糖皮质激素在应激家禽食欲调控中的作用机制

【摘要】本试验采用禁食、热应激、脑室注射和外周注射糖皮质激素（GCs）的方法，研究了GCs对家禽食欲的调控机制。通过禁食试验中，初步探讨了中枢单磷酸腺苷激酶（AMPK）信号的食欲调节作用；通过脑室注射GCs，研究了AMPK信号在中枢GCs对家禽采食量调控的作用机制；通过外周注射GCs，研究了GCs影响肉仔鸡选择不同能量日粮的影响及调控机制；通过热应激处理研究了其降低食欲有关的食欲调节肽，最终明确了GCs在应激家禽食欲调控中的作用机制。AMPK在以应激家禽食欲调控中的作用。通过禁食初步探讨了AMPK在对家禽食欲调控的影响。结果发现：禁食24小时处理显著升高了肉仔鸡下丘脑中AMPKα2、AMPKβ1、AMPKβ2和AMPKγ1的mRNA水平；禁食48小时显著增加肉仔鸡下丘脑中肝激酶（LKB1）和AMPK的蛋白磷酸化水平和刺鼠色蛋白相关蛋白（AgRP）、促黑激素受体4（MC4R）、神经肽Y（NPY）、黑皮质素（MCH）、食欲素（Pre-orexin）基因表达。恢复采食后禁食所造成的影响消除。这一结果表明AMPK信号参与家禽的能量代谢，可能是通过AgRP/NPY作用的。因此，我们推测AMPK信号也可能在GCs调节家禽食欲中发挥一定的作用，通过脑室注射地塞米松（DEX）后显著增加了肉仔鸡采食量以及下丘脑中NPY、肉碱棕榈酰转移酶1（CPT1）、糖皮质激素受体（GR）的基因表达和AMPK、乙酰辅酶A羧化酶（ACC）的蛋白磷酸化水平。结果表明GCs可能与受体结合后通过调节AMPK信号级联，使得NPY表达增加，导致肉仔鸡采食量升高。为进一步验证我们的推测，我们又脑室注射AMPK抑制剂CompoundC和GR抑制剂RU486，结果显示：预先抑制AMPK显著缓解了DEX导致的肉仔鸡采食量增加的现象；同时，DEX对NPY和CPT1基因表达与AMPK和ACC的蛋白磷酸化水平上的影响都恢复到正常水平。预先中枢抑制GR后显著抑制DEX诱导的高采食量现象，也缓解DEX对NPY和CPT1基因表达与AMPK和ACC的蛋白磷酸化水平上的影响。这些结果说明AMPK信号通路在GCs促进家禽食欲中发挥一定的作用；此外，GCs对家禽食欲的影响还具有一定的受体依赖性。外周GCs对家禽能量食欲的影响。试验首先研究了外周GCs对家禽中枢食欲因子的影响，结果发现：连续外周注射7天皮质酮显著降低蛋鸡的采食量和中枢中POMC和AgRP的表达量，却显著增加了中枢中Ghrelin和CART的表达量。这说明升高外周GCs同样也能影响到家禽中枢食欲因子，为了进一步确定外周GCs对家禽能量食欲的影响，我们研究了在皮质酮作用下肉仔鸡对不同能量日粮选择性的影响，结果发现皮质酮增加了其对高能日粮的采食。为了确定GCs导致肉仔鸡对高能日粮偏爱的原因，我们又设立了皮质酮作用下对肉仔鸡分别饲喂高能日粮和低能日粮，结果显示：在低能日粮饲喂的肉仔鸡中，皮质酮显著增加了下丘脑中促肾上腺激素释放激素（CRH）基因表达；在高能日粮饲喂的肉仔鸡中，皮质酮显著增加了下丘脑中CPT1基因表达和AMPK、ACC蛋白磷酸化；无论对肉仔鸡饲喂何种日粮，皮质酮都显著增加了下丘脑中NPY基因的表达。这些结果表明GCs诱导肉仔鸡对高能日粮的偏爱过程可能与AMPK信号和NPY/CRH信号有关。为了进一步确定我们的推测，我们又在皮质酮作用下脑室注射了AMPK的激活剂（AICAR）和抑制剂（CompoundC），结果显示：脑室注射AICAR后加重了皮质酮对肉仔鸡采食高能日粮诱导效应和对下丘脑中NPY基因和AMPK与ACC蛋白磷酸化的促进作用，却能显著缓解皮质酮对中枢CRH的抑制作用；而脑室注射不同剂量的CompoundC并没有显著抑制皮质酮对AMPK的促进效应。这些结果表明GCs促进家禽采食高能日粮过程与中枢AMPK信号有关。此外，GCs作用下伏隔核（NAc）中奖赏系统、海马中记忆系统和胃肠道中脑肠肽的变化，结果发现：在饲喂高能日粮的肉仔鸡中，皮质酮显著降低了腺胃、十二指肠中Ghrelin的基因表达；高能日粮显著缓解了皮质酮对肉仔鸡NAc内多巴胺的抑制；在正常和低能日粮饲喂的肉仔鸡中，皮质酮对显著抑制海马中GR的抑制效应越显著。这些结果表明GCs导致家禽对高能日粮偏爱过程还可能与NAc中奖赏系统、海马中记忆系统和胃肠道中脑肠肽有关。热应激对家禽食欲的影响。研究了急性热应激组（35±1.5℃6个小时）和长期热应激（环境温度为31±1.5℃7天）对家禽食欲的影响。结果表明：热应激7天显著降低蛋鸡的采食量和下丘脑中CCK的表达，却显著升高了中枢中Ghrelin和CART的mRNA水平；急性热应激显著抑制了肉鸡在6小时内的采食量，而对中枢中各食欲因子的表达影响不显著。这说明热应激都降低了家禽食欲，但热应激的剧烈程度和时间可能影响到中枢食欲因子的表达。综上所述，中枢AMPK信号可能参与家禽的能量调控，在一定程度上是通过下丘脑中NPY/AgRP神经元，并且AMPK信号还参与了中枢GCs对家禽食欲的影响，主要是通过AMPK-NPY神经元作用的。外周GCs能够通过激活下丘脑内AMPK-NPY-CRH信号途径促进肉仔鸡采食高能日粮。此外，外周GCs导致肉仔鸡对采食高能日粮偏爱还可能与NAc中奖赏系统、海马中记忆系统和胃肠道中脑肠肽有关。长期热应激降低蛋鸡的食欲，在此过程中下丘脑中CART和Ghrelin发挥关键的作用。同样，急性热应激也降低了肉鸡的食欲。
【作者】刘磊；
【导师】林海；
【作者基本信息】山东农业大学，基础兽医学，2014，博士
【关键词】糖皮质激素；家禽；食欲调控；下丘脑；奖赏系统；记忆系统；脑肠肽；

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