孕期/哺乳期高脂飲食對子代小鼠糖脂代謝和體成分的影響

李 毅，侯韋蓮，李偉紅，李 李

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展人們生活水平的提高，居民膳食模式逐漸“西化”，高脂肪、高糖膳食致使居民超重和肥胖呈現(xiàn)迅速上升的趨勢，為公共衛(wèi)生慢性病防治帶來重大挑戰(zhàn)。張鑄業(yè) 等[1]調(diào)查表明，中國貴州省成年人中心性肥胖患病率高達26.7%；并且從21世紀初以來青少年肥胖率增加，肥胖趨向于年輕化、低齡化發(fā)展[2]。研究表明，生命早期營養(yǎng)狀態(tài)對子代生長發(fā)育以及代謝至關重要，早期的不良宮內(nèi)環(huán)境會對子代產(chǎn)生不良影響[3]，孕期肥胖與產(chǎn)前風險發(fā)生有關[4]，且會造成子代生長代謝紊亂[5]。母體孕期/哺乳期高脂飲食導致小鼠活動和進食節(jié)律的改變[6]，甚至是行為改變[7]，基因及環(huán)境因素共同導致肥胖的發(fā)生和發(fā)展。目前已對孕期、哺乳期高脂飲食對子代影響做了大量研究，但對子代成年后代謝及體成分研究較少，因此需要進一步的研究確定“關鍵窗口期”。為此，該研究探討孕期、哺乳期高脂飲食的單獨效應以及聯(lián)合效應對子代成年后代謝及體成分的影響，為預防母體高脂飲食引起的子代成年后肥胖及代謝異常提供科學的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1飼料 普通飼料和高脂飼料均購于江蘇省協(xié)同生物工程有限責任公司，配方見表1。

表1 飼料配方(每100 g所含營養(yǎng)素)

1.1.2動物來源及分組 從北京維通利華公司購買鼠齡為8周的SPF級ICR雌性小鼠，體質(zhì)量25.0～30.0 g。動物飼養(yǎng)環(huán)境保持8:00～20:00為光照時間，室溫(22±5)℃，相對濕度(50±5)%。適應性喂養(yǎng)一周后于晚間20:00～21:00合籠。以次日早晨查到陰栓定為受孕第0天，記為GD0，受孕鼠隨機分為對照組(C)和高脂組(H)，每組12只母鼠，于孕18.5 d分娩后哺乳期每組再隨機分成2組(C)組、(H)組，所有組每窩均保留10只，確保營養(yǎng)均化，共分成4組(每組母鼠n=6)：CC組、CH組、HC組、HH組。子代小鼠第21天斷乳后，所有組子鼠(雄性)均給予普通飼料喂養(yǎng)，喂養(yǎng)至第8周后，除對照組(CC)外其他3組給予高脂飼料喂養(yǎng)至第15周，分別在出生、斷乳、第8周、第15周測量小鼠體質(zhì)量。第8、15周時測體脂含量，并于麻醉后剖殺部分小鼠，記錄肝臟、腎臟重量，測量空腹血糖等指標。該實驗過程中盡量減少實驗動物的痛苦和減少實驗動物用量，遵循國家科學技術部條件財務司頒布的《中華人民共和國實驗動物管理條例》，禁止任何虐待動物行為。

1.2 方法

1.2.1體脂測定 采用文獻中所述方法檢測胎鼠體脂[8]。具體操作方法為：精確稱量胎鼠后于高溫蒸煮、勻漿，用有機溶劑氯仿萃取體內(nèi)脂肪，氮氣吹干稱重，計算體脂含量。成年小鼠麻醉后采用雙能X線法(dual-energy X-ray absorptiometry, DEXA)測量體脂。

1.2.2臟器重量 麻醉后眼球靜脈取血，剖殺小鼠后取肝臟、腎臟，稱重。

1.2.3生化指標的測定 測量空腹血糖，剖殺小鼠，留取血清、肝臟等樣本。采用放射免疫法分析血清胰島素、胰高血糖素，試劑盒測量血清膽固醇、三酰甘油。

2 結(jié)果

2.1 孕期末母鼠和胎鼠指標測定2組母鼠孕期末體質(zhì)量、孕期增重以及子代小鼠在出生時差異無統(tǒng)計學意義。與對照組比較，孕期高脂組胎鼠的胎盤重量、血糖水平、血清總膽固醇水平升高，血清胰島素水平低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；胎鼠血清三酰甘油、胰高血糖素水平跟對照組比較差異無統(tǒng)計學意義，見表2。

2.2 青春期末子鼠指標測定斷乳時其他3組(CH、HC、HH)體質(zhì)量高于對照組(CC)，斷乳后給予正常飲食。8周齡時，除HH組血清TCH高于單純哺乳期高脂組CH組外，其余指標均差異無統(tǒng)計學意義。見表3。

2.3 成年后子鼠指標測定8周后(青春期末)給予高脂飲食誘導，15周時CH組在體質(zhì)量、體脂百分比和肝臟重量高于CC，說明單純哺乳期飲食成年后經(jīng)高脂飲食誘導更易導致肥胖、脂肪肝等代謝性疾病。15周齡時，HH組血糖高于CC組，CH組胰島素水平高于CC組，差異有統(tǒng)計學意義，其余指標差異無統(tǒng)計學意義，見表4。

3 討論

宮內(nèi)環(huán)境和產(chǎn)后早期環(huán)境對后代的發(fā)育至關重要。已有的研究包括孕前、孕期肥胖模型或高脂飲食模型[9-10]，表明母體孕期/哺乳期高脂飲食導致子代肥胖、葡萄糖耐量降低等代謝紊亂，但多數(shù)研究沒有區(qū)分是孕期或哺乳期高脂飲食造成的結(jié)果，同時對子代成年后的代謝及體成分研究相對缺乏，本研究通過孕期和(或)哺乳期給予母體高脂飲食刺激，探討對子代成年后代謝及體成分的影響。研究發(fā)現(xiàn)，母體在孕期和(或)哺乳期高脂飲食不僅會影響子代的代謝，也會造成子鼠成年后體成分的改變；對子鼠成年后的代謝及體成分的影響，哺乳期較孕期更甚。孕期末，2組母鼠體質(zhì)量/胎鼠體質(zhì)量差異無統(tǒng)計學意義，但胎鼠的血糖/總膽固醇水平高脂組高于對照組，說明孕期高脂飲食已經(jīng)對胎鼠的代謝造成影響，這與先前的研究具有一致性[9]。且高脂組胎盤重量高于對照組，由此推測孕期高脂飲食可能是通過影響胎盤功能進而影響胎鼠的糖脂代謝，需進一步深入探討。盡管在青春期末所有子代小鼠體質(zhì)量都回歸到同一水平，但孕哺期高脂組(HH)總膽固醇水平仍高于對照組，表明即使回歸正常飲食，孕哺期高脂飲食的影響仍未完全消除。前期的研究結(jié)果[5]提示：母鼠哺乳期高脂飲食導致了子代生長、代謝紊亂和泌乳量的變化，孕期高脂飲食會加重此現(xiàn)象，引起子鼠生長、代謝改變的原因是由于攝入乳汁量的增加而非乳汁成分的改變，可能與高脂飲食改變小鼠腸道菌群有關[11]。子鼠成年后到第15周給予高脂飲食刺激，結(jié)果發(fā)現(xiàn)哺乳期高脂組(CH)胰島素水平、體質(zhì)量以及體脂百分比高于對照組，HH組雖出現(xiàn)相同趨勢，但差異無統(tǒng)計學意義，可能是由于樣本量不足導致；亦有可能是孕期高脂飲食在對成年后刺激做出的反應是保護作用所致：因子代小鼠出生體質(zhì)量未發(fā)生變化，孕期高脂飲食可提供更為豐富的營養(yǎng)素，有利于子代小鼠的生長發(fā)育，抵抗后天應激能力增強，具體機制有待于進一步探討。孕哺期高脂組(HH)空腹血糖水平高于對照組，提示母體哺乳期高脂飲食，導致子代小鼠成年后經(jīng)高脂飲食刺激后更易誘發(fā)肥胖；但對子代小鼠血糖的影響孕期合并哺乳期同時高脂飲食的影響大于單獨給予的任何一個時期。且哺乳期高脂組(包括CH組和HH組)胰島素水平亦高于對照組，提示可能存在胰島素抵抗。胎兒/出生后生長與葡萄糖損傷和血脂異常之間的主要聯(lián)系機制仍有待確定，盡管研究已涉及表觀基因組學、基因表達和信號因子的改變[12]，包括泌乳量的改變[5]。近年來的研究表明，母體高脂飲食可能是通過改變子代小鼠的腸道菌群進而影響子代代謝[11], 白藜蘆醇具有明顯的改善胰島素抵抗和降脂作用[13]。

表2 孕期末母鼠和胎鼠測量指標

表3 青春期末子鼠測量指標

表4 成年后子鼠測量指標

總之，本研究結(jié)果提示無論是孕期或者是哺乳期給予母鼠高脂飲食，都會造成子代小鼠代謝紊亂，哺乳期高脂飲食在小鼠成年后對小鼠代謝和體成分的影響較孕期影響更大。孕期高脂飲食可以導致胎鼠糖脂代謝紊亂，哺乳期高脂飲食更容易導致小鼠成年后肥胖和代謝紊亂。