单侧及双侧卵巢切除对大鼠脂肪组织及子宫质量的影响.pdf

2023 年8 月 第 44 卷 第 4 期 首 都 医 科 大 学 学 报Journal of Capital Medical University Aug.2023Vol.44 No.4基金项目:北京市自然科学基金项目(7202047),北京市医院管理中心“登峰”人才培养计划项目(DFL20181401),首批北京市级妇幼保健专科示范单位“更年期保健专科”项目(2017)35 号。This study was supported by Natural Science Foundation of Beijing(7202047),Beijing Municipal Administration of Hospitals Ascent Plan(DFL20181401),the First Batch of Beijing Maternal and Child Health Specialist Demonstration Units“Menopausal Health Specialist”(2017)35.Corresponding author,E-mail:ruanxiangyan 网络出版时间:2023-07-19 1741 网络出版地址:https:/ 瑜1 阮祥燕1 程姣姣1 许 新1 Alfred O.Mueck1,2(1.首都医科大学附属北京妇产医院/北京妇幼保健院内分泌科,北京 100026;2.德国图宾根大学妇产医院妇女健康部与妇女健康研究中心,图宾根 D-72076,德国)【摘要】目的 观察单侧及双侧卵巢切除对大鼠脂肪组织及子宫质量的影响。方法 SD 大鼠 1011 周龄时,按照切除的卵巢数量分为3 组:假手术组(sham operation,Sham)(n=5),单侧卵巢切除组(unilateral ovariectomy,U-OVX)(n=5),双侧卵巢切除组(bilateral ovariectomy,B-OVX)(n=6)。术后 1 年处死,比较组间肩胛间棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)、腹股沟皮下脂肪组织(subcutaneous adipose tissue,SAT)、腹腔内脏脂肪组织(intra-abdominal adipose tissue,IAAT)及子宫质量差异。结果B-OVX 组大鼠 SAT 和 IAAT 质量较 Sham 组增加。Sham 组和 U-OVX 组的 SAT、IAAT 质量差异无统计学意义。三组间 BAT 质量差异无统计学意义。B-OVX 组子宫质量小于 Sham 组和 U-OVX 组,U-OVX 组子宫质量和 Sham 组相比差异无统计学意义。结论双侧卵巢切除后大鼠皮下脂肪和腹腔内脏脂肪增多,单侧卵巢切除不影响大鼠皮下脂肪和腹腔内脏脂肪质量。双侧卵巢及单侧卵巢切除均不影响棕色脂肪的质量。单侧卵巢切除并不会导致子宫萎缩。【关键词】卵巢切除;棕色脂肪;皮下脂肪;内脏脂肪;绝经【中图分类号】R711 【文献标识码】AEffects of unilateral and bilateral ovariectomy on adipose tissue and uterine weight in ratsYang Yu1,Ruan Xiangyan1,Cheng Jiaojiao1,Xu Xin1,Alfred O.Mueck1,2(1.Department of Gynecological Endocrinology,Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital,Capital Medical University/Beijing Maternal and Child Health Care Hospital,Beijing 100026,China;2.Department of Womens Health,Research Centre for Womens Health and University Womens Hospital of Tuebingen,University Hospitals of Tuebingen,Tuebingen D-72076,Germany)【Abstract】Objective To explore the effects of unilateral and bilateral ovariectomy on the weight of adipose tissue and uterus in rats.Methods SD rats aged 10-11 weeks were divided into three groups:sham operation(Sham,n=5),unilateral ovariectomy(U-OVX,n=5)and bilateral ovariectomy(B-OVX,n=6).The weight of interscapular brown adipose tissue(BAT),inguinal subcutaneous adipose tissue(SAT),intra-abdominal visceral adipose tissue(IAAT),and uterus were compared one year after operation.Results Compared with the Sham group,the weight of SAT and IAAT increased in B-OVX group.There was no difference between the Sham group and U-OVX group in SAT and IAAT weight.There was no difference in BAT weight among the three groups.The weight of uterus in B-OVX group was lower than that in the Sham group and U-OVX group,there was no difference between U-OVX group and Sham group.ConclusionsBilateral ovariectomy increased the weight of subcutaneous and intra-abdominal visceral adipose tissue,but unilateral ovariectomy did not affect the weight of subcutaneous and intra-abdominal visceral adipose tissue.Bilateral ovariectomy and unilateral ovariectomy didnt affect the weight of brown adipose.Unilateral ovariectomy did not cause uterine atrophy.【Key words】ovariectomy;brown adipose tissue;subcutaneous adipose tissue;visceral adipose tissue;menopause 我国女性平均绝经年龄为 49 岁,到 2035 年我国女性预期寿命将达到 85.1 岁1。绝经后女性由于雌激素缺乏,发生脂肪重新分配、内脏脂肪堆积、胰岛素抵抗、糖尿病、心血管疾病等风险增加,严重影响女性健康2。脂肪组织可分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)。根据分布位置的不第 4 期杨 瑜等:单侧及双侧卵巢切除对大鼠脂肪组织及子宫质量的影响同,白色脂肪组织又分为皮下脂肪组织(subcutaneous adipose tissue,SAT)和内脏脂肪(visceral adipose tis-sue,VAT)。SAT 位于真皮层以下,深层筋膜层以上,在人体主要分布在头面部、臀部、后背和腹前壁,是防止机械损伤和热损失的保护组织。VAT 主要位于腹腔的网膜和肠系膜以及肝、肾等器官周围,对内脏器官起到一定的保护作用3。不同于白色脂肪,BAT 细胞内含有大量线粒体,具有燃烧脂肪和产热的功能,主要位于婴儿和啮齿类动物的肩胛间。卵巢切除会导致体质量增加和脂肪总量增多4,但卵巢切除后各类脂肪改变情况的研究结果存在争议,而皮下脂肪、内脏脂肪和棕色脂肪其代谢活性、生物学功能各不相同,因此有必要了解卵巢切除对不同类型脂肪含量的影响。雌激素与女性的生殖和代谢健康息息相关。笔者团队既往的研究5-6发现,单侧卵巢切除并不影响大鼠的体质量、动情周期和外周血中雌二醇的浓度。本文进一步探讨单侧卵巢切除是否影响大鼠的各类脂肪含量和子宫的质量,以更全面地了解单侧卵巢切除对生殖和代谢健康是否产生影响。1 材料与方法1.1 实验动物于北京维通利华实验动物技术有限公司购入 8周龄无特定病原体(specific pathogen free,SPF)级雌性 SD 大鼠实验动物生产许可证号:SCXK(京)2016-0011。大鼠饲养于环境温度为20 24、环境湿度为 50%70%,正常日光周期的 SPF 级动物房内。每 2 只或 3 只一笼,不限制进食及饮水。大鼠适应性培养一周后,每日上午 8 点到 10 点进行阴道脱落细胞涂片,连续涂片10 d,判断其动情周期,选取动情周期正常的大鼠进入后续实验。本研究涉及的动物实验通过首都医科大学动物部伦理委员会批准(伦理审批号:AEEI-2021-146)。1.2 实验动物分组和处理在大鼠 10 11 周龄时进行手术。采用戊巴比妥钠,40 mg/kg 进行腹腔麻醉。麻醉后剃除其背部两侧毛发,依次用碘伏及 75%(质量分数)乙醇对大鼠背部皮肤进行消毒,之后在两侧背部做约 1.5 cm的皮肤切口,找到卵巢脂肪垫,以钝头镊子夹取卵巢脂肪垫,将卵巢及部分子宫取出腹腔。采用眼科剪剪去左侧全部卵巢单侧卵巢切除组(unilateral ovari-ectomy,U-OVX),(n=5),剪去双侧全部卵巢双侧卵巢切除组(bilateral ovariectomy,B-OVX),(n=6),将卵巢夹取出腹腔但不切除假手术组(sham operation,Sham),(n=5),随后将子宫、剩余卵巢及脂肪垫小心回纳入腹腔,分别缝合其肌层及皮肤。术后 1 年处死,处死前禁食 12 h,采用过量麻醉法处死,处死后对大鼠进行称质量,并分离大鼠肩胛间的 BAT,两侧腹股沟的 SAT,位于卵巢、子宫及肾周围的腹腔内脏脂肪组织(intra-abdominal adipose tissue,IAAT)及子宫,擦拭干净组织上的血液后称质量记录。子宫及各类脂肪组织相对质量(mg/g)=组织质量/体质量。1.3 统计学方法采用 SPSS 23.0 统计软件对数据进行处理分析。Shapiro-Wilk 进行正态性检验。对于正态分布的数据,采用均数标准差(xs)表示。若方差齐,组间比较采用单因素 ANOVA 检验,两两比较采用 Dunnett 检验;若方差不齐,组间比较采用独立样本 Kruskal-Wallis 检验。对于非正态分布的数据,采用“中位数(P25,P75)”表示,组间中位数比较采用非参数秩和检验。以 P0.05 为组间差异有统计学意义。2 结果2.1 各组动物脂肪组织质量Sham 组、U-OVX 组、B-OVX 组 BAT 质量分别为(0.840.08)g、(0.600.22)g、(0.780.15)g,组间差异无统计学意义(P=0.083)(图 1 A)。Sham 组、U-OVX 组、B-OVX 组 IAAT 质量分别为(41.889.33)g、(40.769.32)g、(62.1314.26)g,组间差异有统计学意义(P=0.013);两两比较显示,B-OVX 组较 Sham 组 IAAT 质量显著增加,差异有统计学意义(P=0.022),U-OVX 组和 Sham 组间差异没有统计学意义(P=0.983)(图 1B)。3 组间 SAT 质量差异有统计学意义(P0.001);两两比较显示,B-OVX 组 SAT 质量(46.6617.49)g显著高于 Sham 组(12.105.47)g,差异有统计学意义(P=0.001),而 U-OVX 组 SAT 质量(13.635.79)g与 Sham 组差异无统计学意义(P=0.969)(图 1C)。2.2 各组动物脂肪组织相对质量Sham 组、U-OVX 组、B-OVX 组 BAT 的相对质量分525首 都 医 科 大 学 学 报第 44 卷图 1 单侧及双侧卵巢切除对各类脂肪组织质量及相对质量的影响Fig.1 Effects of unilateral and bilateral ovariectomy on the weight and relative weight of various types of adipose tissue in SD ratsA:the weight of BAT of the Sham,U-OVX and B-OVX rats;B:the weight of IAAT of the Sham,U-OVX and B-OVX rats;C:the weight of SAT of the Sham,U-OVX and B-OVX rats;D:the relative weight of BAT of the Sham,U-OVX and B-OVX rats;E:the relative weight of IAAT of the Sham,U-OVX and B-OVX rats;F:the relative weight of SAT of the Sham,U-OVX and B-OVX rats.ns:not significant;:P0.05;:P0.01;U-OVX:unilateral ovari-ectomy(n=5);B-OVX:bilateralovariectomy(n=6);Sham:sham operation(n=5);BAT:brown adipose tissue;IAAT:intra-abdominal adipose tissue;SAT:subcutaneous adipose tissue.别为 1.600.25、1.250.51、1.200.12,3 组间差异无统计学意义(P=0.1)(图 1 D)。Sham 组、U-OVX 组、B-OVX 组 IAAT 相对质量分别为 78.359.98、80.418.39、94.6911.86。两两比较显示:B-OVX 组较 Sham 组显著增加,差异有统计学意义(P=0.039),U-OVX 组和 Sham 组差异无统计学意义(P=0.930)(图 1 E)。3 组间 SAT 相对质量两两比较显示:B-OVX 组SAT 相对质量(69.85 16.20)显著高于 Sham 组(22.197.30),差异有统计学意义(P 0.001),而U-OVX 组(26.148.04)和 Sham 组差异无统计学意义(P=0.816)(图 1F)。2.3 各组动物子宫质量及相对质量Sham 组、U-OVX 组、B-OVX 组子宫质量分别为0.66(0.38,0.78)g,0.74(0.61,0.77)g,0.15(0.11,0.17)g。两两比较显示:B-OVX 组子宫质量显著小于 Sham 组及 U-OVX 组,差异都有统计学意义(P0.05),而 U-OVX 组子宫质量和 Sham 组差异无统计学意义(P=0.173)(图 2A)。Sham 组、U-OVX 组、B-OVX 组子宫相对质量分别为 1.16 0.53、1.40 0.31、0.230.07。两两比较显示:B-OVX 组子宫相对质量显著小于 Sham 组和 U-OVX 组(P0.05);而U-OVX 组子宫相对质量和 Sham 组差异无统计学意义(P=1.00)(图 2B)。3 讨论3.1 双侧卵巢切除对皮下和内脏脂肪的影响Ainslie 等7通过双能 X 线吸收法(dual energy X-ray absorptiometry,DEXA)检测,发现双侧卵巢切除后大鼠腹部脂肪增多,但未详细区分腹部皮下脂肪和腹腔内脏脂肪。Gloy 等8通过显微计算机断层成像(micro-computed tomography,microCT)进一步测量了625第 4 期杨 瑜等:单侧及双侧卵巢切除对大鼠脂肪组织及子宫质量的影响图 2 单侧及双侧卵巢切除对大鼠子宫质量及相对质量的影响Fig.2 Effects of unilateral and bilateral ovariectomy on the weight and relative weight of uterus in SD ratsA:uterine weight of the Sham,U-OVX and B-OVX rats;B:relative weight of uterus of the Sham,U-OVX and B-OVX rats.ns:not signifi-cant;:P0.05;:P0.01;U-OVX:unilateral ovariectomy(n=5);B-OVX:bilateral ovariectomy(n=6);Sham:sham operation(n=5).大鼠皮下脂肪组织和腹腔内脂肪组织质量,发现大鼠双侧卵巢切除后,SAT 和腹腔内脂肪都有增加,但以SAT 增加为主。关于双侧卵巢切除后脂肪含量的变化在人体上的研究还极少。McCarthy 等9的研究发现,在 40 岁以前行双侧卵巢切除的女性,其体质量、体质量指数、腰围、皮褶厚度、体脂率均高于卵巢完整的女性,表明双侧卵巢切除会导致人类女性脂肪累积。但仅凭这些指标无法量化 SAT 和 VAT 的改变情况。目前比较人类女性绝经前双侧卵巢切除对 VAT和 SAT 各自的质量影响的研究还不多。自然绝经对体成分影响的研究10结果表明:绝经过渡期脂肪量加速增长,体质量减少,在绝经后相对稳定。绝经导致的脂肪增加,SAT 和 VAT 都有所增加,但以 VAT增加更为明显,导致 VAT 比例增加11-13。双侧卵巢切除后的女性与自然绝经的同年龄女性其 SAT、VAT是否有差异还有待研究。除了以三酰甘油的形式储存能量外,脂肪组织还是重要的内分泌器官,分泌许多脂肪因子。与 SAT相比,VAT 的增加更容易造成代谢紊乱。VAT 分泌体的促炎因子水平高于 SAT,而抗炎介质水平低于SAT14:VAT 产生肿瘤坏死因子-、C 反应蛋白、白介素 6 这类促炎细胞因子的能力比 SAT 强,再加上VAT 有丰富的血液供应,尤其是大网膜的 VAT,使得含有脂肪因子和代谢产物的血液直接通过门静脉回流到肝,造成全身性不良影响。VAT 增加导致的全身慢性炎症状态,不仅进一步增加心血管疾病、高血压和糖尿病等风险,对骨骼健康也产生不良影响。围绝经期和绝经后女性 VAT 含量与低腰椎骨密度相关,而 SAT 含量与腰椎骨密度无显著相关性13。鉴于以上 VAT 和 SAT 对女性健康影响的差异,未来有必要进行相关的临床研究来确定双侧卵巢切除后脂肪增多是以 SAT 为主还是 VAT 为主,以及 B-OVX、U-OVX 对女性体内脂肪因子的影响,以进一步探讨B-OVX 及 U-OVX 对女性代谢健康的影响。3.2 双侧卵巢切除对 BAT 的影响目前关于双侧卵巢切除导致的雌激素缺乏对啮齿类动物 BAT 质量的影响研究结果并不一致。Mcelroy 等15和 Ainslie 等7的研究结果显示双侧卵巢切除会造成 BAT 质量增加,但出现 BAT 增加的时间不同。Mcelroy 等15的研究中,仅术后 4 周 BAT 质量增加,术后 12 周时 BAT 质量与假手术无差异。Ainslie 等7的研究结果恰巧相反,在术后 12 周时BAT 质量较假手术组有增加。Rocha 等16和 Lu等17分别对8 周龄 Wistar 大鼠和 C57BL/6 小鼠进行双侧卵巢去势和假手术,也未发现双侧卵巢切除组和假手术组术后 BAT 指数存在差异。本文研究也未发现双侧卵巢切除对 BAT 质量有影响。既往很长一段时间都认为 BAT 在人类仅存在于新生儿中,近 20 年才陆续有学者指出在成年人中也存在有活性的 BAT 并对人体有代谢意义。通过18F-脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose,FDG)正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography,PET)/电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)分析评估冷诱导下 BAT 对18F-FDG 的摄取是量化人 BAT体积和活性的最常用方法18。鉴于在成人中发现BAT 存在的时间尚短,加上定量测量 BAT 体积和活性需要用到 PET/CT,其检查费用昂贵,所以目前关于绝经与 BAT 含量的人体研究甚少。有研究19显示,BAT 的分布和活性具有性别差异,且这种差异在女性绝经后消失,提示 BAT 的分布和活性可能与雌激素有关。虽然双卵巢去势后 BAT 的质量如何变化尚无定论,但大量的研究18,20已证实雌激素可调节 BAT 的活性。BAT 线粒体中有大量的解偶联蛋白 1(un-coupling protein 1,UCP1),UCP1 消除了线粒体中氢离子的跨膜梯度,使得能量无法用于 ATP 的合成,只能以热量的形式散发,所以棕色脂肪组织可以热量形式消耗三酰甘油,增加能量消耗。雌激素缺乏时,725首 都 医 科 大 学 学 报第 44 卷UCP1 表达降低,BAT 的产热能力降低,使得机体能量消耗减少,从而导致肥胖的发生。3.3 单侧卵巢切除对生殖及代谢健康的影响单侧卵巢切除对女性生殖内分泌及生育力影响的临床研究21-22结果显示:单侧卵巢切除者较双侧卵巢完整的女性其绝经年龄大约提前 12 年。笔者团队之前的动物研究5-6显示,单侧卵巢切除并不影响大鼠的动情周期及体内雌孕激素的水平。子宫作为女性重要的生殖器官,其生长发育依赖于雌激素的正常分泌。本文研究发现单侧卵巢切除不影响大鼠子宫质量,进一步说明单侧卵巢切除不影响大鼠生殖健康。目前关于单侧卵巢切除对各类脂肪质量影响的研究不多,本文研究发现单侧卵巢切除不影响 SD 大鼠棕色脂肪、内脏脂肪和皮下脂肪质量。未来需要进一步研究单侧卵巢切除后,各类脂肪的代谢活性以及血液中糖脂代谢指标的变化,以明确单侧卵巢切除是否会对代谢健康造成不良影响。综上所述,SD 大鼠双卵巢切除后,皮下脂肪和内脏脂肪均增加,但棕色脂肪的质量无变化。单侧卵巢切除不影响大鼠的子宫和各类脂肪质量。未来需要进一步研究人类女性双侧卵巢切除后各类脂肪的改变情况以进一步明确双侧卵巢切除对女性代谢健康的影响。利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突。作者贡献声明杨瑜:设计研究方案,进行动物实验,数据分析,论文写作;阮祥燕:提出研究思路,论文总体把关;程姣姣、许新:进行动物实验;Alfred O.Mueck:论文审阅、修改。参考文献 1 Bai R Liu Y Zhang L et al.Projections of future life expectancy in China up to 2035 a modelling study J.Lancet Public Health 2023 S2468-2667 22 00338-3.2 Ahmed F 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