GABA改善氧化应激和甲状腺功能及其机制研究

发布时间：2019-11-27 15:49

【摘要】：近年来随着我国饮食结构由植物性食物为主转变为高能量动物食物（如高脂肪）为主，伴随着社会压力等因素，肥胖人群迅速增加。因此，探讨肥胖发生的内分泌机制对防治肥胖发生有着重要意义。流行病学调查显示，甲状腺功能下降与肥胖有着密切的相关性，但甲状腺在肥胖发生过程中的作用及其机制如何，到目前为止仍未见报道。氧化应激也与肥胖发生有着密切的关系，并能降低甲状腺功能，可能是肥胖发生的一种潜在机制。本文主要关注了肥胖发生过程中甲状腺的功能状态；功能因子伽马氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid, GABA）能否通过增强甲状腺功能发挥减肥作用；并探讨了GABA对丙基硫氧嘧啶(propylthiouracil，PTU)甲低模型下甲状腺功能的影响及其机制；同时研究了GABA对高脂日粮诱导脂肪肝发生、骨骼肌氧化应激和蛋白代谢以及血中游离氨基酸（包括GABA）水平的影响。相比正常组，高脂日粮（high fat diet, HFD）饲喂下DIO小鼠血脂、血糖和促甲状腺激素（TSH）水平显著增加，血浆氧化还原状态失衡（升高的ROS和MDA水平；减弱的SOD、CAT、Gpx活性和降低的TAC水平），甲状腺激素（thyroid hormones，THs）（FT3水平）显著下降（P0.05）；甲状腺出现损伤；甲状腺中THs合成相关的基因（tshr、nis、 tgb和tpo）和抗氧化相关基因（nrf2、prdx5和gpx3）表达显著下调，产生H2O2的主要基因duox2的表达显著上调，同时下丘脑和肝脏中thrβ和脱碘酶（d1和d2）表达分别下调（P0.05）。DIO-R小鼠血脂（TG和HDL-C除外）、血浆氧化还原状态(SOD活性降低)和TSH均在正常水平，但THs水平（TT4和FT3）和相应thr、脱碘酶的表达显著升高，表明甲状腺和THs功能增强（P0.05），为其较低的体重提供一种机制。三种剂量GABA处理均能恢复血糖和TSH水平（P0.05），0.2％和0.12％GABA处理能显著降低体重、恢复血浆氧化还原状态平衡、改善甲状腺氧化还原相关基因的表达、增强甲状腺功能(上调甲状腺激素合成相关基因表达和升高的血浆TT4、FT4水平)和THs的功能（P0.05）。GABA减肥效应可通过增强甲状腺和THs的功能实现的。 PTU诱导的甲低大鼠的体重、摄食量、甲状腺激素水平、机体氧气消耗量、二氧化碳产生量、产热量和随意运动量显著下降以及血浆氧化还原状态失衡(升高的ROS和MDA水平;降低的SOD、CAT、Gpx活性和TAC水平)；并出现甲状腺损伤和甲状腺激素合成相关基因表达下调（P0.05）；而且，甲状腺发生显著的内质网应激（上调的chop、erp57和grp78表达）和凋亡（上调的bax和caspase-3表达；下调的bcl-2表达）。0.002mg/day/kg bw左旋甲状腺素(levothyroxine, LT4)处理甲低后，摄食量、体重、甲状腺激素水平、机体氧气消耗量、二氧化碳产生量、产热量和随意运动量显著升高（P0.05），血浆氧化还原状态得到恢复，尽管甲状腺内质网应激和凋亡基因表达显著下调(P0.05)，但甲状腺病理状态和甲状腺激素合成相关基因（除了tshr表达升高）未得到改变。100和200mg/day/kg bw GABA处理显著增加摄食量、体重、抗氧化能力，改善甲状腺损伤，增加氧气总消耗量和总产热量。两个剂量GABA同时上调了甲状腺激素合成相关基因表达和甲状腺激素水平，改善了PTU诱导的甲状腺内质网应激和凋亡发生（P0.05），且优于LT4。但两个剂量GABA给予对正常大鼠的体重、血浆氧化还原状态、甲状腺形态和功能（仅上调tgb和tpo表达）、甲状腺激素水平、内质网应激状态和凋亡相关基因表达均无影响；高剂量GABA引起摄食量和随意活动增加（P0.05）。与正常组相比，HFD饲喂后小鼠的肝脏重和肝指数显著增加，肝脏脂肪累积，伴有肝中甘油三酯和胆固醇含量的增加（P0.05），糖原含量下降；血浆甲状腺激素水平下降， TNF-α和IL-6水平、谷丙（glutamic pyruvic transaminase，GPT）和谷草（glutamicoxalacetic transaminase，GOT）转氨酶活性显著升高（P0.05）；肝脏中ROS和MDA含量升高，TAC水平和抗氧化酶活性(SOD、Gpx和CAT)下降；肝脏脂肪降解相关基因（ppar α、cpt1a和pgc-1α）的表达显著降低（P0.05），脂肪合成相关基因（srebp-1c、fas和acc1）的表达显著升高（P0.05）。0.2％和0.12％GABA处理显著减少肝脏重量和肝指数、抑制肝脂肪积累、改善肝功能，并显著减轻肝脏的氧化应激和炎症反应，升高甲状腺激素水平、脂肪降解相关基因（ppar α、cpt1a和pgc-1αα）的表达和降低脂肪合成相关基因（srebp-1c、fas和acc1）的表达（P0.05）。适宜剂量的GABA能够通过改善甲状腺功功能，升高的甲状腺激素水平，而防止脂肪肝的发生。高脂饲喂的小鼠骨骼肌：体重比率降低、腓肠肌发生氧化应激、血浆和腓肠肌中蛋白质氧化水平（AOPP、羰基含量）升高、血浆谷丙和谷草转氨酶活性升高（P0.05）以及血浆游离氨基酸（plasma free amino acids，pFAAs）水平发生不同程度的变化（生糖氨基酸丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸和GABA水平显著升高；精氨酸水平显著下降）（P0.05）；腓肠肌中蛋白合成和降解相关基因表达异常（atrogin-1表达升高，mTOR和p70S6k表达下降）。三种剂量GABA升高骨骼肌：体重比率，缓解腓肠肌氧化应激，降低腓肠肌和血浆中的蛋白氧化水平（P0.05），，并改善骨骼肌中蛋白合成和降解相关基因表达。0.12％和0.06％GABA部分地降低高脂诱导的pFAAs水平升高（恢复了精氨酸、丝氨酸和丙氨酸水平），并恢复血浆转氨酶活性（P0.05）。而0.2%GABA降低pFAAs水平（除了恢复甘氨酸和谷氨酸水平）（P0.05）。0.12%GABA处理使血浆GABA水平高于高脂组；但高剂量GABA处理使血浆GABA水平低于正常组，并显著升高肝脏中的GABA降解酶—琥珀酸半醛脱氢酶活性(SSADH（)P0.05）,提示高剂量GABA处理增加了GABA的分解代谢。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R589.2

【参考文献】