.05)，CH組低于CA組(P<0.05)。成年大鼠的腦、體質(zhì)量變化與斷乳時(shí)期相似。Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中，撤除平臺(tái)后，CH及IR兩組大鼠穿過(guò)平臺(tái)的次數(shù)均多于CA組(P<0.05)；CH組大鼠在平臺(tái)象限停留時(shí)間多于CA、CR和IR組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論出生后的不同營(yíng)養(yǎng)干預(yù)可造成IUGR大鼠血糖、血脂等血液生物化學(xué)指標(biāo)的變化，伴腦、體質(zhì)量的差異及成年后空間學(xué)習(xí)記憶的改變，提示AD等神經(jīng)變性病的腦內(nèi)變化可能起源于生命早期，并受到生后營(yíng)養(yǎng)狀況的影響。

宮內(nèi)發(fā)育遲緩；營(yíng)養(yǎng)干預(yù)；腦/體質(zhì)量比；Morris水迷宮

宮內(nèi)發(fā)育遲緩(intrauterine growth retardation,IUGR)不僅造成胎兒出生體質(zhì)量降低，更可能對(duì)子代個(gè)體出生后的生長(zhǎng)發(fā)育造成近期或遠(yuǎn)期的影響[1]。已有證據(jù)[2]表明IUGR與2型糖尿病、缺血性心臟病、高血壓、肥胖癥及神經(jīng)變性病等多種成年期疾病具有相關(guān)關(guān)系，但機(jī)制尚不清楚。IUGR胎兒可能為適應(yīng)不利的宮內(nèi)環(huán)境，通過(guò)胰島素抵抗等機(jī)制永久改變敏感組織器官的結(jié)構(gòu)與功能，以?xún)?yōu)化營(yíng)養(yǎng)配置保證生存。當(dāng)預(yù)先的“編程”與出生后的環(huán)境不匹配時(shí)，成年后患慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加[3]。近年來(lái)，以阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)為代表的神經(jīng)變性病的發(fā)病起源問(wèn)題得到越來(lái)越多的關(guān)注。生命早期因營(yíng)養(yǎng)缺乏引起的腦內(nèi)胰島素抵抗及出生后營(yíng)養(yǎng)狀況與神經(jīng)變性病易感性之間的相關(guān)關(guān)系日益成為新的研究熱點(diǎn)。

本課題組[4]之前的研究顯示，新生IUGR大鼠的體質(zhì)量、腦質(zhì)量均顯著降低，但腦/體質(zhì)量比顯著升高，說(shuō)明IUGR大鼠在營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下存在腦保護(hù)效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步比較斷乳和成年大鼠腦、體質(zhì)量的變化；測(cè)定血糖、血三酰甘油及膽固醇在新生、斷乳和成年時(shí)期的變化；觀察成年大鼠在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)記憶能力的變化。探討AD等神經(jīng)變性病可能的早期營(yíng)養(yǎng)相關(guān)機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及飼料

SPF級(jí)Sprague-Dawley(SD)大鼠36只,雌雄各半，12～15周齡，體質(zhì)量220～250 g，北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物合格證號(hào)：SCXK(京)2012-0001。動(dòng)物飼養(yǎng)在首都醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF級(jí)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室許可證號(hào)：SYXK(京)2010-0020。大小鼠維持飼料及高脂高熱量飼料由北京華阜康生物科技股份有限公司提供，許可證編號(hào)：SCXK(京)2009-0008(表1)。

表1 動(dòng)物飼料主要成分含量Tab.1 Main ingredients of animal feed

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

酶標(biāo)儀(美國(guó)Thermo公司)；Morris 水迷宮系統(tǒng)和視頻分析軟件(美國(guó)Actimetrics公司)；葡萄糖測(cè)定試劑盒(葡萄糖氧化酶法，產(chǎn)品批號(hào)：153431)、三酰甘油測(cè)定試劑盒(GPO-PAP法，產(chǎn)品批號(hào)：157231)、總膽固醇測(cè)定試劑盒(COD-PAP法，產(chǎn)品批號(hào)：141761)均由中生北控生物科技股份有限公司提供。

1.3 動(dòng)物模型制備

雌雄SD大鼠按1∶1比例合籠，次日晨見(jiàn)陰栓計(jì)為妊娠第1天。18只孕鼠單籠飼養(yǎng)，采用數(shù)字表法隨機(jī)分為對(duì)照(control,Con)組和IUGR組(每組 9只)：對(duì)照組自由取食標(biāo)準(zhǔn)食水；IUGR組于妊娠第1～10天自由取食標(biāo)準(zhǔn)飼料，第11～21天給予同孕齡對(duì)照組孕鼠50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))飼料量。2組孕鼠分娩當(dāng)日均自由取食標(biāo)準(zhǔn)食水。IUGR新生仔鼠體質(zhì)量低于對(duì)照組2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為IUGR納入標(biāo)準(zhǔn)[5]。

1.4 動(dòng)物分組與生后營(yíng)養(yǎng)干預(yù)處理

孕鼠分娩后，每窩仔鼠調(diào)整為7只。9窩Con仔鼠采用數(shù)字表法隨機(jī)分為3組，每組3窩，各組仔鼠在哺乳期(21 d)及斷乳后進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù)：(1)對(duì)照自由取食(control with ad libitum food intake，CA)組：對(duì)照組哺乳期母鼠及斷乳后仔鼠自由取食標(biāo)準(zhǔn)飼料，每天記錄取食量；(2)對(duì)照限制取食(control with restricted food intake，CR)組：Con哺乳期母鼠及斷乳后仔鼠每天給予CA組飼料量的70%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))標(biāo)準(zhǔn)飼料；(3)對(duì)照自由取食高脂(control with high fat food intake，CH)組：Con哺乳期母鼠及斷乳后仔鼠自由取食高脂高熱量飼料。9窩IUGR仔鼠也采用數(shù)字表法隨機(jī)分為3組，每組3窩，各組仔鼠在哺乳期及斷乳后進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù)：(1)IUGR自由取食(IUGR with ad libitum food intake，IA)組：IUGR哺乳期母鼠及斷乳后仔鼠自由取食標(biāo)準(zhǔn)飼料，每天記錄取食量；(2)IUGR限制取食(IUGR with restricted food intake，IR)組：IUGR哺乳期母鼠及斷乳后仔鼠每天給予IA組飼料量的70%標(biāo)準(zhǔn)飼料；(3)IUGR自由取食高脂(IUGR with high fat food intake，IH)：IUGR哺乳期母鼠及斷乳后仔鼠自由取食高脂高熱量飼料。

新生(0日齡)、斷乳(21日齡)及成年(90日齡)大鼠斷頭取腦，記錄腦、體質(zhì)量并計(jì)算腦/體質(zhì)量比值，留取血液測(cè)定各項(xiàng)生物化學(xué)指標(biāo)。

1.5 大鼠行為學(xué)測(cè)試

各組大鼠喂養(yǎng)90 d后，采用Morris水迷宮(Morris water maze,MWM)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)其空間記憶能力。實(shí)驗(yàn)共6 d：(1)前5 d進(jìn)行定位航行訓(xùn)練，每天訓(xùn)練1次，120 s未找到平臺(tái)者，將其引至平臺(tái)上，放置30 s。(2)第6天撤除平臺(tái)，進(jìn)行空間探索實(shí)驗(yàn)，記錄大鼠120 s內(nèi)在無(wú)平臺(tái)的水迷宮中穿越平臺(tái)所在位置的次數(shù)和平臺(tái)所在象限內(nèi)停留的時(shí)間。

1.6 血液生物化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)

新生大鼠斷頭采血，斷乳及成年大鼠于實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)經(jīng)頸動(dòng)脈采血，血液經(jīng)肝素抗凝，取血漿備用。按照試劑盒相關(guān)說(shuō)明，使用酶標(biāo)儀進(jìn)行血糖、血三酰甘油和血總膽固醇等血液生物化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 新生大鼠血糖、三酰甘油和總膽固醇等生理參數(shù)的變化

新生IUGR大鼠的血糖濃度低于Con組(P<0.05,n=10)，總膽固醇濃度顯著降低(P<0.01,n=10)，三酰甘油濃度在兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

表2 新生大鼠血糖、三酰甘油及總膽固醇等生理參數(shù)的變化Tab.2 Changes of blood sugar,triglycerides and total cholesterol in newborn rats (mmol/L,)

Con: control;IUGR:intrauterine growth retardation.

2.2 斷乳大鼠血糖、三酰甘油和總膽固醇等生理參數(shù)的變化

斷乳期，各組大鼠血糖值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但與CA組相比均有升高趨勢(shì)，尤以IA和IH兩組升高明顯；與Con各組仔鼠相比，血三酰甘油濃度在IA和IH兩組均有升高(P<0.05,n=10)，與IR組比較，IH組的三酰甘油濃度也有升高(P<0.05,n=10)；血膽固醇總量，CR組低于CA、CH、IA和IH組(P<0.05,n=10)，IR組低于IA組(P<0.05,n=10)(表3)。

2.3 成年大鼠血糖、三酰甘油和總膽固醇等生理參數(shù)的變化

各組成年大鼠血糖值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但I(xiàn)H組與其他各組相比有升高趨勢(shì)；血三酰甘油濃度在CH和IA組有升高趨勢(shì)，但各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；血總膽固醇濃度，CH、IA和IH組高于CA組(P<0.05,n=10)，CR和IR組低于CH組(P<0.05,n=10)(表4)。

表3 斷乳大鼠血糖、三酰甘油及總膽固醇等生理參數(shù)的變化Tab.3 Changes of blood sugar,triglycerides and total cholesterol in weanling rats (,mmol/L)

CA:control with ad libitum food intake；CR:control with restricted food intake；CH:control with high fat food intake；IA:IUGR with ad libitum food intake；IR:IUGR with restricted food intake；IH:IUGR with high fat food intake;IUGR:intrauterine growth retardation.

表4 成年大鼠血糖、三酰甘油及總膽固醇等生理參數(shù)的變化Tab.4 Changes of blood sugar,triglycerides and total cholesterol in adult rats (,mmol/L)

CA:control with ad libitum food intake；CR:control with restricted food intake；CH:control with high fat food intake；IA:IUGR with ad libitum food intake；IR:IUGR with restricted food intake；IH:IUGR with high fat food intake.

2.4 斷乳大鼠的腦質(zhì)量、體質(zhì)量和腦體質(zhì)量比

斷乳時(shí)，CH組大鼠體質(zhì)量高于CA組(P<0.05，n=10)，IH組與CA組相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，其余3組大鼠體質(zhì)量均低于CA組(P<0.05，n=10)，尤以CR和IR組體質(zhì)量降低最為顯著；腦質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果與體質(zhì)量測(cè)定結(jié)果相似，CH組與CA組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，其余4組均低于CA組(P<0.05，n=10)，以IR組的腦質(zhì)量最低；腦/體質(zhì)量比CR和IR 2組明顯高于CA組(P<0.05，n=10)，CH組則低于CA組(P<0.05，n=10)，IA和IH 2組與CA組相近(表5)。

表5 斷乳大鼠腦質(zhì)量、體質(zhì)量及腦/體質(zhì)量比等生理參數(shù)的變化Tab.5 Changes of brain mass,body mass and brain/body mass ratio in weanling rats ()

CA:control with ad libitum food intake；CR:control with restricted food intake；CH:control with high fat food intake；IA:IUGR with ad libitum food intake；IR:IUGR with restricted food intake；IH:IUGR with high fat food intake.

2.5 成年大鼠的腦質(zhì)量、體質(zhì)量和腦體質(zhì)量比

成年期大鼠體質(zhì)量和腦質(zhì)量的變化與斷乳期變化相似。腦/體質(zhì)量比CR和IR兩組仍明顯高于CA組(P<0.05，n=10)，CH和IH兩組低于CA組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，IA組與CA組相近(表6)。

表6 成年大鼠的腦質(zhì)量、體質(zhì)量和腦體質(zhì)量比Tab.6 Changes of brain mass,body mass and brain/body mass ratio in adult rats ()

CA:control with ad libitum food intake；CR:control with restricted food intake；CH:control with high fat food intake；IA:IUGR with ad libitum food intake；IR:IUGR with restricted food intake；IH:IUGR with high fat food intake.

2.6 成年大鼠Morris水迷宮測(cè)定結(jié)果

MWM測(cè)定發(fā)現(xiàn)，撤除平臺(tái)后CH組大鼠穿過(guò)平臺(tái)的次數(shù)多于CA、CR和IA組(P<0.05，n=10)；IR組大鼠穿過(guò)平臺(tái)的次數(shù)也多于CA組(P<0.05，n=10)；CH組大鼠在平臺(tái)象限停留時(shí)間多于CA、CR和IR組(P<0.05，n=10)，其余各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但I(xiàn)A和IH組在平臺(tái)象限停留的時(shí)間與CR和IR組相比有升高趨勢(shì)(表7)。

表7 成年大鼠Morris水迷宮測(cè)定結(jié)果Tab.7 Morris water maze test results of adult rats ()

CA:control with ad libitum food intake；CR:control with restricted food intake；CH:control with high fat food intake；IA:IUGR with ad libitum food intake；IR:IUGR with restricted food intake；IH:IUGR with high fat food intake.

3 討論

研究[6]表明AD患者及動(dòng)物模型均存在腦內(nèi)胰島素信號(hào)通路障礙及糖、脂代謝紊亂。腦內(nèi)胰島素抵抗學(xué)說(shuō)作為AD等神經(jīng)變性病發(fā)病機(jī)制的重要假說(shuō)，已經(jīng)被人們廣泛接受[7]。然而腦內(nèi)胰島素抵抗的營(yíng)養(yǎng)學(xué)起源及營(yíng)養(yǎng)變化對(duì)腦學(xué)習(xí)記憶能力的影響仍不清楚。

本實(shí)驗(yàn)血糖測(cè)定結(jié)果顯示，新生IUGR大鼠呈明顯低血糖狀態(tài)，可能與母體的低糖狀態(tài)及新生大鼠內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)育不成熟或受到損傷有關(guān)[5]。至斷乳期，IUGR大鼠的血糖水平明顯改善，甚至IA和IH組與CA組相比有升高趨勢(shì)。這種升高趨勢(shì)在IH組持續(xù)到成年期。結(jié)合之前新生IUGR大鼠腦內(nèi)胰島素信號(hào)通路異常的結(jié)果[4]，推測(cè)血糖的異常可能是IUGR大鼠包括腦在內(nèi)的整體胰島素抵抗的結(jié)果。這種“隱藏”的胰島素抵抗更多的反映在血脂的紊亂。

與對(duì)照組相比，盡管新生IUGR大鼠血三酰甘油水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但總膽固醇濃度是顯著降低的。提示IUGR大鼠可能通過(guò)減少三酰甘油的儲(chǔ)存、降低體質(zhì)量等方式穩(wěn)定血三酰甘油的含量，但血膽固醇的濃度卻不受此影響。至斷乳期，IA組和IH 2組的血三酰甘油濃度顯著升高，有趣的是同樣食用高脂飼料的CH組并沒(méi)有明顯升高，熱量限制的IR組也沒(méi)有明顯降低。提示正常出生體質(zhì)量的大鼠和限食的IUGR大鼠都可以通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)三酰甘油的儲(chǔ)存和動(dòng)員來(lái)維持血三酰甘油的穩(wěn)定，然而IA和IH組大鼠的這種調(diào)節(jié)作用似乎并不靈敏。血膽固醇的含量在CR組與IR組都是降低的，提示減少食物熱量供給對(duì)降低血膽固醇的效應(yīng)是顯著的。隨著機(jī)體發(fā)育成熟，成年期各組大鼠血三酰甘油濃度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但CH組和IA組仍有升高趨勢(shì)。血膽固醇濃度在CH和IH組升高，在CR與IR組降低，依然延續(xù)熱量供給對(duì)膽固醇含量的正向影響，所不同的是在IA組也出現(xiàn)比CA組升高的膽固醇濃度，提示在正常飲食的成年IUGR仔鼠體內(nèi)開(kāi)始顯現(xiàn)脂代謝紊亂。而這些血脂異常的變化可能恰恰起源于早期的子宮內(nèi)營(yíng)養(yǎng)不良所產(chǎn)生的代謝適應(yīng)[2]?！按x適應(yīng)”的機(jī)制目前還不清楚，越來(lái)越多的證據(jù)[1-4]支持胰島素抵抗學(xué)說(shuō)，腦內(nèi)的胰島素信號(hào)通路障礙無(wú)疑會(huì)影響出生后不同營(yíng)養(yǎng)條件下的腦功能。

盡管新生IUGR大鼠的腦、體質(zhì)量顯著降低[4]，但到了斷乳期，IH組大鼠已經(jīng)完成追趕生長(zhǎng)，體質(zhì)量和腦質(zhì)量均與CA組相近。腦/體質(zhì)量比則以限食的CR和IR組最高，提示正常出生體質(zhì)量及IUGR大鼠在生后熱量限制過(guò)程中均存在明顯的腦保護(hù)效應(yīng)。到成年期，CH組比CA組大鼠體質(zhì)量顯著增加但腦質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，IH組大鼠體質(zhì)量仍保持與CA組接近但腦質(zhì)量低于CA組，CR、IA和IR組的腦質(zhì)量和體質(zhì)量均低于CA組，IA組并沒(méi)有按照預(yù)想完成追趕生長(zhǎng)。限食的CR和IR組的腦體質(zhì)量比仍高于CA組，延續(xù)低熱量供給狀態(tài)下的腦保護(hù)效應(yīng)[4]。

AD以學(xué)習(xí)記憶障礙伴行為學(xué)異常為主要表現(xiàn)。為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)正常出生體質(zhì)量和IUGR大鼠在生后受到不同營(yíng)養(yǎng)干預(yù)后學(xué)習(xí)記憶能力的變化，本研究對(duì)成年大鼠進(jìn)行了Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)[8]。在空間探索實(shí)驗(yàn)中高脂飼養(yǎng)的CH組和IH組大鼠的表現(xiàn)優(yōu)于CA組，且CH組大鼠表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間學(xué)習(xí)記憶能力，可能與高脂飲食提供的脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)素對(duì)腦發(fā)育的促進(jìn)作用有關(guān)[9]。這一結(jié)果與研究[10]報(bào)道有所不同，可能與造模方法及營(yíng)養(yǎng)干預(yù)的模式和時(shí)間存在差別有關(guān)。另一方面，這一結(jié)果也提示，至少到成年期，充足的脂類(lèi)供應(yīng)對(duì)于維持正常出生體質(zhì)量的大鼠及IUGR大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力都是十分必要的。正如Kim等[11]在線蟲(chóng)的研究中發(fā)現(xiàn)，一點(diǎn)多余的脂肪有助于降低AD等神經(jīng)變性病的風(fēng)險(xiǎn)。必要的營(yíng)養(yǎng)素供應(yīng)對(duì)維持胰島素適當(dāng)?shù)拿舾行允潜匾腫9]。最近的流行病學(xué)調(diào)查[12]結(jié)果同樣支持適當(dāng)?shù)闹?lèi)攝入對(duì)健康的有益作用。當(dāng)然，倡導(dǎo)脂類(lèi)在膳食營(yíng)養(yǎng)中的重要性的前提是維持適當(dāng)?shù)难揭员苊鈱?duì)心血管等系統(tǒng)的不利影響。筆者注意到，盡管IR組大鼠穿過(guò)平臺(tái)的次數(shù)增加，但在空間探索實(shí)驗(yàn)中，它們?cè)谄脚_(tái)象限停留的時(shí)間卻很短，提示其學(xué)習(xí)記憶能力存在問(wèn)題的同時(shí)，還可能存在焦慮等應(yīng)激狀態(tài)下的心理變化，這一現(xiàn)象同AD的臨床表現(xiàn)[13]也是契合的。有研究[14]發(fā)現(xiàn)在IUGR動(dòng)物模型存在血漿腎上腺素和去甲腎上腺素的紊亂，然而IR組大鼠是否存在心理問(wèn)題還需要更多的證據(jù)加以證明。此外，同為IUGR仔鼠，IA組和IH組大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力與CR和IR組相比有升高趨勢(shì)，可見(jiàn)單純的熱量限制并不利于促進(jìn)腦發(fā)育、提升腦功能，尤其對(duì)于低出生體質(zhì)量的個(gè)體，更應(yīng)在生后保證充足的熱量，特別是脂肪酸類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)[15]。

總之，腦發(fā)育不僅受到生命早期營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)狀況的“編程”，還受到生后營(yíng)養(yǎng)狀況的影響；不當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)攝入不僅影響腦的學(xué)習(xí)記憶能力，還可能成為老年時(shí)期AD等神經(jīng)變性病的易感因素；脂肪酸類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的補(bǔ)充對(duì)于預(yù)防生命早期腦內(nèi)胰島素抵抗、改善生后腦功能是十分必要的。

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Effectofpostnatalnutritionalinterventiononlearningandmemoryofintrauterinegrowthretardationrats

Xu Shiming1,Wang Hongjuan1*,Li Zhongqiu1,Gu Tongnan1,Xu Zihua1,Sheng Shuli2

(1.DepartmentofBiochemistryandMolecularBiology,YanjingMedicalCollege,CapitalMedicalUniversity,Beijing101300,China;2.CentralLaboratory,XuanwuHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100053,China)

ObjectiveIn order to explore the possible developmental origins and related mechanisms of nutrition in neurodegenerative disease like Alzheimer disease (AD),we observed the changes of learning and memory ability of rats with intrauterine growth retardation (IUGR) under different nutritional intervention.MethodsIUGR rats were induced by calorie restriction on pregnant rats.After birth,control (C) rats and IUGR (I) rats were fed with ad libitum food intake (A),70% restricted food intake (R) and high fat food intake (H) respectively,and 6 groups of rats with different nutritional intervention were obtained: control with ad libitum food intake (CA),control with restricted food intake (CR),control with high fat food intake(CH)，IUGR with ad libitum food intake (IA),IUGR with restricted food intake (IR) and IUGR with high fat food intake (IH).Body mass,brain mass,brain: body mass ratio,blood sugar,triglyceride and total cholesterol were determined at the period of newborn,weaning and adult.Morris water maze (MWM) was used to detect the changes of learning and memory ability in adult rats.SPSS 18.0 was applied to analyze the data.ResultsCompared with the control group,the blood sugar (P<0.05) and the total cholesterol (P<0.01) from newborn IUGR rats were decreased.In weaning rats,triglyceride increased in the IA and IH groups compared to all the control groups (P<0.05);total cholesterol was lower in CR group compared with CA group (P<0.05),while it was higher in CH,IA and IH groups than in CR group (P<0.05),and lower in IR group than in IA group (P<0.05).In adult rats,total cholesterol was higher in CH,IA and IH groups compared with the CA group (P<0.05).The body mass of weaning rats of CH group increased(P<0.05)and that of CR,IA and IR groups decreased(P<0.05)compared to the CA group;the brain mass in weaning rats decreased in CR,IA,IH and IR groups compared to the CA group(P<0.05);brain-to-body mass ratio in weaning rats increased in CR and IR groups(P<0.05)and decreased in CH group(P<0.05)compared to CA group.The varieties of body and brain mass in adult rats were similar to that in weaning rats.In Morris water maze test,when the platform was removed,it was detected that rats of CH and IR groups crossed the platform more frequently than the ones from CA group(P<0.05);the rats of CH group stayed in the quadrant where the platform was placed before for a longer time than the rats of CA,CR and IR group(P<0.05).ConclusionNutritional interventions on IUGR rats resulted in the changes of blood sugar,triglyceride and total cholesterol,which thus affected the body and brain mass,which might be involved in the variety of ability of learning and memory in adult rats.It indicated that the changes in the brain of neurodegenerative disease like AD might derived from early life and be affected by the nutritional circumstance after birth.

intrauterine growth retardation;nutritional intervention;brain-body mass ratio;Morris water maze

北京市自然科學(xué)基金(7132033)，首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)-臨床合作基金(16JL14)，燕京醫(yī)學(xué)院科研基金(15QD02，15QD08，17QD05)。This study was supported by Natural Science Foundation of Beijing (7132033),Basic-clinical Cooperation Fund of Capital Medical University(16JL14),Yanjing Medical College Research Fund(15QD02,15QD08,17QD05).

*Corresponding author，E-mail：whj1006@163.com

時(shí)間：2017-12-13 21∶09

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20171213.2109.024.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2017.06.015]

R722

2017-10-01)

編輯 慕 萌