辣椒素對Ⅰ型糖尿病大鼠糖代謝的影響及其降糖機制的研究.pdf

1、據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計，2015年全球約有4.15億糖尿病患者，而我國糖尿病患者人數(shù)近1個億，居全球首位。而不良飲食習(xí)慣、缺乏體育鍛煉以及生活方式的改變是糖尿病的主要誘因，隨著糖尿病飲食療法理念的興起，辣椒素（反式8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺）作為一種從辣椒果實中提取的生物堿被廣泛應(yīng)用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域，尤其在防治糖尿病及并發(fā)癥方面有顯著效果，這也引起了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。盡管大量研究表明辣椒素具有降糖效果，但其具

2、體降糖機制尚不清楚；且既往研究表明胰島β細(xì)胞分泌胰島素與瞬態(tài)電壓感受器陽離子通道(TRPV1)被辣椒素激活相關(guān)，但其增加胰島素含量的作用是通過刺激或增殖胰島β細(xì)胞的途徑仍存在諸多疑問，TRPV1受體可否作為一個治療糖尿病的潛在藥物靶點仍存在頗多爭議，尤其是TRPV1受體在辣椒素降糖機制中的介導(dǎo)作用仍需進一步明確。此外，也有報道表明辛辣調(diào)料可以改變腸道的超微結(jié)構(gòu)和滲透性，從而影響腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，而腸道吸收葡萄糖的能力與鈉-葡萄糖協(xié)同

3、轉(zhuǎn)運載體1(SGLT1)信號通路密切相關(guān)，那么SGLT1信號通路中的相關(guān)基因是否參與了辣椒素調(diào)控腸道糖代謝的相關(guān)機制，以及辣椒素的降糖根源是否與其辛辣基團相關(guān)仍有待于進一步研究?；贗I型糖尿病(T2D)常伴隨胰島素抵抗并發(fā)癥，胰島素含量會應(yīng)激性增加，而這一現(xiàn)象并不會在I型糖尿病(T1D)中出現(xiàn)。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、叛芯刻烊焕苯匪貙1D大鼠糖代謝的影響及其降糖機制。將4周齡雄性SD大鼠分為五組（8只/組）：空白對照組(C

4、ontrol)、模型組(Model)和低(D-L)、中(D-M)、高(D-L)辣椒素劑量組，其中不同劑量組大鼠每天分別灌胃辣椒素3、6和9 mg/kg·bw，試驗周期28 d。其結(jié)果表明，天然辣椒素能顯著增加糖尿病大鼠體重、血清胰島素水平、糖原含量和便糖排出量。與糖尿病模型組的胰島素水平(8.17±0.38 mIU/L)相比，辣椒素高劑量組胰島素水平(14.97±0.98 mIU/L)顯著增加。同時，空腹血糖、糖化血清蛋白以及糖耐量也得

5、到明顯改善。相關(guān)mRNA及蛋白的測定結(jié)果表明，肝X受體(LXR)和胰腺十二指腸同原異形盒1(PDX-1)表達在肝臟和胰腺內(nèi)顯著上調(diào)，與其相關(guān)的葡萄糖6磷酸酶(G6Pase)、葡萄糖激酶(GK)、葡萄糖轉(zhuǎn)運載體2(GLUT2)、胰島素受體底物1(IRS1)和胰島素受體底物2(IRS2)的表達水平也隨之顯著上調(diào)，并且辣椒素也顯著下調(diào)了回腸SGLT1信號通路中相關(guān)信號因子的表達(SGTL1、GLUT2和GLUT5)。此外，TRPV1的表達在肝

6、臟和胰腺內(nèi)均顯著上調(diào)。上述結(jié)果表明，天然辣椒素是通過提高胰島素水平以及抑制腸道對糖的吸收等途徑來達到其改善糖代謝和降血糖效果的。
　?、蒲芯坷苯匪刂行晾被鶊F在降血糖功效中的作用，以沒有辛辣基團的辣椒素酯為對照，對比研究辣椒素和辣椒素酯改善T1D大鼠糖代謝紊亂以及降血糖的效果。將4周齡雄性SD大鼠分為4組（8只/組）：空白對照組(Control)、模型組(Model)、辣椒素組(Capsaicin)和辣椒素酯組(Capsiate)，

7、處理組分別灌胃6 mg/kg·bw辣椒素和辣椒素酯，試驗周期28 d。結(jié)果表明，辣椒素和辣椒素酯均能增加糖尿病大鼠體重、糖原含量并且對腸道吸收葡萄糖具有抑制作用。但與模型組的胰島素水平(14.88±0.76 mIU/L)相比，辣椒素組的胰島素水平(22.39±1.39 mIU/L)顯著增加50.5%，而辣椒素酯(16.70±0.79 mIU/L)僅上升12.2%。相關(guān)mRNA和蛋白水平的分析結(jié)果表明，TRPV1通道被辣椒素激活后，表達上

8、調(diào)的LXR和PDX-1通過調(diào)控GK、GLUT2、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)和G6Pase的表達改善糖尿病大鼠的糖代謝紊亂，從而達到降血糖的作用。同時，腸道SGTL1信號通路中相關(guān)信號因子(SGLT1、GLUT2和GLUT5)的表達下調(diào)也對上述效果具有增強作用。雖然辣椒素酯也能下調(diào)腸道SGTL1信號通路中相關(guān)信號因子的表達，但對肝臟以及胰腺相關(guān)基因的調(diào)控不顯著。上述結(jié)果表明，辣椒素酯雖然在一些途徑上可改善糖尿病癥狀，但其降血糖效果

9、沒有辣椒素顯著，這也暗示辣椒素辛辣味的特征可能是其降糖效果的根源，肝臟和胰腺是其最重要的作用靶點。且根據(jù)糖代謝相關(guān)基因和蛋白表達的測定結(jié)果，通過對比分析，我們認(rèn)為辣椒素的辛辣基團刺激胰島素分泌也是其降血糖的一條重要途徑，并且推測TRPV1–(PDX-1)–(GLUT2/GK)或TRPV1–(PDX-1)–(IRS1/2)信號通路可能存在于肝臟和胰腺中。
　?、茄芯縏RPV1受體介導(dǎo)辣椒素對T1D大鼠降糖機理。將4周齡雄性SD大鼠分

10、為5組(8只/組)：空白對照組(Control)、模型組(Model)、辣椒卓平組(CPZ)、辣椒素組(Cap)和辣椒素與辣椒卓平復(fù)合組(Cap+CPZ)，試驗周期28 d。結(jié)果表明，辣椒卓平組與模型組在體重、采食量、總糖表觀消化率、空腹血糖值、胰島素水平、糖化血清蛋白及糖原含量（肝糖原和肌糖原）等與糖代謝相關(guān)的指標(biāo)無顯著差異性，而在辣椒卓平與辣椒素復(fù)合組中，TRPV1通道被辣椒卓平阻斷后，辣椒素對糖代謝相關(guān)基因的調(diào)控減弱，降糖作用不顯

11、著，甚至在糖尿病大鼠的回腸中SGLT1、GLUT2和GLUT5的表達反而顯著上調(diào)，暗示辣椒素和辣椒卓平復(fù)合處理導(dǎo)致糖尿病大鼠腸道內(nèi)糖代謝環(huán)境更加復(fù)雜，使得該組患病大鼠糖尿病癥更加惡化。同時，上述結(jié)果也驗證了TRPV1表達與T1D中肝臟糖代謝以及胰腺胰島素分泌相關(guān)基因之間的密切相關(guān)性，并進一步驗證了肝臟或胰腺中存在TRPV1–(PDX-1)–(GLUT2/GK)或TRPV1–(PDX-1)–(IRS1/2)信號通路的推測。
　?、葹?/p>

12、探明辣椒素作用胰島調(diào)控胰島素分泌的機理，研究了辣椒素對T1D大鼠胰腺形態(tài)、小鼠瘤胰島βTC-6增殖凋亡、胰島素分泌以及胰島β細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的作用，并且通過TRPV1調(diào)控試驗，對胰腺中存在TRPV1–(PDX-1)–(GLUT2)或TRPV1–(PDX-1)–(IRS1/2)信號通路的推測進行驗證。結(jié)果表明，中劑量的辣椒素對糖尿病大鼠胰腺組織形態(tài)具有顯著的改善作用，且50μmol/L劑量的辣椒素能夠顯著提高胰島β細(xì)胞分泌胰島素的能力，

13、此時胰島β細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度也出現(xiàn)顯著的升高，表明兩者在辣椒素濃度一定的范圍內(nèi)呈正相關(guān)。在 TRPV1調(diào)控試驗中，通過對胰島β細(xì)胞中與糖代謝相關(guān)蛋白表達水平的測定，其結(jié)果表明胰腺中可能存在TRPV1–(PDX-1)–(GLUT2/IRS1)信號通路，但TRPV1對PDX-1的直接調(diào)控以及PDX-1對IRS1的調(diào)控仍需要多方面的研究來進行驗證。此外，辣椒素還具有抑制小鼠瘤胰島βTC-6細(xì)胞增殖的作用，其顯著的降糖效果來源于其對糖尿病大鼠胰