津力达对高脂喂养大鼠胰岛素抵抗及肝脏氧化应激的影响

发布时间：2017-03-30 00:12

  本文关键词：津力达对高脂喂养大鼠胰岛素抵抗及肝脏氧化应激的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：胰岛素抵抗是指外周靶器官对胰岛素作用的敏感性下降。目前认为，胰岛素抵抗不仅是2型糖尿病的发病基础，也是多种代谢性疾病如肥胖、代谢综合症的共同病理生理基础。研究表明游离脂肪酸、炎症、细胞因子、氧化应激等多种因素共同参与胰岛素抵抗的发生发展。 研究表明氧化应激是引起胰岛素抵抗的关键性因素。过量摄入高脂饮食可导致机体能量过剩，脂质异位沉积于肌肉及肝脏，造成活性氧簇（ROS）生成过多，机体氧化应激水平显著增加。已证实2型糖尿病（T2DM）患者体内氧化应激水平增加，导致核酸、脂质及蛋白质等多种生物大分子受到不同程度的氧化损伤。最近的研究表明氧化应激可显著抑制胰岛素信号通路。因此氧化应激高脂诱导的胰岛素抵抗中起着至关重要的作用，而抗氧化治疗可能在一定程度上治疗或预防胰岛素抵抗。 津力达是由人参、黄精、苍术（炒）、苦参等17味中药组成的中药复方制剂，，临床试验证实其可有效降糖，改善2型糖尿病患者的症状。既往研究表明津力达可保护胰岛β细胞，增加胰岛素分泌，改善胰岛素抵抗，降低血清炎症因子水平，降低血脂水平。但津力达通过何种机制改善胰岛素抵抗仍不明确。黄精作为津力达的主要成分之一，具有明确的抗氧化作用，由此我们提出假设，津力达是否通过抗氧化作用减轻胰岛素抵抗呢？ 本研究首先建立了高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠模型，其后进一步评价了津力达对高脂喂养大鼠胰岛素抵抗的影响，并检测了肝脏氧化应激水平、胰岛素信号通路及应激信号通路的蛋白及基因表达，探讨氧化应激与胰岛素抵抗的关系，从而揭示津力达改善胰岛素抵抗的分子机制，为临床用药提供理论依据。 目的：研究中药复方制剂津力达对高脂喂养的大鼠胰岛素抵抗及肝脏氧化应激的影响，探讨津力达改善胰岛素抵抗的机制。 方法：雄性SD大鼠48只（体重125g-145g），适应性喂养一周后，随机分为2组：正常对照组（Con）12只，高脂饮食组（HF）36只，正常对照组给予予普通饲料喂养，热量组成：碳水化合物65.5%，脂肪10.3%，蛋白质24.2%，总热量为348kcal/100g；高脂饮食组给予高脂饲料喂养，热量组成:碳水化合物20.1%，脂肪59.8%，蛋白质占20.1%，总热量为501kcal/100g。为评估大鼠整体胰岛素敏感性，于喂养后6周后每组随机选6只大鼠，行高胰岛素-正葡萄糖钳夹试验，腹腔注射葡萄糖耐量试验（IPGTT），计算葡萄糖输注率（GIR）、葡萄糖曲线下面积（AUCglu）；随后处死大鼠，留取血及肝脏组织标本。测定大鼠空腹血糖（FBG）、血清胰岛素（FINS）；油红O染色观察大鼠肝脏形态变化。6周高脂饮食诱导胰岛素抵抗大鼠成模后，将剩余高脂饮食大鼠随机分为五组（n=6）：高脂组（HF）、津力达低剂量组，（JLD-L）（0.75g/kg）、津力达中剂量组（JLD-M）（1.5g/kg）、津力达高剂量组（JLD-H）（3.0g/kg）和二甲双胍组(Met)（0.2g/kg)，正常饮食组（Con）继续喂以普通饲料，分别干预8周。于第8周行高胰岛素-正葡萄糖钳夹和IPGTT试验，计算AUCglu和GIR；其后处死大鼠，留取血清及肝脏标本，测定FBG、FINS、TC、TG、游离脂肪酸（FFA）糖化血红蛋白（HbA1c）、谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、总胆红素（TBIL）、计算HOMA-IR指数；测定肝脏脂质过氧化物（LPO）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量，检测总超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）的活性，DHE荧光探针检测肝细胞活性氧簇（ROS）含量；Real-Time PCR检测肝脏胰岛素信号通路胰岛素受体（INSR）、胰岛素受体底物-1（IRS-1）、蛋白激酶β（AKT）、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）和葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）的mRNA表达水平；Western Blot检测肝脏c-jun氨基末端激酶（JNK）、p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、IRS-1、AKT的总蛋白及磷酸化蛋白表达水平；油红O染色、电镜观察大鼠肝脏形态变化。 结果： 1高脂饮食喂养6周后，各项指标变化： （1）体重及摄食量：两组大鼠实验起始体重无明显差异，饲料喂养6周后，高脂组大鼠体重高于对照组（P0.05），每日平均摄入热量两组间无统计学差异（P0.05）。提示高脂饮食喂养引起的体重增长并不依赖于摄食量的增加。 （2）血液生化指标：与对照组相比，高脂组大鼠FBG、FINS、HOMA-IR均显著升高，差异均有统计学意义（P0.05）。 （3）腹腔注射葡萄糖耐量试验（IPGTT）：与对照组相比，高脂组0’、5’、60’、120’血糖显著升高，差异有统计学意义（P0.05）；与对照组相比，高脂组葡萄糖曲线下面积（AUCglu）显著高于对照组，差异有统计学意义（P0.05）。提示高脂组大鼠餐后血糖高峰后延。 （4）高胰岛素-正葡萄糖钳夹实验：计算各组大鼠葡萄糖输注率（GIR），高脂组大鼠GIR明显低于正常对照组（减少47%），差异有统计学意义（P0.05）。提示高脂组大鼠出现明显胰岛素抵抗。 （5）肝脏油红O染色：高脂组肝细胞可见大量脂滴，提示肝细胞脂质沉积和脂肪变性。 2药物干预8周后，各项指标变化： （1）体重及摄食量：在第8周末，高脂组大鼠体重明显高于对照组（P0.05）；而津力达及二甲双胍干预组体重较高脂组明显减轻（P0.05），但仍高于对照组（P0.05）。高脂组大鼠日均摄食量明显高于对照组（P0.05），而津力达及二甲双胍干预组日均摄食量与高脂组及对照组相比无统计学差异（P0.05）。提示提示津力达可降低高脂组大鼠体重，且其减重作用不依赖于摄入热量的减少。 （2）血液生化指标：高脂组FBG、HbA1c、TG、ALT、AST均对照组明显增加（P0.05），津力达及二甲双胍干预后，上述指标均显著低于高脂组（P0.05），但仍高于对照组（P0.05），且津力达降脂效果优于二甲双胍。高脂组FINS、FFA、较对照组明显增加，津力达及二甲双胍干预后FINS、FFA低于高脂组（P0.05），且与正常对照组相比无明显差异（P0.05）。高脂组TC与对照组无明显差异（P0.05），津力达及二甲双胍治疗后TC显著低于高脂组（P0.05）。高脂组TBIL较对照组有升高趋势，几组间无统计学差异（P0.05）。 （3）整体胰岛素敏感性评估：高脂组GIR较对照组明显降低（P0.05），津力达及二甲双胍干预后GIR明显升高（P0.05）。IPGTT结果示：高脂组0’、5’、30’、60’、120’血糖均较对照组升高（P0.05)，津力达干预后30’、60’血糖较高脂组下降，二甲双胍干预后5’、30’、60’、120’血糖较高脂组下降，差异均有统计学意义（P0.05)。高脂组大鼠AUCglu高于对照组（P0.05），经津力达及二甲双胍治疗后AUCglu显著低于高脂组，但仍高于对照组，差异均有统计学意义（P0.05）。提示高脂组大鼠发生胰岛素抵抗，津力达干预后大鼠糖耐量改善，胰岛素敏感性有所恢复。 （4）肝脏胰岛素敏感性：与对照组相比，高脂组大鼠INSR、IRS-1、PI3K、AKT、GLUT2的mRNA表达下降，差异均有统计学意义（P0.05)；与高脂组相比，津力达干预上调INSR、IRS-1、AKT、GLUT2的mRNA表达（P0.05)，而对PI3K无明显影响（P0.05）；二甲双胍干预均可上调INSR、IRS-1、PI3K、AKT、GLUT2的mRNA表达（P0.05)。与对照组相比，高脂组p-IRS-1/IRS-1比值显著升高，p-AKT/AKT比值显著降低，差异均有统计学意义（P0.05）；与高脂组相比，津力达及二甲双胍干预组p-IRS-1/IRS-1比值显著降低，p-AKT/AKT比值显著增高，差异均有统计学意义（P0.05）。提示高脂组大鼠肝脏对胰岛素敏感性降低，胰岛素信号传导减弱，而津力达干预后大鼠肝脏胰岛素敏感性有所恢复。 （5）肝脏氧化应激：与对照组相比，高脂组大鼠肝脏ROS生成明显增加，LPO含量明显增多，GSH含量明显下降，抗氧化酶GSH-Px、SOD明显减少，差异均有统计学意义（P0.05)；两组间CAT活力无明显差异（P0.05）。津力达及二甲双胍干预后，ROS、LPO含量较高脂组减少（P0.05)，GSH含量、GSH-Px、SOD、CAT活力较高脂组增高（P0.05)。提示津力达可减少肝脏的氧化应激。 （6）JNK、p38MAPK信号通路：与对照组相比，高脂组p-JNK/JNK和p-p38MAPK/p38MAPK比值显著升高，差异均有统计学意义（P0.05）；与高脂组相比，津力达及二甲双胍干预组p-JNK/JNK和p-p38MAPK/p38MAPK比值显著降低，差异均有统计学意义（P0.05）。提示津力达可抑制JNK和p38MAPK信号通路。 （7）油红O染色及透射电镜观察：油红O染色：高脂组大鼠肝细胞出现明显脂质沉积及脂肪变性，津力达各剂量组及二甲双胍组均可不同程度地减轻肝脏脂质沉积及脂肪变性。电镜观察：高脂组大鼠肝细胞胞质内可见大量脂滴，线粒体嵴断裂或消失，粗面内质网扩张；津力达各剂量组及二甲双胍组肝细胞内脂滴数量、体积明显减少，线粒体、粗面内质网等细胞器超微结构损伤明显减轻。 结论： 1津力达可改善大鼠糖耐量异常，减轻胰岛素抵抗，纠正高血糖症、高胰岛素血症、高脂血症等代谢紊乱，且津力达降脂效果优于二甲双胍。 2津力达可改善大鼠肝功能，减少肝脏脂质沉积，减轻肝脏脂肪变性程度。 3津力达可改善大鼠肝脏氧化应激，减少ROS生成，降低LPO含量，恢复抗氧化酶如SOD、GSH-Px、CAT活性，增加GSH含量。 4津力达可抑制肝脏JNK、p38MAPK应激信号通路，恢复肝脏胰岛素信号传导，表明津力达可能通过减轻氧化应激，从而改善胰岛素抵抗。
【关键词】：胰岛素抵抗 津力达 氧化应激 肝脏
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R587
【目录】：

• 摘要4-9
• ABSTRACT9-16
• 英文缩写16-18
• 前言18
• 材料与方法18-32
• 结果32-36
• 附图36-53
• 附表53-58
• 讨论58-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 综述 氧化应激在肥胖及胰岛素抵抗中的作用67-75
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 个人简历76-77

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吴欣莉;南非传统药物Sutherlandia frutescens对小鼠糖脂代谢的影响及机制的研究[D];北京中医药大学;2015年

2 马玉红;黄芪甲苷对实验性糖尿病血管病变的保护作用及机制研究[D];安徽医科大学;2015年

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本文编号：275756