二十碳五烯酸對胰島素抵抗模型大鼠游離脂肪酸影響的研究

斯日古楞 李天柱 郝丹丹 白春英 張鳳寧 瑞云

摘 要：目的：觀察二十碳五烯酸（EPA）對高果糖飲食誘導的胰島素抵抗（IR）大鼠游離脂肪酸的影響。方法：將大鼠隨機分為對照組、模型組和實驗組。模型組為高果糖飼料，實驗組為高果糖飼料加6%的EPA。EPA攝入4周后，用高胰島素-正常葡萄糖鉗夾法，研究EPA對胰島素的敏感性的影響。用生化比色法測定血清游離脂肪酸（FFA），生化酶法測定血清總膽固醇（TC）及甘油三酯（TG）。結果：高胰島素-正常葡萄糖鉗夾實驗顯示，與對照組比較，模型組的GIR顯著降低（P<0.05）;與模型組比較，實驗組GIR顯著增加（P<0.05）。與對照組比較，模型組的TC、TG及FFA含量顯著增高（P<0.05）;與模型組比較，實驗組能明顯改善高果糖引起的TC、TG及FFA含量的增高（P<0.05）。結論：EPA可降低高果糖誘導的胰島素抵抗大鼠血清游離脂肪酸水平、調節(jié)脂質代謝而改善胰島素抵抗。

關鍵詞：二十碳五烯酸;胰島素抵抗;游離脂肪酸;高胰島素-正常葡萄糖鉗夾法

中圖分類號：R965? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）09-0055-03

高糖的攝入使代謝綜合征、2型糖尿病和心血管疾病的風險增加[1]。高果糖的攝入，是年輕人的肥胖原因，高果糖主要是從含有高果糖的軟飲料中攝入的。長期攝入果糖會引起與慢性乙醇攝入相似的健康問題，包括肥胖、脂肪性肝炎等疾病[2]。能量攝入過多是引起胰島素抵抗（IR）的重要危險因素[3]。IR由于胰島素分泌不足，使脂肪組織中激素敏感性脂肪酶活性增加，抑制脂解作用，從而使甘油三酯（TG）分解產生的游離脂肪酸（FFA）導致胰島素抵抗[4]。FFA升高在胰島素抵抗早期已經發(fā)揮著重要作用。因此，FFA與IR之間的關系成為全球醫(yī)學研究熱點。二十碳五烯酸（EPA）是一種n-3多不飽和脂肪酸（n-3 PUFA）具有抗炎、預防心血管疾病和降脂的作用[5，6，7]。Bertrand etal.研究發(fā)現高脂肪飲食后，EPA降低了肌肉內的甘油三酯（TG），增加了骨骼肌的β-氧化，改善了IR[8]。本實驗旨在研究EPA可通過增加高果糖飲食誘導的胰島素抵抗大鼠血清FFA水平，探討EPA改善胰島素抵抗可能機制，為IR相關疾病防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 動物

Wistar雄性大鼠，購自北京維通利華實驗動物技術有限公司，動物許可證編號：SCXK（京）2018-0010。將大鼠在恒溫（23℃）的實驗室單籠飼養(yǎng)，自由飲水，每天光照12小時，每組喂食相應的飼料。

1.1.2 試劑與儀器

二十碳五烯酸（上海源葉生物科技有限公司）;游離脂肪酸測定試劑盒（南京建成科技有限公司）;BF-5血糖儀（日本王子計測儀器株式會社）;TC測定試劑盒（北京普利萊基因技術有限公司）;TG測定試劑盒（北京普利萊基因技術有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 分組與模型建立

適應性喂養(yǎng)一周后，將大鼠隨機分為三組：對照組、模型組和實驗組。對照組為常規(guī)大鼠飼料喂養(yǎng);模型組為高果糖飼料喂養(yǎng);實驗組為高果糖飼料添加6%的EPA。每天測定攝入量，每周測量體重。在4周的喂養(yǎng)高果糖飼料過程中制備胰島素抵抗模型[9]。模型制備4周后進行高胰島素-正葡萄糖鉗夾實驗及測定相關指標。

1.2.2 胰島素敏感性測定

采用高胰島素-正常葡萄糖鉗夾實驗評價各組胰島素敏感性。方法同參考文獻[10]進行。動物禁食12小時左右，2.5%戊巴比妥鈉（40mg/kg）腹腔注射麻醉，進行頸靜脈和頸動脈插管。右頸靜脈經微量注射泵輸注胰島素和葡萄糖，左頸動脈用于采血標本。在動物麻醉后進行高胰島素-正常葡萄糖鉗夾實驗。每隔10分鐘從動脈取血測定血糖，用于監(jiān)測維持體內血糖水平。如果連續(xù)3次測量血糖值維持在基礎空腹血糖±0.5mg/dL范圍之內，即認定血糖達到穩(wěn)定狀態(tài)。記錄穩(wěn)態(tài)下連續(xù)60分鐘的葡萄糖輸注速率。取穩(wěn)態(tài)下6次葡萄糖輸注速率的平均值作為胰島素敏感性指數（Glucose infusion， GIR）。

1.2.3 血脂和游離脂肪酸（FFA）的測定

取凍存血清，采用酶法檢測各組大鼠TC、TG，按試劑盒說明書進行操作;比色法測定各組大鼠血清FFA。

1.3 統計學處理

應用GraphPad Prism 6.0 （GraphPad Software Inc.， La Jolla， CA， USA）軟件進行，實驗數據以均數±標準差（x±s）的形式表示。組間比較進行One way ANOVA檢驗分析，差異有統計學意義（p<0.05）。

2 結果

2.1 EPA對大鼠胰島素敏感性的影響

給予大鼠4周EPA喂養(yǎng)后，與對照組的胰島素敏感性指數（GIR）比較，模型組的GIR明顯降低，差異有統計學意義（P<0.05）。與模型組比較，實驗組的GIR顯著升高，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2 EPA對大鼠總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）及游離脂肪酸（FFA）的影響

給予大鼠4周EPA喂養(yǎng)后，與對照組比較，模型組的TC、TG及FFA均顯著升高，差異有統計學意義（P<0.05）;與模型組比較，實驗組的TC、TG及FFA均顯著降低，差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。

3 討論

隨著社會經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，居民的膳食結構逐漸發(fā)生變化，尤其是中青年人大量攝入果糖，導致糖脂代謝發(fā)生紊亂誘發(fā)2型糖尿病、肥胖等代謝性疾病已經成為嚴重的健康問題.研究發(fā)現，肥胖患者中脂肪分解活躍，脂肪細胞的FFA釋放增多，導致IR[11].FFA與IR之間有密切的關系;胰島素敏感性與FFA呈負相關.FFA升高將損害糖代謝，降低胰島素的分泌，增加IR，引起高胰島素血癥[11].因此，FFA是肥胖、糖尿病等IR相關疾病的重要因素，并IR中起到重要的作用.

只有少數的研究表明，高果糖飲食動物模型中，n-3 PUFA能改善IR.Mosson et al.研究表明，高果糖誘導的IR攝入EPA可以防止高果糖引起的胰島素敏感性組織的脂肪酸譜變化、IR和血壓升高[12].因此，EPA對IR具有一定的作用，但EPA對高果糖誘導的IR大鼠的作用及機制仍不明確.EPA能抑制身體脂肪的累積，從而降低脂肪細胞的FFA生成[13].胰島素促進血糖進入脂肪組織，使脂肪細胞內的甘油三酯（TG）在各種脂肪酶的作用下被水解釋放入血，對FFA的合成有促進作用.此外，糖尿病模型中，EPA可影響胰島素信號分子，增加骨骼肌組織中的葡萄糖轉運體4（GLUT4）表達，還使炎性細胞因子的基因表達降低[14].

在本研究設計了高果糖誘導的IR模型中，使用高胰島素-正常葡萄糖鉗夾法評價EPA對胰島素敏感性的影響.結果表明，EPA能明顯增強胰島素敏感性指數，改善高果糖誘導的IR.進一步發(fā)現，高果糖誘導的模型組FFA明顯升高，表明FFA升高使葡萄糖攝取和利用下降，降低抗脂質代謝的作用;EPA攝入實驗組FFA明顯下降，表明EPA可通過降低FFA水平改善IR。同時檢測血脂發(fā)現，高果糖誘導的模型組TC、TG明顯升高，經EPA 攝入后TC、TG明顯下降，表明EPA對血脂也有一定程度的調節(jié)作用。此結果與n-3 PUFA能夠調節(jié)血脂相符[15]。因此，EPA可抑制脂肪與TC、TG生成，降低血清FFA水平，發(fā)揮降血糖的作用，提高胰島素敏感性，改善IR。

綜合上述，高果糖條件下，EPA對脂質代謝及胰島素敏感性具有顯著的作用。可能是通過降低IR大鼠血清FFA水平，調節(jié)血脂代謝而改善胰島素抵抗。

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