摘要:  目的 　研究限制熱能攝入(限食)對生長期大鼠行為和認(rèn)知的影響。

方法 　斷乳SD大鼠(雌雄各半)隨機(jī)分為3組:自由攝食組,限食20 %組(20 % CR) ,限食 35 %組(35 % CR)。實(shí)驗3個月和 6 個月 ,采用曠場試驗和Y2迷宮法檢測大鼠的行為和認(rèn)知能力。6個月后,處死大鼠 ,熒光分光光度法測定腦干、端腦的多巴胺(DA)、52羥色胺(52HT)、去甲腎上腺素(NE)含量 ,測定皮層、海馬、小腦一氧化氮合酶(NOS)活性。

結(jié)果　 限食組雌、雄性大鼠體重明顯低于對照組。雄鼠限食3個月,20%CR組移動格子數(shù)顯著少于對照組和35%CR組;限食6個月,35%CR組移動格子數(shù)顯著高于對照組和20%CR組。限食對雌鼠曠場試驗未見明顯影響。限食6個月對大鼠學(xué)習(xí)記憶成績無明顯影響。限食6個月,腦DA、 52HT、NE含量及NOS活性3組間未見顯著性差異。

結(jié)論 　 限食對生長期大鼠探索活動影響具有性別差異性 ,限食延緩雄鼠短時活動量的減少 ,對雌鼠未見影響。限食6個月對大鼠學(xué)習(xí)記憶成績無顯著影響。

大量研究表明限食可延長多種動物的壽命[1 ],延緩或減少退行性疾病包括癌癥、糖尿病和神經(jīng)障礙等的發(fā)生[2 ,3 ]。限食還可以減緩嚙齒類動物學(xué)習(xí)記憶和運(yùn)動功能的衰退 ,改善具有神經(jīng)變性疾病實(shí)驗動物模型的行為[4 ,5 ]。但這些研究大多集中于老年動物 ,關(guān)注限食的有益作用 ,從而忽視了限食對生長發(fā)育期動物的不利影響 ,尤其是對其行為和認(rèn)知功能的影響。因此 ,本研究以斷乳 SD大鼠為實(shí)驗對象 ,觀察限食 3個月和6個月對雌、雄大鼠認(rèn)知和行為的影響。

1 　材料與方法

1.1　實(shí)驗動物

清潔級斷乳SD大鼠 ,雌雄各半,上海西普爾2必凱實(shí)驗動物有限公司提供。適應(yīng) 3 天 ,隨機(jī)分成 3 組:自由攝食組(control) ;限食20 %組(20 % CR) ,能量攝入是對照組的 80 %;限食35 %組(35 % CR) ,能量攝入為對照組的 65 %。每組雄鼠15只、雌鼠16只。用人工配制飼料(表 1)單籠喂養(yǎng) ,自由攝水。每天上午8 :00開始喂飼料 ,并稱量自由攝食組實(shí)際攝入飼料量 ,以計算下一天限食組動物的飼料用量。室溫控制在18～22℃,濕度45%～50% ,光照時間(12 ±1) h。實(shí)驗期6個月,每周記錄體重變化。飼料由酪蛋白、淀粉、豆油、混合維生素和混合無機(jī)鹽等配制,3 組間除碳水化合物攝入不一致外 , 其它營養(yǎng)素攝入一致。

1.2　觀察指標(biāo)和方法

1.2.1　曠場試驗 　大鼠置于直徑為90cm,16等份的開闊場中央,觀察其3分鐘內(nèi)移動格子數(shù)、站立次數(shù)。

1.2.2　學(xué)習(xí)記憶行為檢測 　采用Y 2迷宮法。預(yù)選對電擊反應(yīng)較為一致的大鼠 ,測試學(xué)習(xí)能力,48小時后測試記憶能力。以大鼠受電擊后由起始區(qū)直接逃至安全區(qū)為“正確反應(yīng)”,連續(xù)10次中有9次正確反應(yīng)即為達(dá)標(biāo) ,記錄達(dá)標(biāo)前所需的電擊次數(shù)作為學(xué)習(xí)記憶成績。

1.2.3　多巴胺(DA)、52羥色胺(52HT)、去甲腎上腺素(NE)含量的測定 　

實(shí)驗結(jié)束時,處死動物 ,分離腦組織的腦干、端腦。熒光分光光度法測定各個部分的DA、52HT、NE含量。DA、52HT、NE的激發(fā)P發(fā)射光長分別為:329P 372、359P 449、385P 484。

1.2.4　腦一氧化氮合酶(NOS)活性測定 　實(shí)驗結(jié)束,處死動物,分離腦組織的皮層、海馬、小腦。進(jìn)行NOS測定。蛋白定量采用Lowry’s法,按試劑盒說明書進(jìn)行[6 ]。

1.3　統(tǒng)計處理

實(shí)驗數(shù)據(jù)用x±s表示,用SPSS1210軟件進(jìn)行結(jié)果的方差分析,顯著性界限值為P < 0105。

2 　結(jié)果

2.1　生長發(fā)育情況

限食動物在限食起始1～2周內(nèi)顯煩躁,活動偏多,隨后未見異常,動物解剖未見異常。6個月,限食組雌、雄性大鼠體重明顯低于對照組,并且35% CR 組大鼠體重明顯低于20 % CR組。

2.2　曠場試驗

雄鼠限食3個月 ,20 % CR移動格子數(shù)顯著少于對照組和35 % CR組;限食6 個月 ,35 % CR組移動格子數(shù)顯著高于對照組和20 % CR組。限食對雄鼠站立次數(shù)及對雌鼠移動格子數(shù)和站立次數(shù)未見明顯影響。

2.3　限食對學(xué)習(xí)、記憶能力的影響

雌鼠限食3個月 ,20 % CR組學(xué)習(xí)成績顯著高于對照組 ,記憶成績?nèi)�組間無明顯差異;雌鼠限食6個月及雄鼠限食3、 6個月 ,對學(xué)習(xí)記憶成績無明顯影響。

2.4　限食對腦DA、52HT、NE含量的影響結(jié)果顯示限食6個月,腦干和端腦DA、52HT、 NE含量三組間未見顯著性差異。

2.5　限食對腦 NOS含量的影響結(jié)果顯示6個月的限食對大鼠腦皮層、海馬、小腦NOS活性無明顯影響。

3 　討論

根據(jù)以往的研究[7 ,8 ],本實(shí)驗設(shè)計的限食水平為對照組 ,20 % CR和35 % CR組。結(jié)果表明 ,限制能量攝入抑制雌、雄性大鼠體重增長 ,限食越苛刻 ,抑制程度越大。礦場試驗常用來反映動物的探索能力和短時活動量。6個月限食 ,35 % CR組短時活動量與自由攝食組比顯著升高 ,本研究結(jié)果與 Yu研究顯示相同的趨勢[9 ],即限食能延遲伴隨增齡而至的活動量減少 ,這對于減少脂肪堆積 ,增強(qiáng)心血管功能 ,減少老年病的發(fā)生 ,及延長壽命可能有一定作用。限食對雌鼠短時活動量無影響 ,表明限食對探索行為及短時活動量的影響有性別差異 ,其原因可能與雌雄性對限食不同的適應(yīng)性有關(guān) ,有待進(jìn)一步研究。限食3個月 ,可明顯提高 20 % CR雌鼠學(xué)習(xí)成績。限食對雄鼠學(xué)習(xí)成績無影響。以前研究結(jié)果顯示限食 3 個月和 6個月均可提高雄性小鼠的學(xué)習(xí)能力 ,但對其記憶能力及雌性小鼠學(xué)習(xí)記憶能力無影響[10 ]。由此可見 ,限食對動物學(xué)習(xí)成績的影響可能與年齡及種屬有關(guān)。限食對腦干和端腦的DA、 NE、 52HT含量沒有很明顯的影響 ,與學(xué)習(xí)記憶結(jié)果基本符合。但限食對與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的其他神經(jīng)遞質(zhì)如乙酰膽堿等是否有影響以及更深層機(jī)制的探討是下一步研究的方向。限食六個月對腦內(nèi) NOS活性沒有明顯影響 ,提示限食對腦內(nèi)NO生物學(xué)功能基本無影響 ,與學(xué)習(xí)記憶測試結(jié)果基本一致。總之 ,研究結(jié)果表明限食對大鼠行為影響具有性別差異性 ,限食延緩雄鼠短時活動量的減少 ,對雌鼠未見影響。限食6個月對大鼠學(xué)習(xí)記憶成績無顯著影響。