长爪沙鼠褐色脂肪组织的适应性产热

低温（５±２℃）环境暴露１天、１周、４周长爪沙鼠的静止代谢率和非颤抖性产热、褐色脂肪组织蛋白质含量、线粒体细胞色素－Ｃ氧化酶和α－磷酸甘油氧化酶活力、钠钾泵活力以及环腺苷酸含量、血清Ｔ３含量等项产热指标逐渐提高;而低温驯化８周动物各项指标基本维持在４周水平上,表明长爪沙鼠在冷适应过程中产热能力逐渐提高,而后维持一稳定水平,其中褐色脂肪组织起重要调节作用。     

长爪沙鼠褐色脂肪组织和肝脏产热特征的季节性变化

长爪沙鼠（Meriones unguiculatus）是一种栖息于典型草原和荒漠草原非冬眠群居性的小型哺乳动物。为研究其产热功能的季节变化,我们分别在2003年秋季（9月下旬）、冬季（11月下旬）、2004年春季（3月底-4月下旬）和夏季（7月下旬）,分别测定了其体重、褐色脂肪组织和肝脏的重量、线粒体总蛋白含量和细胞色素c氧化酶活力,以及褐色脂肪组织中解偶联蛋白1（Uncoupling protein1,UCPl）的含量等。结果显示：除雄鼠的体重显著高于雌鼠外,其它各项指标均无性别差异。体重和褐色脂肪组织的重量都在冬季较高,显著高于夏季,而肝脏的重量在夏季显著高于其它季节。褐色脂肪组织和肝脏的线粒体蛋白含量和细胞色素c氧化酶活力以及UCP1含量,都在冬季较高,夏季较低。这些结果表明：在野外条件下,褐色脂肪组织和肝脏在细胞水平上产热能力的提高和UCP1含量的增加,是长爪沙鼠抵御寒冷的重要方式。     

长爪沙鼠产后发育中线粒体产能

本文通过产后1日龄到3O日龄长爪沙鼠肝脏和棕色脂肪组织的线粒体研究揭示,肝线粒体在出生后的呼吸速率、氧化磷酸化作用以及细胞色素氧化酶活力均达到恒定水平。肝线粒体蛋白质量随胎后发育日龄而增加,直至2O日龄左右,琥珀酸氧化酶活力在此时也增加到近于恒定,因此肝线粒体产能发育随日龄增长到2O日龄右。这可能是长爪沙鼠体温调节发育的细胞机制之一。从棕色脂肪线粒体的细胞色素氧化酶和琥珀酸氧化酶活力的变化,显示棕色脂肪组织在长爪沙鼠新生幼仔阶段产热中所起的重要作用。     

冷暴露长爪沙鼠下丘脑-垂体-肾上腺轴对产热的调节

为探讨下丘脑 -垂体 -肾上腺轴在野生小哺乳动物产热中的调节作用 ,对正常及肾上腺去除的长爪沙鼠进行了冷暴露研究。正常雄性长爪沙鼠在急性冷暴露 ( 4± 1℃ ,1天 )条件下 ,下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素的合成和释放没有显著变化 ,肾上腺皮质酮含量增加 4 5 8% ,差异显著 ,血清皮质酮水平有增加趋势 ;慢性冷暴露 ( 4± 1℃ ,3周 )后 ,肾上腺皮质酮含量增加到对照的 2 14倍 ,血清皮质酮含量维持较高水平。肾上腺去除的长爪沙鼠冷暴露 3周后 ,褐色脂肪组织 (BAT)产热 (细胞色素C氧化酶活力、线粒体GTP结合数量 )增加 ,下丘脑促甲状腺激素释放激素的合成和释放、血清三碘甲腺原氨酸水平以及血清去甲肾上腺素的浓度均有增加的趋势。表明冷暴露条件下长爪沙鼠肾上腺皮质酮的合成和释放增加 ,从而抑制BAT的产热 ,皮质酮对BAT产热的抑制部分是通过抑制下丘脑 -垂体 -甲状腺轴激素的合成和分泌以及抑制交感神经系统的活动而实现的。     

下丘脑-垂体-甲状腺轴在冷暴露长爪沙鼠产热中的作用

为探讨冷暴露小哺乳动物褐色脂肪组织(BAT)产热的调节机理,在已有的冷暴露长爪沙鼠(Meri-ones unguiculatus)BAT产热变化研究的基础上,测定了急性(1 d)及长期(3周)冷暴露[(4±1)℃]雄性长爪沙鼠下丘脑和正中隆起中促甲状腺激素释放激素(TRH)含量、血清甲状腺激素(T3、T4)和去甲肾上腺素(NE)浓度以及BAT中T45'脱碘酶活性的变化.与常温对照组相比,冷暴露1 d长爪沙鼠下丘脑TIRH含量减少,正中隆起TRH含量、血清T3和NE浓度以及BAT中T4 5'脱碘酶活性均增加,血清T4浓度降低;冷暴露3周后,下丘脑TRH含量回升到接近对照组水平,正中隆起TRH含量、血清T3浓度、BAT中T4 5'脱碘酶活性均在冷暴露1d的基础上进一步增加,血清T4浓度进一步降低,血清NE浓度维持在冷暴露1 d的高水平.结果分析推测,冷暴露激活了长爪沙鼠下丘脑-垂体-甲状腺(HPT)轴激素的合成和分泌,并激活了外周交感神经系统,导致产热增加.     

光周期和温度对中缅树()产热能力的影响

低温短光照诱导中缅树()体重增加、体温降低、产热能力增强,静止代谢率增加的速度和比例高于非颤抖性产热;低温短光照刺激肝脏线粒体蛋白质量、线粒体氧化能力和细胞色素C氧化酶活性显著增加;短光照也刺激褐色脂肪组织总蛋白和线粒体蛋白量、线粒体状态IV呼吸、细胞色素C氧化酶、α-磷酸甘油氧化酶及T45'-脱碘酶活性显著提高.低温和短光照促使血清T3浓度增加、T4浓度不变.结果表明,中缅树()的适应性产热特征不仅受到低温的显著影响,而且光周期也参与了适应性产热的调节.     

外源性褪黑激素对中缅树()适应性产热特征的影响

注射外源性褪黑激素后,中缅树Ｑｕ体温明显降低,静止代谢率和非颤拦性产热显著增加,并随蝗延长增加的赵多,注射褪黑激素不能影响肝脏的褐色脂肪组织的重量,但两者线粒体蛋白含量显著增加、线粒体呼吸和细胞色素Ｃ氧化酶活性增加;褐色脂肪组织的α磷酸甘油氧化酶和Ｔ４５’－脱碘酶活性显著增加;血清Ｔ３浓度显著上升,Ｔ４浓度显著降低。结果表明,松果体褪黑激素参与了中缅树Ｑｕ的适应性产热调节。     

褪黑激素对布氏田鼠适应性产热的诱导作用

秋季,将布氏田鼠置于２３±２℃,光周期１４Ｌ∶１０Ｄ的环境中,每日腋下注射褪黑激素,共四周。导致布氏田鼠的非颤抖性产热被激活,褐色脂肪组织和肝的总蛋白及线粒体蛋白含量明显地增加;肝线粒体状态４和状态３呼吸活力显著增加;刺激肝和褐色脂肪组织线粒体细胞色素Ｃ氧化酶活力升高;明显地升高血清Ｔ３浓度和增加Ｔ３／Ｔ４比率。表明在秋季褪黑激素能明显提高布氏田鼠的产热能力。短光照对布氏田鼠产热的调控可能是通过松果体分泌的褪黑激素而实现的。     

冷驯化条件下长爪沙鼠血清瘦素浓度的变化及其与能量收支和产热的关系

为研究低温胁迫条件下长爪沙鼠的适应对策及瘦素对体重和能量平衡的调节作用 ,我们将 7只成年雌性长爪沙鼠在 5℃条件下驯化 2 1d ,另选 7只作为对照 ,对体重、血清瘦素含量、体脂含量、摄入能、基础代谢率、非颤抖性产热等进行了测定。结果发现 :1 ) 5℃条件下长爪沙鼠的体重没有明显变化 ;2 ) 5℃条件下长爪沙鼠的血清瘦素浓度和体脂含量均明显低于对照组 ,且瘦素浓度与体脂含量呈显著正相关 ;3) 5℃条件下长爪沙鼠的摄入能、基础代谢率和非颤抖性产热等显著高于对照。这些结果表明 :长爪沙鼠在低温条件下产热能力和自身维持能量消耗都增加 ,能量摄入因此而增加 ;瘦素参与了能量平衡和体重的调节 ,但没有直接参与产热调节     

长爪沙鼠冷驯化中褐色脂肪组织产热活性及解偶联蛋白基因表达

长爪沙鼠暴露于冷环境 (4± 2℃ ) 1天至 4周的过程中 ,褐色脂肪组织 (BAT)线粒体的GTP结合能力逐渐增加 ,3周达到最大值 ;解偶联蛋白 (UCP)基因表达只有一种 ,分子量为 1 5kb ,并在冷暴露一天时明显上调 ,一周时达到高峰 ;BAT的T4 5′ 脱碘酶活力也逐渐增加。表明UCPmRNA上调对BAT合成新的UCP是必需的 ,T4 5′ 脱碘酶的激活对BAT的产热和增生是重要的。