自愿跑轮运动对肥胖小鼠自主活动及饮食行为的影响

【作者】 杨子铮； 檀明利； 魏龙威； 陈巍；

【机构】 河北师范大学；

【摘要】 研究目的:肥胖(obesity)通常被定义为身体脂肪的异常积累。高糖高脂饮食的摄入、热量消耗的降低以及久坐的生活方式是导致体重增加的主要环境因素。肥胖与过度饮食及体力活动不足有关,而运动可减少肥胖小鼠的过度饮食行为,缓解其体重增长。自愿跑轮运动(Voluntary wheel running,VWR)是一种模拟人类运动训练的啮齿动物较低强度有氧运动模型,与跑台等中高强度的有氧运动干预方案相比,VMR对于啮齿动物运动自愿性与积极性的调动具有显著优势,可使强迫运动导致的主观运动动机不足所造成的不利因素得到较大程度的规避。本研究旨在探究自愿跑轮运动对高脂饮食诱导肥胖(Diet-Induced Obesity,DIO)小鼠的自主活动与饮食行为的影响。研究方法:本研究选取6周龄健康雄性C57BL/6小鼠60只,体质量18.5g±1g,单笼饲养。适应性饲养3天后随机分为正常饮食组(RG,n=24)与高脂饮食组(HG,n=36),CG组进食普通饲料(3.31 kcal/g),HG组进食高脂饲料(4.73 kcal/g),自由饮水,明暗周期12小时,温度25±2℃。8周高脂饲料喂养后,以体质量超过CG组平均体质量20%作为DIO模型的成模标准,将HG组小鼠再随机分为肥胖对照组(OG,n=15)与肥胖运动组(OEG,n=15),成模率为83.3%。RG组随机分为安静对照组(CG,n=12)、对照运动组(CEG=12)。之后CEG组与OEG组采用自愿跑轮运动作为运动干预方式,为期4周。所有小鼠正式训练前,进行24-48h适应性跑轮训练。。运动组小鼠始终处于带有跑轮的鼠笼中,维持其原有的进食习惯,自由饮水,每24h记录其运动距离(跑轮装置配有金属感应计数器,以便记录其运动距离)。4周运动干预前后,均进行3天的饮食偏好行为测试,保持原有饮食与运动习惯,同时给予15%蔗糖溶液与含6%脂肪牛奶,每日调换不同溶液的位置,每24h记录各项饮食的消耗量。4周运动干预前后,各组小鼠均采用24h自愿跑轮运动监控,以评价各组小鼠自主活动行为差异。采用奖赏寻求测试(Reward-seeking Test,RST)评价小鼠进食与运动动机。奖赏寻求测试装置为45cm×27cm×27cm长方形箱体,分明室与暗室,训练时分别将放置在明室中心的高脂食物颗粒及跑轮装置作为食物与运动奖赏,将食物放置区域及跑轮放置区域的9cm×9cm明室区域定义为奖赏区域,并分别给予蓝色光(食物)与黄色光(跑轮)作为条件刺激(Conditioned Stimulus,CS)对应两种不同奖赏条件的配对信号,运动干预前后均进行为期7天的食物及运动奖赏训练与测试,测试时每只小鼠记录15min内奖赏区活动时间及明/暗室之间穿梭次数。研究结果:(1)运动干预前,与RG小鼠比较,HG小鼠体重、热量摄入及食物偏爱测试结果蔗糖溶液偏好度显著升高(P<0.05)。4周运动干预后,CEG小鼠相比CG小鼠总体能量摄入统计学差异(P>0.05),与OG小鼠比较,OEG小鼠体重、能量摄入及对蔗糖溶液偏好度均显著降低(均为P<0.05)。(2)在自愿跑轮活动监测结果对比中,与HG小鼠相比RG小鼠运动量无显著差异(P>0.05);4周运动干预后,CEG小鼠运动量显著高于CG小鼠(P<0.05),OEG小鼠运动量显著高于OG小鼠(P<0.01)。(3)奖赏寻求行为学试验测试结果中,运动干预前与RG小鼠比较,HG小鼠在运动配对区域活动时间及明/暗室穿梭次数均无显著差异(P>0.05);HG小鼠在食物配对区域活动时间显著高于RG小鼠(P<0.05)。4周运动干预后,与CG小鼠比较,CEG小鼠在运动及食物配对区域活动时间及穿梭次数无显著差异(P>0.05);与OG小鼠比较,OEG小鼠运动配对区域活动时间显著升高(P<0.05);食物区显著降低(P<0.05)。研究结论:4周自愿跑轮运动可延缓肥胖小鼠体重增长,降低过度进食行为及对高热量食物的偏好、提升运动奖赏寻求(偏好)行为。更多还原