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

1、高糖食品越來越多地出現(xiàn)在人們的生活中,許多流行病學(xué)報道了高糖膳食與多種疾病的相關(guān)性,但其中的機制還有待研究。氧化應(yīng)激是多種疾病發(fā)生發(fā)展的共同作用機制,消化系統(tǒng)是機體重要組成部分,其承擔(dān)的消化吸收和代謝功能涉及許多物質(zhì)能量代謝和生理過程,這些過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)疾病進程中起著重要作用,然而高糖膳食對消化系統(tǒng)氧化還原狀態(tài)影響的研究還較為少見。因此本研究擬探究高糖膳食對消化系統(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)性的機制,以便為營養(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)光檢測法多用于細胞和單層細胞組織的檢測,目前還缺乏對多層細胞組織活性氧的測定方法。本研究以過氧化氫為標(biāo)準(zhǔn)品,辣根過氧化物酶為催化劑,魯米諾為探針,建立了組織活性氧的化學(xué)發(fā)光檢測法。同時用20％(m/v)葡萄糖溶液灌胃昆明種小白鼠,檢測了不同時間點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),這說明消化道消化與吸收功能達到平衡有利于機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,說明快速吸收會使機體氧化還

4、原狀態(tài)失衡。分析血和消化系統(tǒng)各組織生長抑素與活性氧的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)生長抑素可能在活性氧的刺激下參與機體的抗氧化防御。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有發(fā)生氧化應(yīng)激;胃腸道生長抑素和活性氧的變化存在著高度正相關(guān),證實活性氧可能作為信號分子刺激生長抑素參與機體抗氧化防御的推論。
　　

5、 為探究小腸對高糖膳食誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激具有防御能力的機制,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表達顯著增高,表明二者的表達產(chǎn)物在空腸中發(fā)揮了極強的抗氧化保護功能。用定量PCR檢測不同葡萄糖水平膳食兩周喂飼和高糖膳食(含20％葡萄糖)不同時間喂飼下十二指腸和空腸Prdx1,Prdx4的基因表達,并分析基因表達變化與生長抑素變化的

6、相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)生長抑素變化和Prdx1,Prdx4基因表達高度正相關(guān);而活性氧變化與Prdx1,Prdx4基因表達并無相關(guān)性。綜合上述結(jié)果得出一個推論:機體ROS可能作為信號分子刺激生長抑素的分泌,生長抑素在小腸可能通過參與Prdx1,Prdx4的表達調(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)激的分子機制,取肝臟組織制備全基因表達芯片,分析了14446條基因的表達變化,發(fā)現(xiàn)110

7、2條基因的表達與對照組相比發(fā)生了改變。分析活性氧產(chǎn)生與清除相關(guān)基因的表達發(fā)現(xiàn),高糖膳食喂飼下肝臟細胞內(nèi)游離脂肪酸水平增高,其在線粒體的氧化分解并未加強,而在過氧化物酶體的氧化分解加強,此過程伴隨著大量活性氧的生成;細胞色素P450家族的基因表達活動也顯著加強,這同樣會導(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下調(diào)硫醇平衡相關(guān)基因的表達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。
　　 過量糖的攝入會導(dǎo)致機體脂代謝紊亂,其發(fā)生發(fā)展過程是否氧化應(yīng)激的參與,這是本課題的研究內(nèi)容之一。對脂代謝機制的研究多集中于肝臟,而小腸作為脂吸收的主要場所,其脂代謝的改變在脂代謝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,檢測高糖對血脂的影響。取肝臟和空腸制作基因芯片,以分析過量糖攝入導(dǎo)致脂代謝紊亂的分子機制。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,對肝臟脂代