高脂膳食對老年F344鼠的代謝指標(biāo)、認(rèn)知和神經(jīng)細(xì)胞的生理機(jī)能的影響

1、高脂膳食對老年F344鼠的代謝指標(biāo)、認(rèn)知和神經(jīng)細(xì)胞的生理機(jī)能的影響報(bào)告人 ：李明明2016.11.075.153目錄前言 材料與方法結(jié)果與討論結(jié)論前言隨著年齡的增加，肥胖和2型糖尿病越來越普遍，相關(guān)的研究也很多，但是在老年動(dòng)物身上這些癥狀同時(shí)存在的研究卻很少，探究這些癥狀對大腦功能的影響的研究也很少。大量的研究表明代謝綜合征在正常衰老過程中認(rèn)知功能的下降發(fā)揮著重要的作用。雖然代謝綜合征與認(rèn)知功能的下降有著一些明顯且相同的病變過程，如大腦胰島素抵抗、血管疾病等，而對于外周葡萄糖或脂質(zhì)代謝的改變怎樣或是否影響神經(jīng)功能和大腦老化，我們知道的很少。對于食物的攝取和能量的代謝中外周與大腦的聯(lián)系已有大量的

2、關(guān)注。熱量限制和運(yùn)動(dòng)可減緩衰老和與之相關(guān)的認(rèn)知功能下降。外周激素如何調(diào)節(jié)這些隨年齡增加而改變的過程還不清楚。外周代謝失調(diào)對認(rèn)知功能的下降或病理狀態(tài)下神經(jīng)的易損性有怎樣或什么程度的影響也不清楚。研究目的探究高脂膳食對外周代謝的影響及是否會加劇認(rèn)知功能的下降和鈣依賴的后超極化。材料與方法66只F344鼠Y-CD 年齡2.5-4個(gè)月 N=13-1 12Y-HFD 年齡2.5-4.0個(gè)月 N=13 13M-CD 年齡12.5-13.5個(gè)月 N=20-3 17M-HFD年齡12.5-13.5個(gè)月 N=20-4 16 CD3周測基準(zhǔn)值（GTTITT HbA1c)動(dòng)物分組HFD第4周19周第23周GTTIT

3、T HbA1ctissue collection and weightserum analyseswestern blottingimmunohistochemistryMWMelectrophysiology食物攝取量和體重 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中測2-3次/周 protein carbo fat CD 19.2%Kcal 67.9% 13% HFD 15.2% 42.7% 42% 材料與方法F344 rats24只鼠麻醉血液收集冰鹽溶液灌注10min1. 心臟、肝臟、附睪、腹膜下脂肪墊獲取并稱重a 大腦取出浸于4%的多聚甲醛溶液一晚，并保在30%的蔗糖溶液于 -20下冷凍保存，直到免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)部

4、分使用血液分析5. 蛋白免疫印跡實(shí)驗(yàn)6.免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)2. GTT/ITT/血糖/血脂3. MWM實(shí)驗(yàn)4. 電生理學(xué)實(shí)驗(yàn)31只鼠實(shí)驗(yàn)一：材料與方法1. 體重、食物攝取量、外周組織重量 體重與食物攝取量：在23周的實(shí)驗(yàn)中平均每只鼠每周測量2-3次 外周組織重量：2. GTT/ITT/血糖/血脂 葡萄糖、胰島素、AUC GTT、AUC ITT、血脂、脂聯(lián)素 血清分析： 24只鼠麻醉血液收集冰鹽溶液灌注10mina 大腦取出浸于4%的多聚甲醛溶液一 晚，并保在30%的蔗糖溶液于 -20下冷凍保存，直到免疫組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分使用；b 心臟、肝臟、附睪、腹膜下脂肪墊獲取并稱重 脂聯(lián)素（改善胰島素抗性和動(dòng)

5、脈粥樣硬化） 范德堡大學(xué)激素化驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)室檢測 HbA1c（臨床監(jiān)控糖尿病的金標(biāo)準(zhǔn)） 測量儀器：DCA Vantage Analyzer 血清胰島素 試劑盒：Millipore rat/mouse insulin enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit實(shí)驗(yàn)一：結(jié)果與討論Y-CD,M-CD在4-23周內(nèi)體重顯著增加，都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；HFD增加體重YM。HFD僅引起M-rats食物攝取量的顯著下降;年齡與飲食都對食物攝取量有影響。M-rats食物攝取量較Y-rats下降的更明顯與其較低的體重增加是相一致的。1.體重、食物攝取量、外周組織重量實(shí)驗(yàn)

6、一：結(jié)果與討論1.體重、食物攝取量、外周組織重量附睪脂肪和腹膜下脂肪重量因HFD顯著增加，腹膜下脂肪因年齡顯著增加；肝臟重量因飲食增加因年齡下降；心臟重量因飲食下降在中年和HFD組，肝臟與心臟占體重百分比的下降很有可能是因?yàn)槠潴w重的增加組織重量/體重100實(shí)驗(yàn)一：結(jié)果與討論2. 血液指標(biāo)的檢測結(jié)果分析B1：動(dòng)物對葡萄糖攝取一段時(shí)間后的反應(yīng)，HFD組比CD組稍強(qiáng)烈些（表現(xiàn)為更高的AUC)；HFD使葡萄糖代謝能力下降B2：在CD或HFD都表現(xiàn)為年齡較大的動(dòng)物胰島素反應(yīng)（葡萄糖水平也表現(xiàn)為更高的AUC)這表明大齡鼠有更高的胰島素敏感性；注：A1 、A2表示高脂膳食之前（第3周）的葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)和胰島

7、素耐量 實(shí)驗(yàn)；B1 、B2表示高脂膳食之后（第23周）的葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)和胰島素耐量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：結(jié)果與討論2. 血液指標(biāo)的檢測結(jié)果分析 用靜態(tài)的指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)評估血糖對葡萄糖與胰島素?cái)z取之后的動(dòng)態(tài)反應(yīng)（AUC)；為了補(bǔ)充糖代謝調(diào)節(jié)的分析，測了HbA1c，中年鼠的顯著下降，HFD在兩個(gè)年齡組都引起了HbA1c小的顯著性增加，其與GTT引起的較高的AUC反應(yīng)相一致，這可能表示HFD組更長的餐后葡萄糖擴(kuò)散時(shí)間；這些數(shù)據(jù)顯示任何一組動(dòng)物都沒有出現(xiàn)明顯的糖尿病癥狀HFD之前與之后都無高血糖癥；實(shí)驗(yàn)一：結(jié)果與討論2. 血液指標(biāo)的檢測結(jié)果分析相比于HFD引起的較小的糖代謝調(diào)節(jié)反應(yīng)，HFD對脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)有更加強(qiáng)烈的影

8、響；在中年動(dòng)物中TC水平顯著增加，但其水平?jīng)]因飲食改變；HDL因年齡顯著增加，因HFD顯著下降；LDL在中年動(dòng)物中顯著增加，對HFD不敏感；HDL/LDL因年齡和HFD顯著下降;甘油三酯因HFD顯著增加，在中年動(dòng)物中與年輕的動(dòng)物相比有較低的甘油三酯水平；NEFC與脂聯(lián)素水平不因飲食或年齡而改變 歸納上述所有數(shù)據(jù)，該課題組用腹膜下脂肪（因年齡HFD)、HDL/LDL(年齡HFD)、總膽固醇（TC)的檢測數(shù)據(jù)為每只動(dòng)物編輯了外周脂質(zhì)指標(biāo)（PLI)，PLI指數(shù)揭示了因年齡和飲食而表現(xiàn)顯著差異性。 每只動(dòng)物的PLI值將被用來與學(xué)習(xí)和記憶指數(shù)做相關(guān)性分析（詳見實(shí)驗(yàn)部分二）實(shí)驗(yàn)二：材料與方法水迷宮實(shí)驗(yàn)（M

9、WM)溫度:2526逃生浮臺:直徑15cm攝像機(jī):記錄動(dòng)物的移動(dòng)測量指數(shù):動(dòng)物找到逃生浮臺所走的路程長度,累計(jì)搜索錯(cuò)誤指數(shù).no cue0 獲得性訓(xùn)練 3 獲得性訓(xùn)練 6 探查 7 對位訓(xùn)練 10 探查 11 12（周）cue訓(xùn)練3次/d實(shí)驗(yàn)二：結(jié)果與討論3. 空間學(xué)習(xí)與記憶表現(xiàn)用MWM空間任務(wù)來檢測學(xué)習(xí)和記憶表現(xiàn)，M-CD組的記憶表現(xiàn)顯著下降，這由在獲得性訓(xùn)練期間因年齡而導(dǎo)致的動(dòng)物到達(dá)平臺存在時(shí)差（數(shù)據(jù)沒提供）來證明。其學(xué)習(xí)與記憶能力也用學(xué)習(xí)階段和任務(wù)記憶階段累計(jì)的搜索錯(cuò)誤指數(shù)來分析。在探查實(shí)驗(yàn)與對位探查實(shí)驗(yàn)階段（數(shù)據(jù)沒提供）記憶都表現(xiàn)出因年齡的顯著性下降與年齡對學(xué)習(xí)和記憶的影響相比，HFD

10、對其沒有影響。記憶階段學(xué)習(xí)階段實(shí)驗(yàn)二：結(jié)果與討論然而，作者想要探究PLI與學(xué)習(xí)和記憶之間存在的聯(lián)系。對于每一只動(dòng)物來說，通過對學(xué)習(xí)、探查、對位探查指數(shù)的綜合平均產(chǎn)生一個(gè)單一的指數(shù)，作為個(gè)體值，即得出每一只動(dòng)物的一個(gè)空間學(xué)習(xí)記憶指數(shù)（SLMI)。作者為58只動(dòng)物做PLI與SLMI做相關(guān)性分析并得出了微弱的但顯著的相關(guān)性。因此作者證明了外周與大腦之間的聯(lián)系，然而這種聯(lián)系很大程度上是由外周變化的強(qiáng)烈改變而調(diào)控的，而非行為的改變。HFD對學(xué)習(xí)和記憶能力沒有顯著的影響。 外周與空間學(xué)習(xí)記憶的關(guān)系實(shí)驗(yàn)三：結(jié)果與討論作者也測了在體外情況下CA1區(qū)域神經(jīng)元的生理機(jī)能，來說明HFD對海馬生理機(jī)能的影響。作者關(guān)注

11、于AHP，因?yàn)樗鼘λダ霞皩W(xué)習(xí)過程的敏感性。電生理學(xué)上的細(xì)胞性能及電極特征不受年齡和飲食的影響，后超極化在中年動(dòng)物中更大，mAHP因年齡顯著增加，sAHP振幅及持久性也如此 HFD不能顯著性改變AHP，盡管在C圖看到mAHP在年輕動(dòng)物中顯著的增加趨勢。AHP與學(xué)習(xí)能力的關(guān)系為，飲食的缺乏對AHP的影響與飲食缺乏對學(xué)習(xí)記憶能力的影響是一致的。胰島素調(diào)節(jié)的sAHP下降程度在老年動(dòng)物中更大，更重要的是在HFD組這種下降程度縮小，HFD引起胰島素敏感性下降。4. 海馬神經(jīng)元電生理學(xué)分析實(shí)驗(yàn)三：結(jié)果與討論5. 海馬組織的蛋白免疫印跡和免疫組織化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)四：結(jié)果與討論5. 海馬組織的蛋白免疫印跡和免疫組織化學(xué)分析脂聯(lián)素免疫印跡免疫印跡表明年齡和飲食對胰島素通路的上游沒有顯著性影響，但I(xiàn)RS-1染色表現(xiàn)了因年齡的小的但顯著的下降，脂聯(lián)素水平因年齡顯著性下降。實(shí)驗(yàn)四：結(jié)果與討論在同一批鼠中表現(xiàn)出因年齡脂聯(lián)素的下降現(xiàn)象，也表現(xiàn)出認(rèn)知功能的下降，這表明中樞神經(jīng)系統(tǒng)中脂聯(lián)素可能隨年齡調(diào)節(jié)認(rèn)知功能。為了驗(yàn)證