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目的:
(1)了解我国菰米提取物对棕榈酸诱导的胰岛素抵抗HerpG2细胞葡萄糖摄取率的影响,以及对胰岛素抵抗细胞胰岛素受体底物(IRS-2)、蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP-1B)、中性粒细胞凝胶酶脂质相关运载蛋白2(Lcn2mRNA)表达的影响;
(2)了解我国菰米对胰岛素抵抗大鼠糖脂代谢相关因子的影响,及对IRS-2、PTP-1B、Lcn2 Mrna表达水平的影响,探讨中国菰米改善胰岛素抵抗的作用机制;
(3)阐明细胞实验和动物实验中Lcn2与胰岛素抵抗的关系。
方法:
(1)用棕榈酸诱导HepG2细胞发生胰岛素抵抗,用葡萄糖试剂盒检测细胞对葡萄糖的消耗量,然后加入适当浓度的菰米提取物,观察菰米提取物对HepG2细胞的葡萄糖消耗量的作用,同时测定细胞中IRS-2、PTP-1B、Lcn2 Mrna的表达,用米面组作对照。
(2)44只雄性SD大鼠适应性喂养1周后,随机分成阴性对照组、菰米组、米面组和胰岛素抵抗模型组;实验开始前,大鼠断尾取血,离心分离血清,测定总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS);
(3)在AIN-93M动物合成饲料配方的基础上适当调整蛋白质和蔗糖的比例,增加饱和脂肪酸含量,同时用粳米粉、面粉和菰米粉代替高脂饲料中蔗糖和淀粉部分,配制成米面组饲料和菰米组饲料。
(4)连续喂养8周,每2周尾静脉采血测定大鼠空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(Ins)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C);8周后,测定大鼠空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(Ins)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),颈椎脱臼处死大鼠,分离肾周和睾周脂肪,称重,计算脂体比。计算大鼠的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),测定大鼠肝脏中IRS-2、PTP-1B、Lcn2 Mrna表达。
结果:
(1)棕榈酸诱导HepG2细胞发生胰岛素抵抗,表现为HepG2细胞对葡萄糖的摄取利用能力下降。与米面提取物相比,菰米提取物能够使细胞对葡萄糖的摄取能力提高,改善其胰岛素抵抗的程度。与模型组和米面组相比IRS-2表达显著升高(P<0.05),PTP-IB、Lcn2表达显著降低(P<0.05)。
(2)动物实验结果表明,与胰岛素抵抗组和米面组大鼠相比,菰米组大鼠的体重,空腹血糖、胰岛素水平、胰岛素抵抗指数、总胆固醇、甘油三酯、内脏脂肪量和脂体比明显下降,高密度脂蛋白胆固醇水平显著升高。IRS-2表达显著升高(P<0.05),Lcn2、PTP-1B表达显著降低(P<0.05)。
结论:
(1)细胞和动物实验结果显示,菰米具有改善胰岛素抵抗的作用。其可能机制是通过调节游离脂肪酸含量,抑制PTP-1B的表达,促进IRS-2的磷酸化,增强胰岛素信号的转导作用,进而起到改善胰岛素抵抗的效果。
(2)Lcn2可能是胰岛素抵抗的危险因素,在一定程度上可反映机体胰岛素抵抗的状态。