α-硫辛酸對 STZ誘導的糖尿病大鼠血糖、血脂及氧化應激水平的調節作用

李艷英 耿厚法 班 博

(山東大學研究生院,山東 濟南 250100)

糖尿病患者發生糖代謝紊亂的同時常合并脂代謝紊亂,研究證實脂質代謝障礙及體內過氧化脂質的增多與動脈粥樣硬化的形成密切相關〔1〕。α-硫辛酸是線粒體酶系復合物的一種輔助因子,能夠清除自由基,恢復和增加體內其他抗氧化劑水平,降低炎性標志物水平和改善內皮細胞功能〔2〕,有研究報道〔3,4〕其對糖尿病腎病及糖尿病周圍神經病變均有一定的改善作用,但尚未見其對機體能量代謝作用的相關報道。本研究通過動物模型實驗觀察 α-硫辛酸對 2型糖尿病機體糖脂質代謝紊亂以及組織氧化應激狀態的改善作用,并探討其作用機制。

1 材料與方法

1.1 主要試驗儀器與藥品 微量血糖儀(One TouchⅡ型,美國強生公司)及相應型號試紙,糖化血紅蛋白(HbAlc)測定儀(美國伯樂公司 BIO-RAD REF 220-0101)、全自動生化分析儀(日本日立 HITACHI 7600-120)、電子天平 (上海良平YP6001)、722型分光光度計(上海分析儀器廠)、37℃及 95℃恒溫水浴箱(北京市醫療設備廠);鏈脲佐菌素(STZ)購自美國 Sigma公司,α-硫辛酸(LA;產品批號 2574)購自德國 STADA公司,丙二醛(MDA)及總抗氧化能力(T-AOC)測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 實驗動物 健康雄性 Wistar大鼠 50只,體重 180～200g,購自山東省新華魯抗動物實驗中心(許可證號為:SCXK魯 20080002),飼養溫度(22±1)℃,濕度 40%～60%,光-暗周期 12 h。用普通飼料適應性喂養 7 d后隨機分為對照組 8只,和實驗組 42只,對照組繼續普通飼料喂養,實驗組改用高脂飼料喂養,基礎飼料購自山東省新華魯抗動物實驗中心,高脂飼料是在 60%的基礎飼料中加入5%蛋黃粉、20%蔗糖和 15%豬油混合而成。

1.3 方法 實驗組大鼠高脂飼養 4 w后,禁食 12 h,將 STZ溶于 0.1 mol/L枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液(p H4.2)溶液中,配成濃度為 1%的溶液,單次腹腔注射 30mg/kg,對照組(8只)給予等量的枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液腹腔注射,72 h后尾靜脈測血糖,血糖 ＞16.7 mmol/L為造摸成功,共成模 32只,成模者納入本實驗,繼續高脂飲食 4 w后隨機分為 4組,即 α-硫辛酸低劑量組(LLA)、中劑量組(MLA)、高劑量組(HLA)、糖尿病組(DC),每組各 8只,分別給予 α-硫辛酸 30、60、120mg? kg-1? d-1,生理鹽水 2 ml/d 4 w,實驗期間,動物自由攝食和飲水。每周測一次血糖和體重。

1.4 標本收集與檢測 用藥 4 w后,禁食 12 h,戊巴比妥鈉腹腔麻醉,開胸,胸主動脈抽血檢測 HbA 1c、血糖、血脂,取出肝臟-80℃冰箱凍存備用測 MDA、T-AOC。親和層析微柱法測HbA1c,血糖血脂由全自動生化分析儀檢測,MDA、T-AOC應用比色法測定。

1.5 統計學處理 采用SPSS13.0軟件進行統計處理,數據用x±s表示,兩組間比較采用獨立樣本 t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,相關性采用Pearson相關分析。

2 結 果

2.1 體重 分組時各組間體重無差異,至造模 1 w后即在飼養 5 w后對照組與實驗組相比差異有統計學意義(P＜0.05),實驗組各亞組間體重無差異(P＞0.05),見表 1。

表1 各組大鼠體重變化(x±s,n=8,g)

2.2 各組大鼠血糖及糖化血紅蛋白比較 至造模后正常組與其他各組比較血糖差異有統計學意義(P＜0.01);用藥后 MLA組及 HLA組與 DC組比較血糖顯著降低(P＜0.05);而LLA與DC組比較差異無統計學意義;不同劑量組之間比較無差異(P＞0.05);各組大鼠 HbA1c水平比較 ,與血糖變化趨勢一致,見表 2。

表2 α-硫辛酸對大鼠血糖的影響(x±s,n=8,mmol/L)

2.3 各組大鼠血脂水平比較 與對照組相比較,對照組、LLA組、MLA組甘油三酯(TG)、膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)均升高,高密度脂蛋白(HDL)下降,差異有統計學意義(P＜0.01),HLA組 TG、TC、LDL、HDL無明顯差異(P＞0.05);與對照組相比較 LLA、MLA、HLA組 TG、TC、LDL均有下降,HDL有明顯升高,差異有統計學意義(P＜0.05,P＜0.01),見表 3。

表3 α-硫辛酸對大鼠血脂的影響(x±s,n=8,mmol/L)

2.4 各組大鼠肝臟內MDA、T-AOC的比較 與對照組比較,糖尿病組、α-硫辛酸干預各亞組大鼠肝臟內 MDA含量均有升高,而 T-AOC具有下降,差異有統計學意義(P＜0.05或者 P＜0.01);與對照組比較,α-磷辛酸干預各亞組大鼠肝組織中 MDA含量均下降,T-AOC均有升高,差異有統計學意義(P＜0.05,P＜0.01),見表 4。

表4 α-硫辛酸對大鼠肝臟內MDA的影響(x±s,n=8,nmol/mgprot)

2.5 相關性分析 肝臟內 MDA與血糖、TG、TC、LDL水平呈正相關,與HDL水平呈負相關;而肝臟內 T-AOC與血糖、TG、TC、LDL水平呈負相關,與 HDL水平呈正相關。

3 討 論

本實驗中的糖尿病組及 α-硫辛酸治療各組均存在持續高血糖狀態,慢性高血糖導致線粒體能量代謝障礙,生成大量的氧自由基,影響細胞內的信號傳導途徑,引起胰島素抵抗〔5〕。本實驗顯示,糖尿病組肝臟中T-AOC的水平較正常對照組明顯降低,而反映脂質過氧化物的MDA水平明顯升高,α-硫辛酸治療各組明顯地降低了 MDA水平,同時升高了 T-AOC的水平,表明 2型糖尿病機體和組織存在明顯的氧化應激狀態,由此導致脂質過氧化和抗氧化能力降低,作為強抗氧化劑的硫辛酸顯著改善氧化應激狀態,增強機體的抗氧化能力。同時本實驗研究表明α-硫辛酸治療組中的中、高劑量亞組用藥后血糖較前下降;用藥各亞組 HbAlc較糖尿病組明顯下降,表明 α-硫辛酸有降糖作用,結果與 Balkis等〔6〕的報道相一致,但其具體作用機制尚不明確,可能與 α-硫辛酸可以通過改善氧化應激狀態,增加胰島素敏感性、改善胰島素抵抗、增加骨骼肌對葡萄糖的攝取和利用有關〔7〕。

本實驗研究顯示 α-硫辛酸可以降低TG、TC及 LDL,并可以升高 HDL,這與國外的研究〔8〕結果一致,其作用機制可能是通過抑制肝臟內關脂肪合成酶的基因表達(3-磷酸甘油酰基轉移酶和二酰甘油酰基轉移酶-2),降低肝臟 TG的分泌,刺激富含TG脂蛋白的清除,而不是通過厭食作用。另有研究〔9〕表明其降脂作用機制為使肝臟的內的與 β-氧化及自由基清除的過氧化氫酶相關的基因表達上調,而 TC合成相關的基因表達下調,進而增加脂肪酸β-氧化、減少 TC合成阻止高脂飲食引起的血脂異常。也有文獻〔10〕報到其降脂作用機制與其改變肝臟內磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)活性有關。Yang等的研究〔11〕表明 α-硫辛酸通過提高血清脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)的活性降低高脂飲食誘導的高脂血癥大鼠模型的血清 TG及LDL的水平,并可以升高 HDL。另外,本研究還顯示肝臟內MDA與 TG、TC、LDL水平呈正相關,與 HDL水平呈負相關;而肝臟內 T-AOC與 TG、TC、LDL水平呈負相關,與 HDL水平呈正相關,說明氧化應激與糖尿病脂代謝異常關系密切,其間作用機制尚未明確。有研究表明α-硫辛酸可通過抗氧化應激作用,進而改善胰島素抵抗,從而降低脂質水平〔12〕。

總之,本研究證實 α-硫辛酸可顯著改善糖尿病大鼠的糖脂代謝紊亂,減輕脂質過氧化,改善氧化應激水平,提示α-硫辛酸對糖尿病及其慢性并發癥可能具有較好的預防作用,為其在臨床上的推廣應用奠定了理論基礎。

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