高糖、高脂肪飲食誘導(dǎo)胰島素抵抗大鼠骨骼肌GLUT4mRNA表達(dá)的研究.pdf

1、目的：近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，物質(zhì)生活水平提高，人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。高糖、高脂肪等高熱量攝入增加，且體力活動(dòng)減少、肥胖等因素，2型糖尿病患病率不斷上升，成為繼腫瘤、心血管疾病之后第三位嚴(yán)重危害人類健康的慢性非傳染性疾病，是致殘和早亡的主要原因。胰島素抵抗(Insulin Resistance，IR)既是2型糖尿病的主要發(fā)病機(jī)制和重要特征，也是高血壓、高血脂、肥胖、心血管疾病的共同病理生理基礎(chǔ)。隨著“糖尿病是糖脂病”這一新概念

2、的提出，有人認(rèn)為脂代謝異?？赡苁?型糖尿病及其并發(fā)癥原發(fā)性的病理生理過程，游離脂肪酸(free fatty acids，F(xiàn)FA)與IR之間關(guān)系的研究愈加受到重視，近年來(lái)的研究表明骨骼肌組織葡萄糖代謝發(fā)生障礙是全身胰島素抵抗的主要表現(xiàn)。位于細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(glucose transporter 4，GLUT4)介導(dǎo)了胰島素刺激的外周組織對(duì)葡萄糖的攝取，GLUT4是肌肉組織葡萄糖代謝的關(guān)鍵因子之一，也是胰島素抵抗研究的靶點(diǎn)之一。

3、本研究旨在用高糖、高飽和及高不飽和脂肪酸飲食喂養(yǎng)正常成年大鼠，觀察不同飲食對(duì)大鼠胰島素抵抗和骨骼肌GLUT4mRNA表達(dá)的影響及FFA在大鼠骨骼肌GLUT4 mRNA表達(dá)中的作用，探討高糖高脂肪酸喂養(yǎng)誘導(dǎo)胰島素抵抗的形成機(jī)制。 方法：清潔級(jí)健康成年雄性Wistar大鼠64只，體重250g～300g，適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后隨機(jī)分為四組，每組16只，對(duì)照組(Normal Control group，NC組)，高糖組(High Sucros

4、e group，HS組)，高飽和脂肪酸組(High Saturated Fatty acid group，HSF組)、高不飽和脂肪酸組(High Unsaturated Fatty acid group，HUF組)。正常對(duì)照組給基礎(chǔ)飼料，熱量組成為碳水化合物占65.5％，脂肪占10.3％，蛋白質(zhì)占24.2％；高糖飼料是在基礎(chǔ)飼料中添加20％蔗糖使碳水化合物熱卡占76.5％，脂肪熱卡占7％，蛋白質(zhì)熱卡占16.5％；高飽和脂肪酸飼料是在基礎(chǔ)

5、飼料中添加20％牛油使飼料中碳水化合物熱卡占43％，脂肪熱卡占41％，蛋白質(zhì)熱卡占16％；高不飽和脂肪酸飼料是在基礎(chǔ)飼料中添加20％豆油配制而成，其熱卡比例同高飽和脂肪酸組。牛油中飽和脂肪酸含量69.1％，不飽和脂肪酸含量30.9％；豆油中不飽和脂肪酸含量84％，飽和脂肪酸含量16％；蔗糖純度99％。所有飼料均由河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心配制。喂養(yǎng)24周。每4周測(cè)量大鼠體重、血壓，并經(jīng)心臟采血測(cè)空腹血糖(FBG)，血清甘油三酯(TG)，血

6、清總膽固醇(TC)，血清胰島素(INS)；用銅顯色法測(cè)定血中游離脂肪酸(FFA)的含量。于實(shí)驗(yàn)最后一周每組隨機(jī)抽取6只大鼠做高胰島素-正葡萄糖鉗夾實(shí)驗(yàn)，另取10只大鼠處死后迅速取紅色骨骼肌組織采用反轉(zhuǎn)錄PCR法測(cè)定骨骼肌GLUT4mRNA的表達(dá)，分別研究FBG、FFA、INS、葡萄糖輸注率(GIR)、TC、TG、BW和骨骼肌GLUT4 mRNA的相關(guān)性。 結(jié)果： 1．自12周后HUF組、HSF組大鼠體重明顯增加，與同期NC組比具

7、有顯著性差異(p<0.05或p<0.01)，HS組體重增加不明顯，24周時(shí)NC組、HS組、HUF組、HSF組體重較0周分別增加了25.3％、32.1％、37.4％、35.7％。 2．血生化指標(biāo)：空腹胰島素、空腹血糖、血清總膽固醇、甘油三酯含量三組均高于對(duì)照組(p<0.05或p<0.01)，實(shí)驗(yàn)組間無(wú)顯著差異(p>0.05)，實(shí)驗(yàn)組以HSF組血清總膽固醇、甘油三酯含量升高最早，與對(duì)照組出現(xiàn)差別最早。HS組、HSF組和HUF組喂養(yǎng)

8、第8周空腹胰島素和空腹血糖與NC比較均有顯著性差異，一直延續(xù)到24周(p<0.05或p<0.01)，但三個(gè)實(shí)驗(yàn)組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差別無(wú)顯著性(p>0.05)。 3．不同飲食喂養(yǎng)12周后，各實(shí)驗(yàn)組游離脂肪酸水平較NC組顯著升高(p<0.01)，HSF組較HS組和HUF組顯著升高(p<0.01)。24周時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組游離脂肪酸仍保持較高水平(p<0.01)，各實(shí)驗(yàn)組間無(wú)差異。 4．24周時(shí)，各實(shí)驗(yàn)組輸注率顯著低于NC組(p<0.01)

9、，由低到高依次為HSF組、HUF組、HS組、NC組，HUF組與HSF組顯著低于HS組(p<0.01)。 5．24周時(shí)，骨骼肌GLUT4 mRNA的表達(dá)各實(shí)驗(yàn)組與正常對(duì)照組比差別有顯著性(p<0.05)，較正常對(duì)照組明顯降低；各實(shí)驗(yàn)組之間GLUT4 mRNA含量HSF組略低于HUF組，HUF組略低于HS組，但沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。 6．相關(guān)分析結(jié)果，選擇GIR和骨骼肌GLUT4 mRNA的表達(dá)與其他各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相

10、關(guān)性分析，結(jié)果顯示GIR與BW、TG、FFA、GLU、INS有明顯負(fù)相關(guān)(r值分別為-0.6076、-0.3562、-0.4228、-0.5419、-0.6441，p值分別為0.0010、0.0459、0.0344、0.0035、0.0003)；骨骼肌GLUT4 mRNA的表達(dá)與FFA、GLU、INS、TC明顯負(fù)相關(guān)(r值分別為-0.4486、-0.4575、-0.5971、-0.3934，P值分別為0.0310、0.0166、0.01

11、08)，與GIR明顯正相關(guān)(r值為0.5026，p值為0.0075)。 結(jié)論：1．經(jīng)高糖、不同脂肪酸組成的高脂飲食喂養(yǎng)成年Wistar大鼠出現(xiàn)了高胰島素血癥，空腹血糖升高，葡萄糖輸注率減低，血壓升高，成功地誘發(fā)出胰島素抵抗高血壓大鼠模型。2．高糖及不同脂肪酸組成的高脂飲食喂養(yǎng)的大鼠骨骼肌GLUT4 mRNA表達(dá)減少，機(jī)制可能與高游離脂肪酸血癥有關(guān)。3．經(jīng)相關(guān)分析表明，骨骼肌GLUT4 mRNA表達(dá)與血清FFA、血清膽固醇、血清胰