虫草发酵菌丝体改善胰岛素抵抗大鼠氧化应激及糖代谢的作用研究

发布时间：2020-07-18 00:52

【摘要】：近年来,慢性代谢疾病的发生率不断增加,而胰岛素抵抗(IR)是其发生、发展的关键因素。虫草发酵菌丝体(CM)具有降血糖、降血脂和提高免疫力等生物活性,但其具体作用途径仍需进一步探究。本文旨在探讨CM对胰岛素抵抗大鼠氧化应激、糖、脂及蛋白质代谢失衡的调控作用。40只雄性Wistar大鼠随机分成5组,对照组(C组:饲喂正常饲料),模型组(IR组:饲喂高脂饲料,腹腔注射0.80 mg/kg体质量的地塞米松(DEX)),CM1组(饲喂添加1.65 g/kg CM的高脂饲料,腹腔注射等量DEX);CM2组(饲喂添加3.30 g/kg CM的高脂饲料,腹腔注射等量DEX);CM3组(饲喂添加6.60 g/kg CM的高脂饲料,腹腔注射等量DEX);C组腹腔注射等量生理盐水。记录每周体重,造模结束后,隔夜禁食12 h,进行口服葡萄糖耐量实验,CLAMS动物代谢系统监测大鼠代谢状态,处死,取血液、肝脏、骨骼肌及胰腺组织,测定血浆、肝脏和骨骼肌组织氧化还原状态相关指标,测定血脂、肝脏脂肪、肝糖原和肌糖原的含量,RT-PCR法测定胰腺、肝脏及骨骼肌组织相关基因mRNA的表达,Western blot测定核转录因子2(Nrf2)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、蛋白激酶B(Akt)、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)和哺乳动物雷帕霉素(mTOR)蛋白的表达量。IR组大鼠血糖和血脂水平显著升高,空腹胰岛素含量显著增加;CM干预后,大鼠血糖、血脂水平及空腹胰岛素含量显著降低;同时,体内氧化应激水平显著降低,抗氧化相关基因表达升高;胰腺内质网应激及凋亡相关基因表达降低,胰岛素分泌相关基因表达升高;肝脏组织甘油三酯和胆固醇含量显著降低,脂质合成相关基因的表达降低,分解相关基因的表达升高,炎症因子相关基因的表达降低;糖异生代谢途径相关基因的表达降低,胰岛素受体底物1(IRS1)、PI3K和Akt基因表达升高,肝糖原含量显著增加;骨骼肌中PI3K、Akt及葡萄糖转运载体4(Glut4)基因表达上调,肌糖原含量增加;蛋白质分解相关基因的表达降低,合成相关基因表达升高。肝脏和骨骼肌中Nrf2、PI3K和p-Akt蛋白相对表达量上升,mTOR蛋白相对表达量下降。以上实验结果大多在CM3组效果最佳。IR大鼠体内氧化应激水平增加,损伤胰岛β细胞,抑制胰岛素信号通路中PI3K/Akt的活性,导致肝脏糖异生及肝糖原分解增加,骨骼肌中葡萄糖的利用率降低,肌糖原及蛋白质分解加快,损伤肌肉组织,导致血糖水平升高;CM可通过改善机体的脂代谢紊乱现象,缓解氧化应激与炎症反应,从而保护胰岛β细胞,提高肝脏和骨骼肌中胰岛素信号通路中PI3K/Akt的活性,抑制肝脏糖异生、糖原分解及骨骼肌蛋白质分解,增加糖的利用,从而缓解机体胰岛素抵抗。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R285.5
【图文】：

胰岛,氧化应激

图 1-1 肥胖与胰岛抵抗Fig.1-1 Obesity and Insulin Resistance抗与氧化应激导 IR 及其并发症（2TDM、心血管疾病等）发生的发性地释放多种活性自由基，呈游离分散状态，正化防御系统对活性氧自由基（ROS）进行清除，阻中 ROS 的含量是反映氧化应激程度的标志性产物氧化与抗氧化平衡时，ROS 大量聚集，聚集的 ROS脂质等，破坏细胞完整性，损伤组织结构，降低机诱发疾病[36]。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等抗氧化酶是机体酶促血液及组织中 SOD 和 GSH 等抗氧化酶活性显著降和 ROS 含量上升时，表明机体出现一定程度的氧化IR 发生过程中扮演了重要角色，如图 1-2 所示[39]。

信号通路,胰岛素,应激反应

江南大学硕士学位论文的活性，抑制肌肉、脂肪组织中葡萄糖转运体 4（Glut4）的表达，同糖异生途径关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖 6e）的表达，导致循环内糖的输出增加，利用减少[46]。此外，文献报道内抗氧化酶 GSH、SOD 活性降低；动物实验结果也显示，随着 IR 的平不断上升。氧化应激反应与抗氧化防御系统互为牵制，当抗氧化能增强，机体出现糖耐量异常，甚至诱发 2TDM[47]。研究发现，硫辛酸生成，提高机体抗氧化能力，激活细胞内 IRS1/PI3K/Glut4 信号通路组织胰岛素敏感性，降低 IR[48, 49]。所述，氧化应激在机体中多途径、多位点引发 IR，其既是 IR 形成过又是 IR 发生过程中不良应激反应，两者形成恶性循环。因此，通过应激反应，提高抗氧化能力可能成为预防 IR 的新方法。

血脂水平,基本现象,江南大学,高脂饮食

江南大学硕士学位论文3 结果与讨论3.1 CM 对 IR 大鼠体重、血糖、血脂水平及综合代谢的影响3.1.1 CM 对 IR 大鼠体重的影响由图 3-1（a 和 b）可知，高脂喂养 3 周后，IR 组和 CM 干预组大鼠体重高于 C 组，差异有极显著性（P<0.01）；腹腔注射 DEX 4 周后，IR 组大鼠体重低于 C 组，差异有极显著性（P<0.01）；与 IR 组相比，CM 干预后，CM1、CM2 和 CM3 组体重有上升的趋势，但差异无显著性（P>0.05）。大鼠体重变化结果表明，高脂饮食使得大鼠体重迅速上升，符合肥胖的最基本现象；当注射 DEX 后，与 C 组比较，IR 大鼠体重下降了 13.48%；CM 干预后，与 IR 组相比，CM1、CM2、CM3 组大鼠体重分别上升了 6.02%，5.53%，4.48%，但差异无显著性。

【参考文献】