黃嘌呤氧化酶活性對大鼠血清胰島素水平的影響

馬淑麗 ，李省三 ，李洪龍 ，婁峰閣 ，李繼媛 ，孫威 ，陳影 ，梁馨元 ，劉暢 ，張淼剛 ，薛陽 ，薛海峰

1.齊齊哈爾醫學院公共衛生學院，黑龍江齊齊哈爾 161006；2.齊齊哈爾醫學院醫學技術學院，黑龍江齊齊哈爾 161006

糖尿病作為常見慢性病之一，其患病率逐年升高[1]，而且常見高尿酸血癥（HUA）并發[2]。一些研究認為HUA是糖尿病的危險因素[3-4]。HUA的原因有兩方面：一方面是尿酸（UA）排泄障礙，另一方面是UA生成過多[5]。嘌呤代謝可產生UA，黃嘌呤氧化酶（XO）是其關鍵酶之一，而且XO催化過程中產生超氧陰離子和過氧化氫，導致氧化應激[5]。氧化應激可引起組織細胞過氧化損傷，損害組織細胞功能。大量研究表明UA過高可誘發胰島素抵抗和糖尿病[6]，但XO活化所致氧化應激是否起作用研究較少。2017年9月以大鼠為研究對象，擬探討XO所致氧化應激在胰島素抵抗和糖尿病發生中的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動物 39只SD大鼠，雄性，192.5～250.1g，齊齊哈爾醫學院實驗動物中心提供。實驗前適應性喂養1周，自由攝食和飲水。

1.1.2 儀器 低溫高速離心機，紫外可見光分光光度計，全自動酶標分析儀，電熱恒溫培養箱，數顯恒溫水浴鍋，電子天平等實驗設備。

1.1.3 試劑 酵母粉、苯溴馬隆片、UA、XO和大鼠胰島素試劑盒。

1.2 方法

按大鼠體重分層隨機分組，每組13只：空白對照組（C 組）按10g/（kg·d）酵母粉灌胃，酵母組（Y 組）按10g/（kg·d）酵母粉、5mg/（kg·d）苯溴馬隆灌胃，“酵母+苯溴馬隆”組（YB組）灌胃等體積蒸餾水，每天分2次灌胃給藥。實驗持續4周，每周稱量大鼠體重一次，根據體重調整灌胃量。

1.3 指標檢測

干預前和干預后，大鼠外眥靜脈采血，室溫下放置1h，3000r/min離心10min，分離血清，測定血清中UA、XO、GLU、INS 水平，并計算胰島素抵抗指數（IRI）。 IRI=空腹血糖水平（mmol/L）×空腹胰島素水平（mU/L）/22.5。

1.4 統計方法

采用SPSS24.0統計學軟件分析數據。計量資料正態數據，用均值±標準差（±s）表示，多組均數采用方差分析兩兩比較；干預前后比較采用配對t檢驗。統計檢驗水準為α=0.05。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 干預前大鼠各項指標比較

干預前，除了C組和Y組大鼠血糖水平高于對照組外，其他各項指標組間均差異無統計學意義。詳見表1。

表1 干預前大鼠各項指標水平（±s）

表1 干預前大鼠各項指標水平（±s）

注：#與 YB 組比較，P＜0.05。

組別UA（μmol/L）XO（U/L）GLU（mmol/L）INS（mU/L） IRI C 組（n=13）Y 組（n=13）YB 組（n=13）124.8±44.9125.4±34.4118.7±35.29.6±0.99.7±0.810.3±1.4（6.1±1.0）#（6.1±0.7）#5.1±0.81.69±0.181.61±0.151.74±0.140.46±0.090.44±0.060.40±0.06

2.2 干預后大鼠各項指標比較

干預后，Y組大鼠血清XO活性升高，Y組和YB組大鼠血清XO活性均高于C組。C組大鼠血清GLU水平降低，而Y組和YB組均升高；Y組大鼠血清GLU水平高于C組和YB組。各組大鼠血清INS水平均降低，而且Y組和YB組大鼠血清INS水平均低于對照組。各組大鼠胰島素抵抗水平均下降，而且YB組大鼠胰島素抵抗水平低于C組和Y組。詳見表2。

表2 干預后大鼠各項指標水平（±s）

表2 干預后大鼠各項指標水平（±s）

注：*與 C 組比較，P＜0.05；※與干預前比較，P＜0.05；&與 Y 組比較，P＜0.05；#與 YB 組比較，P＜0.05。

組別UA（μmol/L）XO（U/L）GLU（mmol/L）INS（mU/L） IRI C 組（n=13）Y 組（n=13）YB 組（n=13）120.1±17.3138.7±23.9141.1±14.69.0±1.1（10.8±1.0）*※（10.4±1.0）*（5.5±0.6&）※（6.9±0.7）※（5.9±1.0&）※（1.15±0.21）※（0.91±0.29）*※（0.76±0.09）*※（0.28±0.06）#※（0.28±0.10）#※（0.20±0.03）※

3 討論

UA是嘌呤代謝的終產物，XO是代謝過程的關鍵酶。XO催化次黃嘌呤、黃嘌呤生成尿酸時，產生超氧化陰離子和過氧化氫。超氧化陰離子和過氧化氫等自由基過多可引起氧化應激，氧化應激可造成組織細胞損傷[5]。

用酵母粉（或膏）制備的高尿酸血癥動物模型不穩定[7]。周道遠等[8]研究發現，與干預前（138.52±16.50）μmol/L 相比，干預2周后酵母干預組大鼠血清尿酸（168.76±33.04）μmol/L 升高（P＜0.05），干預3周后（159.98±41.65）μmol/L降低（P＞0.05）。 該研究結果與之相似，與干預前（125.4±34.4）μmol/L相比，干預4周后Y組大鼠血清UA水平（138.7±23.9）μmol/L 無明顯升高（P＞0.05）。 這可能由于大鼠自身代償機制使尿酸酶數量增加或活性增強，以及苯溴馬隆的促尿酸排泄作用使尿酸水平下降。吳安康等[9]研究發現，與對照組（9.48±1.05）U/L相比，酵母干預組小鼠血清 XO 活性（19.54±2.23）U/L 高（P＜0.05）。 該研究也發現，Y組大鼠血清XO活性升高[干預前（9.7±0.8)U/L，干預后(10.8±1.0)U/L，P＜0.05]，且高于 C 組[(9.0±1.1)U/L，P＜0.05]，說明酵母可以促進XO活化。Li X等[10]研究發現，XO活化是2性糖尿病的獨立危險因素。以第一四分位數為對照，黃嘌呤氧化酶活性為第四四分位數人群的糖尿病發病風險：男性為1.90（95%CI1.30～2.78），女性為2.36（1.43～3.90）。該研究發現，Y組大鼠血清INS水平降低 [干預前(1.61±0.15)mU/L，干預后(0.91±0.29)mU/L，P＜0.05]，并低于對照組[（1.15±0.21)mU/L，P＜0.05]，說明黃嘌呤氧化酶活化誘發糖尿病的機制可能是XO活化所致氧化應激損傷了胰島B細胞功能，使胰島素分泌減少。

綜上所述，該研究發現酵母灌胃可促進大鼠血清XO活性升高和INS水平降低，可能機制是XO活化產生的超氧陰離子和過氧化氫導致氧化應激，這可能對大鼠胰島B細胞功能有損傷作用，使胰島素分泌減少。