山奈酚對(duì)2型糖尿病大鼠糖脂代謝及胰島素抵抗的影響

劉貴波,劉躍光,孫 成,包海花,于建渤

(牡丹江醫(yī)學(xué)院,1.解剖教研室;2.病理教研室,黑龍江牡丹江,157011)

2型糖尿病也稱為成人發(fā)病型糖尿病,多在35～40歲之后發(fā)病,病患體內(nèi)產(chǎn)生胰島素的能力并非完全喪失,但胰島素的作用效果卻大打折扣,因此患者體內(nèi)的胰島素處于一種相對(duì)缺乏的狀態(tài)[1]。2型糖尿病是一種內(nèi)分泌代謝紊亂疾病,可通過口服降糖藥或藥物刺激胰島素分泌進(jìn)行治療。過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)能提高胰島素敏感性、增強(qiáng)脂肪組織及骨骼肌葡萄糖儲(chǔ)運(yùn)的作用,被廣泛地應(yīng)用于糖尿病治療。本研究通過對(duì)2型糖尿病大鼠給予PPARγ激動(dòng)劑山奈酚干預(yù),檢測(cè)血脂生化指標(biāo)的變化,探討山奈酚對(duì)胰島素抵抗和糖脂代謝的影響,為2型糖尿病的治療提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用清潔級(jí)雄性SD大鼠50只,體質(zhì)量(200±20)g,購自牡丹江醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心;山奈酚(Kaempferol,KA)、鏈脲佐菌素(STZ)由美國Sigma公司生產(chǎn);總膽固醇、甘油三酯測(cè)定試劑盒、尿素氮試劑盒和肌酐測(cè)試盒購自南京建成生物工程研究所;胰島素放免分析試劑盒購自中國人民解放軍總醫(yī)院科技開發(fā)中心放免研究所。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 2型糖尿病大鼠模型的建立:隨機(jī)取10只SD大鼠作為正常對(duì)照組給予標(biāo)準(zhǔn)飼料,其余40只給予高糖高脂飼料(在標(biāo)準(zhǔn)飼料基礎(chǔ)上添加蔗糖、煉豬油和蛋黃),喂養(yǎng)4周后,高脂組腹腔注射STZ(臨用前溶解在pH 4.0的0.1 mmol/L檸檬酸緩沖液內(nèi))25 mg/kg,每天1次,連續(xù)2 d,正常對(duì)照組注射等量檸檬酸緩沖液,注射藥物2 d后間隔1 d檢測(cè)大鼠空腹血糖(測(cè)試前禁食12 h),以血糖含量高于16.7 mmol/L為2型糖尿病大鼠模型[2],成模后各組喂以普通飼料。

1.2.2 分組給藥:將高脂大鼠分為山奈酚低劑量

組(50 mg/kg)、中劑量組(100 mg/kg)、高劑量組(200 mg/kg),連續(xù)灌胃10周,每天1次,使用前,山奈酚用植物油配制成相應(yīng)的濃度;正常對(duì)照組和模型組給予等劑量的植物油。因在灌胃期間少量大鼠死亡,最后統(tǒng)計(jì)為每組8只。

1.2.3 檢測(cè)指標(biāo)及方法:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后大鼠禁食12 h,尾靜脈取血,采用葡萄糖氧化酶法進(jìn)行空腹血糖(FBG)測(cè)定,放射免疫法進(jìn)行血漿胰島素水平(FINS)測(cè)定,計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(IRI),公式IRI=(FINS×FBG)/22.5;利用酶法測(cè)定血漿總膽固醇(TCHOL)、甘油三酯(TG)、尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)含量。

2 結(jié) 果

2.1 各組大鼠血糖及胰島素抵抗檢測(cè)

采用鏈脲佐菌素腹腔注射加高脂高糖喂養(yǎng)的方法復(fù)制大鼠2型糖尿病模型,此模型具有高血糖、高胰島素及胰島素抵抗的特征。由表1得出,糖尿病大鼠模型組FBG、FINS和 IRI均有所增加;經(jīng)KA給藥治療后,與糖尿病模型組相比,KA治療組均可使糖尿病大鼠血糖明顯降低,胰島素抵抗指數(shù)也有所下降。

表1 山奈酚對(duì)各組大鼠FBG、FINS和IRI的影響(±s,n=8)

表1 山奈酚對(duì)各組大鼠FBG、FINS和IRI的影響(±s,n=8)

與正常對(duì)照組比較,33P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01

組別 劑量(mg/Kg) FBG(mmol/L) FINS(m IU/L) IRI正常對(duì)照組 - 5.26±0.41 23.09±0.79 5.40±0.60模型組 - 24.12±1.7333 43.36±1.7433 46.50±4.1433 KA低劑量治療組 50 19.09±2.18# 33.85±1.25## 28.64±2.23## KA中劑量治療組 100 13.87±1.53## 26.49±1.30## 16.35±2.22## KA高劑量治療組 200 10.26±1.07## 24.62±0.85## 11.20±0.96##

2.2 各組大鼠血脂水平比較

各組大鼠 TCHOL和TG含量如圖1所示,與正常對(duì)照組相比,模型組大鼠 TCHOL和 TG含量均顯著升高,經(jīng) KA干預(yù)10周后,KA治療組TCHOL和TG含量有所下降,且與模型組存在顯著性差異。

2.3 各組大鼠血生化指標(biāo)測(cè)定

對(duì)各組大鼠血尿素氮和肌酐含量進(jìn)行檢測(cè),如表2所示,與正常對(duì)照組比較,模型組大鼠BUN和Cr含量均有所升高,且與對(duì)照組存在顯著性差異;與模型組相比,KA治療組BUN、Cr顯著降低,腎功能明顯改善。

圖1 山奈酚對(duì)各組大鼠TCHOL和TG的影響(±s,n=8),與正常對(duì)照組比較,33P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01

表2 山奈酚對(duì)各組大鼠BUN和Cr的影響(±s,n=8)

表2 山奈酚對(duì)各組大鼠BUN和Cr的影響(±s,n=8)

與正常對(duì)照組比較,33P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01

組別 劑量(mg/Kg) BUN (mmol/L) Cr (μmol/L)正常對(duì)照組 - 5.83±0.96 52.42±3.48模型組 - 20.70±1.9833 91.00±6.4633 KA低劑量治療組 50 15.22±1.39# 82.56±2.47 KA中劑量治療組 100 13.18±0.31## 74.07±3.91# KA高劑量治療組 200 11.66±0.94## 67.37±4.32#

3 討 論

2型糖尿病是一個(gè)由遺傳和環(huán)境因素共同決定的多因子疾病,目前認(rèn)為其病因主要是胰島素抵抗;胰島素抵抗是指正常數(shù)量的胰島素不足以產(chǎn)生對(duì)脂肪細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和肝細(xì)胞的正常的胰島素響應(yīng)的狀況,胰島素抵抗使肌肉、脂肪組織攝取葡萄糖能力減弱,糖原合成減少,機(jī)體對(duì)胰島素敏感性降低,造成糖耐量異常、高血壓、高胰島素血癥和脂質(zhì)異常[3],因此,改善胰島素抵抗對(duì)2型糖尿病的治療具有重要意義。

過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)作為脂肪素的感受器,在2型糖尿病中發(fā)揮重要作用,近年來,PPAR激動(dòng)劑已成為脂代謝異常和2型糖尿病治療領(lǐng)域中的常用藥物[4-5]。PPAR是核受體家族中的成員,屬于配體誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子,目前發(fā)現(xiàn) 3種異形體,即 PPARα、PPARγ和PPARδ,3種異形體均可被脂肪酸和其代謝物活化,提示PPAR在調(diào)節(jié)能量平衡、糖脂代謝中起有重要作用[6-7],同時(shí),PPARγ與其配體結(jié)合后抑制炎性介質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng),抑制STZs導(dǎo)致的NO等炎癥分子的表達(dá),去除NO對(duì)β細(xì)胞的損害,有利于胰島β細(xì)胞功能恢復(fù)[8-9]。有報(bào)道表明,脂肪組織的PPARγ基因敲除導(dǎo)致脂肪細(xì)胞減少和肥大、血 TG升高,同時(shí)出現(xiàn)肝糖輸出增加、肝臟 IR和脂肪肝的發(fā)生增加,而無肌肉 IR的發(fā)生[10];PPARγ激動(dòng)劑人參皂苷Rb1可通過上調(diào)PPARγ2、C/EBPα的表達(dá)促進(jìn)小鼠3T3 L1脂肪細(xì)胞的脂肪形成與分化,同時(shí)增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)和胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn),對(duì)胰島素有增敏作用[11]。山奈酚屬于黃酮類,為中草藥來源的PPARγ激動(dòng)劑[12],山奈酚可明顯降低非肥胖型糖尿病小鼠血糖值,對(duì)糖尿病具有治療作用[13],同時(shí)山奈酚具有與降糖藥羅格列酮作為PPARγ激動(dòng)劑的功效,但其不良反應(yīng)遠(yuǎn)比羅格列酮弱[14]。

本研究結(jié)果表明,經(jīng)山奈酚給藥處理后,各組大鼠血糖含量、胰島素抵抗均有所降低,同時(shí),血漿總膽固醇、甘油三酯及尿素氮、肌酐等血脂生化指標(biāo)均存在下降趨勢(shì),說明山奈酚有糖尿病治療功效,預(yù)示其有望成為新一代的胰島素增敏劑用于2型糖尿病治療。

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