摘要

肥胖現在被認為是一種全球流行病，影響了大量婦女，並導致產科和妊娠並發症的風險更高。妊娠期女性可能出現的不良結果之一是胎盤缺氧，這與血管重塑和高血壓有關，也與降低氧化應激和損傷水平的適應性現象有關。一組雌性Sprague Dawley大鼠(n=63)首先被分為兩個飲食組(對照組和高糖組)。交配後，妊娠大鼠39隻，再次分為常氧組和低氧組，持續3周，進行組織采樣和生化分析。本研究的主要結果是:1)妊娠期低氧可能導致母犬平均產仔數減少，2)妊娠期低氧治療可能導致母犬血清TG水平降低，3)妊娠期低氧可能導致母犬血清TyG指數降低。這些結果表明，缺氧可以在妊娠大鼠中產生有益的反應，以挽救母鼠和胎兒的生存能力。因此，再生輕度缺氧條件可能是預防妊娠逆境的一種可行的治療選擇。總之，在認識到輕度缺氧環境在刺激產婦保護性反應方麵可能起的作用方麵取得了進展。

關鍵字

胎盤;胎兒;氧化應激;甘油三酸酯;雙柄陶製大酒杯指數;懷孕

縮寫

BMI:身體質量指數;C組:對照組;H組:治療組“缺氧”;HH組:“高糖飲食+缺氧治療”組;HN組:“高糖飲食+常氧治療”組;HS組:高糖飲食組;低氧誘導因子:低氧誘導因子;NOS:一氧化氮合酶;TG:甘油三酸酯;TyG指數:“甘油三酯葡萄糖”指數; WHO: World Health Organization

簡介

目前，肥胖被認為是一種全球流行病[1]。據世界衛生組織記錄，約有2億男性和3億女性處於肥胖狀態(BMI >30 kg/m2)，這相當於全球成年人口[2]的10%左右。此外，懷孕期間的肥胖越來越普遍，以及相關的產科並發症的發生率[3]。從產婦的角度來看，可能會發生先兆子癇或妊娠期糖尿病等問題;從胎兒/新生兒的角度來看，諸如巨大兒或妊娠發育中的有害變異等問題可能發生[4]。

胎盤缺氧是一種重要的產科並發症，在血管重塑、高血壓、代謝改變、氧化應激、線粒體功能障礙和內質網應激中發揮作用。所有這些問題都可能導致妊娠紊亂，如先兆子癇或宮內發育遲緩等。在妊娠的前三個月，胎兒滋養細胞進入母體子宮螺旋動脈。考慮到子宮胎盤區的滲透壓在很大程度上取決於這些滋養細胞的成功遷移，以及其他因素[6]，這是促進胎兒正常灌溉的一個基本過程。此外，已有研究證明，正常細胞氧感應的失敗可能與胎盤結構和功能失調有關，這通常在妊娠障礙[7]中發現。

盡管如此，胎盤有很大的儲備能力，可以保護胎兒不受可能的缺氧狀況的影響。盡管如此，當對可能的妊娠並發症[9]進行回顧性分析時，胎盤缺氧病變的研究是有用的。此外，據報道，適應低氧環境的胎盤(如孕期生活在高海拔地區的婦女)的生理氧化應激水平明顯低於未經曆這種適應的胎盤(如生活在海平麵的婦女)[10]。有趣的是，這種情況似乎是由於生活在高海拔地區的婦女呈現增加的絨毛血管化，而同時絨毛膜變薄。這些結果對氧的擴散和隨後對缺氧條件的抵抗[11]有積極的影響。在以前的動物模型中，已經證明了高脂肪飲食如何導致圍產期死亡率的增加，以及新生兒存活率的降低。這一發現可歸因於妊娠期間脂肪組織過多，刺激胎盤血管係統發生有害的改變，從而導致胎兒缺氧，進而增加胎兒死亡率。

本研究項目的目的是研究暴露在低氧環境下，加上母體已存在的肥胖狀態，對胎兒發育的自然進展的影響。另一個關注的焦點是，當暴露於理論上有害的缺氧環境時，母親對胎兒的一般保護可能被激活。

材料和方法

動物與實驗設計

最初，試驗組由6隻雌性Sprague Dawley大鼠組成，體重約為245克隨意“控製”的飲食。每隻雌鼠都有自己的籠子。在7天的實驗過程中，一組雄性斯普拉格Dawley大鼠(n=8)以這樣一種方式係統地旋轉，每隻雄性大鼠至少與每隻雌性大鼠共待24小時。這種輪換是為了確保交配成功。交配完成後，監測妊娠期的進展情況，並通過對雌性大鼠的每日稱重生成“體重增加曲線”。

隨後，選取初始體重約為50 g、5周齡的雌性Sprague Dawley大鼠(n=63)，分為2組:C組飼喂對照飼料(n=31)， HS組飼喂“高糖”飼料(n=32)。根據之前報道的指導方針，高糖飲食由食物和甜煉乳(2:1)組成，以促進HS組[13]的肥胖狀態。表1強調了飼糧中宏量營養素組成的差異。在整個研究過程中，這些飲食都保持不變。經過8周的飲食治療後，使用Accu-Check Aviva血糖儀(Roche Group, Basel, Switzerland)監測每隻大鼠的血糖水平。此外，使用EchoMRI (Echo Medical Systems, Texas, USA)測定每隻大鼠的脂肪組織數量。

雌性大鼠與雄性Sprague Dawley大鼠交配(n=8)，為期12 d。監測每隻雌性大鼠的體重，以確定成功受孕和跟蹤妊娠。對妊娠到第14天的大鼠的測定，采用的標準是基於妊娠大鼠腹部的外部條件，以及大鼠的體重與試點研究生成的“體重增加曲線”的比較。

妊娠第14天，將雌性大鼠隨機分為N組(常氧組)和H組(缺氧組)。大鼠被分為4個亞組:對照飲食+常氧;對照飲食+缺氧;HS飲食+常氧;HS飲食+缺氧。由於缺氧對照組(n=3)中存活標本數目意外減少，且與治療無關，故退出本研究。對照飲食+常氧組今後稱為對照組。

妊娠第19天上午，處死雌性大鼠。第19天被確定為安全的一天，以避免大鼠生產，同時已經足夠懷孕，可以對飲食和氧氣治療[14]的影響進行擴展分析。懷孕第18天的晚上，沒有給老鼠任何食物來準備祭祀。這些老鼠被用斷頭台一次處死一隻。一個5人的外科團隊負責進行犧牲和隨後的樣本收集。所有有關動物的程序都是按照納瓦拉大學(西班牙潘普洛納)動物護理和使用委員會的國家和機構指南執行的，代碼為052-11。

表1:試驗飼糧宏量營養素組成
數值以總千卡的百分比表示。

缺氧的治療

缺氧治療為期5天。每隻大鼠在妊娠第14天開始進行下午治療。妊娠第18天下午為最後一次治療。會議分為上午(09:00-14:00)和下午(14:30-19:30);5個小時。老鼠每天接受一次治療，在5天的時間內交替進行。

治療是在專門為研究建造的封閉籠子中進行的。籠子的內部被鐵絲網覆蓋，以避免老鼠進入籠子兩側的孔，以確保空氣流通。在籠的背麵，為連接到氣瓶的管子做了入口點。在籠子內部放置了一個R-17MED醫用氧傳感器(Teledyne分析儀器，美國洛杉磯)，連接到氣瓶，通過一個MX300醫用氧監測器(Teledyne分析儀器，美國洛杉磯)。氧傳感器的目的是當氧含量達到≤14%時，中斷從鋼瓶流出的流體。

低氧和常氧籠子的設置是相同的(如上所述)，包括溫度和隨意用水等因素。在缺氧籠子的情況下，有來自氮氣(N2)瓶的流入，目的是取代籠子內的氧氣，從而將氧氣水平降低到約14%，產生輕度缺氧[15]。在常氧組，籠子連接到一個泵，泵的氧氣水平為21%(正常大氣水平)，以保持相似的空氣流動條件，而不使大鼠暴露在缺氧中。

葡萄糖和血漿TG測定

外科團隊負責收集樣本和組織。用Pentra C-200自動分析儀(HORIBA ABX，西班牙馬德裏)和本公司的專用試劑盒測定葡萄糖和TG血清濃度。

統計分析

所有數據均以均數±標準差(SD)表示。為了分析缺氧處理對一係列因變量的影響，進行了單向方差分析檢驗，隨後進行了Tukey Post-hoc檢驗。所有數據均采用SPSS 15.0版本(IBM, Chicago, USA)軟件進行評估。

結果

喂食上述HS飲食的雌性Sprague Dawley大鼠成功誘導了肥胖狀態。在8周的飲食後，與對照組相比，HS標本的體脂肪積累急劇增加。HS組(HN + HH)體脂率平均值為32,5±1,5 g，體脂率平均值為12,2±0.8%，對照組體脂率平均值為27,5±0,8 g，體脂率平均值為10,2±0.6%。此外，低氧處理也影響了母鼠(表2)。與正常缺氧組(C和HN)相比，低氧處理(HH)似乎會導致每個母鼠的平均幼崽數量邊際減少(分別為-24%，p<0.1和-25%，p<0.1)。相反，與HS飲食組(HN和HH)相比，缺氧治療(HH)似乎是孕產婦血清TG水平下降的趨勢(-47%，p<0.1)。最後，與常氧組(C和HN)相比，低氧治療(HH)似乎導致產婦TyG指數下降(分別為-5%，p<0.1和-6%，p<0.05)， HS飼糧組之間的關係具有統計學意義(圖1)。C組和HN組TyG指數分別為9,7±0,4和9,8±0,3，而HH組的TyG指數為9,2±0,3。對其他變量沒有統計上的顯著影響。

表2:雌性Sprague Dawley大鼠的生理參數均為與獻祭日相關的數據(n=19)。C:控製;HN: HS飲食+常氧治療;HH: HS飲食+缺氧治療。
單因素方差分析和Tukey檢驗有統計學意義。a= p<0.1與對照組比較的統計趨勢;b= p<0.1 vs. HN的統計趨勢

圖1:缺氧處理對TyG指數的影響。單因素方差分析和Tukey檢驗有統計學意義。(* = p < 0.05 vs HN)。C:控製;HN: HS飲食+常氧治療;HH: HS飲食+缺氧治療。所有數據(C: n=8;接下來:n = 6;HH: n=5)用平均值±標準差表示。

討論

肥胖對母體和胎兒生存能力的負麵影響已有文獻記載[4,12]。在可能的後果中，母親可能出現產科問題[16]，以及胎兒生長異常[17]和代謝障礙[18]。由母體肥胖引起的損害的標誌之一是胎盤缺氧[19]的發展，這可能會引起進一步的並發症。

HS組脂肪組織明顯增加。考慮到HS組在呈現肥胖狀態時的主要診斷指標是脂肪組織[20]的數量，可以有把握地說HS組患有肥胖。

妊娠早期的特征是低氧水平[21]。隨著胎盤的發育，它對氧化應激引起的損傷變得更加脆弱，進而產生一種依賴於抗氧化基因表達上調的防禦機製，尤其是在迷宮區[22]。我們描述了妊娠期暴露在缺氧環境下的母鼠幼仔數量較少，這與文獻[23]中發現的結果相似。考慮到治療從妊娠第14天開始，胎仔數減少的解釋不能是對著床的負麵影響。這項研究的有趣之處在於幼崽的平均體重沒有差異，因此表明胎兒的發育保持在一個獨立於缺氧的最佳水平。一種可能的解釋可能是存在一種促進減少產仔數的機製，作為一種維持母體和胎兒生存能力的保護機製[24]。為了加強這一解釋，這項研究沒有發現兩組之間在幼崽的平均重量和胎盤的平均重量方麵的重大差異。眾所周知，缺氧會引發一係列係統、細胞和代謝反應，使組織適應缺氧的破壞性影響[25]。減少幼崽數量可能是其中之一，但需要進一步的調查來確定這一反應背後的機製。

一般來說，血漿TG水平在妊娠期間經常升高，以響應母親和胎兒[26]對燃料需求的變化。遊離脂肪酸被吸收，它們可能被氧化為胎盤的能量來源，直接轉移到胎兒，或在被輸送到胎兒循環[27]之前酯化為甘油三酯。從這項研究中發現，低氧治療對肥胖妊娠雌性斯普萊格Dawley大鼠的血清甘油三酯水平有影響。在接受缺氧治療後，肥胖母親的血清甘油三酯水平下降，這似乎表明，缺氧可能觸發了一種反應機製，阻止了TG水平的必要上升。文獻已提供證據表明，肥胖可能導致受影響的個體無法成功清除多餘的TG，這反過來又在已知的共病[28]的發展中發揮作用。此外，科學文獻表明，當處於缺氧環境[29]時，妊娠大鼠會誘導保護機製，如NOS上調，以確保胎盤發育和維持胎盤組織氧合。在這種情況下，分析TyG指數(胰島素抵抗的替代標記物)是相關的，因為它被認為是代謝肥胖的一個有價值的標記物，因為它的值與代謝風險參數[30]的值平行。此外，低氧似乎對降低飼喂HS飼糧的動物的TyG指數有影響。這樣就有可能推測存在一種機製，當標本置於缺氧環境中時，幹預降低升高的TG水平，從而參與對飲食誘導的肥胖的保護性反應。

本研究強調有必要繼續研究肥胖和缺氧對孕婦妊娠和胎兒發育的影響。正如前麵所強調的，缺氧信號是通過hif介導的，在胎盤組織上進行原位雜交以確定氧調節HIF-1α和HIF-2α的存在和分布是高度相關的[29,31]。此外，能夠監測胎兒發育到成年期將提供更全麵的理解，缺氧環境是否可以通過胎盤重編程刺激胎兒保護。與《健康與疾病發育起源》(DOHaD)的概念一致，文獻表明，母親的肥胖性飲食可能直接對後代健康造成長期後果，包括代謝性疾病和心血管事件風險增加[32]。采用間歇性輕度缺氧作為治療產婦肥胖的一種方法，可使產婦的甘油三酯水平大幅降低，從而在預防產婦的狀況對後代長期生存能力產生負麵影響方麵發揮治療作用。

結論

連續5天處於間歇性輕度缺氧會導致產婦“TyG指數”下降。此外，該研究還強調了兩種趨勢:連續5天處於間歇性輕度缺氧中，會導致1)窩仔數減少2)血清甘油三酯(TG)水平降低。總的來說，在認識到輕度缺氧環境在刺激產婦對不利條件的保護性反應方麵可能的治療作用方麵取得了進展。

確認

未報告與本文相關的潛在利益衝突。作者感謝Héctor Manuel González Esteban, Paula García Olloquin, ariitz Equísoain Azcona和Laura Garcia Gerique提供的出色技術支持。作者也感謝Linea special(納瓦拉大學;LE/97)和CIBER的實驗性財政支持方案。

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條信息

文章類型:研究文章

引用:Marinoni M, Cordero P, Martinez JA, Campion J, Gonzalez-Muniesa P(2016)缺氧暴露結合誘導性母親肥胖對妊娠期Sprague Dawley Dams的影響。國際內分泌代謝紊亂雜誌2(1):doi http://dx.doi。org/10.16966/2380 - 548 x.120

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出版的曆史:

收到日期:2015年9月25日

接受日期:2016年1月27日

發表日期:2016年2月02