田禎祥

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乙醇對(duì)白砂糖依賴(lài)的雌性黑腹果蠅壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)的影響研究

田禎祥

為女運(yùn)動(dòng)員健康維護(hù)和成績(jī)提高提供理論線(xiàn)索，采用雌性黑腹果蠅（Female Drosophlia melanogaster，F(xiàn)DM）壽命作為女運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)水平的模型，通過(guò)研究白砂糖、乙醇對(duì)FDM壽命的影響揭示規(guī)律。結(jié)果表明：（1）FDM的壽命與白砂糖濃度成倒U字型相關(guān)，其中峰值對(duì)應(yīng)的糖濃度為正糖組，兩側(cè)的糖濃度組分別屬于低糖組和高糖組。（2）適量飲酒可以延長(zhǎng)低糖組和高糖組FDM壽命，最佳劑量可以建立相應(yīng)的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)。正糖組處于壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)，其壽命不能被適量飲酒延長(zhǎng)。低糖或高糖遠(yuǎn)離壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)，適量飲酒可以延長(zhǎng)其壽命，最佳劑量還可以建立壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)。

黑腹果蠅；壽命；糖；乙醇

果蠅是一種小型昆蟲(chóng)，隸屬于雙翅目、果蠅科、果蠅屬，因其常聚集在腐爛的水果周?chē)妹墸╢ruit fly）。黑腹果蠅（Drosophlia melanogaster，DM）具有人類(lèi)大多數(shù)臟器，它是生物醫(yī)學(xué)研究中最重要的模式生物之一。DM壽命只有3個(gè)月左右，尤其適合開(kāi)展壽命研究。Piazza等人[29]首次將DM引入運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究，證實(shí)了運(yùn)動(dòng)和飲食的抗衰老效應(yīng)。疲勞是衰老的典型特征[5]，延年益壽的方法都具有抗疲勞作用。本文采用雌性黑腹果蠅（Female Drosopnlia melanogaster，F(xiàn)DM）作為女運(yùn)動(dòng)員的模型，通過(guò)研究FDM壽命的影響因素，為女運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)水平的提高提供研究線(xiàn)索。

女運(yùn)動(dòng)員三聯(lián)征即飲食失調(diào)（不規(guī)律飲食習(xí)慣）、閉經(jīng)（月經(jīng)過(guò)少）、骨密度減低（骨質(zhì)疏松和骨量減少）是女子運(yùn)動(dòng)中普遍存在的問(wèn)題。Torstveit等人[34]對(duì)精英運(yùn)動(dòng)員的調(diào)查顯示，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員中有60.4%的人存在三聯(lián)征的風(fēng)險(xiǎn)，而在有美學(xué)特性的表演類(lèi)項(xiàng)目中這種比例高達(dá)66.4%，球類(lèi)運(yùn)動(dòng)員的這種風(fēng)險(xiǎn)為52.6%，一些體型偏瘦的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中比例達(dá)到70.1%，這些運(yùn)動(dòng)員應(yīng)力性骨折的發(fā)生率較高。熱量缺乏和無(wú)月經(jīng)是引起女運(yùn)動(dòng)員三聯(lián)征的兩個(gè)主要原因[18]。雖然Bennell等人[7]早就指出運(yùn)動(dòng)員使用避孕藥應(yīng)該是利大于弊，但服用避孕藥對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的影響一直沒(méi)有一致的結(jié)論[8]。關(guān)于飲酒對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的影響基本上都是負(fù)面的[13]。本文研究白砂糖、乙醇對(duì)FDM壽命的影響，為解決女運(yùn)動(dòng)員的健康維護(hù)和成績(jī)提升提供線(xiàn)索。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 野生型FDM Oregon R品系由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)蠶桑養(yǎng)殖中心提供。

1.1.2 試劑與儀器 高活性酵母，安琪酵母股份有限公司生產(chǎn)；“佳一?！本咨疤?，廣東中輕糖業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)；麥胚芽和酵母粉，安徽“燕之坊”食品有限公司生產(chǎn)；丙酸，天津大茂化學(xué)試劑廠(chǎng)；無(wú)水乙醇，天津大茂化學(xué)試劑廠(chǎng)；上皿電子天平，型號(hào)FA2004，上海天平儀器廠(chǎng)；Eppendorf 移液槍?zhuān)珿ermany制造。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)用培養(yǎng)基 培養(yǎng)基Ⅰ：為基本培養(yǎng)基，用于果蠅的傳代培養(yǎng)，其主要成分：水100mL，白砂糖5 g，瓊脂1g，玉米粉5g，麥胚芽5g，酵母粉4g，丙酸0.5mL。將除丙酸外的各成分混合，攪拌均勻，煮沸，快要冷卻時(shí)加丙酸攪拌均勻，分裝到已滅菌的培養(yǎng)管中。

培養(yǎng)基II：探究不同糖濃度對(duì)果蠅壽命的影響所用的培養(yǎng)基，按表1中的比例稱(chēng)取各種成分，按培養(yǎng)基Ⅰ的方式煮培養(yǎng)基，其中4號(hào)糖濃度為基本培養(yǎng)基[27]。

表1 培養(yǎng)基中糖和其他成分含量

培養(yǎng)基III：探究不同乙醇濃度對(duì)果蠅壽命的影響所用的培養(yǎng)基，根據(jù)糖濃度影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選擇1號(hào)（低糖）、3號(hào)（正糖）、14號(hào)（高糖）下生長(zhǎng)的果蠅作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｈ齻€(gè)模型的培養(yǎng)基成分如表1，按培養(yǎng)基Ⅰ的方式煮培養(yǎng)基II中的1、3、14，冷卻加丙酸，攪拌均勻后加入無(wú)水乙醇0μl、200μl、400μl、600μl、800μl、1000μl、2000μl、4000μl，配制成相應(yīng)濃度為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、2.0%、4.0%的乙醇培養(yǎng)基，攪拌均勻后分裝到不同培養(yǎng)管中，并用保鮮袋包裝減少揮發(fā)，置于冰箱備用。所配制的培養(yǎng)基分別進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)：高糖乙醇組H-A（Alcohol in high-sugar medium）、正常糖乙醇組N-A（Alcohol in normal-sugar medium）、低糖乙醇組L-A（Alcohol in low-sugar medium）。其中高糖模型組白砂糖濃度比例為800%（43.2g/100ml水），正常糖模型白砂糖濃度比例為75%（4.05g/100ml水），低糖模型白砂糖濃度比例為25%（1.35g/100ml水）。以H-A為例，各培養(yǎng)基組分如表2：

表2 高糖乙醇組培養(yǎng)基成分含量表

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 果蠅培養(yǎng)條件 果蠅置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱，培養(yǎng)條件：氣溫（25±1）℃，相對(duì)濕度45%～75%，12L：12D條件下培養(yǎng)。所用培養(yǎng)管105×27 mm2，玻璃厚1.5 mm。

1.2.2 白砂糖影響雌果蠅壽命的實(shí)驗(yàn) 收集生長(zhǎng)在培養(yǎng)基Ⅰ上8h內(nèi)新羽化未交配的雌果蠅，隨機(jī)分管培養(yǎng)在培養(yǎng)基II中，每組濃度重復(fù)5管，每管30只雌果蠅。每5天更換1次培養(yǎng)基，每天統(tǒng)計(jì)果蠅存活數(shù)、死亡數(shù)，直到全部死亡，計(jì)算平均壽命、平均最高壽命（后5只死亡的平均時(shí)間）、半致死時(shí)間（半數(shù)死亡的時(shí)間）、死亡曲線(xiàn)如圖1。分析結(jié)果選擇1號(hào)作為低糖模型、3號(hào)作為正糖模型、14號(hào)作為高糖模型進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 乙醇影響雌果蠅壽命的實(shí)驗(yàn) 收集生長(zhǎng)在培養(yǎng)基Ⅰ上8h內(nèi)新羽化未交配的雌果蠅，隨機(jī)分管培養(yǎng)在培養(yǎng)基Ⅲ中，每管30只雌果蠅，每3天更換一次培養(yǎng)基，每組乙醇濃度設(shè)4個(gè)重復(fù)管。每天統(tǒng)計(jì)果蠅存活數(shù)、死亡數(shù)，直到全部死亡，計(jì)算平均壽命、平均最高壽命（后5只死亡的平均時(shí)間）、半致死時(shí)間（半數(shù)死亡的時(shí)間）、存活曲線(xiàn)，結(jié)果如圖2~5。

為防止乙醇在培養(yǎng)基中的揮發(fā)，將裝有實(shí)驗(yàn)雌果蠅的不同乙醇濃度的培養(yǎng)管置于相應(yīng)濃度的乙醇溶液中，即濃度為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、2.0%、4.0%的乙醇，對(duì)照組為0%的乙醇，即只有雙蒸水[21]，并以雙層布覆蓋盛有培養(yǎng)管的燒杯容器。每3天更換培養(yǎng)基時(shí)一并更換對(duì)應(yīng)的乙醇溶液及雙蒸水。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Spss 17.0統(tǒng)計(jì)分析包處理，組間差異運(yùn)用One2way ANOVA方法進(jìn)行分析，各組均數(shù)間差別比較采用LSD2 t檢驗(yàn)，顯著水平為P<0.05；極顯著水平為P<0.01。

2 結(jié) 果

2.1 不同糖濃度對(duì)雌果蠅壽命的影響

如圖1A所示，與0號(hào)組（無(wú)糖組）比較，糖濃度1~8號(hào)、10號(hào)的平均壽命都有極顯著的提高，12號(hào)有顯著的提高，其他高糖組（11號(hào)、13~16號(hào)）差異均無(wú)顯著性。平均最高壽命的結(jié)果顯示，與0號(hào)組相比，1~6號(hào)都有極顯著的提高，14~16號(hào)都極顯著的下降。半致死時(shí)間結(jié)果顯示，與0號(hào)組相比，除11號(hào)無(wú)顯著性的差異、13號(hào)有顯著性提高外，其他各組都有極顯著的提高。如圖1B所示，0號(hào)組FDM的存活曲線(xiàn)位于最內(nèi)側(cè)，最高壽命為35天；果蠅生長(zhǎng)15天后，0號(hào)、11~16號(hào)糖濃度的果蠅存活率開(kāi)始急劇下降，而1~7號(hào)在25天后才開(kāi)始大量死亡。

A

B

注：3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)；平均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差；與0號(hào)組（無(wú)糖組）比較：*為差異有顯著性P<0.05，**為差異有極顯著性P<0.01；與3號(hào)組比較：#為差異有顯著性P<0.05，##為差異有極顯著性P<0.01。

而與3號(hào)組相比較，其他各組的平均壽命都有極顯著地下降；各組的平均最高壽命（除1號(hào)顯著降低外）均呈現(xiàn)極顯著的降低；各組的半致死時(shí)間也都出現(xiàn)極顯著的降低（如圖1A）。3號(hào)組的存活曲線(xiàn)位于最外側(cè)，最高壽命是55天左右，較其他各組，3號(hào)組的存活率最好（如圖1B）。

2.2 不同乙醇濃度對(duì)雌果蠅壽命的影響

2.2.1 乙醇濃度對(duì)高糖模型的影響 通過(guò)以上糖濃度對(duì)果蠅壽命影響的實(shí)驗(yàn)研究，我們發(fā)現(xiàn)14號(hào)糖濃度與0組相比較在平均壽命和半致死時(shí)間上差異均有顯著性，14號(hào)與3號(hào)濃度相比壽命各指標(biāo)差異均有非常顯著性，與其周?chē)?1、12、13、15、16號(hào)糖濃度都沒(méi)有顯著性變化，而11~13號(hào)之間有顯著性差異，這說(shuō)明14號(hào)的高糖效應(yīng)已經(jīng)穩(wěn)定，再高的糖濃度變化不會(huì)使壽命明顯縮短，所以選擇14號(hào)作為高糖濃度狀態(tài)，來(lái)模擬糖尿病模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不同乙醇濃度對(duì)果蠅壽命影響的研究。在高糖模型下（如圖2A），高糖乙醇H-A1，2，3，4，5組與高糖H-A0組比較，有提高果蠅平均壽命的趨勢(shì)，其中高糖乙醇H-A3組與H-A0組差異有非常顯著性，而H-A6，7組非常顯著的降低了果蠅的平均壽命，為乙醇濃度的毒理范圍。在平均最高壽命中，高糖H-A0組和H-A1、2、3、4組比較，差異均有非常顯著性，這4組乙醇濃度組均提高了果蠅的平均最高壽命；而H-A6、7組顯著性降低了果蠅平均最高壽命。高糖H-A0號(hào)濃度與H-A6、7號(hào)濃度在半致死時(shí)間上差異有顯著性。經(jīng)過(guò)生存率曲線(xiàn)（圖2B）分析得出：高糖乙醇H-A0與H-A1、2、4、5組趨勢(shì)較相似，在15-17天左右出現(xiàn)生存率急劇下降的趨勢(shì)。高糖乙醇H-A6、7組明顯早于其余各組出現(xiàn)存活率急劇下降點(diǎn)，導(dǎo)致果蠅整體過(guò)早進(jìn)入死亡加劇期。

A

B

注：3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)；平均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差；*為與0號(hào)組比較，差異有顯著性P<0.05，**為與0號(hào)組比較，差異有極顯著性P<0.01；#為與3號(hào)組比較，差異有顯著性P<0.05，##為與3號(hào)組比較，差異有極顯著性P<0.01。

如圖2A所示，高糖乙醇H-A3組和其余各濃度（除1號(hào)濃度組外）的平均壽命均有顯著性差異，在此濃度下果蠅平均壽命得到顯著提高。在平均最高壽命中，高糖乙醇H-A3組與其余各組比較，差異也均有非常顯著性，在各組中為平均最高壽命的最高點(diǎn)。另外，高糖乙醇H-A3號(hào)濃度組與其他各組比較均有提高果蠅半致死時(shí)間的趨勢(shì)，與H-A2、5、6、7號(hào)濃度組差異有顯著性。經(jīng)過(guò)生存率曲線(xiàn)（圖2B）分析得出：高糖乙醇H-A3號(hào)濃度出現(xiàn)折線(xiàn)下降趨勢(shì)的時(shí)間最晚，在18天左右，且18天以后下降趨勢(shì)也較平緩，為果蠅存活時(shí)間整體較長(zhǎng)的乙醇濃度。

2.2.2 乙醇濃度對(duì)正常糖模型的影響 通過(guò)以上糖濃度對(duì)果蠅壽命影響的實(shí)驗(yàn)研究，我們發(fā)現(xiàn)3號(hào)糖濃度與其他各組相比，平均壽命、平均最高壽命、半致死時(shí)間上均得到了極顯著性提高，且3號(hào)的存活曲線(xiàn)位于最外側(cè)，果蠅大量死亡的時(shí)間最晚，3號(hào)的果蠅壽命處于倒“U”型曲線(xiàn)的最頂端，過(guò)低或過(guò)高糖濃度的效果都不及3號(hào)的合適，因此3號(hào)濃度為最適合果蠅生長(zhǎng)的糖濃度狀態(tài)，我們選擇3號(hào)糖濃度為正常糖濃度模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不同乙醇含量對(duì)果蠅壽命的影響研究。在正常糖模型下（圖3A），正常糖0組與其余各組相比平均壽命、平均最高壽命均較高，其中與正常乙醇N-A3、5、6、7號(hào)濃度有顯著性差異，提示乙醇的添加影響了正常糖模型下果蠅的平均壽命及平均最高壽命。經(jīng)過(guò)生存率曲線(xiàn)（圖3B）分析得出：正常糖0組在整體各曲線(xiàn)的最外沿，存活時(shí)間較其他組有延長(zhǎng)的趨勢(shì)；正常乙醇N-A1、2、3、4組整體趨勢(shì)類(lèi)似，有交叉重疊現(xiàn)象，未見(jiàn)顯著性差異；正常乙醇N-A5、6、7組均在內(nèi)沿，影響果蠅的存活時(shí)間。

A

B

注：3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)；平均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差；與0號(hào)組比較，*為差異有顯著性P<0.05，**為差異有極顯著性P<0.01。

2.2.3 乙醇濃度對(duì)低糖模型的影響 通過(guò)以上糖濃度對(duì)果蠅壽命影響的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)1號(hào)糖濃度與3號(hào)濃度相比壽命各指標(biāo)均有非常顯著性降低，應(yīng)該說(shuō)低于3號(hào)糖濃度的都屬于低糖模型，但是為了模擬出低糖的顯著效應(yīng)選擇了本實(shí)驗(yàn)中含糖最低的1號(hào)作為低糖模型，果蠅在羽化8h后到死去就一直生活在這種低糖濃度下，能比較好的模擬低糖狀態(tài)。因此選擇1號(hào)糖濃度為果蠅生長(zhǎng)的低糖模型，來(lái)模擬長(zhǎng)期低血糖模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行不同乙醇濃度對(duì)果蠅壽命影響的研究。在低糖模型下（圖4A），低糖0組與L-A3、4、5組相比，添加乙醇組有提高果蠅平均壽命、平均最高壽命的趨勢(shì)，其中與L-A4組的差異有顯著性，而L-A2、6、7組濃度顯著性降低了果蠅壽命。經(jīng)過(guò)生存率曲線(xiàn)（圖4B）分析得出：低糖0組、L-A1組在28天左右出現(xiàn)存活率明顯低下的趨勢(shì)；而低糖L-A2、7組出現(xiàn)2-3個(gè)存活率突然低下的不規(guī)則趨勢(shì)，其余各組較平穩(wěn)。

如圖4A所示，低糖乙醇L-A4組與0組之間差異有顯著性，顯著提高了低糖模型下果蠅的平均壽命，且低糖乙醇L-A4與低糖乙醇L-A0、1、2、6、7組比較，差異有顯著性，在添加乙醇各組中為壽命較高組。在圖4B中，L-A4組果蠅死亡速率整體較平穩(wěn)。

A

B

注：3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)；平均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差；*為與0號(hào)組比較，差異有顯著性P<0.05，**為與0號(hào)組比較，差異有極顯著性P<0.01；#為與4號(hào)組比較，差異有顯著性P<0.05，##為與4號(hào)組比較，差異有極顯著性P<0.01。

2.2.4 乙醇濃度對(duì)三個(gè)模型影響的比較研究 通過(guò)以上3種糖模型下乙醇對(duì)果蠅壽命影響的研究，我們得出三種糖模型下壽命最優(yōu)的3個(gè)組，即H-A3組、N-A0組、L-A4號(hào)濃度組。如圖5A所示，H-A3組與N-A 0組和L-A 4組相比，其平均壽命、平均最高壽命、半致死時(shí)間均有非常顯著性差異的降低（P<0.01），而N-A0組與L-A4組之間差異均沒(méi)有顯著性（P>0.05）。如圖5B所示，H-A 3組在13天左右即出現(xiàn)果蠅死亡加劇期，最高壽命達(dá)到31天，而N-A0組和L-A4組均在31天左右出現(xiàn)果蠅存活率急劇下降，最高壽命達(dá)到58天左右。

A

B

注：3次獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)；平均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差；*為與高3號(hào)組比較，差異有顯著性P<0.05，**為與高3號(hào)組比較，差異有極顯著性P<0.01。

3 討 論

內(nèi)穩(wěn)態(tài)是生理學(xué)[9]和功能醫(yī)學(xué)[20]的經(jīng)典概念之一，但表征方法的缺乏妨礙了它的廣泛深入的應(yīng)用。劉承宜等人（2009）將內(nèi)穩(wěn)態(tài)對(duì)生理參數(shù)的穩(wěn)定發(fā)展為對(duì)生物功能的穩(wěn)定，提出了FSH（function-specific homeostasis，F(xiàn)SH）的概念。這種發(fā)展不但將內(nèi)穩(wěn)態(tài)的研究推向深入，將應(yīng)激分為了慢性應(yīng)激和成功應(yīng)激，而且在理解本文所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果方面得到了充分的應(yīng)用。本文利用適當(dāng)?shù)陌咨疤呛鸵掖季⒘斯墘勖腇SH，而且值得關(guān)注的是，最新研究報(bào)道得出的結(jié)論再一次支持了適當(dāng)飲酒建立的FSH的存在。這是一項(xiàng)針對(duì)參加了1994年、2000年和2005年的丹麥全國(guó)同期群研究的26，786例男性和女性進(jìn)行了追蹤調(diào)查訪(fǎng)問(wèn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在通常適度飲酒的人群中偶爾出現(xiàn)酗酒（一次飲用60g以上）的情況并沒(méi)有增加缺血性心臟病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)或全因死亡率。并且適當(dāng)飲酒的男性中偶爾酗酒與非酗酒人群患缺血性心臟病的危險(xiǎn)率之比為0.81，對(duì)于女性來(lái)說(shuō)比率為0.97（Skov-Ettrup et al. 2011）。這進(jìn)一步說(shuō)明適當(dāng)飲酒建立的內(nèi)穩(wěn)態(tài)對(duì)人體起保護(hù)作用，可以抵抗內(nèi)外對(duì)機(jī)體的干擾，而偶爾酗酒只是干擾的一種，因此對(duì)于已建立適當(dāng)飲酒FSH的人群來(lái)說(shuō)，足以抵御這種干擾，對(duì)健康沒(méi)有產(chǎn)生不利影響，反而因?yàn)榕紶栃锞谱鳛檫m當(dāng)?shù)穆詰?yīng)激更加提高了FSH水平。

3.1 壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)

FSH是維持功能充分穩(wěn)定發(fā)揮的負(fù)反饋機(jī)制，其典型特征就是可以抵抗一定閾值以下的內(nèi)外干擾，維持功能充分穩(wěn)定的發(fā)揮。FSH的品質(zhì)包括功能的復(fù)雜性和功能發(fā)揮的穩(wěn)定性。負(fù)反饋機(jī)制所維持的穩(wěn)定性越大，生物系統(tǒng)越復(fù)雜[22]。壽命是所有生物個(gè)體的一種功能，是由壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)（longevity-specific homeostasis，LoSH）維持的，因此LoSH是維持個(gè)體最佳壽命的負(fù)反饋機(jī)制。被本實(shí)驗(yàn)選為正糖模型的3號(hào)糖濃度組即為使FDM處于壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)的白砂糖濃度培養(yǎng)基（圖1）。在圖3中，平均壽命可以抵抗的乙醇濃度達(dá)到4號(hào)（即0.8%），半致死時(shí)間可以抵抗的乙醇濃度達(dá)到5號(hào)（即1.0%），平均最高壽命可以抵抗的乙醇濃度達(dá)到6號(hào)（即2.0%），更高的乙醇濃度破壞了FDM的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)，使FDM的壽命下降。顯然，正糖組處于一個(gè)可以抵抗外在干擾的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)。平均壽命、半致死時(shí)間和平均最高壽命分別表征了3個(gè)FDM群體的壽命特征。為了討論方便，分別將相應(yīng)的FDM群體稱(chēng)為普通FDM（ordinary FDM，oFDM）、優(yōu)秀FDM（better FDM，bFDM）和杰出FDM（elite FDM，eFDM）。顯然，在正糖組的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)中，對(duì)乙醇的抵抗力由高到低分別為eFDM，、bFDM和oFDM，這也反映了相應(yīng)壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)的品質(zhì)由低到高。

FSH可以抵抗低于閾值的干擾，但被高于閾值的應(yīng)激（FSH-specific stress，F(xiàn)SS）所打破。FSS也是生物系統(tǒng)的功能，可以處于相應(yīng)的內(nèi)穩(wěn)態(tài)（FSS-specific homeostasis，F(xiàn)SSH）。FSS打破FSH1，處于FSSH的FSS可以進(jìn)一步建立FSH2。處于FSSH的FSS稱(chēng)為成功應(yīng)激，遠(yuǎn)離FSSH的FSS則稱(chēng)為慢性應(yīng)激。圖1中3號(hào)正糖維護(hù)FDM的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)，其它糖濃度都使FDM處于應(yīng)激狀態(tài)。圖2中，適量乙醇維護(hù)FDM的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)，大量乙醇則使FDM處于應(yīng)激狀態(tài)。

3.2 壽命調(diào)節(jié)

功能調(diào)節(jié)可以分為2類(lèi)：低水平調(diào)節(jié)不影響FSH/FSSH，但可以調(diào)節(jié)慢性應(yīng)激。高水平調(diào)節(jié)打破FSH/FSSH，適當(dāng)?shù)母咚秸{(diào)節(jié)可以形成成功應(yīng)激。在NS模型中，一定量的乙醇未能延長(zhǎng)果蠅壽命，因此不影響NS維持的LoSH（如圖3）。而HS/LS打破了FDM的LoSH，F(xiàn)DM處于慢性應(yīng)激。HS 3號(hào)乙醇濃度的添加以及LS 4號(hào)乙醇濃度的添加均顯著性延長(zhǎng)了FDM的壽命（P<0.05），調(diào)節(jié)了HS/LS慢性應(yīng)激，建立了HS/LS膳食環(huán)境下果蠅的LoSH（LoSH in HS/LS，hLoSH/lLoSH）。因此本實(shí)驗(yàn)中，適量乙醇對(duì)壽命的調(diào)節(jié)屬于低水平調(diào)節(jié)。在LS模型下，oFDM對(duì)3、4和5號(hào)3個(gè)乙醇濃度之間都沒(méi)有差異；bFDM對(duì)0～5號(hào)6個(gè)乙醇濃度之間都沒(méi)有差異；eFDM對(duì)3～7號(hào)5個(gè)乙醇濃度之間都沒(méi)有差異。這說(shuō)明，bFDM和eFDM的LoSH的穩(wěn)定度大于oFDM。圖5表明，nLoSH和lLoSH兩者所維持的壽命組是沒(méi)有差異的。雖然適當(dāng)乙醇可以延長(zhǎng)LS組的壽命，但最佳的結(jié)果與NS組FDM的壽命沒(méi)有顯著性差異。因此，適當(dāng)飲酒的好處是不會(huì)縮短最佳壽命。在圖2中，適量乙醇建立了HS果蠅的LoSH。oFDM對(duì)1、2和3號(hào)3個(gè)乙醇濃度沒(méi)有顯著性差異；bFDM對(duì)0～5號(hào)6個(gè)乙醇濃度都沒(méi)有差異；eFDM對(duì)2和3號(hào)2個(gè)乙醇濃度都沒(méi)有差異。這說(shuō)明，bFDM的LoSH的穩(wěn)定度大于oFDM，但HS降低了eFDM的LoSH的穩(wěn)定度。顯然，HS改變了三個(gè)FDM群體的穩(wěn)定性秩序，bFDM成為其中最穩(wěn)定的群體。圖5表明，HS組的最佳壽命組的壽命顯著低于NS或LS組。

然而在相同糖模型條件下，選取去氧孕烯炔雌醇片的干預(yù)結(jié)果卻與本實(shí)驗(yàn)的乙醇干預(yù)效果不同：起始1號(hào)濃度的去氧孕烯炔雌醇片就可以打破NS組FDM的LoSH，達(dá)到延長(zhǎng)壽命的目的，因此屬于高水平調(diào)節(jié)（王彩艷 2012，周碧嬌2012，楊軍2012）。適量的去氧孕烯炔雌醇片在三種糖模型下均可建立自己的LoSH，而且NS最優(yōu)組的壽命顯著高于LS組最優(yōu)，后者又顯著高于HS最優(yōu)組。并且與乙醇的影響一樣，HS改變了3個(gè)FDM群體的穩(wěn)定性秩序，bFDM成為其中最穩(wěn)定的群體。無(wú)論是HS組，還是LS組，bFDM和eFDM各自的LoSH的穩(wěn)定性都高于oFDM，說(shuō)明去氧孕烯炔雌醇片有利于提高比較優(yōu)秀的FDM的壽命。

無(wú)論是低水平調(diào)節(jié)，還是高水平調(diào)節(jié)，只要能夠建立成功應(yīng)激，調(diào)節(jié)的結(jié)果都存在對(duì)劑量的不敏感性。在圖4中，適量乙醇建立了LS FDM的LoSH，屬于成功應(yīng)激。oFDM對(duì)3、4和5號(hào)3個(gè)乙醇濃度之間都沒(méi)有差異；bFDM對(duì)0～5號(hào)6個(gè)乙醇濃度之間都沒(méi)有差異；eFDM對(duì)3～7號(hào)5個(gè)乙醇濃度之間都沒(méi)有差異。另一組實(shí)驗(yàn)顯示適量去氧孕烯炔雌醇也同樣建立了LSFDM的LoSH，也屬于成功應(yīng)激。LS組的bFDM對(duì)5～7號(hào)3個(gè)去氧孕烯炔雌醇片濃度組沒(méi)有顯著性差異；eFDM對(duì)1～7號(hào)7個(gè)去氧孕烯炔雌醇片濃度組沒(méi)有顯著性差異。

3.3 冗余機(jī)制

冗余通路的完全激活可以完全恢復(fù)同樣的功能（Hartman et al. 2001）。LS組遠(yuǎn)離LoSH（圖1），但適當(dāng)?shù)囊掖紟椭鶯S組重新建立了LoSH（圖4），而且后者與NS組的LoSH沒(méi)有顯著性差異（圖5）?？梢哉J(rèn)為，適當(dāng)乙醇促進(jìn)了LoSH的冗余通路，具體的機(jī)制有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。生物體內(nèi)乙醛可以導(dǎo)致DNA損傷，并引起雙鏈的交叉鏈接。乙醛是“范科尼貧血”（Fanconi Anemia，F(xiàn)A）中DNA損傷的一個(gè)內(nèi)生來(lái)源，會(huì)導(dǎo)致癌癥的患病傾向和造血失敗。而乙醇的代謝也是乙醛產(chǎn)生的主要來(lái)源之一，為防止這種損害，生物體內(nèi)進(jìn)化出一種乙醛脫氫酶可以有效將乙醛轉(zhuǎn)換為毒性較小的產(chǎn)物醋酸鹽。FA患者有發(fā)育缺陷、干細(xì)胞失敗和易患白血病的強(qiáng)烈傾向等特征（Joenje 2011）。Langevin等人（2011）發(fā)現(xiàn)FA突變細(xì)胞對(duì)乙醛的添加有高度敏感性，提示內(nèi)源性的乙醛會(huì)是FA相關(guān)的主要驅(qū)動(dòng)。文中也提到如果代謝產(chǎn)生的乙醛確實(shí)引起DNA的損傷并在正常的情況下被FA通路所中和抵消，那么同時(shí)缺乏這兩種基因ALDH2（編碼ALDH2蛋白，緩解乙醛毒性的主要酶類(lèi)）和Fancd2（FA通路中的主要成員）會(huì)在變異大鼠疾病的嚴(yán)重性上產(chǎn)生協(xié)同作用。另外，Huang等人（2011）的研究也提示飲酒可能是通過(guò)促進(jìn)DNA損傷修復(fù)的冗余通路激活提高機(jī)體的冗余度的。Muts 同源染色體和FANCM復(fù)合體是FA途徑中兩個(gè)獨(dú)立的DNA損傷傳感器，也就是說(shuō)Muts和FANCM都能識(shí)別FA中的DNA損傷，但同時(shí)缺失Muts和FANCM，則不能正常識(shí)別細(xì)胞的DNA損傷部位無(wú)法及時(shí)通過(guò)FA途徑處理掉。因此，Muts和FANCM也是FA的冗余機(jī)制。

冗余通路的完全激活也可以超量或減量恢復(fù)同樣的功能（Hartman et al.2001）。HS組遠(yuǎn)離LoSH，適量飲酒（圖2）可以幫助建立LoSH，但其壽命低于無(wú)添加乙醇NS組內(nèi)穩(wěn)態(tài)的壽命（圖3、5）。顯然，適量飲酒激活了在HS模型下的減量冗余通路。LS組遠(yuǎn)離LoSH。而在同模型的另一實(shí)驗(yàn)（王彩艷 2012，周碧嬌2012，楊軍2012）中得出的結(jié)論為，適當(dāng)?shù)娜パ踉邢┤泊拼紟椭鶯S組重新建立了LoSH，但其壽命高于無(wú)藥NS組LoSH的壽命。顯然，適量去氧孕烯炔雌醇激活了果蠅在LS模型中的超量冗余通路。

3.4 乙醇的作用

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是高糖FDM還是低糖FDM，適當(dāng)飲酒都可以延長(zhǎng)壽命。高糖或低糖都會(huì)引起一系列疾病。本實(shí)驗(yàn)提示，適當(dāng)飲酒有助于大量疾病的防治。這個(gè)推論獲得大量流行病學(xué)研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的支持。廣西南寧的Ruixing等人[30]發(fā)現(xiàn)，飲酒的人高密度脂蛋白（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、總膽固醇、阿樸脂蛋白（apolipoprotein，Apo）A-I和ApoB比不飲酒的高。其中HDL-C升高可能是中醫(yī)飲酒活血化瘀的主要原因之一。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，飲酒受益的大小與APOCIII基因有關(guān)。ApoC-III 3238CG基因的飲酒者受益比CC和GG基因的飲酒者受益更多。Clerc等人[10]通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的多元分析得出，飲酒量和代謝綜合癥，糖尿病以及胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）之間呈現(xiàn)“U”行關(guān)系圖。Liu C等人[23]專(zhuān)為中國(guó)的中年和老年人做了飲酒相關(guān)統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在飲酒量和糖尿病以及空腹血糖受損的患病率之間觀察到類(lèi)似“J”形的曲線(xiàn)。

無(wú)論是正糖組，還是低糖或高糖組，bFDM關(guān)于乙醇的壽命內(nèi)穩(wěn)態(tài)的穩(wěn)定性都高于oFDM，說(shuō)明飲酒有利于提高比較優(yōu)秀的FDM的壽命。優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的壽命比普通人長(zhǎng)[31，32]，說(shuō)明優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員是屬于比較優(yōu)秀的群體，適當(dāng)飲酒有利于壽命的提高。關(guān)于飲酒對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的影響基本上都是負(fù)面的[13]。其原因可能源于研究對(duì)象的飲酒超過(guò)恰當(dāng)?shù)牧俊８鶕?jù)本實(shí)驗(yàn)推測(cè)，如果嚴(yán)格控制飲酒的量，適量飲酒應(yīng)該可以提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，當(dāng)然有待實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步證實(shí)。還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有三聯(lián)征的女運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)研究。低糖是三聯(lián)征的主要原因之一[18]。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)推測(cè)，飲酒對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的三聯(lián)征可能有一定的防治作用。例如，136名高加索婦女（每天飲用酒換算成相當(dāng)?shù)陌拙屏繛?.2-74.7（8.1±11.4）克）的研究[19]發(fā)現(xiàn)飲酒與脊椎骨密度正相關(guān)。

4 結(jié) 論

（1）NS模型下FDM壽命不能被適量乙醇所延長(zhǎng)，而LS/HS組模型通過(guò)適量乙醇的添加可以顯著延長(zhǎng)其壽命，最佳劑量還可以建立lLoSH/hLoSH。這說(shuō)明低水平乙醇不能打破nLoSH，但可以調(diào)節(jié)LS/HS引起的慢性應(yīng)激，并且在最佳劑量實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)激；

（2）乙醇對(duì)FDM壽命的調(diào)節(jié)受膳食環(huán)境的影響。

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Effects of Alcohol and Desogestrel and Ethinylestradiol Tablets On Sugar-dependent Longevity of FDM

TIAN Zhen-xiang

To provide theoretical clues for female athletes’ health maintenance and improvement, using the female drosophila melanogaster FDM life as a female athlete sports level model, by studying the white granulated sugar, reveals the influence of ethanol on FDM life rule. Results show that: （1） The service life of FDM associated with sugar concentration the inverted U type, including peak corresponds to the concentration of sugar group, the sugar concentration on both sides of the group belongs to the low sugar and high sugar groups respectively. （2） Moderate drinking can prolong the life of low sugar and high sugar groups FDM, best dose can set up a corresponding life homeostasis. Are sugar group of homeostasis in the life, the life can't be extended moderate drinking. Low sugar or sugar from life homeostasis, moderate drinking can prolong its life, the best dose can also create life homeostasis.

Drosophlia melanogaster; Longevity; Sugar; Alcohol

G804.7

A

2014-09-02

國(guó)家自然科學(xué)基金，課題編號(hào)：60878061。

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1007―6891（2015）01―0038―07

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