高糖膳食對(duì)小鼠消化系統(tǒng)氧化還原狀態(tài)的影響及其機(jī)制.pdf

1、高糖食品越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的生活中,許多流行病學(xué)報(bào)道了高糖膳食與多種疾病的相關(guān)性,但其中的機(jī)制還有待研究。氧化應(yīng)激是多種疾病發(fā)生發(fā)展的共同作用機(jī)制,消化系統(tǒng)是機(jī)體重要組成部分,其承擔(dān)的消化吸收和代謝功能涉及許多物質(zhì)能量代謝和生理過(guò)程,這些過(guò)程通常伴隨著活性氧的生成。許多研究也證明氧化應(yīng)激在多種消化系統(tǒng)疾病進(jìn)程中起著重要作用,然而高糖膳食對(duì)消化系統(tǒng)氧化還原狀態(tài)影響的研究還較為少見(jiàn)。因此本研究擬探究高糖膳食對(duì)消化系統(tǒng)氧化還原狀態(tài)的的影響從

2、而探究高糖膳食與疾病相關(guān)性的機(jī)制,以便為營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供參考。
　　 活性氧的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)法多用于細(xì)胞和單層細(xì)胞組織的檢測(cè),目前還缺乏對(duì)多層細(xì)胞組織活性氧的測(cè)定方法。本研究以過(guò)氧化氫為標(biāo)準(zhǔn)品,辣根過(guò)氧化物酶為催化劑,魯米諾為探針,建立了組織活性氧的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)法。同時(shí)用20％(m/v)葡萄糖溶液灌胃昆明種小白鼠,檢測(cè)了不同時(shí)間點(diǎn)血糖濃度和氧自由基水平,發(fā)現(xiàn)血糖和活性氧呈正相關(guān)。
　　 通過(guò)調(diào)整玉米淀粉和葡萄糖

3、比例(40％,0;30％,10％;25％,15％;20％,20％;10％,30％;0,40％)配制不同葡萄糖濃度膳食喂飼小鼠2周,觀察不同葡萄糖水平對(duì)血和消化系統(tǒng)主要組織胃、十二指腸、空腸、肝臟和胰腺氧化還原狀態(tài)和生長(zhǎng)抑素的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)20％葡萄糖膳食兩周喂飼使得十二指腸和空腸氧化還原狀態(tài)最優(yōu),這說(shuō)明消化道消化與吸收功能達(dá)到平衡有利于機(jī)體氧化還原平衡的維持。40％葡萄糖膳食使血和消化系統(tǒng)各組織發(fā)生了氧化應(yīng)激,說(shuō)明快速吸收會(huì)使機(jī)體氧化還

4、原狀態(tài)失衡。分析血和消化系統(tǒng)各組織生長(zhǎng)抑素與活性氧的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)抑素可能在活性氧的刺激下參與機(jī)體的抗氧化防御。用高糖膳食(含20％葡萄糖)分別喂飼小鼠1、2、4周,觀察血及消化系統(tǒng)氧化還原狀態(tài)和生長(zhǎng)抑素的變化,結(jié)果顯示4周的高糖膳食喂飼導(dǎo)致了小鼠血、胃、肝臟和胰腺氧化應(yīng)激,而十二指腸和空腸仍然沒(méi)有發(fā)生氧化應(yīng)激;胃腸道生長(zhǎng)抑素和活性氧的變化存在著高度正相關(guān),證實(shí)活性氧可能作為信號(hào)分子刺激生長(zhǎng)抑素參與機(jī)體抗氧化防御的推論。
　　

5、 為探究小腸對(duì)高糖膳食誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激具有防御能力的機(jī)制,本研究取高糖膳食(含20％葡萄糖)4周喂飼下的小鼠空腸組織制備全基因表達(dá)譜芯片,全面分析氧化還原酶活性相關(guān)基因,發(fā)現(xiàn)抗氧化酶基因Prdx1和Prdx4表達(dá)顯著增高,表明二者的表達(dá)產(chǎn)物在空腸中發(fā)揮了極強(qiáng)的抗氧化保護(hù)功能。用定量PCR檢測(cè)不同葡萄糖水平膳食兩周喂飼和高糖膳食(含20％葡萄糖)不同時(shí)間喂飼下十二指腸和空腸Prdx1,Prdx4的基因表達(dá),并分析基因表達(dá)變化與生長(zhǎng)抑素變化的

6、相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)抑素變化和Prdx1,Prdx4基因表達(dá)高度正相關(guān);而活性氧變化與Prdx1,Prdx4基因表達(dá)并無(wú)相關(guān)性。綜合上述結(jié)果得出一個(gè)推論:機(jī)體ROS可能作為信號(hào)分子刺激生長(zhǎng)抑素的分泌,生長(zhǎng)抑素在小腸可能通過(guò)參與Prdx1,Prdx4的表達(dá)調(diào)控發(fā)揮其抗氧化防御功能。
　　 同樣為探究四周高糖膳食(含20％)喂飼導(dǎo)致小鼠肝臟發(fā)生氧化應(yīng)激的分子機(jī)制,取肝臟組織制備全基因表達(dá)芯片,分析了14446條基因的表達(dá)變化,發(fā)現(xiàn)110

7、2條基因的表達(dá)與對(duì)照組相比發(fā)生了改變。分析活性氧產(chǎn)生與清除相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)現(xiàn),高糖膳食喂飼下肝臟細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸水平增高,其在線粒體的氧化分解并未加強(qiáng),而在過(guò)氧化物酶體的氧化分解加強(qiáng),此過(guò)程伴隨著大量活性氧的生成;細(xì)胞色素P450家族的基因表達(dá)活動(dòng)也顯著加強(qiáng),這同樣會(huì)導(dǎo)致活性氧的生成。另外芯片分析也顯示高糖膳食主要通過(guò)下調(diào)硫醇平衡相關(guān)基因的表達(dá)削弱了小鼠肝臟的抗氧化防御能力。高糖膳食導(dǎo)致的肝臟活性氧增加和硫醇水平的降低導(dǎo)致了肝臟氧化應(yīng)激

8、的發(fā)生。
　　 過(guò)量糖的攝入會(huì)導(dǎo)致機(jī)體脂代謝紊亂,其發(fā)生發(fā)展過(guò)程是否氧化應(yīng)激的參與,這是本課題的研究?jī)?nèi)容之一。對(duì)脂代謝機(jī)制的研究多集中于肝臟,而小腸作為脂吸收的主要場(chǎng)所,其脂代謝的改變?cè)谥x紊亂中的作用卻常被忽略。本研究用高糖膳食(含20％葡萄糖)喂飼小鼠4周,檢測(cè)高糖對(duì)血脂的影響。取肝臟和空腸制作基因芯片,以分析過(guò)量糖攝入導(dǎo)致脂代謝紊亂的分子機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)20％葡萄糖膳食四周喂飼導(dǎo)致小鼠脂代謝紊亂。與其他研究不同,對(duì)肝臟脂代