五、UCP3基因在子代大鼠不同阶段骨骼肌中的表达水平

　　由图9可以看出，在出生后任何时期，低能量膳食组子鼠体内UCP3基因的表达水平均高于标准对照组，差异有统计学意义(p<0.05)。在高脂诱导后，低能量膳食组基因更是远高于高脂对照组。说明肥胖在生理功能上能降低机体内UCP3mRNA的表达，孕期低能量膳食则可以使机体在低能量和高脂营养的环境下有更高的UCP3基因表达水平。

　　讨 论

　　妊娠期营养对体重的影响

　　随着生活水平提高，孕妇也越来越重视妊娠期营养，但由于缺乏对膳食结构的了解和食物营养的认知，往往陷入“多进食”的误区：认为吃的越多补充的营养越多，对婴儿生长发育越好，而且容易补充高脂高热量的食物，这就形成了进食的盲性和偏向性，且容易使自身体重过度升高。大量流行病学数据证明[22-24]，孕期体重增加的孕妇生产巨大儿，以及出现妊娠期并发症的风险都要远高于体重增加适宜的孕妇。研究表明，妊娠期体重增加与胎儿体重呈正相关，因为母体自身和胎儿生长所需的营养有一定限度，当摄入的能量超过母婴需要时，胎儿体重不再增加，多余能量会以脂肪形式堆积母体体内，使孕妇体重过度增加。有调查显示，孕期体重增加大于18.0kg发生巨大儿的风险是孕期体重增加9.0-18.0kg的两倍。因此通过控制孕期体重增长来达到降低新生儿出生体重成为一种可能。但是由于孕期体重增加来源复杂(一部分来自羊水、胎儿、胎盘等妊娠产物，一部分来自母体血液、细胞外液、脂肪组织等组织增长)，所以各国对控制孕期体重增加的态度不尽相同。尽管如此，英国现行公共卫生指南还是明确指出孕前、孕中、孕后体重管理的重要性。虽未规定体重增加范围，但明确指出孕中0-6个月间能量摄入量与孕期相当即可，孕末3个月每日能量摄入量较孕前多200千卡即可，同时强调合理膳食与适当的体力活动的重要性。美国IOM颁布的孕期体重增加指南中也明确规定了不同孕前BMI孕妇的适宜体重增加范围。孕期超重或肥胖还会增加剖宫产率，研究显示孕期超重组及肥胖组的剖宫产率是体重正常组的1.82倍和3.71倍。而剖宫产也是增加儿童发生早期肥胖的重要因素。

　　本实验结果表明，孕期低能量膳食组子鼠的体重低于标准膳食组，差异有统计学意义(p<0.05)。说明通过孕期低能量膳食喂养，可有效降低子代的体重，为从根本上预防子代成年肥胖发生提供可能。

　　体脂含量与体重

　　按照多成分模型理论，人体由蛋白质、脂肪、无机盐和水分四种组分构成。为保持人体正常生理功能和健康状态，四种组分组成需保持一定比例，一般来说，体脂肪约占20%。体脂含量是指机体内脂肪总量，基本分布在皮下及各器官内部和周围等部位，常用身体脂肪百分比(BF%)表示，通常用来作为诊断肥胖的标准。当体脂含量增加，往往伴随着体重升高，机体易形成超重或肥胖。

　　本实验研究表明，在子代大鼠断乳时和高脂诱导后，低能量膳食组体脂含量明显低于标准对照组和高脂对照组，差异有统计学意义(p<0.05)。在高脂诱导前，低能量组与标准能量组的体脂含量差异没有统计学意义(p<0.05)。说明孕期低能量膳食在生命早期可降低子代体脂含量。在子代处于高脂能量摄入易形成肥胖的环境下，依然可以程序性的阻止体脂含量的升高，防止肥胖发生。在机体处在正常营养的生长环境中，并不会使子代体脂含量过低而导致营养不良的发生。

　　血脂水平的变化

　　大量流行病学显示[25-28]，随着个体BMI增加，往往机体TC、TG水平显著提升。超重和肥胖者经常表现为空腹血浆TG升高，近年来还发现肥胖者出现餐后高TG血症。而TG可通过影响脂蛋白的交换，增加致动脉粥样硬化小而密的低密度脂蛋白的生成，降低高密度脂蛋白(HDL)的水平，从而促进形成冠状动脉粥样硬化，增加心血管疾病的风险。另外，肥胖者外周脂肪组织和骨骼肌处胰岛素受体数目下降或受体基因突变，使肌肉摄取葡萄糖功能减退产生胰岛素抵抗，胰岛素抵抗会降低脂蛋白酶活性产生对TG清除的障碍，导致高密度脂蛋白浓度下降，引起胆固醇转运障碍从而导致脂质代谢紊乱。

　　本实验结果显示，通过孕期低能量膳食饲养的子代大鼠，TC、TG水平明显低于正常能量喂养的子鼠，差异有统计学意义(p<0.05)。HDL-C的水平显著高于标准膳食组和高脂对照组。大大降低了子鼠成年后发生肥胖的几率。

　　UCP3基因的作用

　　UCP3是主要在骨骼肌线粒体表达的解耦连蛋白，主要分布在酵解型Ⅱb型肌纤维，而在氧化型Ⅰ型肌纤维中含量很低。由于它与UCP1高度同源，有人推测UCP3也能解耦联线粒体氧化磷酸化，增加能量消耗，参与系统生热。实验证明[29-31]高表达UCP3转基因小鼠食量增大、线粒体氧耗和4态呼吸增加、线粒体膜电势能降低，最终体脂和体重减少。然而在禁食状态下，虽然大鼠骨骼肌UCP3表达增加，但机体生热减少，并且质子漏没有明显的变化，因此目前多数研究者认为正常条件下UCP3不是通过参与适应性生热而调节体重的主要因素，尽管在某些条件下仍可能在适应性生热中发挥重要作用。

　　后来越来越多研究显示[32-36]，UCP3可能参与脂肪酸代谢。在禁食、低碳水化合物、高脂饮食和急性运动的条件下，血浆脂肪酸水平升高可提高UCP3的表达，说明这些条件下可能机体增加对UCP3的需求以提高脂肪酸的氧化水平。这一结果在MacLellanJD[37-39]等实验中进一步证实：UCP3摘除的小鼠与野生小鼠禁食24小时呼吸商均明显下降，但UCP3基因敲除小鼠呼吸商明显高于野生小鼠，表明UCP3基因敲除后小鼠脂肪酸氧化能力受损。

　　另有充分证据表明，血浆中脂类水平(主要为脂肪酰辅酶A、甘油三酯等)的上升是导致胰岛素抵抗的重要原因。Schrauwen P等[40]的人体研究中表示，糖尿病前期(葡萄糖耐量受损)和2型糖尿病人的骨骼肌中UCP3含量明显降低。Garcia-Martinez[41]等利用转基因技术在体外培养的UCP3超表达人体骨骼肌与正常对照组相比，葡萄糖氧化增加27%，对2脱超氧葡萄糖的摄取增加了40%。最近一项研究显示，高脂饮食引起的野生小鼠骨骼肌葡萄糖速率降低52%，骨骼肌糖酵解和糖原合成分别降低48%和76%，而UCP3转基因小鼠并没有这种变化。因此笔者认为UCP3可以有效防止高脂饮食引起的骨骼肌胰岛素抵抗。

　　本实验通过检测出在不同阶段的UCP3表达结果发现，断乳时低能量膳食组大鼠UCP3表达水平高于标准膳食组，差异有统计学意义(p<0.05)，此时实验组子鼠体重、体脂含量、TG含量均低于对照组，HDL-C含量高于对照组。高脂诱导前两组子鼠均用标准膳食喂养，此时低能量膳食组子鼠UCP3表达有所降低，但TG含量依然低于对照组(p<0.05)。高脂诱导后低能量膳食组子鼠UCP3表达明显增加且高于标准对照组和高脂对照组(p<0.05)，此时低能量膳食组子鼠体重、体脂、TC及TG含量均低于高脂对照组，差异有统计学意义(p<0.05)。说明生命早期的低能量膳食可明显提高机体骨骼肌中UCP3的表达，使其通过参与脂肪酸代谢等作用降低体内脂肪含量(主要为甘油三酯)从而达到降低体重的作用。在标准营养的生长环境下，骨骼肌UCP3蛋白含量有所降低，减少脂肪消耗使体重保持在正常水平(与标准膳食组差异无统计学意义)。在高脂环境中，低能量膳食组子鼠的UCP3基因水平被“程序性”高度表达，持续性降低了体重过度增加，有效抑制子代成年后肥胖的形成。

　　结 论

　　本课题通过精确实验、整理数据、系统分析了UCP3在孕期低能量膳食影响子代成年肥胖中的作用，得出以下结论：

　　一、孕期低能量膳食可降低孕期母体自身体重过度增加

　　二、孕期低能量膳食可程序性提高子代骨骼肌中UCP3mRNA的表达，通过参与脂肪酸代谢，增加脂肪酸氧化分解等途径，降低子代甘油三酯等脂质含量，从而达到降低体重，预防成年肥胖发生的目的。