有机磷农药氧乐果诱导机体糖尿病前效应的研究及机制探讨

发布时间：2019-08-19 09:16

【摘要】：研究背景：糖尿病是全世界严重的公共卫生问题，相关流行病学及实验研究表明，有机磷农药暴露可以增加糖尿病的患病率和死亡率。急慢性有机磷中毒患者会出现尿糖并伴有高血糖症等。氧乐果是有机磷农药中应用较多的杀虫剂，毒性较强，大鼠经口半数致死量（LD_(50)）为500mg/kg，对人体的最小致死量为15-30mg/kg，而国家有机磷农药氧乐果暴露的标准应小于0.5mg/kg。急性氧乐果中毒作用机制主要是抑制胆碱酯酶活性，产生严重的神经毒作用。氧乐果暴露除产生神经毒作用外，也可产生其他毒作用。有机磷农药可以导致机体血糖血脂紊乱，并产生严重的氧化应激，导致胰岛β细胞凋亡，产生胰岛素抵抗效应。目前国内外关于致糖尿病效应的有机磷农药主要是马拉松、乐果、二嗪磷、敌敌畏等少数几种，而国内氧乐果应用量较大，因此本研究采用氧乐果作为诱导剂观察其对大鼠的前糖尿病效应，并对其机制进行初步探讨。目的：本研究选用的实验动物为大鼠，采用灌胃的途径进行染毒，氧乐果染毒8周后，通过检测大鼠血糖、血脂、氧化应激以及胰岛素信号传导途径的改变，探讨有机磷农药氧乐果诱导机体产生的糖尿病前效应以及发生机制。方法：50只雄性wistar大鼠随机分为5组：正常组（Control），溶媒组（Vehicle），低剂量组（L-dose），中剂量组（M-dose）和高剂量组（H-dose）。氧乐果染毒量为：L-dose，1/40LD_(50)；M-dose，1/20LD_(50)；H-dose，1/10LD_(50)。连续染毒8周，取血、取材处死大鼠。通过血糖仪检测大鼠空腹血糖（FBG）含量；放射免疫法检测大鼠空腹胰岛素(FINS)含量；硫代巴比妥酸（TBA）法检测大鼠血清、胰腺、肝脏和肌肉丙二醛（MDA）含量；羟胺法检测大鼠血清、胰腺、肝脏和肌肉超氧化物歧化酶（SOD）活性；比色法检测大鼠血清、胰腺、肝脏和肌肉谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性；钼酸铵法检测大鼠血清、胰腺、肝脏和肌肉过氧化氢酶（CAT）活性；HE染色观察大鼠胰腺、肝脏、肌肉、脂肪和脾脏的病理改变；Ellman法检测大鼠全血中乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BChE）活性；Western blot法检测大鼠胰腺Bax和Bcl-2蛋白表达，检测大鼠骨骼肌胰岛素受体底物-1（IRS-1）和p38MAPK的表达。结果：1.大鼠FBG、FINS水平：各组大鼠FBG水平没有差异；Control组、Vehicle组、L-dose组和M-dose组大鼠FINS水平没有差异,与Control组和Vehicle组相比，，H-dose组大鼠FINS水平明显降低（P0.05）。2.大鼠血液AChE、BChE活性：Control组和Vehicle组大鼠血液AChE和BChE活性没有差异；与Control组相比，L-dose组、M-dose组和H-dose组大鼠血液AChE和BChE活性明显下降（P0.05），H-dose组AChE和BChE活性下降最大。3.大鼠血脂水平：与Control组相比,L-dose组和H-dose组组大鼠血清甘油三酯（TG）含量无显著变化，Vehicle组和L-dose组大鼠血清TG含量明显升高（P0.05）；与Control组相比，Vehicle组和H-dose组大鼠血清胆固醇（TC）含量无显著变化，L-dose组和M-dose组大鼠血清TC含量明显降低（P0.05）；与Control组相比，Vehicle组大鼠血清低密度脂蛋白（LDL）含量无明显变化，L-dose组、M-dose组和H-dose组大鼠血清LDL含量明显增高（P0.05）；各组大鼠血清高密度脂蛋白含量（HDL）没有差异。4.大鼠血清、胰腺和骨骼肌氧化应激：与Control组相比，L-dose组、M-dose组和H-dose组大鼠血清、胰腺和骨骼肌MDA含量明显升高（P0.05）；与Control相比，氧乐果暴露各组大鼠血清CAT活性明显下降（P0.05）,大鼠胰腺、骨骼肌CAT活性明显升高（P0.05）；与Control组相比，氧乐果暴露各组大鼠血清、骨骼肌GSH-Px活性明显升高（P0.05），大鼠胰腺GSH-Px活性明显降低（P0.05）；与Control组和Vehicle组相比，氧乐果暴露各组大鼠血清、胰腺SOD活性明显升高（P0.05），大鼠骨骼肌SOD活性明显降低（P0.05）。5.大鼠胰腺、骨骼肌、脾脏、肾脏和肝脏病理：与Control组相比，Vehicle组、L-dose组、M-dose组和H-dose组大鼠胰腺、骨骼肌、脾脏、肾脏和肝脏病理均未发生明显改变。6.大鼠胰腺Bax与Bcl-2比值：与Control组相比，氧乐果暴露各组大鼠Bax与Bcl-2比值明显升高（P0.05），且H-dose组Bax与Bcl-2比值改变最明显。7.大鼠骨骼肌IRS-1表达：与Control组相比，氧乐果暴露各组大鼠骨骼肌IRS-1表达明显降低（P0.05），且H-dose组IRS-1蛋白表达变化最明显。8.大鼠骨骼肌p38MAPK表达：与Control组相比，氧乐果暴露各组大鼠骨骼肌p38MAPK表达明显升高（P0.05），且H-dose组变化最显著。结论：1.氧乐果暴露可导致大鼠血液AChE和BChE活性降低。 2.氧乐果暴露可导致大鼠发生氧化应激、血脂紊乱，从而造成胰腺组织损伤。 3.氧乐果暴露可导致大鼠产生糖尿病前效应，并导致胰岛素信号传导通路障碍。
【图文】：

变化图,氧乐果,变化图,进食量

第 3 章结果第 3 章结果3.1 大鼠体重及进食量变化随着氧乐果暴露时间的持续，L-dose 组、M-dose 组和 H-dose 组大鼠体重增加量减少。染毒 8 周后，L-dose 组、M-dose 组和 H-dose 组大鼠体重明显低于Control 组和 Vehicle 组（P<0.05）；L-dose 组与 M-dose 组大鼠体重变化没有差异；H-dose 组大鼠体重明显低于 L-dose 组和 M-dose 组，差异具有统计学意义（P<0.05）。各组大鼠体重变化如图 3.1 所示。

SOD活性,统计学意义,胰腺

图 3.2 各组大鼠血清 MDA 含量、SOD 活性、GSH-Px 活性和 CAT 活性比较Fig 3.2 MDA level,SOD activity,GSH-Px activity and CAT activity in serum*P<0.05 vs Control;#P<0.05 vs L-dose;≠P<0.05 vs M-dose3.7 大鼠胰腺 MDA 含量、SOD、GSH-Px 和 CAT 活性大鼠胰腺 MDA 含量、SOD 活性、GSH-Px 活性和 CAT 活性结果见图 3.7。L-dose 组，M-dose 组和 H-dose 组大鼠胰腺 MDA 含量高于 Control 组、Vehicle组，且 H-dose 组胰腺 MDA 含量高于 L-dose 组和 M-dose 组，差异具有统计学意义（P<0.05）。L-dose 组，M-dose 组和 H-dose 组大鼠胰腺 SOD 活性高于 Control组、Vehicle 组，且 M-dose 组大鼠胰腺 SOD 活性高于 L-dose 组和 H-dose 组，差异具有统计学意义（P<0.05）。L-dose 组、M-dose 组和 H-dose 组大鼠胰腺 GSH-Px活性低于Control组和Vehicle组，且H-dose组大鼠胰腺GSH-Px活性低于M-dose
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R114

【参考文献】