2.1  实验动物数量分析  干预结束时，剩余大鼠55只：常氧安静组10只、常氧运动组9只、16.3%低氧安静组10只、16.3%低氧运动组9只、13.3%低氧安静组9只和13.3%低氧运动组8只。流失大鼠5只，其中13.3%低氧安静组大鼠1只因在干预期间长有肿物死亡，16.3%低氧运动组大鼠1只和13.3%低氧运动组大鼠2只在运动时尾部被卷入跑台的转轴引致颈部折断而死亡。

2.2  干预前后大鼠体质量和Lee’s指数变化  由表3可知，干预前大鼠体质量和Lee’s指数组间差异无显著性意义(P > 0.05)。干预后大鼠体质量较干预前均有增加而Lee’s指数则有所下降，其中体质量增幅的排序为常氧安静组>16.3%低氧安静组>13.3%低氧安静组>常氧运动组>16.3%低氧运动组、13.3%低氧运动组，而Lee’s指数降幅的排序为13.3%低氧运动组>16.3%低氧运动组>常氧运动组>16.3%低氧安静组、13.3%低氧安静组、常氧安静组。

多重比较发现：与常氧安静组比较，常氧运动组、16.3%低氧运动组和13.3%低氧运动组的体质量及Lee’s指数均较低且差异有显著性意义(P < 0.05和P < 0.01)；与常氧运动组比较，16.3%低氧安静组、13.3%低氧安静组的体质量较高且差异有显著性意义(P < 0.05)，16.3%低氧运动组、13.3%低氧运动组的体质量较低且差异有非常显著性意义(P < 0.01)；与16.3%低氧安静组比较，16.3%低氧运动组、13.3%低氧运动组的体质量较低且差异有非常显著性意义(P < 0.01)；与16.3%低氧运动组比较，13.3%低氧安静组体质量和Lee’s指数较高且差异有显著性意义(P < 0.01，P < 0.05)；与13.3%低氧安静组比较，16.3%低氧运动组、13.3%低氧运动组的体质量较低且差异有非常显著性意义(P < 0.01)。结果提示，单纯低氧环境刺激对大鼠体质量、Lee’s指数的影响没有单纯有氧运动刺激明显，而当低氧和运动结合时，其效果优于单一刺激，如在氧气体积分数更低的常压环境中运动，其效果更为显著。

大鼠干预期体质量变化，见图1。8周干预期内，3个安静组的体质量为持续增加状态；3个运动组的体质量增幅均小于安静组，其中常氧运动组每只大鼠每周体质量增长保持在0-10 g之间；16.3%低氧运动组和13.3%低氧运动组的体质量在干预第1周即下降，尤以13.3%低氧运动组明显，随后两组的体质量降幅变缓，至第4周出现了体质量下降峰(下降幅度16.3%低氧运动组>13.3%低氧运动组)，之后每只大鼠每周增长保持在0-10 g之间；在第8周时常氧运动组和13.3%低氧运动组大鼠体质量出现下降峰(下降幅度13.3%低氧运动组>常氧运动组)。结果提示运动和低氧均可抑制大鼠的体质量增长，而低氧抑制体质量增长的效果在干预初期较后期明显，且氧气体积分数较低时将更早出现体质量的负增长。

2.3  干预期间大鼠摄食量变化  干预前各组大鼠的日均摄食量(g/只)：常氧安静组26.99±2.44、常氧运动组27.18±2.31、16.3%低氧安静组27.32±2.27、16.3%低氧运动组25.87±3.72、13.3%低氧安静组27.46±2.25、13.3%低氧运动组26.22±5.61，各组间差异无显著性意义(P > 0.05)。8周干预期内，各组大鼠每周的日均摄食量变化见图2。常氧安静组整体保持平稳；其余5组在第1周即明显下降，尤以16.3%低氧运动组和13.3%低氧运动组明显；随后常氧运动组、16.3%低氧安静组和13.3%低氧安静组每只大鼠日均摄食量保持在23-27 g之间，而16.3%低氧运动组和13.3%低氧运动组则保持在17-22 g之间。结果提示运动和低氧均可减少大鼠的摄食量，而二者结合的效果更显著。

2.4  干预后大鼠下丘脑的nesfatin-1和ghrelin水平  干预后各组大鼠下丘脑nesfatin-1水平进行多重比较，见表4。与16.3%低氧运动组、13.3%低氧安静组比较，13.3%低氧运动组nesfatin-1水平较高且差异有显著性意义(P < 0.01，P < 0.05)。结果提示低氧结合运动可影响大鼠下丘脑nesfatin-1水平，尤以在体积分数为13.3%氧气条件下进行有氧运动时，nesfatin-1水平最高。

干预后各组大鼠下丘脑ghrelin水平进行多重比较，见表4。与常氧安静组比较，常氧运动组、16.3%低氧安静组、16.3%低氧运动组和13.3%低氧运动组的ghrelin水平均较低且差异有非常显著性意义(P < 0.01)；与常氧运动组比较，16.3%低氧安静组、16.3%低氧运动组和13.3%低氧安静组的ghrelin水平均较高且差异有非常显著性意义(P < 0.01)；与16.3%低氧安静组比较，13.3%低氧安静组的ghrelin水平较高且差异有显著性意义(P < 0.05)；与16.3%低氧运动组比较，13.3%低氧安静组ghrelin水平较高且差异有显著性意义(P < 0.05)，13.3%低氧运动组ghrelin水平较低且差异有非常显著性意义(P < 0.01)；与13.3%低氧安静组比较，13.3%低氧运动组ghrelin水平较低且差异有非常显著性意义(P < 0.01)。结果提示单纯的运动或低氧均可影响大鼠下丘脑ghrelin水平，而单一运动刺激效果要强于单一低氧刺激，当二者结合时降低效果更明显，但这种效果在2种常压低氧组间没有显著差异。

2.5  低氧或/和运动与各指标的双因素方差分析结果  由表5可知，除nesfatin-1外，其余指标的Corrected Model Sig.均小于0.05，提示这些指标的组间差异有显著性意义。体质量受运动、氧气体积分数和运动×氧气体积分数的影响且差异有非常显著性意义(P < 0.01)，提示运动和低氧干预均可影响大鼠体质量，两种因素有交互作用；Lee’s指数和摄食量受氧气体积分数影响且差异有非常显著性意义(P < 0.01)，提示这两者对氧气体积分数改变敏感；Nesfatin-1受运动×氧气体积分数的影响且差异有显著性意义(P < 0.05)，提示低氧和运动二者结合时，可影响大鼠下丘脑nesfatin-1水平；Ghrelin受运动和运动×氧气体积分数的影响且差异有非常显著性意义(P < 0.05)，提示运动或/和低氧结合可影响大鼠下丘脑ghrelin水平。

肥胖是体内脂肪组织过多并超出正常生理需要量的一种代谢紊乱状态，其本身是一种慢性病，且是诱发多种慢性非传染性疾病如2型糖尿病、血管病、高血压、脑卒中和多种癌症的元凶^[1-2]。近年来，肥胖症正成为一种全球性的疾病，更有研究指出：中国是全世界肥胖人数最多的国家^[3]。如何有效预防和控制肥胖成为当今研究的热点，而肥胖症的发生发展与摄食及能量消耗紧密相关。

研究发现生活在高海拔地区的人比居住在平原地区的人，其体脂含量更低，低氧环境刺激用于肥胖的预防和治疗逐渐得到关注。低氧环境本身可降低食欲和减少能量摄入，从而引起体质量下降^[4-6]。此外，低氧环境刺激还可降低血脂^[7-8]。

下丘脑作为机体调控摄食和能量平衡的中枢，其调控因子与肥胖症发病机制之间的关系备受关注。Ghrelin是于1999年被发现的脑肠肽，主要由胃底分泌，在下丘脑中也有表达，其可促进摄食、减少能量消耗和增加体质量^[9-10]。研究显示，急性低氧暴露会导致Ghrelin-生长激素促分泌素受体(growth hormone secretagogue receptor，GHSR)通路下调，进而促进胃组织炎症反应^[11]。与低氧组及正常组相比，Ghrelin给药显著提高了缺氧动物的细胞凋亡程度^[12]。Nesfatin-1在2006年被发现，是一种表达于下丘脑的多肽，具有减少摄食、调节能量平衡和减轻体质量的作用^[13-14]。研究显示，机体体质量减轻会导致下丘脑Nesfatin-1增加，进而通过黑皮素受体3和4-细胞外信号调节激酶(melanin receptors 3 and 4-extracellular signal-regulated kinase，MC3/4R-ERK)信号参与调节机体的摄食行为^[15]。鉴于Nesfatin-1的厌食和抗高血糖作用，更有研究指出Nesfatin-1是机体内的一种能量平衡调节器^[16]。

鉴于均衡饮食和科学运动是目前公认的安全、有效且经济的体质量管理干预方式，但运动干预本身有时却提升了减肥者食欲，如果将低氧环境刺激和有氧运动干预结合，可能会收到最好的减质量效果。冯连世等^[17]研究显示在低氧环境下进行耐力运动可显著降低肥胖青少年的体质量及体脂。还有学者证实低氧环境因素可有效增强运动提高能量消耗的作用效果^[18]。吴娜娜等^[19]检测了受试者血浆中的Leptin和Ghrelin水平，相比于常氧模式下的运动与饮食控制干预，高住低练模式能够维持肥胖青少年血浆中食欲抑制激素的水平，有利于肥胖青少年降低食欲。王茹等^[20]研究发现，肥胖青少年经过4周的运动结合饮食减质量后Ghrelin水平有增加趋势，但是差异无显著性意义，而食欲抑制因子胆囊收缩素则呈现显著性降低，明确提出运动结合饮食干预后受试者体质量下降和胆囊收缩素呈正相关，而高住低练组的这种相关性消失。

由此可见，低氧本身或与运动结合均可影响机体摄食和能量代谢^[20-24]。以往研究中选用的低氧环境刺激多为相当于海拔高度2 500 m左右，而对海拔高度3 000 m以上的低氧环境研究较少。随着高原旅游的热捧，研究更高海拔水平低氧环境对机体的影响具有重大的现实意义。Nesfatin-1作为一种发现不足15年的抑食因子，其在环境低氧和运动低氧的双重缺氧刺激下，是否参与了机体摄食和体质量的调节？与促食因子Ghrelin之间呈现怎样的关联？这些问题暂未见相关报道，该研究通过观察低氧或/和运动对肥胖大鼠下丘脑Nesfatin-1和Ghrelin的影响，探讨低氧或/和运动影响机体摄食和体质量的神经内分泌机制，为肥胖症的预防和干预提供有益的实验参考。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1.1  设计  随机对照动物实验。

1.2  时间及地点  实验于2015年1月至2018年6月在广州体育学院运动生物化学实验室和韶关学院体育学院实验室完成。

1.3  材料  8周龄SPF级雄性SD大鼠100只，体质量170-220 g，购于南方医科大学实验动物中心，许可证号：SCXK(粤)2011-0015。适应性喂养1周后，根据体质量分层随机分组法，将大鼠分为对照组20只和造模组80只。对照组给予国家标准啮齿类动物干燥饲料，造模组给予高脂饲料(购自广东省医学实验动物中心，各成分的质量分数：20%蔗糖、15%猪油、1.2%胆固醇、0.2%胆酸钠、10%酪蛋白、0.6%磷酸氢钙、0.4%石粉、0.4%预混料、52.2%基础饲料；供能比：17.5%蛋白质、37%脂肪、45.5%碳水化物)。

1.4  实验方法

1.4.1  建立营养性肥胖大鼠模型  高脂饲料喂饲7周后，从对照组和造模组大鼠中分别随机挑选10只和18只，眼眶取血，检测血糖、血脂，结合大鼠体质量、体质量指数，评价造模效果。表1和表2数据显示高脂饲料诱导的营养性肥胖大鼠造模成功，肥胖大鼠出现了一定程度的糖脂代谢紊乱^[25]。

1.4.2  低氧及运动干预方案  选取肥胖大鼠60只随机均分6组：常氧安静组、常氧运动组、16.3%低氧安静组、16.3%低氧运动组、13.3%低氧安静组和13.3%低氧运动组。所有大鼠均给予高脂饲料，分别进行低氧干预或运动干预8周。

低氧干预方案：采用美国HYPOXIC SYSTEMS低氧发生器(型号：HYP-123)分别营造16.3%氧体积分数(相当于海拔2 000-2 200 m)和13.3%氧体积分数(相当于海拔3 600-3 800 m)的常压低氧环境，低氧干预组大鼠低氧逐渐适应1周后，每天12 h(9：00-21：00)在低氧环境中生活和运动。

大鼠生活低氧环境构建：用白色塑料膜将鼠架密封，保留充气孔和通气孔，将鼠笼置于架子上，用低氧发生器充入氮气，通过改变通气孔的数量和大小，使白色塑料膜空间内的氧气保持在所需水平。

运动干预方案：采用杭州段氏大鼠跑台，运动干预组大鼠运动适应1周后，根据参考文献[26-28]，采用了跑速20 m/min、坡度0°、持续时间40 min、5 d/周的有氧运动方案(在常氧环境下相当于大鼠60%VO_{2 max}强度，在低氧环境下相当于大鼠65%-70% VO_{2 max}强度)。

大鼠运动低氧环境构建：订制白色硬塑料盒2个，大小刚好能容纳4道段氏大鼠跑台，盒盖采用推拉方式开合，盒体留有充气孔和通气孔。运动前，用低氧发生器向塑料盒中充入氮气至所需氧气水平，接着放入大鼠，待氧气水平稳定后，再开始低氧环境下的运动干预。

1.5  主要观察指标  8周干预期间，大鼠自由摄食饮水，每天称量每笼摄食量，每周日测大鼠体质量。在干预前和取材前，用软尺测量麻醉状态下的大鼠体长(使用7%水合氯醛按4.0 mL/kg标准行腹腔注射麻醉)，按照公式计算Lee’s指数(Lee’s指数=[体质量(g)×1 000]1/3÷体长(cm)。

末次训练后24 h麻醉大鼠(使用10%水合氯醛按     4.5 mL/kg标准行腹腔注射麻醉)，从腹主动脉取血，随后将大鼠颅骨沿正中剪开，暴露全脑并剥脱下丘脑，随即用锡纸包好，冻存于-80 ℃冰箱中待测。测量时，下丘脑组织用分析天平称质量，按1∶9加入生理盐水制成匀浆，4 ℃离心  (10 000 r/min)15 min，取上清液，专人严格按照ELISA试剂盒说明书操作，采用Thermo Scientific全波长扫描式多功能读数仪(型号：3001)及配套软件读取数据。Nesfatin-1和ghrelin ELISA试剂盒购于美国Abnova公司，可测范围0.1-        1 000 μg/L，批内变异系数<10%，批间变异系数<15%。

1.6  统计学分析  数据用PASW Statistics 18.0软件进行统计分析，所有结果以x(_)±s表示。6组间数据比较用单因素方差分析，当方差齐时用LSD复选项进行各组均数多重比较；当方差不齐时采用Tamhane’s T2复选项。以运动(有或无)和氧气体积分数(常氧、体积分数16.3%或体积分数13.3%)作为影响因素，进行双因素(2×3)方差分析，分析每个因素的主效应及双因素的交互作用，P < 0.05为差异有显著性意义，P < 0.01为差异有非常显著性意义。

体质量和Lee’s指数均是评价成年大鼠肥胖程度的有效指标^[29]。研究显示低氧暴露或有氧运动均可降低肥胖者体质量，降低其体质量指数或Lee’s指数^[20-24，30]。该研究结果显示，8周低氧或/和运动干预后，各组大鼠体质量较前均有增加而Lee’s指数则有所下降。结合干预期大鼠的日均摄食量变化分析，低氧或运动干预各组在第1周即明显下降，尤以16.3%低氧运动组和13.3%低氧运动组明显，提示低氧或/和运动均可抑制大鼠食欲，减少其体质量增长，降低Lee’s指数，减轻大鼠的肥胖程度，且13.3%的低氧刺激效果比16.3%明显，而运动和低氧结合时效果更明显。结果还发现，低氧抑制体质量增长的效果在干预初期较后期明显，提示大鼠对低氧环境有一定的适应性，随着大鼠对低氧环境的适应，其日均摄食量回升^[23]。

肥胖症的发生发展与摄食、能量消耗紧密相关，故“迈开腿、管住嘴”是控制和预防肥胖的有效措施。该研究中，8周的低氧或/和运动有效地控制了大鼠的体质量增长，减轻了大鼠的肥胖程度，既是通过低氧或运动使肥胖大鼠的能量消耗增大^[20-22]，又是抑制了大鼠的食欲所致^[23，31]。下丘脑作为机体调控摄食和能量平衡的中枢，这种低氧或/和运动对大鼠摄食的抑制，是否与下丘脑的摄食因子变化有关呢？

Nesfatin-1是一种由82个氨基酸组成的神经肽，在大鼠脑室及外周组织注射Nesfatin-1，其体质量明显降低且摄食呈剂量依赖性减少^[13-14]。研究显示，肥胖症患者的脑脊液、血清和血浆Nesfatin-1水平与体质量指数、体质量、脂肪量呈明显负相关^[32-33]。李娜等^[34]发现Nesfatin-1可剂量依赖性抑制正常及肥胖大鼠的胃排空，而相同浓度的Nesfatin-1对正常大鼠的抑制作用强于肥胖大鼠。这些研究提示Nesfatin-1可能参与了肥胖症的发生发展。有研究认为，Nesfatin-1对摄食的抑制作用可能独立于下丘脑瘦素信号途径而与黑皮质素信号系统有关^[35]。习燕华等^[36]则指出Nesfatin-1可能从中枢和外周水平，通过不同的信号机制经由Ca²⁺触发神经兴奋而抑食，并通过延缓胃排空、模拟胃扩张刺激等途径间接调节摄食而改善肥胖。CHAOLU等^[37]和HAGHSHENAS等^[38]研究证实，运动可改善高脂膳食和肥胖引发的血浆Nesfatin-1下降情况。

Ghrelin是一种含有28个氨基酸残基的短肽，既可促进生长激素分泌，又可维持能量正平衡，是目前发现的唯一促食欲激素。TSCHOP等^[39]研究显示大鼠外周注射Ghrelin会导致脂肪利用减少而引起肥胖；中枢持续给予Ghrelin可产生剂量依赖性摄食而致体质量增加；脑室内注射Ghrelin则会出现剂量依赖性摄食增多和体质量增加。汪军等^[40]发现8周的跑台运动(坡度5%，速度20 m/min，运动时间40 min)可使肥胖组和对照组大鼠的下丘脑Ghrelin水平下降，正好与肥胖大鼠运动后摄食量显著下降相关，提示Ghrelin可能通过中枢机制影响摄食和能量代谢调节。吴娜娜等^[19]发现相比于常氧模式下的运动与饮食控制干预，高住低练模式有助于维持肥胖青少年血浆中食欲抑制激素的水平，有利于降低食欲。

目前结合Nesfatin-1和Ghrelin进行分析的文献不多，分析在低氧或/和运动干预下二者水平变化的报道更是鲜见。为此，该实验检测了低氧或/和运动干预后大鼠下丘脑的Nesfatin-1和Ghrelin水平，拟探讨低氧或/和运动影响机体摄食和体质量的神经内分泌机制。结果发现2种多肽的变化基本与低氧或/和运动干预期的大鼠摄食量变化一致，但又不完全一致，主要是Nesfatin-1在16.3%低氧运动组的水平最低而Ghrelin在13.3%低氧安静组水平最高，这难以全面解释干预期间大鼠摄食量的变化。结合前人的研究^{[20-21，23-24，41-42]}，分析其可能与下丘脑中调控摄食和能量代谢的因子较多且网络复杂有关，如下丘脑的瘦素、神经肽、obestatin和内源性大麻素等因子均参与了运动和低氧对摄食的调控，瘦素通路、胰岛素通路、黑皮质素信号系统和交感-肾上腺素系统等网络均牵涉其中，单用Nesfatin-1和Ghrelin指标难以阐明个中关系，且摄食量变化贯穿于整个干预期，而Nesfatin-1和Ghrelin的检测点仅在干预的第8周末，并未全程动态监测二者变化，这也是该研究的不足之处。

结论：8周的低氧或/和运动均可减少营养性肥胖大鼠的摄食量，抑制其体质量增长，降低其Lee’s指数，从而降低其肥胖程度；且体积分数为13.3%的低氧刺激效果比16.3%明显，而运动和低氧结合的效果更为显著。考虑这是因为低氧结合运动既使肥胖大鼠能量消耗增大又抑制了其食欲，而其对食欲的抑制可能与8周的低氧或/和运动干预影响了肥胖大鼠下丘脑nesfatin-1与ghrelin的水平有关，但其具体机制需待进一步研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

文题释义：

Ghrelin：是一种含有28个氨基酸残基的短肽，于1999年被发现，主要由胃底分泌，在下丘脑中也有表达，其可促进摄食、减少能量消耗和增加体质量，是目前发现的唯一促食欲激素。

Nesfatin-1：是一种由82个氨基酸组成的神经肽，于2006年被发现，具有减少摄食、调节能量平衡和减轻体质量的作用。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

均衡饮食和科学运动是公认的安全、有效且经济的体质量管理干预方式，但运动本身有时却提升了减肥者食欲，将低氧环境刺激和有氧运动干预结合，可能会收到最好的减质量效果。下丘脑作为机体调控摄食和能量平衡的中枢，其调控因子与肥胖症发病机制之间的关系备受关注。该实验检测了低氧或/和运动干预后大鼠下丘脑的Nesfatin-1和Ghrelin水平，发现2种多肽的变化基本与低氧或/和运动干预期的大鼠摄食量变化一致，但又不完全一致，主要是Nesfatin-1在16.3%低氧运动组的水平最低而Ghrelin在13.3%低氧安静组水平最高，这难以全面解释干预期间大鼠摄食量的变化。考虑下丘脑中调控摄食和能量代谢的因子较多且网络复杂，单用Nesfatin-1和Ghrelin指标难以阐明个中关系，且摄食量变化贯穿于整个干预期，而该研究并未全程动态监测二者的变化。低氧和运动结合干预对肥胖大鼠的摄食和体质量的神经内分泌调控机制有待进一步的研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程