中缅树鼩的非颤抖性产热及细胞呼吸特征

中缅树鼩(Tupaia belangeri chinensis)是东南亚树鼩中分布最北的一个种。在热中性区内的非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis NST)分别为2.57±0.21(冬)和2.21±0.12(夏)mlO_2/(g·h);分别为体重预期值的75.9％和61.2％,两者不仅冬季显著高于夏季,而且亦高于典型的热带种类,但低于温带类群。褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)的重量冬季为0.622±0.015 S,夏季0.532±0.80 g,冬季也显著高于夏季;同时,BAT总蛋白含量、线粒体蛋白含量以及细胞α-磷酸甘油氧化酶和细胞色素C氧化酶活性,冬季也显著高于夏季,但增加的比例较温带种类低;而肝脏细胞的上述指标及线粒体状态Ⅲ、状态Ⅳ呼吸等,冬夏两季均无显著差异。因此,中缅树鼩的NST和细胞产热能力介于热带与温带类群之间,显示出向温带类型过渡的趋势。     

中缅树Qu的非颤抖性产热及细胞呼吸特征

中缅树qu(Tupaia belangeri chinensis)是东南亚树qu中分布最北的一个种。在热中性区内的非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis NST)分别为2.57±0.21(冬)和2.21±0.12(夏)mlO[2]／(g·h);分别为体重预期值的75.9%和61.2%,两者不仅冬季显著高于夏季,而且亦高于典型的热带种类,但低于温带类群。褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)的重量冬季为0.622±0.015 g,夏季0.532±0.80 g,冬季也显著高于夏季;同时,BAT总蛋白含量、线粒体蛋白含量以及细胞α-磷酸甘油氧化酶和细胞色素C氧化酶活性,冬季也显著高于夏季,但增加的比例较温带种类低;而肝脏细胞的上述指标及线粒体状态Ⅲ、状态Ⅳ呼吸等,冬夏两季均无显著差异。因此,中缅树qu的NST和细胞产热能力介于热带与温带类群之间,显示出向温带类型过渡的趋势。     

树麻雀肝脏和肌肉产热特征的季节性变化

北温带的小型鸟类,通过增加产热来适应低温环境.基础代谢率(BMR)是内温动物能量预算的重要组成部分.本研究中我们分别在冬季和夏季测定了树麻雀(Passer montanus)的BMR、肝脏和肌肉的线粒体蛋白含量、线粒体呼吸及细胞色素C氧化酶(COX)活力及血清中甲状腺激素(T4)及甲状腺原氨酸(T3)含量的变化.结果显示:树麻雀的体重和BMR冬季显著高于夏季;肝脏的线粒体呼吸、肝脏和肌肉的COX活力冬季较高,夏季较低;血清T3浓度冬季明显高于夏季.这些结果表明:在野外条件下,肝脏和肌肉在细胞水平产热能力的提高和血清T3含量的增加,是树麻雀抵御冬季寒冷的重要方式之一.     

黑线仓鼠体重和能量代谢的季节性变化

为阐明小型哺乳动物体重和能量代谢的季节性变化以及生理调节机制,将黑线仓鼠驯化于自然环境下12个月,测定其体重、能量收支、身体组织器官和血清瘦素水平的季节性变化。黑线仓鼠能量摄入和支出的季节性变化显著,冬季摄入能、基础代谢率(BMR)、非颤抖性产热(NST)显著高于夏季。体重季节性变化不显著,但身体组织器官重量呈现显著的季节性变化,冬季肝脏、心脏、肾脏以及消化道重量显著高于夏季。体脂含量夏季最高,冬季最低,冬季显著低于夏、秋和春季(P <0.01)。血清瘦素水平的季节性变化显著,夏季瘦素水平比秋、冬季分别高88.2% 和52.4% (P <0.05)。结果表明,黑线仓鼠体重维持季节性稳定,与“调定点假说”的预测不同;但脂肪含量和血清瘦素季节性变化显著,符合该假说。夏季血清瘦素升高具有抑制能量摄入的作用,冬季血清瘦素可能是促进代谢产热的重要因子,瘦素对能量代谢和体重的调节作用与气候的季节性变化有关。       

PRDM16和BMP7基因表达量在中缅树鼩体重调节中的作用

为探讨季节性环境变化下中缅树鼩PRDM16(PR domain-containing 16)和BMP7(bone morphogenetic proteins 7)基因表达量对其生理适应性调节的作用,本研究测定了野外不同季节和实验室冷驯化条件下中缅树鼩的体重、静止代谢率(resting metabolic rate,RMR)、非颤抖性产热(nonshivering thermogenesis,NST)、摄食量、PRDM16和BMP7基因表达量的变化。结果表明:季节性变化过程中中缅树鼩的体重、RMR、NST、褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)重、白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)重和摄食量均是冬季显著高于夏季;中缅树鼩不同季节的PRDM16和BMP7基因表达量差异极显著,PRDM16表达量的季节变化趋势为:冬季秋季春季夏季;BMP7表达量的季节变化趋势为:冬季秋季夏季春季。冷驯化条件下,中缅树鼩的体重、RMR、NST、摄食量、BAT含量、大网膜WAT含量显著增加,PRDM16和BMP7基因表达量也显著增加。以上结果表明,中缅树鼩褐色脂肪细胞存在PRDM16和BMP7肌源性起源,即冬季或者低温条件下中缅树鼩PRDM16和BMP7表达量上调,促进褐色脂肪细胞形成,增加NST来弥补产热的不足,以适应冬季寒冷的环境。PRDM16和BMP7在中缅树鼩季节性产热调节和能量代谢中起着重要的作用。     

达乌尔黄鼠产热的季节性变化

达乌尔黄鼠（Ｃｉｔｅｌｌｕｓｄａｕｒｉｃｕｓ）的产热表现出明显的季节性变化。在非冬眠期,静止代谢率（ＲＭＲ）和非颤抖性产热（ＮＳＴ）于春季最高,秋季次之,夏季最低。冬眠期,ＲＭＲ降到极低水平,只为春季的３．０％。肝脏的线粒体蛋白含量、线粒体呼吸和细胞色素Ｃ氧化酶活力在秋季显著高于其它各季。褐色脂肪组织（ＢＡＴ）的重量、线粒体蛋白含量、细胞色素Ｃ氧化酶活力和α－磷酸甘油氧化酶活力,在夏季处于一年中的最低水平,到了冬季这些指标达到一年中的最高水平。在非冬眠季节ＢＡＴ产热能力升高时,ＮＳＴ能力也相应升高,这表明ＢＡＴ产热能力的增强是ＮＳＴ能力提高的部分机制。达乌尔黄鼠血清Ｔ＿４含量在年周期中没有明显改变,冬眠时血清Ｔ＿３含量显著高于其它各季。     

冷暴露对中缅树鼩适应性产热特征的影响

在冷暴露(5 ± 1℃)1 d,7 d,14 d 和21d 对中缅树鼩的肝脏、心脏、膈肌、腓肠肌和褐色脂肪组织(BAT)的总蛋白和线粒体蛋白含量、线粒体的状态Ⅳ呼吸能力、细胞色素C 氧化酶活力及血清中甲状腺激素的水平等指标进行了测定。结果表明:冷暴露过程中肝脏线粒体蛋白含量对低温的反应比总蛋白的反应剧烈,心脏和BAT 组织的线粒体蛋白含量也随着冷驯化时间的延长而显著增加,但腓肠肌的反应较为温和;各组织线粒体的状态Ⅳ呼吸能力均显著增强,除腓肠肌外其它各组织细胞色素C 氧化酶活性也随冷暴露时间的延长而急剧增加。说明在低温条件下,肝脏、腓肠肌、心脏和BAT 等组织都参与了体温调节的过程,在自然生境中,低温是重要的刺激产热的调节因子。     

短光照诱导达乌尔黄鼠产热

本文通过测定静止代谢率(RMR)、非颤抖性产热(NST)、线粒体呼吸酶、脂肪代谢酶活力、褐色脂肪 组织(BAT)线粒体GTP 结合能力、下丘脑促甲状腺激素释放激素(TRH)和促肾上腺激素释放激素(CRH)等指标,探讨短光照对达乌尔黄鼠产热的诱导和调节。结果表明,温暖(22℃ ) 短光照(8D∶ 6L)组,达乌尔黄鼠的RMR、NST、肝脏和BAT 线粒体细胞色素C 氧化酶活力以及BAT 线粒体GTP 结合能力均明显高于温暖长光照(16D∶ 8L)组中的动物,而体重、BAT 重量、肝细胞呼吸、BAT α - 磷酸甘油氧化酶活力则没有明显变化。短光照组黄鼠下丘脑TRH 水平显著高于长光照组,而血清中三碘甲腺原氨酸(T₃ )及甲状腺素(T₄ )浓度、T₃ / T₄ 以及BAT 中T₄ - 5’脱碘酶的活性没有明显变化。短光照组黄鼠下丘脑CRH 水平显著高于对照组,而肾上腺皮质酮含量无明显变化。结果表明短光照能够诱导达乌尔黄鼠产热增加,主要是通过激活细胞色素C 氧化酶活性和增加BAT 中解偶联蛋白浓度;短光照可能激活下丘脑TRH 和CRH,但它们没有直接诱导产热增加,推测其增加了黄鼠潜在的产热能力。     

四川荥经县赤腹松鼠体重及脏器湿重的性别与季节差异

以2015年1月至12月捕自四川荥经县的310只成体赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus,雄鼠174只,雌鼠136只)为研究对象,分析了其体重及7种内脏器官湿重的性别和季节差异,以及妊娠对内脏器官湿重的影响。1)雌、雄鼠的体重无性别和季节差异。2)心湿重雌、雄鼠差异显著,春季雄性大于雌性,夏季相反;肝、脾、肺和肾的湿重均无性别差异。3)肝湿重夏、冬季高于春、秋季;脾湿重秋季高于冬季和春季;肺湿重春季最高,夏季最低;肾湿重冬、春季高于夏季;心湿重雄鼠秋季高于夏、冬季,雌鼠夏、秋季高于冬季;睾丸和子宫湿重都在春季最高,秋季最低。4)妊娠鼠肝、肺和肾湿重均高于未妊娠鼠。结果表明,随着季节更替赤腹松鼠的体重维持稳定,雌、雄鼠心湿重差异显著,且器官湿重表现出了一定的弹性,这可能与雌、雄鼠的繁殖状态及季节性环境的多样性变化有关。     

白头鹎肝脏和肌肉冬夏两季的代谢产热特征比较

动物能量代谢的生理生态特征与物种的分布和丰富度密切相关,基础代谢率(basal metabolic rate,BMR)是恒温动物维持正常生理机能的最小产热速率,是内温动物能量预算的重要组成部分.该文以白头鹎(Pycnonotus sinensis)为研究对象,分别在冬季和夏季测定了白头鹎的体重、BMR、肝脏和肌肉的线粒体蛋白质含量、线粒体呼吸及细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase,COX)活力及血清中甲状腺素(T4)及三碘甲腺原氨酸(T3)含量的变化,从细胞和酶学水平上解释白头鹎基础产热的季节适应规律.耗氧量采用封闭式流体压力呼吸测定仪测定,肝脏和肌肉的线粒体状态4呼吸及COX活力采用铂氧电极-溶氧仪测定.结果显示:白头鹎的体重和BMR冬季显著高于夏季;肝脏和肌肉的线粒体呼吸,以及肝脏和肌肉的COX活力冬季明显高于夏季;血清T3浓度冬季较高,夏季较低.这些结果表明:在野外自然条件下,肝脏和肌肉在细胞水平产热能力的提高和血清T3含量的增加是白头鸭BMR增加的细胞学机制之一,同时是白头鹎抵御冬季寒冷的一种重要方式.     

光照和温度对根田鼠褐色脂肪组织产热能力的影响

测定了根田鼠在室内驯化2周后褐色脂肪组织（BAT）的蛋白含量、线粒体蛋白含量和细胞色素C氧化酶活性的变化。动物进行如下4种处理:23℃,16L:8D;23℃,8L：16D;5℃,16L：8D和5℃,8L:16D.。结果表明,短光照可刺激根田鼠的BAT线粒体细胞色素C氧化酶的活性增加;低温驯化可导致根田鼠的BAT线粒体蛋白含量增加;短光照加低温可进一步促进酶的活性增加。结合个体水平的产热特点,说明根田鼠在产热能力的季节驯化过程中,光周期是一主要的季节调节信号,环境温度进一步增强光照的作用,环境温度和光周期共同作用以诱导其产热能力等方面的生理调节。研究结果支持了环境温度和光周期共同作用以调节动物产热变化的学说。     

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。     

高原鼠兔在胚后发育过程中热代谢和褐色脂肪组织(BAT)的变化

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)新生个体不能维持稳定的体温,仅具有初步的热调节能力,主要利用小气候环境和BAT产热克服低温压力,随着个体发育高原鼠兔的产热能力和隔热性都得到发展,但隔热能力比产热能力优先发育,同时BAT的重要性相对下降。体重达到成体水平后,最低代谢率高于同体重的Kleiber期望值,热传导率低于同体重的Bradley-Deavers期望值。另外,高原鼠兔通过行为热调节对生理调节加以补充。     

低氧对雄性高原鼠兔性腺的影响

在人工模拟低氧环境下（低压舱模拟５０００ｍ和７０００ｍ海拔高度）,低氧暴露２４ｈ和７ｄ,观察低氧对受试动物性腺的影响。结果表明,急性低氧２４ｈ,高原鼠兔血浆雌二醇（Ｅ２）明显升高;低氧暴露７ｄ,高原鼠兔血浆Ｅ２仍维持一较高水平;５０００ｍ低氧暴露７ｄ,其睾丸指数无明显变化,７０００ｍ时却有所降低。同等条件下,大鼠睾丸指数明显增高;５０００ｍ和７０００ｍ低氧暴露７ｄ对高原鼠兔睾丸组织形态无明显影响,然而,大鼠曲细精管间隙增大,且曲细精管内各级细胞排列紊乱。低氧环境下,高原鼠兔雄体血浆Ｅ２增高,可能是其低氧适应的特征之一     

Seasonal adaptation of brown adipose tissue in the Djungarian hamster

Summary The composition and oxidative capacity of brown adipose tissue (BAT) were investigated in Djungarian hamsters kept under natural photoperiod, either indoors at neutralT _a (23°C) or under outdoor conditions. BAT comprises up to 5% of the body weight in summer/indoor hamster, with lipid representing 86% of the total tissue mass. Tissue mass and thermogenic capacity are inversely related during seasonal adaptation: 30% decrease of total DNA, accompanied by extensive lipid depletion, reduces the amount of BAT by almost 60% during acclimatization from summer/indoor to winter/outdoor conditions. Mitochondrial protein in BAT is increased by a factor of 2.6 concomitantly, and by a factor of 4 when related to body weight (body weight reduction 36%).Cytochrome oxidase activity in different brown fat deposits varies by up to 150% in summer/indoor hamsters; depending on the fat pad, the enzyme activity is increased 200%–700% during adaptation to winter/outdoor conditions.Natural photoperiod is decisive in determining the seasonal adaptation of DNA content in BAT and of body weight. Short photoperiod alone may lead to depletion of lipid content of BAT and thus decrease the tissue mass practically to the lowest seasonal level, even though both parameters may be also influenced byT _a. One third of the maximum adaptive increase of tissue mitochondria may be attributed to seasonal changes in photoperiod and up to two thirds toT _a. Photoperiod establishes a fixed fundament of slow-reacting functional adaptation of BAT, whereas the effect of decreasedT _a depends on the rate and duration of cold influence.Abbreviations BAT brown adipose tissue - NST nonshivering thermogenesis - T _a ambient temperature     

小哺乳动物在高寒环境中的生存对策Ⅱ.高原鼠兔和根田鼠非颤抖性产热（NST）的季节性变化

本文对生存在高寒地区的两种非冬眠草食性小哺乳动物--高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和根田鼠(Microtus oeconomus)的非颤抖性产热(Nonshlvering thermogenesis,NST)的季节性变化进行了测定,并对NST与褐色脂肪组织(Brown adipose tissue,BAT)的关系进行了分析,同时阐述了高寒环境中非冬眠草食性小哺乳动物的生存对策。     

布氏田鼠胎后发育过程中褐色脂肪组织和肝脏的产热特征

为探讨布氏田鼠胎后恒温能力的发育过程,本文测定了1、5、9、17、21、33 和41 日龄幼体的褐色脂肪组织(BAT)和肝脏的重量、线粒体蛋白含量和细胞色素c氧化酶(COX) 的活性。布氏田鼠胎后发育期间BAT 增补明显,主要表现为重量的增加和单位组织重量COX 活性的升高等,属典型的晚成型发育特征。布氏田鼠胎后发育过程中BAT 和肝脏产热特征的变化与幼体的产热特点和恒温能力的发育是相一致的。     

Effects of fasting and food restriction on brown adipose tissue composition in normal and dystrophic hamsters

Fasting for 36-48 h or food restriction (30% reduction of daily food intake for 6 weeks) caused brown adipose tissue (BAT) atrophy in hamsters. Fasting-induced atrophy was characterized by reductions in tissue mass, DNA, protein, and thermogenin. By contrast, food restriction had no effect on tissue cellularity (DNA) but markedly reduced the tissue protein and thermogenin contents. The concentration of thermogenin in isolated mitochondria was unchanged by fasting or food restriction. Dystrophic hamsters had a reduced BAT mass when compared with weight-matched control hamsters. This resulted from a reduction in tissue cellularity since BAT DNA, protein and thermogenin contents were all reduced. The extent of binding of [3H]guanosine diphosphate to isolated mitochondria and their content of thermogenin were similar in normal and dystrophic hamsters. In response to cold exposure, as in normal hamsters, BAT of dystrophic hamsters grew and the tissue thermogenin increased, but the mitochondrial concentration of thermogenin did not change. In response to fasting, in contrast with normal hamsters, there was no significant reduction in BAT DNA in dystrophic animals and the loss of tissue protein was reduced. However, the relative changes in BAT composition during chronic food restriction were similar in normal and dystrophic animals. Thus, reduction in hamster BAT thermogenic capacity during food deprivation may occur by loss of cells and (or)reduction in the tissue protein and thermogenin contents. The extent of protein and (or) DNA loss may be dependent upon the original tissue mass and the severity of food deprivation.     

The molecular and biochemical basis of nonshivering thermogenesis in an African endemic mammal, Elephantulus myurus

Uncoupling protein 1 (UCP1) mediated nonshivering thermogenesis (NST) in brown adipose tissue (BAT) is an important avenue of thermoregulatory heat production in many mammalian species. Until recently, UCP1 was thought to occur exclusively in eutherians. In the light of the recent finding that UCP1 is already present in fish, it is of interest to investigate when UCP1 gained a thermogenic function in the vertebrate lineage. We elucidated the basis of NST in the rock elephant shrew, Elephantulus myurus (Afrotheria: Macroscelidea). We sequenced Ucp1 and detected Ucp1 mRNA and protein restricted to brown fat deposits. We found that cytochrome c oxidase activity was highest in these deposits when compared with liver and skeletal muscle. Consistent with a thermogenic function of UCP1 isolated BAT mitochondria showed increased state 4 respiration in the cold, as well as palmitate-induced, GDP-sensitive proton conductance, which was absent in liver mitochondria. On the whole animal level, evidence of thermogenic function was further corroborated by an increased metabolic response to norepinephrine (NE) injection. Cold acclimation (18 degrees C) led to an increased basal metabolic rate relative to warm acclimation (28 degrees C) in E. myurus, but there was no evidence of additional recruitment of NE-induced NST capacity in response to cold acclimation. In summary, we showed that BAT and functional UCP1 are already present in a member of the Afrotheria, but the seasonal regulation and adaptive value of NST in Afrotherians remain to be elucidated.