有氧運動干預(yù)營養(yǎng)性肥胖大鼠生殖細胞凋亡的研究

秦愷蔓，李寧川，韋秀霞，伍董超，蔡 旭

（揚州大學體育學院，江蘇 揚州 225000）

因肥胖引起的男性生殖功能低下的發(fā)生率正逐年增加，但其影響機制尚不完全清楚。腫瘤壞死因子-α（TNF-α）是淋巴巨噬細胞系統(tǒng)產(chǎn)生的，可抑制間質(zhì)細胞類固醇激素產(chǎn)生、誘導(dǎo)血睪屏障破壞，影響睪丸、生精及精子功能進而引起男性生育功能低下 。因此，本文以高脂膳食飼喂大鼠建立營養(yǎng)性肥胖模型同時實施有氧運動，探討有氧運動對肥胖影響大鼠生殖細胞凋亡的干預(yù)作用。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

5周齡雄性SD大鼠40只，體重為170～200g，隨機分為C組（8只）、HF組（11只）、CE組（10只）、HE組（11只）。實驗大鼠按每籠4～5只分籠飼養(yǎng)，保持溫度為25±2℃，自由進水、進食。各組大鼠普通飼料喂養(yǎng)適應(yīng)1周，高脂組（HF、HE組）改喂高脂飼料。CE、HE組大鼠實施無負重游泳運動，60min/d，6d/w。游泳池為100cm×70cm×60cm的長方體游泳桶，水溫32～35℃，水深50cm。

1.2 取材及測定

實驗大鼠均于末次游泳訓(xùn)練后禁食12h，稱重后按50mg/Kg體重的劑量腹腔注射2%的戊巴比妥鈉溶液麻醉大鼠，測量實驗大鼠鼻尖至肛門的距離為體長，計算 Lee’s指數(shù) [Lee’s指數(shù) = Lee’s指數(shù)=3體重 （g）×103/體長（cm）。腹主動脈取血10ml，4℃靜置1h后，3500r/min離心15min。吸取血清保存于-20℃冰箱，酶聯(lián)免疫吸附法檢測血清TNF-α含量。取大鼠雙側(cè)睪丸，置冰生理鹽水中清洗血漬，以濾紙吸干，剝離睪丸、腎臟周圍脂肪和結(jié)締組織，準確稱取睪丸及腎周、睪周脂重量（脂體比=體脂重量/體重）。RT-PCR法測定睪周脂TNF-α和睪丸組織TNFR的mRNA水平。生殖細胞凋亡采用原位缺口末端標記法（TUNEL）檢測觀察。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗結(jié)果用SPSS21.0軟件統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析法，實驗結(jié)果均采用平均數(shù)±標準差表示，P＜0.05具有顯著差異，P＜0.01則具有極顯著性差異。

2 結(jié) 果

2.1 實驗大鼠體重、Lee’s指數(shù)、脂體比和睪周脂重

與C組相比，CE組大鼠Lee’s指數(shù)顯著降低（P＜0.05），體重和脂體比略降、睪周脂略增但統(tǒng)計學意義，HF組大鼠體重、脂體比、睪周脂、Lee’s指數(shù)都呈極顯著增高（P＜0.01）；HE組與HF組相比，大鼠體重、脂體比、睪周脂、Lee’s指數(shù)均呈極顯著降低（P＜0.01），見表1。

2.2 實驗大鼠生殖細胞凋亡

各組大鼠睪丸組織切片中均能觀察到細胞核著色為棕褐色的凋亡細胞，大多為精母細胞和精原細胞。C組睪丸生精細胞中可見大量生精細胞，且排列整齊，只有少數(shù)散在分布的陽性細胞；HF組生精細胞間隙增大，生殖細胞凋亡率極顯著高于C組；CE組可見少量陽性細胞，略多于C組；HE組陽性細胞較HF組相比降低，生殖細胞凋亡率呈極顯著降低（P＜0.01），見表 2。

2.3 實驗大鼠血清TNF-α水平、睪脂TNF-αmRNA和睪丸組織TNFR mRNA表達量

表1 實驗大鼠體重、Lee’s指數(shù)、脂體比和睪周脂重

表2 實驗大鼠睪丸組織中細胞凋亡比例（±S）

表2 實驗大鼠睪丸組織中細胞凋亡比例（±S）

注：與C組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；與HF組比較，⊕P＜0.05，⊕⊕P＜0.01。

組別生殖細胞凋亡率/%C 7.33±0.89 HF 33.26±1.75**CE 9.07±1.38 HE 25.02±2.55**⊕⊕

表3 大鼠血清TNF-α水平、睪周脂TNF-α及睪丸組織TNFR mRNA表達量±S

表3 大鼠血清TNF-α水平、睪周脂TNF-α及睪丸組織TNFR mRNA表達量±S

注：與C組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；與HF組比較，⊕P＜0.05，⊕⊕P＜0.01。

組別TNF-α（ng/L）睪周脂TNF-α mRNA睪丸組織TNFR mRNA 10.33±0.510.96±0.441.07±0.5211.05±0.79*1.64±0.42**1.64±0.36**9.54±0.62*1.11±0.431.22±0.3910.27±0.59⊕1.23±0.44⊕1.28±0.24⊕CH HF CE HE

與C組相比，CE組大鼠血清TNF-α 水平顯著降低（P＜0.05），睪周脂TNF-αmRNA及睪丸組織TNFRmRNA水平有所升高，但無顯著性差異；HF組與C組相比，大鼠血清中TNF-α水平顯著升高（P＜0.05），睪周脂 TNF-αmRNA、睪丸組織TNFRmRNA水平極顯著升高（P＜0.01）；HE組與HF組相比，血清TNF-α、睪周脂中睪周脂TNF-αmRNA、睪丸TNFRmRNA水平顯著降低（P＜0.05），見表3

3 討 論

3.1 有氧運動對高脂膳食影響大鼠睪丸凋亡的干預(yù)作用

隨著人們生活水平的提高，以及靜坐少動為主的生活方式，導(dǎo)致營養(yǎng)過剩、運動不足性肥胖，進而影響人類的健康。我們的實驗結(jié)果顯示10周高脂飼養(yǎng)后大鼠體重已極顯著升高，超過對照組體重的20%，Lee’s指數(shù)、脂體比和睪周脂都極顯著高于對照組，說明長期高脂膳食大鼠呈營養(yǎng)性肥胖。經(jīng)TUNEL檢測顯示HF組大鼠生殖細胞凋亡數(shù)量明顯高于C組，說明營養(yǎng)性肥胖已明顯誘發(fā)大鼠睪丸組織生殖細胞的凋亡。長期高脂膳食引起大鼠睪丸萎縮，且影響睪丸組織中曲細精管的結(jié)構(gòu)和基膜的完整性，各級生精細胞數(shù)量明顯減少。Hammoud等也發(fā)現(xiàn)肥胖患者的精子密度和總數(shù)均下降，出現(xiàn)生精障礙。由此可見長期高脂膳食引發(fā)大鼠脂肪沉積、脂代謝異常，導(dǎo)致大鼠睪丸組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，進而影響大鼠的生殖功能。與高脂組相比，10周高脂膳食合并運動組大鼠體重、Lee’s指數(shù)、脂體比、睪周脂均呈極顯著降低，顯示運動明顯改善肥胖大鼠的肥胖程度。

3.2 有氧運動干預(yù)高脂膳食誘導(dǎo)大鼠生殖細胞凋亡的TNF-α機制

TNF-α是局部炎癥過程中的早期介質(zhì)，同時也是全身炎癥急性期反應(yīng)的發(fā)動者。本研究表明，高脂膳食喂養(yǎng)的HF組大鼠血清中TNF-α的含量及睪周脂TNF-αmRNA水平明顯升高。馬濤等以高脂飼料喂養(yǎng)大鼠8周后發(fā)現(xiàn)高脂膳食可明顯誘導(dǎo)大鼠血清TNF-α水平增高，且脂肪組織中TNF-αmRNA和蛋白表達均顯著升高。高脂膳食引發(fā)大鼠體內(nèi)脂肪堆積，脂肪組織TNF-α分泌加劇，進而引起機體的炎癥反應(yīng)。過量的TNF-α作用于睪丸組織，引起睪丸組織中TNF受體表達水平較顯著性升高，說明肥胖大鼠脂肪組織分泌的炎癥因子加重了睪丸組織TNF-α受體的應(yīng)答，可能引起肥胖大鼠睪丸組織的炎癥反應(yīng)。

本研究結(jié)果顯示，HE組與HF組相比大鼠血清TNF-α水平有顯著降低，說明有氧運動可減輕高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖所引發(fā)的炎癥反應(yīng)。孫焱等研究表明有氧運動可降低血清中促炎因子的水平，改善機體低水平的炎癥狀態(tài)，運動引起去甲腎上腺素的增加進而抑制TNF-α的分泌。本研究結(jié)果表明有氧運動對睪周脂肪組織分泌TNF-α分泌也有一定的調(diào)節(jié)作用，同時睪丸組織中TNFR mRNA水平呈顯著降低，與之相隨的大鼠生殖細胞凋亡率明顯降低，說明隨著有氧運動降低肥胖機體TNF-α的分泌，TNF-α對睪丸組織的作用減弱，從而抑制TNF-α對睪丸過強的炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)，延緩生殖細胞的凋亡，這可能是有氧運動下調(diào)生殖細胞凋亡的機制之一。

4 結(jié) 語

高脂膳食可引起睪周脂TNF-α mRNA增加，增加的TNF-α作用于睪丸組織誘發(fā)生殖凋亡率增加，而有氧運動對TNF-α產(chǎn)生抑制作用，這可能是有氧運動干預(yù)肥胖大鼠生殖細胞凋亡的分子機制。

[1]Parise F M R，da Silva M F，Sugizaki M F，et al . Experimental paracoccidioidomycosis of the Syrian hamster：fungicidal activity and productionof inflammatory cytokines by macrophages [J ]. Med M ycol，2000，38（1）：51-60.

[2]孫景權(quán)，曹建民，羅艷蕊.有氧耐力訓(xùn)練和高脂膳食對雄性斷乳大鼠體重及睪丸組織形態(tài)的影響[J ].運動，2011，8（14）：43-45.