瘦蛋白对摄食和能量平衡的调节及其在哺乳动物冬眠中的作用

白色脂肪合成和分泌的瘦蛋白(leptin)作用于下丘脑和外周的代谢产热器官,对摄食和能量平衡起调节作用。摄食和能量平衡的失调,如瘦蛋白抵抗,可以导致肥胖等一系列生理疾病。以体内贮存的脂肪为主要能源物质越冬的冬眠哺乳动物,体重的年周期波动幅度巨大,其摄食和能量平衡调节机制可能不同于一般的非冬眠物种,育肥阶段可能存在瘦蛋白抵抗机制。本文总结了瘦蛋白调节摄食和能量平衡的作用机制以及瘦蛋白对冬眠哺乳动物育肥和冬眠的影响,为进一步研究冬眠哺乳动物的能量平衡提供参考。     

瘦素在育肥后达乌尔黄鼠能量平衡及体温调节中的作用

育肥完成后到冬眠前的阶段被认为是贮脂类冬眠动物从体温常态到冬眠之间的过渡阶段。为研究此阶段瘦素对能量平衡和体温调节的作用,将完成育肥的达乌尔黄鼠随机分成3组,分别在侧脑室植入微渗透泵,持续灌注瘦素（0.5μg/day）、瘦素拮抗剂（0.5μg/day瘦素+5μg/day瘦素拮抗剂）以及人工脑脊液（对照组）,为期4周。为了检测瘦素对动物入眠的影响,我们在药物处理最后一周将动物移入低温（5 ^oC±1^oC）、恒黑条件下诱导蛰眠。药物处理过程中测定动物体重、能量摄入、代谢率和体温,药物处理结束后测定身体脂肪重量、褐色脂肪组织中解偶联蛋白1（UCP1）含量以及血清中与能量平衡相关的激素水平。结果发现：育肥后达乌尔黄鼠能量摄入、体重和每日体温自发降低。低温条件下,对照组中50%个体自发进入冬眠状态。瘦素处理和瘦素拮抗剂处理对能量摄入和体重变化没有显著影响。瘦素处理对入眠率没有影响,瘦素拮抗剂处理减少蛰眠表达。瘦素拮抗剂组血清中T₄水平高于瘦素处理组。育肥后期瘦素以及瘦素拮抗剂处理对脂肪重量、代谢率以及UCP1含量没有显著影响。结果表明,瘦素对育肥结束后达乌尔黄鼠的冬眠表达具有一定调节作用。     

达乌尔黄鼠冬眠期间体温的变化和冬眠模式

用植入式半导体温度记录元件iButton 记录了达乌尔黄鼠冬眠季节及其前后的体温,分析了其冬眠模式和体温调节特点。结果显示:1)实验室条件下,达乌尔黄鼠冬眠季节长短的个体差异较大,可以分成深冬眠型、
少冬眠型和不冬眠型三种类型;2)达乌尔黄鼠在冬季表现出深冬眠阵(最低体温Tbm in <20℃ ,冬眠阵的持续时间BD >24 h)、短冬眠阵(T_bmin < 20℃ , BD≤24h)和日眠阵(T_bmin ≥20℃ , BD≤24 h)3 种类型,最低体温分别
为2.54℃ ± 0.35℃ 、10.05℃ ± 1.97℃ 和23.09℃ ± 0.40℃ ,彼此之间差异显著。日眠阵阵间产热阶段的最高体温为38.09℃ ±0.17℃ ,高于深冬眠阵(37.31℃ ±0.15℃ )和短冬眠阵(37.22℃ ±0.31℃ ); 3)深冬眠阵和日
眠阵中最低体温均与环境温度显著相关,冬眠过程中的最低体温为-2.43℃ ;4)深冬眠过程中,多数个体可以短时(≤3 h)耐受- 2℃ ～ 0℃ 的低温,激醒或继续维持深冬眠,无致死效应,但长时间(15 h)或过度低温
(- 5℃ 以下)的条件下,深冬眠的达乌尔黄鼠被激醒(70% )或死亡(30% ),不能持续冬眠; 5)入眠前10 d体温日波动幅度显著增加,高于出眠后的日体温波动,且多数个体入眠前出现体温的“试降”。表明,冬眠前
入眠的准备阶段,动物的体温调节已开始发生变化;冬季日眠的调节机制可能与冬眠不同;短时- 2℃ ～ 0℃ 的体温对深冬眠的达乌尔黄鼠无致死效应。     

心肌细胞横管-肌质网耦联与钙信号调控

心肌细胞的兴奋沿横管传入细胞深处并激活L型钙通道,进而通过钙致钙释放机制激活肌质网ryanodine受体钙释放通道,由此产生的钙火花叠加成为细胞钙瞬变,引发心肌细胞同步化收缩.β1型肾上腺素受体介导的广域cAMP信号通过磷酸化L型钙通道、ryanodine受体、肌质网受磷蛋白,分别上调钙内流、钙释放和肌质网钙泵的钙回收...     

中国哺乳动物生理生态学研究进展与展望

中国哺乳动物生理生态学研究自20世纪50年代始,经过70多年的发展,已系统研究了分布于青藏高原、内蒙古草原、横断山脉等地理分布区的代表性物种的生理适应性,研究主题包括能量代谢和体温调节、冬眠（蛰眠）、水代谢、生态免疫、肠道菌群与宿主的能量代谢和产热调节,研究物种以小型哺乳动物为主。在新时期除了进一步加强对极端环境的生理适应研究外,也需关注大型动物对环境的生理适应,发展新兴领域如保护生理学等,同时要借助多组学技术、同位素技术、遥感技术、红外技术等,加强对动物生理适应的机理性探究。本文回顾了中国哺乳动物生理生态学的发展历程,总结了主要领域取得的重要进展。