檳榔堿對胰島素抵抗大鼠胸主動脈舒縮功能的影響及其機制.pdf

1、【研究背景與目的】
　　隨著生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的改變,以胰島素抵抗(insulin resistance, IR)為主要病理生理特征的疾病,如中心型肥胖、糖尿病、心血管病等的發(fā)病率不斷上升,已成為全球范圍內(nèi)的重大公共衛(wèi)生問題。IR不僅是2型糖尿病(type2 diabetes mellitus, T2DM)的病理生理基礎(chǔ),同時也是代謝綜合癥的―共同土壤‖,大量研究表明:IR及其所伴隨的高血壓,糖、脂代謝異常等因素與血管內(nèi)皮功能損傷

2、密切相關(guān),且損傷的程度與IR嚴重程度呈正相關(guān)。在IR狀態(tài)下,內(nèi)皮依賴性舒張功能受損是聯(lián)系IR和心血管疾病(cardiovascular diseases, CVD)的中心環(huán)節(jié)。因此保護內(nèi)皮依賴舒張功能,改善IR可能成為防治T2DM等代謝相關(guān)疾病的核心。
　　從基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用可知,目前抗IR,控制、治療糖尿病的目標主要在防止、糾正代謝紊亂;預(yù)防和延緩慢性并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展。而糖尿病發(fā)生率最多的是大血管并發(fā)癥,因此,尋找與合成新的

3、藥物來預(yù)防與治療血管并發(fā)癥成為人們關(guān)注的焦點。
　　研究表明:從天然植物——檳榔中提取的檳榔堿可以改善T2DM大鼠糖、脂代謝的紊亂;改善高糖環(huán)境下胰島β細胞胰島素合成和分泌功能的損傷。有報道指出:檳榔種子提取物具有內(nèi)皮依賴性血管舒張作用,其中檳榔堿起主要作用。我們實驗室的研究表明:檳榔堿可以通過上調(diào)巨噬細胞內(nèi)胱硫醚-γ-裂解酶(cystanthionine-γ-lyase, CSE)的表達,促使內(nèi)源性H2S的生成增多,來抑制氧化性

4、低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein, ox-LDL)誘導(dǎo)的小鼠巨噬細胞炎癥因子的表達,從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化(Arteriosclerosis, AS)的作用。因此,我們推測檳榔堿可通過激活 CSE,促進 H2S生成,從而改善胰島素抵抗大鼠胸主動脈的舒縮功能,防治2型糖尿病大血管并發(fā)癥。
　　為此,本研究觀察不同濃度的檳榔堿對正常大鼠胸主動脈舒縮功能的影響;對IR大鼠模型胸主動脈舒縮功能

5、的影響,并探討其可能的作用機制。
　　【方法】
　　1.建立高果糖飼料喂養(yǎng)誘導(dǎo)的IR大鼠模型。
　　2.采用HI-TACH717全自動生化分析儀測定空腹血糖;放射免疫法測定空腹血清胰島素。
　　3.采用血管環(huán)灌流法觀察各組大鼠胸主動脈環(huán)對新福林(L-phenylephrine, PE)和KCl的收縮反應(yīng)和對ACh、硝普鈉(Sodium nitroprusside, SNP)的舒張反應(yīng);以及用胱硫醚-γ-裂解酶(c

6、ystathionine-γ-lyase, CSE)抑制劑DL-炔丙基甘氨酸(DL-Propargylglycine, PAG)和K+-ATP通道抑制劑格列苯脲(Glibenclamide, Glib)預(yù)孵育血管15 min后,胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)。
　　4.逆轉(zhuǎn)錄多聚核苷酸酶鏈反應(yīng)(reverse transcription polymerase chain reaction, RT-PCR)檢測檳榔堿對大鼠胸主動脈組織

7、CSE mRNA表達的影響。
　　5. Western blot檢測檳榔堿對大鼠胸主動脈組織CSE蛋白的影響。
　　【結(jié)果】
　　在預(yù)實驗的基礎(chǔ)上,本實驗選取的檳榔堿的劑量分別為:0.5 mg/kg,1 mg/kg和5 mg/kg。
　　第一部分檳榔堿對正常大鼠胸主動脈舒縮功能的影響
　　1.檳榔堿對正常大鼠體重(body weight, BW)、空腹血糖(fasting blood glucose, FB

8、G)、空腹血胰島素(fasting serum insulin, FSI)和胰島素敏感指數(shù)(insulin sensitivity index, ISI)的影響
　　與正常對照組相比,檳榔堿(5 mg/kg)處理組能顯著降低正常大鼠的體重,而不同劑量的檳榔堿處理后并不影響大鼠的FBG、FSI和ISI。
　　2.檳榔堿對正常大鼠胸主動脈舒縮功能的影響
　　1)檳榔堿對正常大鼠胸主動脈環(huán)對PE、KCl收縮反應(yīng)的影響

9、　　與正常對照組相比,5 mg/kg檳榔堿處理正常組大鼠胸主動脈環(huán)對PE或 KCl的收縮反應(yīng)顯著增強;而生理鹽水處理的正常對照組的胸主動脈環(huán)對PE或KCl收縮反應(yīng)無顯著改變。
　　2)檳榔堿對正常大鼠胸主動脈環(huán)對ACh、SNP舒張反應(yīng)的影響
　　與正常對照組相比,5 mg/kg檳榔堿處理正常對照組大鼠能損傷胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng);而生理鹽水處理的正常對照組大鼠的胸主動脈環(huán)對 ACh的舒張反應(yīng)無顯著改變;且各組大鼠胸主動

10、脈環(huán)對 SNP舒張反應(yīng)無顯著性差異。
　　3) PAG(或格列本脲)預(yù)處理后,檳榔堿對正常大鼠胸主動脈環(huán)對ACh依賴性舒張反應(yīng)的影響
　　PAG(或格列本脲)預(yù)處理后,與正常對照組相比,5 mg/kg檳榔堿處理正常對照組大鼠胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)進一步受損;而生理鹽水處理的正常對照組大鼠胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)無明顯改變。
　　3.檳榔堿對正常大鼠胸主動脈中CSE mRNA和蛋白表達的影響
　　與正常對

11、照組相比,5 mg/kg檳榔堿處理正常大鼠胸主動脈中 CSE mRNA和蛋白表達量降低;而生理鹽水處理的正常對照組大鼠胸主動脈中CSE mRNA和蛋白表達水平均無明顯改變。
　　第二部分檳榔堿對胰島素抵抗大鼠胸主動脈舒縮功能的影響及機制
　　1.檳榔堿對IR大鼠BW, FBG, FSI和ISI的影響
　　1)與正常對照組相比,IR大鼠的BW, FBG, FSI顯著升高,而ISI則呈顯著下降;而生理鹽水處理的IR組大鼠的

12、各項指標均無顯著改變;
　　2)與IR組相比,使用不同劑量檳榔堿處理IR大鼠后,能降低IR大鼠BW, FBG和FSI,升高ISI;且5 mg/kg檳榔堿處理組最顯著。
　　2.檳榔堿對IR大鼠胸主動脈舒縮功能的影響
　　1)檳榔堿對IR大鼠胸主動脈環(huán)對PE、KCl收縮反應(yīng)的影響
　　a)與正常對照組相比,IR組大鼠胸主動脈環(huán)對PE或KCl的收縮反應(yīng)顯著增強;而生理鹽水處理的IR組胸主動脈環(huán)對PE或KCl的收縮反應(yīng)

13、均無顯著改變;
　　b)與IR組相比,不同劑量檳榔堿能降低IR組大鼠胸主動脈環(huán)對PE或
　　KCl的收縮反應(yīng),且5 mg/kg檳榔堿處理IR組最顯著。
　　2)檳榔堿對IR大鼠胸主動脈環(huán)對ACh、SNP舒張反應(yīng)的影響
　　a)與正常對照組相比,IR組大鼠胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)受損;而生理鹽水處理的IR組胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)無明顯改變;
　　b)與IR組相比,不同劑量檳榔堿處理IR組大鼠后,各組

14、大鼠胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)改善,且5 mg/kg檳榔堿處理IR組最顯著。
　　c)各組大鼠胸主動脈環(huán)對SNP舒張反應(yīng)均無顯著性差異。
　　3) PAG(或格列本脲)預(yù)處理后,檳榔堿對IR大鼠胸主動脈環(huán)對ACh依賴性舒張反應(yīng)的影響
　　a) PAG(或格列本脲)預(yù)處理后,與正常對照組相比,IR組大鼠胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)進一步受損;而生理鹽水處理的IR組胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng)無顯著改變;
　　b)

15、與IR組相比,不同劑量檳榔堿處理IR組大鼠后,能改善大鼠胸主動脈環(huán)對ACh的舒張反應(yīng),且5 mg/kg檳榔堿處理IR組最顯著。
　　3.檳榔堿對IR大鼠胸主動脈中CSE mRNA和蛋白表達的影響
　　1)與正常對照組相比,IR組大鼠胸主動脈中CSE mRNA和蛋白表達量降低;而生理鹽水處理的IR組大鼠胸主動脈中CSE mRNA和蛋白表達水平均無顯著改變。
　　2)與IR組相比,不同劑量檳榔堿處理IR組大鼠后,大鼠胸主動