长期饮食限制通过改变脂质稳态损害老年Wistar大鼠睾酮生成的作用机制研究

本研究发现长期饮食限制（LTDR）虽可改善老年Wistar大鼠血清脂质谱（降低CHOL、LDL-C、TG，提升HDL-C），但会通过下调睾丸Star/StAR和Cyp11a1/CYP11A1表达、降低睾丸胆固醇含量，进一步抑制睾酮（T）合成。研究揭示饮食限制持续时间是关键因素，短期干预（STDR）未见类似效应，为老年男性雄激素缺乏的营养干预提供重要理论依据。

　　

1 引言

睾酮（T）是维持男性生殖功能、第二性征和性行为的关键雄激素，其主要在睾丸Leydig细胞中以胆固醇（CHOL）为前体通过甾体生成途径合成。衰老过程中伴随T水平逐渐下降以及胆固醇代谢紊乱（CHOL、LDL-C、TG升高，HDL-C降低）。饮食限制（DR）被证明可改善肥胖人群脂质状态并提升T水平，但其对老年个体的影响及机制尚不明确。本研究通过建立长期（18个月）和短期（3个月）饮食限制模型，探讨DR对老年雄性Wistar大鼠脂质稳态与睾酮合成的调控作用。

2 材料与方法

研究使用雄性Wistar大鼠（n>30），分为成年组（6月龄）、老年组（24月龄）、长期饮食限制组（LTDR，从6月龄开始给予60%正常摄食量持续18个月）和短期饮食限制组（STDR，从21月龄开始干预3个月）。通过检测血清脂质指标（CHOL、HDL-C、LDL-C、TG）、睾酮水平（ELISA法），以及睾丸、肝脏和垂体组织的基因（qPCR）和蛋白（Western blot）表达，系统评估DR对脂质代谢和睾酮合成通路的影响。

3 结果

3.1 LTDR改变体重、脂质状态和T水平

老年大鼠体重显著增加（525±47.87 g vs 成年342.5±12.64 g），LTDR有效控制体重至成年水平（306.0±14.70 g）。老年组血清CHOL、LDL-C、TG和TG/HDL-C比值显著升高，HDL-C无变化；LTDR逆转这些变化，使脂质参数恢复至成年水平，同时HDL-C显著提升（0.38±0.05 mmoL/L）。但血清T水平在老年组已显著降低（0.46±0.11 ng/mL vs 成年2.012±0.24 ng/mL），LTDR进一步抑制T合成（0.10±0.019 ng/mL）。

3.2 LTDR调控肝脏胆固醇代谢基因表达

LTDR显著上调肝脏³-羟基-³-甲基戊二酰辅酶A还原酶（Hmgcr）表达（2.1倍），并逆转老年组Ldlr（LDL受体）的下调。此外，老年组Srebf1（脂合成关键转录因子）表达升高，Soat1（胆固醇酯化酶）和ApoB（LDL主要载脂蛋白）表达降低，LTDR进一步抑制ApoB。这些变化与血清LDL-C降低一致，表明LTDR通过多基因协同调控改善系统性脂质稳态。

3.3 LTDR不损害垂体功能

垂体功能分析显示，老年组Lhb（LHβ亚基）、Fshb（FSHβ亚基）和Cga（α亚基）表达无显著变化，而LTDR显著提升Lhb/LhB和Fshb表达（约3倍和2倍），且Gnrhr（GnRH受体）、Prl（催乳素）和Pomc（阿黑皮素原）未受影响，表明垂体功能完好，T下降并非源于中枢调节缺陷。

3.4 LTDR损害睾丸雄激素合成能力

睾丸T含量在老年组显著降低（0.47±0.10 ng/10 mg vs 成年1.48±0.26 ng），LTDR进一步减少（0.196±0.02 ng）。分子机制上，LTDR特异性下调固醇载体蛋白Star及其蛋白StAR（线粒体胆固醇转运关键因子）和胆固醇侧链裂解酶Cyp11a1/CYP11A1（孕烯醇酮合成酶）的表达，而Lhr（LH受体）、Hsd3b1、Cyp17a1、Hsd17b3和Leydig细胞功能标记Insl3仅受衰老影响。同时，睾丸CHOL含量在LTDR组显著降低（6.89±0.99 μg/10 mg vs 老年12.64±2.06 μg），伴随Ldlr表达下降，其他胆固醇代谢基因（Scarb1、Npc1、Hmgcr等）无变化，提示睾丸胆固醇缺乏可能源于LDL-C摄取障碍。

3.5 DR持续时间决定效应差异

短期DR（STDR）虽降低体重（423.8±12.8 g），但对血清T、CHOL、HDL-C、LDL-C及睾丸T、CHOL含量均无显著影响，表明DR的持续时间是决定其是否抑制T合成的关键因素。

4 讨论

本研究揭示长期饮食限制在老年大鼠中呈现"脂质改善-睾酮抑制"的双刃剑效应：一方面通过调控肝脏Hmgcr、Ldlr、ApoB等基因表达有效改善血清脂质谱；另一方面却因睾丸胆固醇供应不足（血清LDL-C降低+睾丸Ldlr下调）及StAR/CYP11A1表达抑制，进一步加剧老年性睾酮缺乏。短期干预未见类似效应，强调持续时间的关键性。结果提示老年人群实施长期限食需谨慎，避免加剧性腺功能减退。未来需深入探究LDL-C在Leydig细胞胆固醇供给中的具体机制及营养干预的时空窗口效应。