孫景權(quán)，曹建民，羅艷蕊

（1.北京體育大學(xué)研究生院，北京 100084；2.北京體育大學(xué)生化教研室，北京 100084；3.華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院，上海 200241）

理論與方法探索

有氧耐力訓(xùn)練和高脂膳食對(duì)雄性斷乳大鼠體重及睪丸組織形態(tài)的影響

孫景權(quán)1，曹建民2，羅艷蕊3

（1.北京體育大學(xué)研究生院，北京 100084；2.北京體育大學(xué)生化教研室，北京 100084；3.華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院，上海 200241）

目的：觀察高脂膳食和耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠睪丸形態(tài)學(xué)的影響。方法：40只SD大鼠隨機(jī)分為4組（N=10），即普通膳食對(duì)照組（A）、高脂膳食對(duì)照組（B）、普通膳食耐力訓(xùn)練組（C）和高脂膳食耐力訓(xùn)練組（D）。C、D兩組進(jìn)行游泳訓(xùn)練，6周后對(duì)大鼠進(jìn)行解剖，取出其睪丸并制成石蠟切片，觀察大鼠睪丸形態(tài)的變化。結(jié)果：高脂膳食使大鼠睪丸各級(jí)生精細(xì)胞均遭到不同程度的破壞，出現(xiàn)有頭無(wú)尾的畸形精子，睪丸間質(zhì)細(xì)胞模糊甚至消失，支持細(xì)胞結(jié)構(gòu)變得松散；耐力訓(xùn)練組大鼠的睪丸損傷程度減輕，但是未達(dá)到普通膳食對(duì)照組大鼠水平。結(jié)論：高脂膳食使大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度的損傷，耐力訓(xùn)練可以減輕肥胖大鼠的睪丸損傷程度。

高脂膳食；耐力運(yùn)動(dòng)；雄性大鼠；睪丸

大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以使運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)低血睪的情況，但是有氧運(yùn)動(dòng)可以提高機(jī)體的機(jī)能狀態(tài)。而有關(guān)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠睪丸組織形態(tài)的研究較少，本研究旨在通過(guò)觀察長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和高脂膳食兩種因素下對(duì)大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)影響的分析，為探討肥胖與性發(fā)育的關(guān)系和運(yùn)動(dòng)減肥機(jī)制提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

清潔雄性大鼠40只，3周齡，體重180 ～ 220g，由河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)為SCXK（豫）2005-0001。普通膳食為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物干燥飼料，由河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供；高脂飼料購(gòu)自中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所，其中脂肪40%、蛋白質(zhì)15%、碳水化合物46%，總熱量4.23M cal/kg。自由飲食，每周更換墊料2 ～ 3次，環(huán)境溫度25±2℃左右，相對(duì)濕度50% ～ 60%，自然光照。32只大鼠在實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)性喂養(yǎng)一周，然后隨機(jī)分為4組（n=8），即普通膳食對(duì)照組（A）、高脂膳食對(duì)照組（B）、普通膳食耐力訓(xùn)練組（C）、高脂膳食耐力訓(xùn)練組（D）。

1.2 訓(xùn)練方案

A、C兩組以普通飼料喂養(yǎng)， B、D兩組以高脂飼料喂養(yǎng)，大鼠自由飲食。A、B兩組處于安靜狀態(tài)，C、D組進(jìn)行為期6周的游泳訓(xùn)練，水深50cm，水溫保持30±2℃，每只大鼠有≧300cm2的活動(dòng)面積以保證持續(xù)活動(dòng)，游泳時(shí)間為60m in，每周訓(xùn)練6d，每天一次，訓(xùn)練時(shí)段為晚間18 ∶ 30 ～ 19 ∶ 30，周日停訓(xùn)一次。游泳期間飼料喂養(yǎng)與游泳前相同。

1.3 指標(biāo)的測(cè)定

1.3.1 主要試劑與儀器HE染色所用藥品（95%及無(wú)水酒精、80%酒精、70%酒精、1 ∶ 1無(wú)水乙醇與二甲苯、蒸餾水、4%中性甲醛固定液、蛋白甘油、蘇木精染液、伊紅染液、鹽酸酒精、二甲苯、切片石蠟、中性樹(shù)膠、氨水、載玻片、蓋玻片）、玻璃缸、電子天平、顯微數(shù)字圖像分析處理系統(tǒng)；冷凍切片機(jī)；O lympus光學(xué)顯微鏡。

1.3.2 體重每天上午9 ∶ 00測(cè)量大鼠體重并記錄。

1.3.3 取材最后一次訓(xùn)練結(jié)束后，所有大鼠禁食（不禁水）12小時(shí)，2%戊巴比妥鈉腹腔麻醉實(shí)驗(yàn)大鼠，立即摘取兩側(cè)睪丸，放置于4%中性多聚甲醛中固定，用于進(jìn)行石蠟切片制作（石蠟切片制作過(guò)程：取材→固定→沖洗→脫水→透明→浸蠟→包埋→切片→貼片→烘干→脫蠟→復(fù)水→染色→脫水→透明→封固），其中蘇木精染色時(shí)間為10分，曙紅染液染色時(shí)間為10分，其他步驟遵照一般染色所用時(shí)間。

1.3.4 觀察在O lympus光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察、照相，利用顯微數(shù)字圖像分析處理系統(tǒng)觀察睪丸組織結(jié)構(gòu)的變化。

2 結(jié) 果

2.1 大鼠體重增幅變化

喂養(yǎng)第1周，各組大鼠體重增幅值已表現(xiàn)不同；至第2周末，B組、D組大鼠體重增值已超過(guò)正常飼料喂養(yǎng)的A組及C組，此趨勢(shì)一直維持至試驗(yàn)?zāi)?；?周末開(kāi)始，B組、D組大鼠體重增幅值的減少速率低于正常飼料喂養(yǎng)的A組及C組，此趨勢(shì)一直維持至試驗(yàn)?zāi)?；同時(shí)從第3周末開(kāi)始，C組、D組大鼠體重增幅值的減少速率低于A組、B組；至第5周末，A、C兩組大鼠體重增值差異已不明顯，同時(shí)B、D兩組大鼠體重增值的差異也消失。試驗(yàn)結(jié)束后，大鼠體重B組＞D組＞A組＞C組，B組與其他3組比較，其體重增值最高，且具有顯著性差異（p＜0.05），A、C之間和B、D之間均具有顯著性差異（p＜0.05）。

由表1可知，高脂膳食組大鼠比普通飼料組大鼠體重增長(zhǎng)幅度明顯，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)中的高脂膳食大鼠模型的建立是成功的。運(yùn)動(dòng)組比安靜組體重增加幅度小，這也體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，增加脂肪的氧化功能，從而達(dá)到降低脂肪含量和減輕體重的作用。

與A、C、D組相比，B組大鼠體重增長(zhǎng)幅度較大，且具有顯著性差異（p＜0.05）。

表1 每周末大鼠體重增幅的變化 （單位：g）

2.2 大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)（HE染色）

普通飼料組（A組）的睪丸組織結(jié)構(gòu)。大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)正常，細(xì)胞排列緊密，各級(jí)生精細(xì)胞緊密排列，曲細(xì)精管管壁完整，其結(jié)締組織結(jié)構(gòu)完整，管腔內(nèi)可以看到較多的正常的精子；曲細(xì)精管中的基膜致密，可見(jiàn)明顯的疏松、致密、疏松三層結(jié)構(gòu)；同時(shí)明顯地觀察到曲細(xì)精管之間的睪丸間質(zhì)細(xì)胞，其成群分布，胞體呈圓形，細(xì)胞核呈圓形或橢圓形，且明顯；支持細(xì)胞有規(guī)律地緊密地排列在睪丸曲細(xì)精管的基底膜上，細(xì)胞核不規(guī)則，較大，核質(zhì)淡而均勻。高脂膳食組（B組）大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)變得疏松，曲細(xì)精管管壁和基膜完整性遭到破壞，管腔內(nèi)可以觀察到的各級(jí)生精細(xì)胞變少，精子數(shù)量較少，甚至出現(xiàn)脫落的生精上皮，精子出現(xiàn)斷尾、畸形，間質(zhì)細(xì)胞明顯減少，核仁變小且不明顯。普通膳食耐力訓(xùn)練組（C組）的睪丸組織結(jié)構(gòu)，睪丸組織結(jié)構(gòu)正常，曲細(xì)精管管壁和基膜結(jié)構(gòu)完整，類(lèi)似于普通膳食組，但是睪丸間質(zhì)細(xì)胞胞體變小，細(xì)胞核染色程度下降，管腔中精子數(shù)量減少。高脂膳食耐力訓(xùn)練組（D組）大鼠的睪丸組織結(jié)構(gòu)，曲細(xì)精管的組織結(jié)構(gòu)變得疏松，睪丸間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量較少，核仁不明顯且較小，支持細(xì)胞排列疏松，同時(shí)各級(jí)生精細(xì)胞較少、染色較淺，勉強(qiáng)可以觀察到精原細(xì)胞和初級(jí)精母細(xì)胞，曲細(xì)精管管壁也遭到破壞，界限模糊，管腔內(nèi)正常精子極少，但是沒(méi)有出現(xiàn)脫落的生精上皮，精子也出現(xiàn)斷尾、畸形的現(xiàn)象，但比高脂膳食組中大鼠的精子數(shù)量明顯增多。

3 討 論

3.1 高脂膳食對(duì)雄性大鼠體重及其睪丸組織形態(tài)的影響

正常的睪丸具有產(chǎn)生精子和分泌激素的雙重功能。而睪丸發(fā)生病理變化，則會(huì)導(dǎo)致生精能力降低和體內(nèi)性激素變化，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致生殖功能上的障礙，甚至可能會(huì)引起男性不育。肥胖是能量攝入和消耗不平衡引起的一種代謝疾病。隨著人們生活水平的提高、飲食結(jié)構(gòu)和生活方式的不合理，兒童單純性肥胖逐年增多。由于兒童處于一個(gè)特殊的生長(zhǎng)發(fā)育階段，肥胖不僅會(huì)對(duì)兒童的健康造成嚴(yán)重的威脅，它還是成年人肥胖、糖尿病、高血脂、高血壓等慢性疾病發(fā)生的重要風(fēng)險(xiǎn)因素，同時(shí)也會(huì)影響兒童少年青春期的發(fā)動(dòng)、發(fā)育和成年后的生殖機(jī)能。目前單純性肥胖男童的性發(fā)育不良傾向已引起醫(yī)學(xué)界的關(guān)注。

正常情況下，6 ～ 10周齡的雄性大鼠是處于青春期的。本實(shí)驗(yàn)所觀察的大鼠周齡正處于青春發(fā)育階段，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，高脂膳食組大鼠體重平均值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通膳食組，差異明顯（P＜0.05），說(shuō)明高熱量、高脂肪的膳食在青春期大鼠肥胖形成中具有重要作用；同樣喂養(yǎng)高脂飼料而進(jìn)行游泳訓(xùn)練的高脂膳食訓(xùn)練組大鼠，其體重平均值低于高脂膳食組大鼠，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)對(duì)阻止高脂膳食大鼠發(fā)生肥胖具有一定的作用。青春期肥胖是成年肥胖的危險(xiǎn)因素，預(yù)防成年肥胖及肥胖造成的多種危害應(yīng)從早期入手，從而應(yīng)該采用減少高脂膳食的攝入量和增加運(yùn)動(dòng)量等多種手段來(lái)預(yù)防。

本研究結(jié)果顯示，在動(dòng)物飼養(yǎng)過(guò)程中高脂膳食組比普通膳食組體重增加明顯，雖然從第3周開(kāi)始大鼠體重開(kāi)始減少，但是高脂膳食組與普通膳食組體重減少的速率具有明顯的差異性。由各組大鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)HE染色可知，高脂膳食組較之普通膳食組差異明顯，表現(xiàn)為高脂膳食組大鼠睪丸萎縮，曲細(xì)精管的結(jié)構(gòu)和基膜的完整性遭到破壞，各級(jí)生精細(xì)胞數(shù)量減少，生精上皮脫落，管腔內(nèi)精子數(shù)量減少，精子發(fā)育不良，出現(xiàn)了斷尾、畸形等現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)勉強(qiáng)可以觀察到精原細(xì)胞和初級(jí)精母細(xì)胞，同時(shí)睪丸間質(zhì)細(xì)胞染色程度分布不均勻，胞體變小，核仁變淺，甚至細(xì)胞出現(xiàn)空泡樣變性。支持細(xì)胞結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)損傷，表現(xiàn)為變得疏松、數(shù)量減少、與基膜分離等現(xiàn)象。這說(shuō)明肥胖可以導(dǎo)致睪丸組織損傷，各級(jí)精原細(xì)胞和精細(xì)胞數(shù)量減少，支持細(xì)胞出現(xiàn)空泡樣變化，睪丸間質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞核變小、胞體濃縮等現(xiàn)象，從而影響睪丸的正常功能狀態(tài)，進(jìn)而影響男性的生殖功能，這可能是肥胖導(dǎo)致男性不孕不育的一個(gè)原因。

大多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，肥胖男孩睪丸容積、陰莖大小及長(zhǎng)度，血清睪酮水平等均低于正常對(duì)照組，并與其肥胖程度呈負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，雄性大鼠用高脂飼料喂養(yǎng)6周后，其高脂膳食組睪丸的形態(tài)結(jié)構(gòu)較之正常對(duì)照組出現(xiàn)明顯異常現(xiàn)象。這可能是高脂飼料喂養(yǎng)使大鼠體內(nèi)熱量過(guò)剩，體內(nèi)脂肪堆積而造成肥胖，進(jìn)而影響了雄性大鼠性激素分泌和性發(fā)育。這與大部分報(bào)道一致。

3.2 耐力訓(xùn)練對(duì)高脂膳食和普通膳食組雄性大鼠體重及睪丸組織結(jié)構(gòu)的影響及與肥胖的關(guān)系

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，機(jī)體能量消耗增加，長(zhǎng)時(shí)間的有氧耐力運(yùn)動(dòng)；機(jī)體主要以血漿中的游離脂肪酸作為能源物質(zhì)進(jìn)行氧化，從而導(dǎo)致脂肪組織儲(chǔ)存的脂肪量減少。李翠珍、趙剛研究證明，每周5次，每次1h的游泳訓(xùn)練雖然不能改變TC、TG的升高，但可提高HDL-C水平，對(duì)于高脂膳食—肥胖引起的HDL-C降低、LDL-C升高這個(gè)危險(xiǎn)因素，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在青春期即具有明顯的預(yù)防作用，進(jìn)而可能對(duì)預(yù)防成年肥胖及肥胖造成的多種危害產(chǎn)生積極作用。本研究中6周游泳訓(xùn)練后普通膳食訓(xùn)練組和高脂膳食訓(xùn)練組大鼠體重增值幅度明顯小于普通膳食組和高脂膳食組，在這一點(diǎn)上兩者的研究結(jié)果是相同的，從而可見(jiàn)耐力運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)改善脂代謝，進(jìn)而達(dá)到控制體重的效果。

運(yùn)動(dòng)與血睪酮有關(guān)的研究，自20世紀(jì)70年代以來(lái)一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，隨著研究的不斷深入，人們對(duì)血睪酮在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的波動(dòng)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。研究表明，適量的中、小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中，血漿睪酮濃度升高；而在大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或精疲力竭的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中，血漿睪酮降低。本研究結(jié)果顯示，大鼠用高脂飼料喂養(yǎng)的同時(shí)進(jìn)行游泳訓(xùn)練后，睪丸HE染色圖出現(xiàn)不同的變化，主要變現(xiàn)為：C組比A組睪丸組織損傷的程度要明顯，提示這可能是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后血睪酮水平下降的原因。同時(shí)由D組與C組進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)：運(yùn)動(dòng)加高脂膳食組的睪丸損害程度要比單一高脂膳食組大鼠的睪丸損害程度要減輕。常波研究證明，耐力訓(xùn)練可有效地降低體脂，上調(diào)瘦素受體的基因表達(dá)，改善瘦素抵抗，并有效地緩解了肥胖引起的性發(fā)育不良。在這一點(diǎn)上本研究與常波的研究結(jié)果又有相同之處，提示有氧運(yùn)動(dòng)能夠降低由肥胖引起的睪丸組織的損害程度。

4 結(jié) 論

4.1 高脂膳食誘發(fā)雄性大鼠的睪丸組織出現(xiàn)一定程度的損傷，這可能是肥胖男性易患不孕不育的原因。

4.2 長(zhǎng)時(shí)間游泳訓(xùn)練可能造成大鼠睪丸組織出現(xiàn)輕微程度的損傷，從而引起血睪酮水平下降，影響機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力和恢復(fù)能力。

4.3 長(zhǎng)時(shí)間耐力游泳訓(xùn)練對(duì)改善雄性高脂膳食大鼠的脂代謝紊亂具有積極作用，達(dá)到降低體重的目的，同時(shí)耐力游泳訓(xùn)練可以減輕肥胖對(duì)于睪丸組織的損傷程度。

[1]Gupta R S, Dixit V P. Effect o f dietary cho lestero l on sperm ato-genesis[J ].Z Ernahrung sw iss，1988，27（4）： 236-43.

[2]Bataineh H N, NusierM K. Effect o f cholesterol diet on reproductive function in male albino rats[J ].Saudi Med J，2005，26（3）： 398-404.

[3]姬艷麗，冀元棠.吸煙對(duì)男性生殖和遺傳毒性的研究進(jìn)展[J ].生物學(xué)雜志，2002，19（6）：13-15.

[4]鄒移海，徐志偉，蘇鋼強(qiáng).實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2004：84-88.

[5]張永芳，樸敬愛(ài)，張迪，等.被動(dòng)吸煙對(duì)小白鼠睪丸形態(tài)學(xué)上的影響[J ].生物學(xué)雜志，2009，26（6）：51-52.

[6]張鈺華，李加興，林晗，等.獼猴桃籽油對(duì)大鼠睪丸的抗衰老影響[J ].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，28（5）：110-112.

[7]張亨菊，李耀.單純性肥胖青少年性發(fā)育的調(diào)查分析[J ].衛(wèi)生研究，1997，26（4）：247.

[8]孟國(guó)柱，李正秋，曾志偉，等.男性單純性肥胖患兒性發(fā)育的變化[J ].實(shí)用兒科臨床雜志，2003，18（3）：209-210.

[9]李翠珍，趙剛.耐力訓(xùn)練對(duì)雄性高脂膳食大鼠脂代謝異常及胰島素水平的影響[J ].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，35（4）：363-366.

[10]周東波，王武韶，李協(xié)群.155名運(yùn)動(dòng)員血清睪酮的調(diào)查及唾液睪酮測(cè)定初探[J ].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，1998，18（4）：200-203.

[11]邵慧秋.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)青少運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)激素的影響[J ].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，11（2）：54.

[12]胡學(xué)梅.不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)大鼠血睪酮及相關(guān)指標(biāo)的影響[J ].體育學(xué)刊，2001，20（3）：86.

[13]蔣曉玲，張?zhí)N琨，王斌，等.江蘇男子羽毛球運(yùn)動(dòng)員冬訓(xùn)期間身體機(jī)能的生化評(píng)定[J ].體育與科學(xué)，2002，23（3）：58.

[14]謝敏豪，馮煒權(quán)，楊天樂(lè)，等.血睪酮與運(yùn)動(dòng)[J ].體育科學(xué)，1999，19（2）：80-81.

[15]尤同建.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)雄性大鼠垂體一性腺軸功能的影響[J ].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，1997，16（4）：252.

[16]常波.耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂膳食雄性肥胖大鼠脂肪組織OR-RmRNA表達(dá)和性發(fā)育的影響[J ].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，31（11）：1489-1490.

G804

A

1674-151X（2011）11-043-03

投稿日期：2011-06-13

孫景權(quán)（1987 ～），在讀碩士研究生。研究方向：運(yùn)動(dòng)員機(jī)能監(jiān)控和運(yùn)動(dòng)內(nèi)分泌機(jī)制。

10.3969/j.issn.1674-151x.2011.11.022