限食程度对大绒鼠体重和产热特征的影响

为阐明动物应对食物短缺的能量学对策,将成年大绒鼠按自由取食量的90%、80%和70%限食4周。测定了不同限食程度下大绒鼠的存活率、体重、体脂含量、血清瘦素浓度、基础代谢率和非颤抖性产热。结果发现,90%限食驯化4周后,动物没有死亡,80%限食驯化4周后,存活率为90%,而70%限食驯化4周后,存活率仅为60%。限食使大绒鼠体重、体脂含量、血清瘦素浓度、基础代谢率和非颤抖性产热降低。血清瘦素浓度与体重、基础代谢率和非颤抖性产热呈显著正相关。结果表明,在限食条件下,大绒鼠主要通过降低体重、基础代谢率和产热的能量支出以及动用体内脂肪以应对食物资源短缺的环境条件,符合"代谢率转换"假说。瘦素作为饥饿信号可能参与了限食条件下大绒鼠能量代谢和体重的适应性调节。     

禁食和重喂食对大绒鼠体重、产热和血清瘦素的影响

动物行为和生理活动的适应性调节是应对食物资源变化的主要策略。为探讨禁食和重喂食对大绒鼠体重、产热和血清瘦素的影响,测定了禁食和重喂食条件下大绒鼠的体重、体脂重量、静止代谢率、身体组成、血清瘦素含量以及禁食后重喂食期间的摄食量。结果显示:禁食导致大绒鼠体重、体脂重量和静止代谢率显著下降,重喂食后体重和静止代谢率能够恢复到对照组水平,而体脂重量却不能恢复。禁食12 h 后血清瘦素含量快速下降,重喂食后未能恢复到对照水平。此外,大绒鼠在禁食后重喂食期间摄食量没有补偿性增加,血清瘦素含量与体脂重量呈正相关关系。这些结果很可能反映出大绒鼠能调节自身生理状况以适应短期的能量缺乏,主要通过降低体重、血清瘦素含量和代谢活性器官重量以减少能量消耗。禁食后重喂食时大绒鼠没有摄食过量。血清瘦素的下降早于体重和体脂的下降。     

长期强迫运动对大绒鼠体重、能量代谢和血清瘦素的影响

动物稳定体重的维持需要能量摄入和消耗之间的平衡。运动是影响动物能量平衡的重要因素之一。为了解运动对大绒鼠(Eothenomys miletus)的生理学效应,在室内条件下,测定了强迫运动训练(运用小鼠封闭跑台)8周后大绒鼠的体重、代谢率、摄入能、血清瘦素和身体组成的变化。结果显示,强迫运动训练8周对大绒鼠的体重无显著影响;大绒鼠的代谢率和摄入能均显著增加,训练8周后静止代谢率较对照组增加了29.9%,运动最大代谢率较对照组增加了10.7%;强迫运动训练8周组的身体脂肪重量比对照组降低了28.9%,血清瘦素水平比对照组下降了27.4%,对照组的瘦素与体脂含量具有明显的相关性,但运动组则不具有相关性;运动组的肝重量和消化道重量较对照组均显著增加;而体水重量则显著降低。这些结果表明,在强迫运动训练期间大绒鼠主要通过动员储存的脂肪、增加代谢率和食物摄入的方式来维持自身的体重及能量平衡。瘦素在长期强迫运动过程中对身体脂肪含量的变化具有调节作用。     

大绒鼠冷驯化和脱冷驯化能量代谢特征的变化

通过测定冷驯化(5℃)到脱冷驯化(30℃)条件下,大绒鼠(Eothenomys miletus)的体重、摄入能、静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST)和血清瘦素含量等参数,探讨了血清瘦素浓度与能量收支的关系。结果表明,冷驯化可致大绒鼠体重下降,RMR、NST、摄入能升高,血清瘦素浓度降低;脱冷驯化后大绒鼠体重增加,RMR、NST、摄入能降低,血清瘦素浓度增加。血清瘦素含量与体重呈正相关,与RMR、NST、摄入能呈负相关。表明大绒鼠的体重、摄入能和产热能力具有较强的可塑性,且瘦素可能参与了大绒鼠适应冷驯化及恢复过程中的能量平衡和体重的调节。     

自愿转轮运动对雄性长爪沙鼠体重和能量代谢的影响

运动是影响动物能量平衡和体重变化的重要因素之一。为研究自愿转轮运动对体重和能量代谢的影响,我们监测了8 周自愿转轮运动过程中,雄性长爪沙鼠的体重、能量摄入、消化率、静止代谢率(RMR) 和非颤抖性产热(NST)的变化,以及8 周后的体脂含量、血清甲状腺激素(T3、T4 )和瘦素(leptin)水平的变化等。结果发现,8 周自愿转轮运动增加了长爪沙鼠的体重和能量摄入以及血清瘦素水平(血清瘦素浓度比对照组高27% ),但对消化率、RMR 和褐色脂肪组织的线粒体蛋白浓度等没有明显影响。尽管体脂含量和血清T₃ 和T₄ 没有显著差异,但运动组体脂含量比对照组高33%,血清T₃ 和T₄ 水平分别比对照组低10% 和38%。血清瘦素浓度与体脂重量呈正相关。因此,自动转轮运动并没有降低动物的体重和体脂含量,但瘦素和甲状腺素在雄性长爪沙鼠能量代谢和能量平衡中的作用尚需进一步确定。     

光照和温度对大绒鼠产热特征的影响

为了解横断山地区大绒鼠对光照和温度两个因子的适应性特征,将大绒鼠分为4组,分别于5±1℃,6L:18D:5±1℃,18L:6D;30±1℃,6L:18D和30±1℃,18L:6D 4个条件下驯化28 d.分别测定了对照组(0 d)和驯化28 d后,每一个体的体重、体温和产热能力;并测定驯化28 d后4组大绒鼠个体的肝脏和褐色脂肪组织的产热活性变化.结果显示,在低温诱导下大绒鼠体重下降,体温降低,静止代谢率升高,非颤抖性产热能力增加,肝脏和褐色脂肪组织的产热活性也出现相应提升;在高温下出现与低温时相反的现象;但光照周期对大绒鼠的体重、体温、产热能力及肝脏和褐色脂肪组织的产热活性均没有显著影响.推测由于横断山的低纬度、高海拔特征可能导致大绒鼠在季节适应过程中对温度的敏感程度高于光照.     

光周期和高脂食物对布氏田鼠能量代谢和产热的影响

为了研究光周期和高脂食物对小型哺乳动物能量代谢和产热的影响,将成年雌性布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)分别驯化于长光照低脂、高脂食物和短光照低脂、高脂食物,7周后测定动物的体重、能量摄入、产热、血清瘦素浓度以及褐色脂肪组织解偶联蛋白1(BAT-UCP1)含量等参数.结果发现:1)短光照抑制体重增长、降低体脂重量和血清瘦素水平,增加非颤抖性产热(NST)和UCP1含量;2)高脂食物使摄入能减少和消化率提高,但未显著影响体重、基础代谢率、NST、UCP1含量和血清瘦素;3)血清瘦素与摄入能不相关,但与体脂含量正相关.结果暗示:短光照下瘦素作用敏感性增加和产热能力增强,可能介导了抵抗高脂食物诱导的肥胖.在野外条件下草食性的布氏田鼠能通过能量代谢和产热的适应性调节避免体重的过度增长,有利于降低捕食风险,增强生存能力.同时布氏田鼠是研究食物诱导肥胖机理的一个好模型     

DHA对高脂食物诱导体重增加的保护作用的研究

目的为了探索DHA抑制高脂食物诱导的脂肪增加的机制。方法本研究通过给C57BL/6小鼠饲喂普通食物(C57BL/6 C组),45%高脂食物(C57BL/6 H组)以及45%高脂食物加DHA(每克食物0. 2 g的DHA)(FAD3 C组)和(每克食物0. 4 g的DHA)(FAD3 H组),20周。第19周测定静止代谢率,20周处死动物检测血清瘦素、甘油三酯的浓度,以及白色脂肪组织和褐色脂肪组织中脂肪分化因子和褐色基因的表达。结果研究发现高脂食物导致C57BL/6 H组的体重、体脂、瘦素和甘油三酯最高(P0. 05)。与C57BL/6 H组相比,DHA降低了体重、体脂、瘦素和甘油三酯(P0. 05),并且有剂量依赖性。在白色脂肪中,DHA降低了高脂食物诱导的PPARγ、CEBPα和SREP1c mRNA表达的增加(P0. 05)。与对照组相比,DHA显著增加白色脂肪组织和褐色脂肪组织中脂肪褐色化基因PGC1αmRNA和UCP1 mRNA表达(P0. 05)。结论食物补充DHA通过增加产热基因的表达,增加静止代谢率、降低白色脂肪和褐色脂肪的脂肪分化基因的表达,从而降低高脂食物诱导的体重增加。     

外源瘦素注射对昆明和大理地区大绒鼠适应性产热的影响

小型哺乳动物通过产热能力的调整来应对环境的胁迫。为探究外源瘦素对不同地区大绒鼠(Eothenomys miletus)适应性产热的影响,选取云南昆明和大理地区捕获的大绒鼠各14只,置于25℃±1℃,光周期为12L∶12D的环境中,每日腹腔注射瘦素,持续28 d。以LT502电子天平每两天测定大绒鼠的体重,采用食物平衡法每两天测定大绒鼠摄食量,以便携式呼吸代谢测量系统每7天测定静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST)。第28天处死动物后,采用酶联免疫吸附法测定线粒体蛋白含量、线粒体细胞色素c氧化酶(COX)活性、解偶联蛋白1(UCP1)含量、血清三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、瘦素水平以及促甲状腺激素释放激素(TRH)和促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)水平。结果表明,注射瘦素后昆明和大理地区大绒鼠的体重和摄食量显著降低,RMR和NST增强,肝脏中线粒体蛋白含量和COX活性,褐色脂肪组织(BAT)中COX活性和UCP1含量,及血清T3、T4、T3/T4比值、TRH和CRH浓度均增加。瘦素水平与体重、摄食量呈负相关,血清T3水平与NST和UCP1含量呈正相关。此外,注射前昆...     

随机限食和重喂食对小鼠体重、能量收支及瘦素的影响

为阐明限食和重喂食(SFR-Re)诱导的体重"补偿性增长"生理机制,该文测定了SFR-Re驯化的KM小鼠能量摄入与支出、身体成分以及血清瘦素水平。结果显示,随机限食使体重显著降低,重喂食后体重增加至对照组水平。驯化结束后,SFR-Re驯化小鼠基础代谢率增加,产热降低,褐色脂肪组织(BAT)细胞色素c氧化酶(COX)活性和解偶联蛋白1(UCP1)水平显著降低,摄入能、消化率和脂肪重量均显著高于自由取食的对照组小鼠,但血清瘦素水平组间差异不显著。即在食物资源丰富的条件下,经历食物短缺的动物将增加能量摄入和消化吸收效率以及脂肪组织能量贮存,从而导致体重的"补偿性增长",同时,血清瘦素可能在该过程中发挥重要作用。     

大绒鼠在不同驯化温度下产热和能量代谢的变化

为研究不同温度驯化条件下大绒鼠体重、体温和能量代谢水平的可塑性变化,本实验测定了热驯化(30℃ ;12L∶ 12D)转脱热驯化(5℃ ;12L∶ 12D)和冷驯化(5℃ ;12L∶ 2D) 转脱冷驯化(30℃ ;12L∶ 12D)条件下,大绒鼠体重、体温、能量收支、静止代谢率和非颤抖性产热的变化。结果表明:大绒鼠在热驯化转脱热驯化过程中,随着热驯化时间的延长,大绒鼠体重和体温增加,摄入能、静止代谢率和非颤抖性产热逐渐降低,在28 d 时降到最低;转到脱热驯化条件下,表现出相反的趋势。冷驯化转入脱冷驯化过程中,随着冷驯化时间的延长,大绒鼠的体重和体温降低,摄入能、静止代谢率和非颤抖性产热逐渐升高,28 d 时达到最高;转移到脱冷驯化条件时,表现出相反的趋势。以上结果说明大绒鼠在不同温度驯化条件下,其体重、能量代谢和产热具有可塑性变化,即通过调节体重、体温和能量代谢来适应不同温度变化。     

大绒鼠幼仔的生长发育和产热特征

为阐明大绒鼠幼仔的生长发育和代谢产热特征,本实验测定了1-49 日龄大绒鼠幼仔的体重、体温、静止代谢率(RMR)和非颤抖性产热(NST)。依据逻辑斯蒂曲线的拐点(24 d),大绒鼠的体重生长可划分为加速生长相和减速生长相,幼仔的体温在19 日龄前逐渐升高,22 日龄时接近成体水平;RMR 和NST分别在28日龄、19日龄前随日龄逐渐增加,RMR 在28日龄时接近成体水平,BAT 产热活性在7 日龄内被激活。结果表明,大绒鼠胎后发育及产热能力符合晚成性动物的一般特征,即具有短的妊娠期,较少的胎仔数,较长的哺乳期,这些特征对适应横断山特殊多变的环境条件具有重要意义。     

Cold adaptive thermogenesis in small mammals from different geographical zones of China

The mechanisms of thermogenesis and thermoregulation were studied in the tree shrew (Tupaia belangeri) and greater vole (Eothenomys miletus) of the subtropical region, and Brandt's vole (Microtus brandti), Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus), Daurian ground squirrel (Spermophilus dauricus) and plateau pika (Ochotona curzoniae) of the northern temperate zone. Resting metabolic rate (RMR) and non-shivering thermogenesis (NST) increased significantly in T. belangeri, E. miletus, M. brandti and M. unguiculatus after cold acclimation (4 degrees C) for 4 weeks. In T. belangeri, the increase in RMR and thermogenesis at liver cellular level were responsible for enhancing the capacity of enduring cold stress, and homeothermia was simultaneously extended. Stable body temperature in M. brandti, E. miletus, M. unguiculatus and O. curzoniae was maintained mainly through increase in NST, brown adipose tissue (BAT) mass and its mitochondrial protein content, and the upregulation of uncoupling protein (UCP1) mRNA, as well as enhancement of the activity of cytochrome C oxidase, alpha-glycerophosphate oxidase and T(4) 5'-deiodinase in BAT mitochondria. The RMR in O. curzoniae and euthermic S. dauricus was not changed, while NST significantly increased during cold exposure; the former maintained their stable body temperature and mass, while body temperature in the latter declined by 4.8 degrees C. The serum T(3) concentration or ratio of T(3)/T(4) in all the species was enhanced after cold acclimation. Results indicated that: (1) the adaptive mechanisms of T. belangeri residing in the subtropical region to cold are primarily by increasing RMR and secondly by increasing NST, and the mechanisms of thermogenesis are similar to those in tropical mammals; (2) in small mammals residing in northern regions, the adaptation to cold is chiefly to increase NST; (3) the mechanism of cold-induced thermogenesis in E. miletus residing in subtropical and high mountain regions is similar to that in the north; (4) a low RMR in warm environments and peak RMR and NST in cold environments enabled M. unguiculatus to tolerate a semi-desert climate; (5) O. curzoniae has unusually high RMR and high NST, acting mainly via increasing NST to adapt to extreme cold of the Qinghai-Tibet Plateau; (6) the adaptation of euthermic S. dauricus to cold is due to an increase in NST and a relaxed homeothermia; and lastly (7) the thyroid hormone is involved in the regulation of cold adaptive thermogenesis in all the species studied.     

Effect of food restriction on energy intake and thermogenesis in Yunnan red-backed vole (Eothenomys miletus) with different metabolic levels

Shortage of food resources has significant effects on many physiological parameters of animals. The aim of the present study was to examine the relationship between the energetics countermeasures in response to food restriction and the levels of metabolism in Eothenomy miletus. Survival rate, body mass, basal metabolic rate (BMR), nonshivering thermogenesis (NST), body fat mass, serum leptin levels and other physiological parameters were measured. Animals were divided into high-BMR (hBMR) and low-BMR (lBMR) group. The two groups were restricted to 70% of ad libitum food intake for 4 weeks. The data showed that food intake increased by 24.5% in hBMR group than that in lBMR group before the experiment. Body mass, body fat mass, BMR and NST with hBMR or lBMR group significantly decreased after food restricting. Eighty percent of E. miletus survived with hBMR group, but 60% of E. miletus survived with lBMR group. Serum leptin levels were positively correlated with body mass, BMR and NST. The results suggested that E. miletus could apply physiological adjustments to adapt the period of food shortage by reducing energy metabolism, providing the support for the “metabolism switch hypothesis”. E. miletus with hBMR had decreased energy expenditure to maintain the normal physiological function. However, lBMR group could not decrease energy expenditure to meet the stress of available energy resource, which led to body mass decreased and mortality rate increased. Serum leptin levels may be involved in the regulation of energy balance and body mass in E. miletus during the food restriction.     

Effects of fasting and refeeding on body mass,thermogenesis and serum leptin in Brandt's voles (Lasiopodomys brandtii)

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To investigate the effect of fasting and refeeding on the body mass, thermogenesis and serum leptin in Brandt's voles, the changes in body and body fat mass, resting metabolic rate (RMR), mitochondrial cytochrome c oxidase (COX) activity in liver and brown adipose tissue (BAT), uncoupling protein 1 (UCP1) content of BAT, serum leptin level and post-fasting food intake were monitored and measured.     

横断山不同海拔地区大绒鼠面对高糖 食物变化的生理和行为响应

野外小型哺乳动物通常会表现出生理和行为的变化以应对环境条件的季节性变化,如食物、温度、光照等。为了研究横断山不同地区大绒鼠(Eothenomys miletus)面对不同含糖量食物时的生理和行为适应策略,选取云南剑川和香格里拉地区大绒鼠各26只,喂高糖食物28 d后重喂标准食物28 d,实验共56 d。测定大绒鼠的体重、摄食量、静止代谢率和活动行为,并在0 d、28 d、56 d测定大绒鼠的血清瘦素水平、下丘脑神经肽表达量和身体组成等指标。采用食物平衡法测定摄食量,实时荧光定量PCR测定下丘脑神经肽表达量。数据采用双因素方差分析或双因素协方差分析方法分析,相关性采用Pearson相关分析。结果显示,高糖食物能显著增加两地区大绒鼠的体重(F_(1, 907)=8.11,P 0.01)和摄食量(F_(1, 907)=1034.94,P 0.01),但对静止代谢率和活动行为无显著影响。重喂标准食物后,香格里拉大绒鼠体重能恢复至标准食物组水平,剑川大绒鼠体重仍然较高。瘦素和体重呈正相关(r=0.80,P 0.01),和神经肽表达量不相关(P 0.05)。此外,两个地区大绒鼠生理特征也表现出地区差异,香格里拉大绒鼠较剑川地区大绒鼠有较小的体重(F_(1, 907)=842.02,P 0.01),但静止代谢率(F_(1, 907)=6779.51,P 0.01)和活动行为(F_(1, 907)=79.89,P 0.01)均高于后者。香格里拉大绒鼠较高的摄食量(F_(1, 907)=49.96,P 0.01)可能和其较高的神经肽Y表达量有关(F_(1, 36)=4.672,P 0.05)。以上结果表明,在面对高糖食物时两地区的大绒鼠体重均增加,重喂标准食物后两个地区大绒鼠的体重变化差异显著,表现出了较大的地区间差异。瘦素和神经肽Y表达量可能在上述两个地区大绒鼠的体重调节和能量平衡中占有重要地位。地理位置决定的环境因素(食物资源、温度、海拔)可能是决定生物地区间表型差异和其应对极端环境适应性的核心要素。