HIIT和MICT对高脂膳食大鼠免疫功能和PD-1作用的影响

【作者】 樊雪婷； 梁红梅； 吴卫东； 何玉秀；

【机构】 河北师范大学；

【摘要】 研究目的:高脂膳食(HFD)和缺乏运动不仅引发了多种慢性疾病,还会损伤机体的免疫功能。程序性死亡受体-1(PD-1)是与免疫功能密切相关的蛋白,高脂膳食是使PD-1通路异常的因素之一。长期规律的中等强度持续训练(MICT)能增强机体免疫力,过度或剧烈运动会降低机体免疫力。高强度间歇训练(HIIT)作为时下流行的训练模式,其对免疫功能的影响尚不明确。MICT和HIIT能否预防HFD对机体的危害,两运动方式的预防效果有何异同以及长期HIIT是否会进一步抑制机体免疫功能仍有待研究。本研究采用MICT和HIIT方案干预HFD大鼠,通过检测免疫功能相关指标,观察MICT和HIIT对HFD大鼠免疫功能的影响,进一步分析PD-1在其中的可能机制,为运动改善高脂膳食所致免疫损伤提供实验依据。研究方法:5周龄雄性SD大鼠32只,经1周适应性喂养后随机分为正常对照组(CC组,n=8)、高脂对照组(FC组,n=8)、高脂中等强度持续训练组(FM组,n=8)和高脂高强度间歇训练组(FH组,n=8),开始正式干预。在正式干预1-12周期间,CC组采用普通饲料喂养,FC、FM、FH组采用45%脂供能高脂饲料喂养,同时FM、FH组进行运动干预,方案为跑台运动,坡度25°,首先进行为期两周的适应训练,第1周速度为10-15m/min,每天运动30min,第2周速度为20m/min,每天运动30-40min;第3-12为正式训练,FM组方案为:以70%VO2max强度持续运动,FH组方案为:5min(40-45%VO2max)和4min(95-99%VO2max)依次交替进行4轮,保证运动距离与FM组相同。12周干预完成后留取血液、脾脏组织,采用HE染色观察脾脏组织结构,采用流式细胞术检测血液T淋巴细胞亚群含量及PD-1+T细胞含量,采用WesternBlot检测脾脏组织中PD-1的相对表达水平,采用酶联免疫吸附法检测血清中IgG、IgA含量。以CC组作为正常膳食对照组,对FC组高脂膳食作用进行分析,采用独立样本t检验;以FC组作为高脂膳食安静对照组,对FM、FH组训练效果进行分析,采用单因素方差分析,两两比较采用LSD法。P<0.05表示差异具有显著性,P<0.01表示差异具有极显著性。研究结果:(1)经过12周干预后,FC组体重高于CC组(P<0.01)。FM组和FH组终末体重低于FC组(P<0.01),FM组与FH组终末体重无显著差异。FC组Lee`s指数高于CC组(P<0.01),FM、FH组Lee`s指数平均值有低于FC组的趋势,但不具有统计学意义,且FM组与FH组间也无显著差异。(2)FC、FM、FH组大鼠脾脏指数显著低于CC组(P<0.05),FH组脾脏指数有高于FM组的趋势,但不具有统计学意义。形态学结果显示,CC组大鼠脾脏红髓和白髓结构清晰,界限分明;FC组白髓发育不良且数量减少,面积缩小,与红髓界限不清晰。FM、FH组与FC相比,大鼠脾脏结构相对保存完整且清晰,白髓红髓同样清晰可见。(3)FC组CD3+T细胞含量低于CC组(P<0.01),FM、FH组均高于FC组(P<0.05),FM、FH组间无显著差异;CD4+T细胞含量结果与CD3+T细胞相似;各组大鼠CD8+T细胞含量均无显著差异;FC组CD4+/CD8+比值显著低于CC组(P<0.05),FM、FH比值均高于FC组(P<0.05),FM、FH组组间无显著差异。血清免疫球蛋白结果显示,FC组血清IgG显著高于CC组(P<0.01),其它各组之间无显著差异;各组大鼠血清IgA均无显著差异。(4)Western Blot结果显示,与CC组相比,FC组脾脏组织PD-1蛋白表达显著升高(P<0.01),FM、FH两组PD-1蛋白表达低于FC组(P<0.01),且FM、FH组间无明显差异。流式细胞术结果显示,FC组CD3+PD-1+T细胞含量显著高于CC组(P<0.01),FM、FH组CD3+PD-1+T细胞含量低于FC组(P<0.01);FC组CD4+PD-1+T细胞含量显著高于CC组(P<0.01),FM组CD4+PD-1+T细胞含量显著低于FC组(P<0.05),FH组CD4+PD-1+T细胞含量有高于FM组的趋势,但不具有统计学意义;FC组CD8+PD-1+T细胞含量显著高于CC组(P<0.05)。研究结论:12周高脂膳食使大鼠免疫功能受到抑制,且引起PD-1表达升高。MICT和HIIT均可改善HFD大鼠免疫功能受损情况,使PD-1表达下降,两种运动形式效果没有显著差异,且12周HIIT并未使HFD大鼠免疫功能进一步减弱。更多还原