饮食限制(dietary restriction,DR)是指在提供生物体充分营养成分如必需氨基酸、维生素等,保证生物体不发生营养不良情况下,限制每日摄取的总热量,又称为热量限制^〔1〕。研究发现,限制饮食摄入能延长寿命,延缓衰老,减少心血管疾病的发生,可降低血脂及脂蛋白水平^{〔2, 3〕},还能降低肿瘤、肥胖和神经退行性疾病的发病风险^〔4〕。本研究通过检测不同饮食限制水平下小鼠行为及生理生化变化,探讨饮食限制作用机制,为健康饮食提供理论依据。

硫代巴比妥酸(TBA)、三氯乙酸(TCA)、邻苯三酚、乙二胺四乙酸二钠(EDTANa₂·2H₂O)(金华医药公司);水迷宫行为分析系统(德国TSE System GmbH公司);高速冷冻离心机(美国Sigm a公司);紫外分光光度计(英国 B iochrom公司)。

健康ICR小鼠(金华市实验动物中心)112只,雄性80只,雌性32只,体重(35.1±2.0) g,周龄12~13周,清洁级。适应喂养1周。

将40只雄性小鼠随机分为自由饮食(对照)组,20%,40%和60% DR组。每天定时限量喂食,自第1 d开始,每天按20%限量喂食逐级递减,达到预设限量后,维持该水平喂食39 d。进行Y迷宫和水迷宫实验。处死小鼠,测定小鼠各器官脏器系数及超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。余下40只雄鼠、32只雌鼠随机分组同前,每组雄性10只、雌性8只,相同方法饮食限制,25 d后进行力竭游泳实验,限食32 d后进行耐缺氧实验。

Y迷宫^〔5〕和水迷宫^〔6〕实验分别观测小鼠学习记忆能力和空间识别能力。

称量各脏器湿重,计算脏器系数。邻苯三酚自氧化法^〔7〕测定SOD活性; MDA-TBA比色法^〔8〕测定MDA含量。

将小鼠放入水温(25±1)℃,水深50 cm的方形游泳箱中游泳,记录小鼠从入水至运动疲劳发生时的游泳时间。小鼠下沉后无力上浮视为力竭。将小鼠放入250 mL瓶中,瓶内放有0.2 g NaOH和3g CaCO₃,密封。观察并用秒表记录小鼠放入直至停止呼吸的时间。

采用SPSS12.0软件进行方差分析。

表 1

表 1 不同组别饮食限制小鼠学习记忆及空间识别能力比较( ± s , n= 10)

表 1 不同组别饮食限制小鼠学习记忆及空间识别能力比较( ± s , n= 10)

40% DR组记忆成绩优于自由饮食组和60% DR组,差异有统计学意义(P < 0.05)。各组潜伏期随着饮食限制水平逐渐缩短,表明小鼠对空间识别能力随饮食限制水平的增加而增强。

表 2

表 2 不同组别饮食限制小鼠生理生化指标比较( ± s , n= 10)

表 2 不同组别饮食限制小鼠生理生化指标比较( ± s , n= 10)

60% DR组脑系数高于其他各组,差异有统计学意义(P < 0.05,P < 0.01)。与自由饮食组比较,各饮食限制组脾脏系数和甲状腺系数都有所下降,20%,40% DR组胸腺系数与60% DR组比较,差异有统计学意义(P < 0.05,P < 0.01)。20% DR组脾脏和脑SOD活性比自由饮食组有所增强,各DR组肾脏MDA含量明显下降(P < 0.05)。

表 3

表 3 不同组别饮食限制小鼠耐缺氧能力比较( ± s)

表 3 不同组别饮食限制小鼠耐缺氧能力比较( ± s)

饮食限制组雄鼠耐缺氧能力明显高于自由饮食组,并呈正相关关系(P < 0.05)。雌鼠耐缺氧能力明显高于雄鼠。

有研究表明,限食3和6个月均可提高雄性小鼠的学习能力,但对记忆能力无帮助^〔9〕。进一步研究表明,饮食限制对学习记忆能力的影响与性别有关^〔10〕。本次水迷宫与Y迷宫实验结果表明,适当水平饮食限制可提高小鼠中枢神经系统兴奋性,使其空间记忆能力有所增强。

本研究中饮食限制各组脑系数及免疫器官脏器系数均有不同程度变化。另外,饮食限制组脾脏、脑SOD活性增强,肾脏MDA含量明显下降,提示限食能提高机体抗氧化能力。力竭及耐缺氧实验表明,饮食限制组小鼠的耐缺氧能力增强,游泳时间延长,提示饮食限制增强力竭运动能力。适当饮食限制可以提高机体对新环境的适应能力,降低自由基对机体的损伤和破坏。