全谷物對(duì)胰島素抵抗的作用及其機(jī)制研究.pdf

1、目的:(1)測(cè)定全谷物中國野生菰米的體外抗氧化能力并觀察其提取物對(duì)HepG2細(xì)胞胰島素抵抗的作用，揭示菰米提取物減輕HepG2細(xì)胞胰島素抵抗的氧化損傷機(jī)制。
　　 (2)觀察全谷物中國野生菰米對(duì)大鼠胰島素抵抗糖脂代謝指標(biāo)及游離脂肪酸(FFAs)、脂肪細(xì)胞因子如載脂蛋白-2(LCN-2)、脂聯(lián)素(ADP)等的作用，同時(shí)探討脂代謝關(guān)鍵核轉(zhuǎn)錄因子在中國野生菰米改善胰島素抵抗和肝臟脂毒性中的作用及相關(guān)分子機(jī)制，為全谷物中國野生菰米作為一

2、種優(yōu)良的食療保健資源用于預(yù)防和控制慢性代謝性疾病提供理論支持。
　　 (3)比較空腹血糖正常人群和空腹血糖受損人群及糖尿病患者血清中炎性因子和脂肪細(xì)胞因子水平，并分析其與糖脂代謝臨床生化指標(biāo)的相關(guān)性。
　　 (4)通過全谷物膳食干預(yù)，觀察膳食干預(yù)對(duì)空腹血糖受損人群血清中炎性因子和脂肪細(xì)胞因子的影響及變化規(guī)律，評(píng)價(jià)膳食干預(yù)對(duì)空腹血糖受損人群的干預(yù)效果，為慢性代謝性疾病膳食防治的作用機(jī)制及應(yīng)用價(jià)值提供一定依據(jù)。
　　

3、 方法:(1)采用DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除活性測(cè)定全谷物中國野生菰米體外抗氧化能力。通過軟脂酸(PA)誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞發(fā)生胰島素抵抗，并用菰米提取物作用細(xì)胞，采用葡萄糖氧化酶法檢測(cè)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的消耗量，判定胰島素抵抗細(xì)胞模型建立成功。同時(shí)檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)液中的甘油三酯(TG)和FFAs水平以及抗氧化指標(biāo)，包括丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的含量;實(shí)時(shí)定量PCR測(cè)定固醇調(diào)節(jié)原件結(jié)合蛋白-1c(SREB

4、P1-c)、脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰輔酶A羥化酶(ACC)的基因表達(dá)。
　　 (2)40只雄性SD大鼠按照胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)隨機(jī)分為陰性對(duì)照組、高脂模型組、米面組和菰米組，采用預(yù)防性干預(yù)方法連續(xù)喂養(yǎng)8周，每2周尾靜脈采血一次，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后肝臟組織行冰凍切片進(jìn)行油紅O染色觀察;測(cè)定血脂、空腹血糖(FPG)、胰島素(FINS)、FFAs和脂肪細(xì)胞因子含量以及肝組織勻漿TG和FFAs濃度;實(shí)時(shí)定量PCR和Western

5、 blot檢測(cè)大鼠肝臟和睪周脂肪組織中過氧化物酶體增殖體激活受體（PPAR-γ）和SREBP1-c等相關(guān)脂代謝轉(zhuǎn)錄因子及脂肪細(xì)胞因子LCN-2的基因和蛋白表達(dá)。
　　 (3)采用多階段分層整群隨機(jī)抽樣的方法在南京市3個(gè)主城區(qū)進(jìn)行基線體檢調(diào)查，篩選空腹血糖正常人群137例、空腹血糖受損人群163例和糖尿病患者145例，采用放射免疫法或Elisa法測(cè)定血清炎性因子和脂肪細(xì)胞因子水平，并對(duì)炎性因子和肪細(xì)胞因子與糖脂代謝臨床生化指標(biāo)進(jìn)行

6、相關(guān)性分析。
　　 (4)將空腹血糖受損人群分為對(duì)照組和全谷物膳食干預(yù)組，干預(yù)組給予由新鮮小麥、玉米、高粱、小米和黃豆為原料（包括糠、麩和胚乳）制成的全谷物食物，干預(yù)6個(gè)月后，觀察全谷物膳食干預(yù)對(duì)空腹血糖受損人群糖脂代謝臨床生化指標(biāo)、炎性因子和脂肪細(xì)胞因子的影響。
　　 結(jié)果:(1)全谷物中國野生菰米富含黃酮、花色苷、皂甙和植物甾醇等抗氧化物質(zhì)，具有很強(qiáng)的清除DPPH自由基能力。PA組細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取能力與高胰島素組相

7、當(dāng)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，均明顯低于對(duì)照組(P＜0.05)，表明PA成功誘導(dǎo)了HepG2細(xì)胞發(fā)生胰島素抵抗;全谷物中國野生菰米提取物提高了細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取能力，改善了HepG2細(xì)胞胰島素抵抗的程度。與PA組相比，菰米組降低了細(xì)胞培養(yǎng)液中TG、FFAs和MDA含量，增加了SOD水平(P＜0.05);同時(shí)抑制了SREBP-1c mRNA以及FAS和ACC的基因表達(dá)(P＜0.05)。
　　 (2)模型組大鼠HOMA-IR

8、值顯著高于陰性對(duì)照組，模型組SD大鼠整體胰島素敏感性下降，大鼠發(fā)生胰島素抵抗;米面組與模型組HOMA-IR值沒有顯著性差異(P＞0.05);菰米組大鼠血清FPG和FINS濃度及HOMA-IR值顯著低于米面組和模型組(P＜0.05)，中國野生菰米提高了SD大鼠的胰島素敏感性。與米面組相比，菰米組降低了胰島素抵抗大鼠的體重、內(nèi)臟脂肪重量、血脂、FFAs含量以及脂肪細(xì)胞因子LCN-2、瘦素（Leptin）、抵抗素(Res)和內(nèi)脂素(Visfa

9、tin)水平(P＜0.05)，升高了HDL-C和ADP含量(P＜0.05)，同時(shí)減輕了肝內(nèi)脂滴的蓄積，而這些指標(biāo)在米面組與模型組間均沒有顯著性差異(P＞0.05)。與米面組相比，菰米組大鼠肝臟和睪周脂肪組織中PPAR-γ的蛋白和mRNA表達(dá)及其下游基因脂蛋白脂酶(LPL)和脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)的mRNA表達(dá)顯著升高(P＜0.05)，SREBP-1c及脂肪細(xì)胞因子LCN-2的蛋白和mRNA表達(dá)及脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰輔酶A羥

10、化酶(ACC)的mRNA表達(dá)均顯著下降(P＜0.05)。
　　 (3)空腹血糖受損人群和糖尿病人群的體質(zhì)指數(shù)(BMI)、腰臀比(WHR)、收縮壓、血脂(TG、TC、LDL-C)、FPG、FINS、HOMA-IR以及超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、LCN-2和Leptin濃度均顯著高于空腹血糖正常人群(P＜0.05)，而高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和ADP濃度則顯著低于空腹血糖正常組人群(P＜0.05);兩組人群的腹型肥胖率、

11、胰島素抵抗比率和代謝綜合征比率明顯高于空腹血糖正常人群(P＜0.05);三組人群在舒張壓和肥胖率上均沒有顯著性差異(P＞0.05)。炎性因子hs-CRP、脂肪細(xì)胞因子LCN-2和Leptin均與BMI、WHR、FPG、HOMA-IR和TG存在明顯的正相關(guān);脂肪細(xì)胞因子ADP與BMI、WHR、FPG、HOMA-IR和TG存在明顯的負(fù)相關(guān)。
　　 (4)對(duì)空腹血糖受損人群進(jìn)行6個(gè)月的全谷物膳食干預(yù)后，干預(yù)組人群的BMI值明顯下降(P

12、＜0.05)，而腰圍和WHR值沒有明顯差異(P＞0.05);全谷物膳食干預(yù)能夠降低空腹血糖受損人群的血壓、TG、FPG和HOMA-IR值以及炎性因子hs-CRP和脂肪細(xì)胞因子（LCN-2和Leptin）水平，增加ADP的濃度(P＜0.05);干預(yù)組人群的TC和FINS含量較干預(yù)前有所下降，HDL-C濃度較干預(yù)前有所升高，但干預(yù)組與對(duì)照組干預(yù)前后差值相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　 結(jié)論:(1)體外實(shí)驗(yàn)表明，全谷物中

13、國野生菰米具有很強(qiáng)的抗氧化能力，其提取物可以增強(qiáng)HepG2細(xì)胞胰島素抵抗的抗氧化能力，并通過調(diào)節(jié)TG和FFAs的含量，抑制SREBP-1c的表達(dá)，從而降低FAS和ACC的活性，增強(qiáng)胰島素信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，進(jìn)而改善胰島素抵抗的作用。
　　 (2)全谷物中國野生菰米含有大量的生物活性物質(zhì)，可以降低肝臟TG和FFAs含量，激活核轉(zhuǎn)錄因子PPAR-γ的活性，從而調(diào)節(jié)一系列脂肪細(xì)胞因子的產(chǎn)生，抑制SREBP-1c的表達(dá)及其下游基因FAS和A

14、CC的活性，改善高脂膳食誘導(dǎo)的SD大鼠的胰島素抵抗和肝臟的脂毒性。
　　 (3)炎性因子hs-CRP和脂肪細(xì)胞因子（LCN-2、Leptin和ADP）與BMI、WHR、FPG、HOMA-IR和TG均呈現(xiàn)相關(guān)性。尤其脂肪細(xì)胞因子LCN-2與肥胖、胰島素抵抗和糖尿病密切相關(guān)，在糖代謝異常發(fā)生發(fā)展中起重要作用，為胰島素抵抗相關(guān)的慢性代謝性疾病的預(yù)防和治療提供新的靶點(diǎn)。
　　 (4)全谷物膳食干預(yù)能夠有效改善空腹血糖受損人群的血