膳食補充亮氨酸對正常大鼠和高脂膳食喂養(yǎng)大鼠胰島素敏感性的影響及其相關(guān)機制的研究.pdf

1、糖尿病、肥胖、代謝綜合癥等一系列營養(yǎng)相關(guān)慢性疾病的發(fā)病人數(shù)逐年增多,已成為世界各國密切關(guān)注的主要公共衛(wèi)生問題。研究表明,胰島素抵抗(insulin resistance, IR)是代謝綜合癥和2型糖尿病等疾病發(fā)病機制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。胰島素抵抗與膳食平衡密切相關(guān),因此尋求胰島素抵抗在營養(yǎng)學上的防治策略具有重要而深遠的意義。
　　研究發(fā)現(xiàn),亮氨酸做為支鏈氨基酸,不僅僅是必需氨基酸,而且是一種重要的營養(yǎng)信號分子。參與胰島素信號傳導、骨骼肌

2、的能量調(diào)節(jié)以及肌肉蛋白的合成等重要生物學過程。亮氨酸與胰島素抵抗的關(guān)系引起了研究者的廣泛關(guān)注。但是,由于研究對象的差異(生理或病理狀態(tài))、給予亮氨酸的方式(急性、慢性)、劑量以及作用時間不同,亮氨酸對胰島素抵抗的影響結(jié)論并不一致。本研究給正常大鼠和高脂膳食誘導的胰島素抵抗大鼠給予不同劑量的亮氨酸干預6個月,觀察膳食補充亮氨酸對正常大鼠和胰島素抵抗大鼠機體代謝,胰島素敏感性,機體氧化應激水平的影響,以及mTOR磷酸化水平的改變,以闡明不同

3、劑量亮氨酸干預對正常大鼠及胰島素抵抗大鼠胰島素敏感性的影響并從 mTOR途徑對其分子機制進行初步探討。為亮氨酸膳食干預胰島素抵抗及其相關(guān)慢性病研究提供新的科學依據(jù)和理論思路。對于尋求新的飲食防治策略和積極有效的分子靶點,有極大的理論價值和現(xiàn)實意義。
　　目的:通過觀察不同劑量亮氨酸補充對正常大鼠和高脂喂養(yǎng)大鼠機體代謝,胰島素敏感性,機體氧化應激水平以及mTOR表達及其磷酸化水平的改變,探討亮氨酸對正常大鼠及胰島素抵抗大鼠胰島素敏感

4、性的影響及其相關(guān)機制。
　　方法:通過高脂膳食喂養(yǎng)建立胰島素抵抗大鼠模型,正常飼料喂養(yǎng)大鼠和高脂飼料(脂肪供能比達到53.8％)喂養(yǎng)大鼠分別飼以添加了0,1.5％,3.0％和4.5％亮氨酸飼料進行膳食干預。實驗結(jié)束前一周,進行葡萄糖耐量實驗、胰島素耐量實驗。25周后處死,測定血脂、血糖、血胰島素,計算HOMA指數(shù)。高效液相色譜法檢測大鼠血清亮氨酸水平。ELISA法檢測血中相關(guān)激素和脂肪細胞因子:胰高血糖素、瘦素、脂聯(lián)素。酶法測定肝

5、臟和骨骼肌TG水平以及GSH/GSSG。Real time-PCR法檢測組織(肝臟、骨骼肌)中SOD mRNA。Western blotting檢測肝臟mTOR及磷酸化mTOR表達水平。
　　結(jié)果:
　　1.動物的代謝改變:
　　(1)高脂飼料喂養(yǎng)大鼠的進食量明顯低于基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)組(P<0.05)。亮氨酸有降低正常大鼠進食量的趨勢,而對高脂大鼠,亮氨酸有增加其進食量的趨勢。
　　(2)能量攝入結(jié)果表明,高脂組大鼠

6、僅在實驗前兩周的能量攝入明顯高于正常組大鼠。亮氨酸補充對大鼠能量攝入無明顯影響。
　　(3)大鼠體重變化趨勢表明,從第6周開始,HFD組和HFD+1.5％leu組的體重開始升高;第7周時,HFD組大鼠體重已顯著高于ND組(P<0.05);11周以后,HFD+1.5％leu、HFD+3.0％leu、HFD+4.5％leu組大鼠體重顯著高于HFD組大鼠(P<0.05)。表明亮氨酸補充可顯著增加高脂大鼠體重,對正常大鼠無明顯影響。

7、>　　(4)HFD組腎周脂肪占體重的比值顯著性升高(P<0.05)。1.5％和3.0％亮氨酸補充進一步增加高脂大鼠腎周脂肪占體重的比值。表明亮氨酸可促進高脂大鼠脂肪組織的脂肪聚集。
　　(5)HFD組的總膽固醇水平明顯高于ND組,除了HFD+1.5％leu組甘油三酯水平明顯高于HFD組外,亮氨酸對正常大鼠和高脂大鼠血脂水平無明顯影響。大鼠血清中的胰高血糖素、瘦素、脂聯(lián)素各組也沒有顯著性差異。
　　2.胰島素敏感性的改變:

8、r>　　(1)各組大鼠的空腹血糖水平無顯著性差異。HFD組血胰島素水平顯著高于ND組(P<0.05)。各高脂飼料亮氨酸干預組的血胰島素水平均明顯低于HFD組(P<0.05)。HFD組的HOMA-IR指數(shù)均顯著高于正常對照組(P<0.05)。HFD加亮氨酸干預組的HOMA-IR指數(shù)均明顯低于HFD組,
　　(2)胰島素耐量試驗血糖曲線下面積(areas under the curves)結(jié)果表明, HFD組胰島素耐量實驗曲線下面積(

9、AUC)明顯高于ND組(P<0.05)。HFD加亮氨酸干預組的曲線下面積均比HFD組低,有顯著性差異,P<0.05。葡萄糖耐量試驗結(jié)果表明,各HFD加亮氨酸干預組與HFD組之間血糖值以各組血糖曲線下面積(AUC)均無顯著性差異(P>0.05)。
　　3.氧化應激水平的改變
　　(1)大鼠肝臟和骨骼肌GSH/GSSG比值結(jié)果表明,僅ND+1.5％leu組的GSH/GSSG明顯高于ND組,亮氨酸補充對肝臟GSH/GSSG比值無明

10、顯影響。
　　(2)高脂大鼠肝臟和骨骼肌的TG含量顯著增加(P<0.05),但是亮氨酸補充對正常大鼠和高脂大鼠的肝臟和骨骼肌的TG含量無明顯影響。
　　(3)HFD組肝臟MnSOD mRNA的表達水平明顯較ND組升高(P<0.01), HFD+1.5％組MnSOD mRNA的表達水平明顯降低(P<0.05),表明亮氨酸補充可減輕肝臟的氧化應激。各組大鼠肌肉中MnSOD mRNA的表達水平無明顯變化。
　　4.肝臟mTO

11、R及磷酸化mTOR蛋白表達水平
　　經(jīng)胰島素刺激,亮氨酸可顯著增強HFD大鼠pSer2448 mTOR的表達,差異有統(tǒng)計學意義。
　　結(jié)論:
　　1.膳食補充亮氨酸可顯著增加高脂喂養(yǎng)胰島素抵抗大鼠的胰島素敏感性,對正常大鼠胰島素敏感性無明顯影響。
　　2.亮氨酸改善可能通過改善肝臟的氧化應激以及調(diào)控胰島素信號通路,如激活mTOR途徑改善胰島素抵抗。
　　3.亮氨酸干預改善胰島素抵抗的作用不是通過降低進食量及