膳食補(bǔ)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(jī)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(jī)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(xué)上的防治策略具有重要而深遠(yuǎn)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(dǎo)、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(xué)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(shí)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(dǎo)的胰島素抵抗大鼠給予不同劑量的亮氨酸干預(yù)6個(gè)月,觀察膳食補(bǔ)充亮氨酸對正常大鼠和胰島素抵抗大鼠機(jī)體代謝,胰島素敏感性,機(jī)體氧化應(yīng)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(yù)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(jī)制進(jìn)行初步探討。為亮氨酸膳食干預(yù)胰島素抵抗及其相關(guān)慢性病研究提供新的科學(xué)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(diǎn),有極大的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　目的:通過觀察不同劑量亮氨酸補(bǔ)充對正常大鼠和高脂喂養(yǎng)大鼠機(jī)體代謝,胰島素敏感性,機(jī)體氧化應(yīng)激水平以及mTOR表達(dá)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(jī)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(dá)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(jìn)行膳食干預(yù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前一周,進(jìn)行葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)、胰島素耐量實(shí)驗(yàn)。25周后處死,測定血脂、血糖、血胰島素,計(jì)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(xì)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(dá)水平。
　　結(jié)果:
　　1.動(dòng)物的代謝改變:
　　(1)高脂飼料喂養(yǎng)大鼠的進(jìn)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(jìn)食量的趨勢,而對高脂大鼠,亮氨酸有增加其進(jìn)食量的趨勢。
　　(2)能量攝入結(jié)果表明,高脂組大鼠

6、僅在實(shí)驗(yàn)前兩周的能量攝入明顯高于正常組大鼠。亮氨酸補(bǔ)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(shí),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(bǔ)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(bǔ)充進(jìn)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(jìn)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(yù)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(yù)組的HOMA-IR指數(shù)均明顯低于HFD組,
　　(2)胰島素耐量試驗(yàn)血糖曲線下面積(areas under the curves)結(jié)果表明, HFD組胰島素耐量實(shí)驗(yàn)曲線下面積(

9、AUC)明顯高于ND組(P<0.05)。HFD加亮氨酸干預(yù)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(yàn)結(jié)果表明,各HFD加亮氨酸干預(yù)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(yīng)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(bǔ)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(bǔ)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(dá)水平明顯較ND組升高(P<0.01), HFD+1.5％組MnSOD mRNA的表達(dá)水平明顯降低(P<0.05),表明亮氨酸補(bǔ)充可減輕肝臟的氧化應(yīng)激。各組大鼠肌肉中MnSOD mRNA的表達(dá)水平無明顯變化。
　　4.肝臟mTO

11、R及磷酸化mTOR蛋白表達(dá)水平
　　經(jīng)胰島素刺激,亮氨酸可顯著增強(qiáng)HFD大鼠pSer2448 mTOR的表達(dá),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)論:
　　1.膳食補(bǔ)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(yīng)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(yù)改善胰島素抵抗的作用不是通過降低進(jìn)食量及