暖温经历对雌性黑线仓鼠能量代谢、产热和体脂含量的影响

能量代谢的生理调节是小型哺乳动物应对不同环境温度的重要策略之一,为探讨暖温下代谢产热在体重和体脂适应性调节中的作用和机理,本研究将雌性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)暴露于暖温(30°C)1个月、3个月和4个月,测定体重、摄入能、代谢产热、体脂含量、褐色脂肪组织(BAT)细胞色素c氧化酶(COX)活性和解偶联蛋1 (UCP1) mRNA表达等。结果显示,暖温对黑线仓鼠体重无显著影响,但使脂肪含量显著增加。与室温组相比(21°C),暖温组消化率显著升高,但摄入能和消化能显著降低;暖温下非颤抖性产热(NST)显著降低,脑、肝脏和心脏COX活性、BAT COX活性和UCP1 mRNA的表达显著下调。结果表明,暖温下降低代谢产热补偿了能量摄入的减少,机体处于正能量平衡状态,是脂肪含量显著增加的主要原因之一。脑、肝脏、心脏和BAT代谢活性降低是代谢产热降低的主要机制,与脂肪累积有关。     

白头鹎对季节性驯化和温度适应的生理反应

在自然环境中,有机体某一特性的可塑性变化在适应和功能方面是非常重要的。以成年白头鹎(Pycnonotus sinensis)为研究对象,分别在野外驯化条件和实验室温度适应条件下测定静止代谢率(RMR)、蒸发失水率(EWL)和代谢活性器官的重量,同时测定肝脏及肌肉的线粒体呼吸和细胞色素C氧化酶活力(COX)。野外季节性驯化在冬季和夏季时测定;实验室温度适应分为2组,分别在10℃和30℃下适应4周后进行测定。结果显示,与夏季驯化和暖适应组相比,冬季驯化和冷适应组RMR和EWL较高、代谢活性器官较重,线粒体呼吸速率和COX活性显著增加;器官重量和细胞产热能力的适应性变化可能是导致了RMR适应性调节。结果表明,白头鹎可以表现出对季节性驯化和温度适应的生理反应,利用这种能力应付野外环境温度的波动。生理能量特性的可塑性是鸟类能量代谢的共同特征。     

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。     

黑线仓鼠的BMR个体差异及其应对高脂食物的能量学对策

为探讨高脂食物对小型哺乳动物能量代谢的影响及其与基础代谢率(Basal metabolic rate, BMR)的关系,将成年雌性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)分为高、低BMR组,每组再随机分为低脂、高脂食物组,驯化6周后,测定体重、摄入能和代谢率,以及消化酶活力、褐色脂肪组织(Brown adipose tissue, BAT)和主要内脏器官与肌肉的细胞色素c氧化酶(Cytochrome c oxidase, COX)活性、解偶联蛋白(Uncoupling protein, UCP) mRNA表达等。结果显示,高脂食物对高、低BMR组动物体重均无显著影响。与低脂食物组相比,高脂食物组的摄食量、摄入能和消化能显著下降,小肠脂肪酶活力显著增强,消化率明显增加,但高、低BMR组的组间差异不显著。夜间代谢水平显著高于昼间,高脂食物使高BMR组的夜间代谢率显著升高。BAT、肌肉和内脏器官COX活性不受高脂食物的影响,高、低BMR组的组间差异也不显著。高脂食物组仅肝脏UCP2表达显著上调。结果表明,能量摄入和消化系统形态及功能的可塑性调节是黑线仓鼠应对高脂食物的主要策略;黑线仓鼠的代谢率具有显著的昼夜节律,既受高脂食物的影响,也与动物自身的BMR水平有关,但UCP表达具有组织特异性,这可能不是导致BMR个体差异的因素。     

冷驯化条件下大绒鼠的产热和能量代谢特征

本文主要研究了冷驯化(5℃±1℃)条件下,大绒鼠(Eothenomys miletus)的能量收支、基础代谢率(BMR)、非颤抖性产热(NST)和肝脏线粒体呼吸.结果表明:随着冷驯化的进行,大绒鼠的体重、体温降低;摄入能、消化能、可代谢能增加;BMR和NST增加;肝脏线粒体呼吸状态Ⅲ呼吸先增加,28天后趋于平稳;线粒体状态Ⅳ呼吸先增加,28天后下降.说明在冷驯化条件下,大绒鼠采取适当降低体重和体温、增加能量摄入、增加BMR和NST产热的对策来维持能量平衡     

温度及光照驯化对南方鲇线粒体代谢补偿调节的影响

为了检验在季节驯化中温度和光周期分别对南方鲇（Silurus meridionalis Chen）组织线粒体代谢补偿效应的调节作用,研究对实验鱼进行了4个系列的驯化处理:（1）低温等光周期12.5℃,12L:12D,体重:（186.362.77） g;（2）高温等光周期27.5℃,12L:12D,体重:（202.807.99） g;（3）短光照中等温8L:16D,20℃,体重:（284.8013.47） g;（4）长光照中等温度16L:8D,20℃,体重:（283.7015.60） g,每组均为24尾鱼。驯化8周后取样,测定了各驯化组鱼体心脏、肝脏和肾脏的器官质量（器官指数）,以及这3种器官组织线粒体在测定温度为12.5℃、20℃和27.5℃时的呼吸率和细胞色素C氧化酶（CCO）活性。结果显示,在等光周期条件下,低温驯化组（12.5℃,12L:12D）实验鱼的心脏、肝脏和肾脏的器官指数均显著高于高温驯化组（27.5℃,12L:12D）;在中等温度条件下不同光照处理的实验鱼之间器官指数无显著差异。在中等温度条件下短光照驯化组（8L:16D,20℃）鱼体的心脏、肾脏和肝脏组织线粒体呼吸率和CCO活性均显著高于长光照组（16L:8D,20℃）;而在等光周期条件下的不同温度驯化并没引起这3种组织线粒体的呼吸率和CCO活性的明显差异。综合认为:在季节驯化过程中,光周期改变是引起线粒体代谢能力的主要因素,温度变化则是调整器官组织重量的主要因素,光周期与温度对南方鲇线粒体代谢机制的调整具有协同作用。       

高原鼠兔冷驯化和脱冷驯化中的产热变化

本文探讨了冷驯化和脱冷驯化对高原鼠兔代谢产热的影响。在冷驯化中，鼠兔的静止代谢率逐渐增加，血清Ｔ３‘／Ｔ４比率上升，肝线粒体状态３呼吸明显增加，线粒体细胞色素Ｃ氧化酶激活，而肝脏线粒体蛋白含量没有明显变化。     

南方鲇不同组织间线粒体代谢的比较研究

采用人工繁殖的同批南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼为研究对象,分别在7.5、10、12.5、17.5、22.5、27.5、32.5、35和37.5℃条件下测定其心脏、肾脏、肝脏、脑和白肌的线粒体呼吸率、细胞色素c氧化酶(CCO)的活性,以检测不同组织线粒体的含量及代谢特征的差异性。在27.5℃下,南方鲇心脏、肾脏、肝脏、脑和白肌线粒体状态3呼吸率分别为69.94、30.98、32.36、18.89和7.34 nmol O2/min.mg;CCO活性分别为676.54、327.46、294.34、153.23和65.73 nmol O2/min.mg。统计检验表明,状态3呼吸率和CCO活性均表现为:心脏显著高于其他4种组织(P<0.05),白肌则要显著低于其他4种组织(P<0.05),肾脏和肝脏之间差异不显著,但均显著高于脑(P<0.05)。试验测定了以上5种组织的柠檬酸合酶(CS)活性来表征组织中线粒体含量。在27.5℃条件下CS的活性则分别是17.93、7.20、8.42、6.12和1.35 U/mg,心脏显著高于其他4种组织(P<0.05),肝脏、肾脏和脑之间差异不显著,但都显著高于白肌(P<0.05)。在7.5℃—32.5℃范围内,南方鲇的心脏、肝脏、肾脏、脑和白肌5种组织的线粒体状态3呼吸率和CCO活性均随着温度的升高而增加,但在高温端,心脏中这两种代谢指标开始出现随温度上升而下降的趋势。在低温端(7.5℃—10℃)和高温端(35℃—37.5℃),各组织线粒体呼吸率RCR值多数小于4,在37.5℃下的心脏和7.5℃下的白肌的RCR值分别低至1.76和1.85。研究结果提示,南方鲇不同组织间线粒体含量可以由CS活性作为间接指标进行比较,而各组织间线粒体含量及其代谢能力存在较大的差异。心脏表现出高含量、高代谢能力和低的耐受高温能力;白肌为低含量、低代谢能力和低的耐受低温能力;肝脏、肾脏和脑表现为中等含量、中等活性和较高的耐受极端温度能力。     

甲状腺激素对白头鹎基础产热的影响

甲状腺激素对动物的基础产热有调节作用,甲状腺活性的增加往往与基础代谢的增加相伴行。通过每日饲喂甲状腺素(T4)研究了甲状腺机能亢进对白头鹎(Pycnonotus sinensis)代谢产热的影响。代谢率的测定采用封闭式流体压力呼吸计测定,细胞色素C氧化酶(COX)采用铂氧电极-溶氧仪测定,反应温度为30℃,肝脏和肌肉的线粒体状态4呼吸采用铂氧电极-溶氧仪测定,反应温度为30℃,线粒体蛋白的测定以牛血清蛋白作为标准,采用Folin-phenol方法,测定肝脏和肌肉组织的蛋白质含量。与对照组相比,甲亢组的基础代谢率(BMR)明显升高;肝脏及肌肉组织状态4呼吸增加;肝脏和肌肉线粒体的COX活力升高。     

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.     

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。     

被毛在黑线仓鼠能量代谢、产热和体温调节中的作用

为阐明小型哺乳动物被毛的季节性变化及其在能量代谢和体温调节中的作用,测定了季节性驯化,以及不同光周期和温度驯化的黑线仓鼠的被毛重量、体温和能量收支。结果显示: (1)冬季黑线仓鼠的被毛重量和产热显著高于夏季;(2)短光照(8L∶16D)和低温(5℃ ) 对被毛生长的影响不显著; (3)与室温组(21℃ )相比,低温组(5℃ )摄入能、基础代谢率(BMR)、非颤抖性产热(NST) 、褐色脂肪组织细胞色素c 氧化酶活性和热传导率显著增加,而暖温组(30℃ )显著降低; (4)室温和低温下,剃毛导致摄入能、BMR、NST 和热传导率显著增加;结果表明:被毛的作用与环境温度有关,低温下被毛降低了能量需求,增强了动物应对低温环境的适应能力;被毛的适应性变化是独居的野生小型哺乳动物应对环境温度季节性波动的主要适应策略之一,在其能量代谢和体温调节中具有重要作用和意义。     

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。     

温度对南方鲇肝组织离体线粒体代谢耗氧率的影响

于2007年2月,把40尾南方鲇1龄幼鱼分为5个不同的温度处理组,用流水式呼吸仪测定每尾实验鱼的静止代谢率(Ms:mg O2/h·kg),随即处死该实验鱼,提取其肝脏线粒体,采用氧电极在与其静止代谢测定相同的温度条件下以琥珀酸为代谢底物测定其线粒体的代谢耗氧率.在12.5、17.5、22.5、27.5和32.5℃条件下,静止代谢率的值分别为26.64、49.03、73.64、102.40、156.72mg O2/h·kg,单位线粒体蛋白重量的线粒体耗氧率(Mp)分别为12.24、11.76、16.28、21.56和31.43nmol O2/min·mg,单位组织重量的线粒体耗氧率(Mt)则分别为64.02、78.72、117.51、121.57和194.20nmol O2/min·g.为了比较南方鲇肝脏离体线粒体的底物偏好性,在27.5℃条件下还测定了其以丙酮酸 苹果酸为底物时的耗氧率.结果显示:该种鱼肝脏离体线粒体对琥珀酸的氧化代谢能力显著高于丙酮酸 苹果酸(p<0.05);在实验温度范围内,鱼体的Ms、Mp和Mt值分别与温度(T: ℃)之间呈显著的双对数直线相关,协方差分析表明,鱼体静止代谢率与线粒体代谢率回归方程的斜率(温度指数b)差异显著(p<0.05),即鱼体静止代谢率与线粒体代谢率随温度变化的趋势不一致.经过计算发现:在最低实验温度条件下(12.5℃)肝器官线粒体代谢总耗氧率占鱼体静止代谢总耗氧率的比例显著高于其他温度梯度(p<0.05).通过讨论认为:在低温条件下,肝脏线粒体代谢水平随温度下降速率的减小是该种鱼抵抗低温的适应性调节机制.     

燕雀和麻雀代谢产热及消化道形态特征比较

于 2 0 0 3年 4～ 5月在黑龙江省齐齐哈尔市地区以 1 0只燕雀 (Fringillamontifringilla)和 9只麻雀(Passermontanus)的耗氧量、肝脏和肌肉的线粒体呼吸、肝脏和肌肉的细胞色素C氧化酶活性及消化道形态特征等为指标 ,探讨了燕雀和麻雀代谢产热及消化道形态的差异。燕雀的代谢率、肝脏和肌肉的线粒体呼吸及细胞色素C氧化酶活性均显著低于麻雀 ;而消化道总长度及小肠长度均明显高于麻雀。表明选择压力的不同塑造了燕雀和麻雀对环境的适应对策不同     

非冬眠期达乌尔黄鼠对低温的适应性产热

达乌尔黄鼠在夏季冷驯化低温环境下（５±１℃）暴露４周后,导致脂肪积累的抑制;其静止代谢率（ＲＭＲ）和非颤抖性产热（ＮＳＴ）分别提高了１２％和８５％;肝脏线粒体的蛋白含量、状态３呼吸和细胞色素Ｃ氧化酶活力分别提高了２２％、４２％和４８％,表明在低温环境下肝脏线粒体产热能力的增强是ＲＭＲ提高的细胞学机制之一;褐色脂肪组织（ＢＡＴ）的重量、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极显著提高,表明在低温环境下ＢＡＴ是达乌尔黄鼠的主要产热器官,ＢＡＴ产热能力的增强是ＮＳＴ提高的重要细胞学机制之一。冷驯化没有引起达乌尔黄鼠血清Ｔ３、Ｔ４含量的变化     

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。     

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.     

经由线粒体损伤诱发的药源性肝损伤研究进展

线粒体是物质氧化和能量转换的场所,在能量代谢及自由基的产生、衰老、凋亡中起着重要作用。线粒体的呼吸链缺陷、代谢酶失活、结构改变、基因突变等因素都会影响整个细胞的正常功能,从而导致病变的发生。线粒体是药物毒性作用的重要靶标,肝脏作为药物代谢的重要脏器,也是药物引发损伤的主要靶器官。一些抗病毒药物、抗肿瘤药物和抗生素等可显著诱导肝脏线粒体损伤。药物主要通过改变线粒体结构、酶的活性或减少mtDNA 的合成,进一步破坏β- 脂质氧化和肝细胞的氧化能力,最终诱发肝损伤。综述药源性肝损伤领域有关线粒体损伤的研究进展,为预防和诊断药源性肝损提供思路。     

渐变的光周期和温度对布氏田鼠能量代谢和身体成分的影响

为探讨在同时逐渐缩短光照时间和降低温度的过程中,动物能量代谢水平和身体成分的适应性变化, 我们以成年雄性布氏田鼠为对象, 测定了温度为20℃ 和光周期为12L:12D (对照组),以及从温度为20℃ 和长光照条件(16L:8D)逐渐转换到温度为4℃ 和短光照条件(8L:16D)的过程中(实验组), 其体重、静止代谢率和能量摄入的变化, 以及经过8 周驯化后身体器官和组织重量的变化。结果发现:实验组动物的体重增长率低于对照组。在驯化期间, 静止代谢率无组内和组间差异。实验组动物的干物质摄入、能量摄入和消化能等组内差异不明显, 但对照组动物在驯化的第8 周显著降低。实验组动物的能量摄入水平在驯化后显著升高;小肠和胃的干重, 以及小肠和心脏等器官的湿重也都显著高于对照组。结果表明,布氏田鼠能够采取降低体重、增加能量摄入和调整体内某些器官和组织重量的方式来适应变化的环境条件。