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背景:乙醇目前是世界上滥用最为广泛的成瘾物质。长期大量摄入乙醇会对机体产生许多不利的影响,如乙醇性心肌病,脂肪肝和乙醇性肝炎等,随着人们生活水平生活方式的改变,胰岛素抵抗(Insulin resistance, IR)和2型糖尿病在我国的发病率逐年升高。流行病学调查结果和相关实验结论显示,过量饮酒降低胰岛素的敏感性。胰岛素抵抗是多种原因引起组织细胞糖利用障碍和代谢紊乱,导致机体对胰岛素敏感性降低,是2型糖尿病发病机制之一。但乙醇影响胰岛素敏感性的机制尚未完全阐明。胰岛素信号传导途径是组织利用糖的经典途径,也是组织摄取糖的主要通路。胰岛素信号的有效传导决定了胰岛素效应的正常发挥。胰岛素信号传导途径主要分为两条:①磷脂酰肌醇(-3)激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI-3K)途径,是主要通路。②Ras-丝裂酶原激活蛋白激酶(MAPK)途径。在PI-3K途径中,胰岛素的信号传导是首先胰岛素与胰岛素受体(Insulin receptor, IR)α亚单位结合开始,激活IRβ亚单位酪氨酸激酶活性部位,随之引起胰岛素底物(Insulin receptor substrate, IRS)的酪氨酸磷酸化,胰岛素受体底物酪氨酸磷酸化后,又激活PI-3K引起蛋白激酶B (PKB/Akt)丝氨酸磷酸化,最终导致葡萄糖转运体(Glucose transporter, GLUT)由细胞内转位至细胞膜,介导细胞外葡萄糖转运到细胞内。蛋白酪氨酸磷酸酶(Protein tyrosine phosphatases, PTPs)通过对胰岛素受体激酶(Insulin receptor kinase, IRK)或IRK活性片段的磷酸化酪氨酸残基去磷酸化作用对胰岛素信号传导进行负调节。蛋白酪氨酸磷酸酶-1B(Protein tyrosine phosphatase-1B, PTP-1B)为最早由胎盘克隆的蛋白酪氨酸磷酸酶家族的典型代表,是在体内广泛表达的胞内蛋白酪氨酸磷酸酶。在细胞中,PTP-1B与胰岛素受体等信号转导分子有着密切的联系,当其过度表达时,可以使胰岛素信号转导的部分信号分子去磷酸化,从而阻碍胰岛素信号的传导。实验研究发现,PTP-1B基因敲除的小鼠不仅胰岛素敏感性增强,对饮食诱导的肥胖有很强的抵抗作用,并且在肝脏和肌肉组织中,胰岛素诱导的受体酪氨酸磷酸化增强。因此PTP-1B在调节胰岛素信号转导过程中起着十分重要的作用。骨骼肌是机体摄取血糖,维持血糖水平稳定,调节能量代谢的主要器官之一骨骼肌对葡萄糖的摄取占机体总葡萄糖摄取量的1/3,研究表明胰岛素介导的葡萄糖摄取,骨骼肌细胞占据80%以上,因而骨骼肌对糖的摄取和利用减少,在胰岛素抵抗的发病中起重要作用。以往的研究中发现,乙醇摄入使雌性大鼠产下的幼鼠小脑组织中PTP-1B的活性增加。PTP-1B在各器官组织中的作用和活性具有组织差异性,长期饮酒状态下大鼠骨骼肌中PTP-1B的表达和活性是否发生变化目前尚不清楚。因此,我们在观察长期乙醇摄入对大鼠机体胰岛素敏感性影响的同时,观察大鼠骨骼肌中PTP-1B的表达及活性的变化,探讨乙醇作用下胰岛素抵抗的分子机制,为疾病的预防和治疗提供理论和实验依据。目的:1、建立长期饮酒动物模型,观察大鼠摄入不同剂量的乙醇后机体胰岛素敏感性的改变。2、选择骨骼肌组织为研究对象,观察长期饮酒对其胰岛素信号传导过程中关键分子的影响,探讨乙醇影响胰岛素敏感性的可能机制。3、观察大鼠长期摄入乙醇后骨骼肌PTP-1B表达的影响,探讨PTP-1B在乙醇影响骨骼肌胰岛素敏感性中的地位和作用。方法:1、动物分组及喂养:雄性Wistar大鼠60只,按体重随机分为4组,每组15只,即对照组(蒸馏水:5g·kg-1·d-1),大剂量饮酒组(乙醇量:5g·kg-1·d-1, H组),中剂量饮酒组(乙醇量:2.5g·kg-1·d-1, M组)和小剂量饮酒组(乙醇量:0.5g·kg·-1·d-1,L组);乙醇由胃管灌入,每日早9点定时灌胃,喂养时间共22周。2、机体水平胰岛素敏感性评价:喂养期间监测大鼠体重和血糖水平;大鼠处死前,测空腹血糖、空腹血胰岛素和血脂水平,计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。3、长期乙醇摄入对经典胰岛素信号传导通路的影响:Real-time PCR检测骨骼肌PTP-1B的mRNA水平;PNPP法检测PTP-1B的活性;Western blot检测IRβ、IRS-1、Akt、MAPK、PTP-1B和GLUT4总蛋白或磷酸化水平。结果:1、机体水平胰岛素敏感性评价:与对照组相比,高、中、低剂量饮酒组的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)分别增高了40%(P<0.01),24%(P<0.05)和9%(P>0.05)。2、乙醇对骨骼肌胰岛素信号传导通路的影响:(1)与对照组比较,高、中等剂量饮酒组大鼠骨骼肌中PTP-1B的活性及蛋白表达水平均明显增加(H组均:P<0.01;M组均:P<0.05),低剂量饮酒组无显著性差异(L组均P>0.05)。(2)与对照组比较,高、中等剂量饮酒组大鼠骨骼肌p-IRp, IRp, p-IRS-1和IRS-1的蛋白水平明显降低。此外,各饮酒组大鼠骨骼肌p-IRβ与IRβ蛋白比值均明显降低,且有剂量依赖性(H组:p<0.01;M、L组:p<0.05)。p-IRS-1与IRS-1蛋白比值只在高、中剂量两组降低(H组:p<0.01;M组:p<0.05)比较明显,低剂量饮酒组无显著性差异(p>0.05)(3)与对照组比较,高、中剂量饮酒组大鼠骨骼肌的p-Akt的蛋白水平显著降低(H组:p<0.01;M组:p<0.05),低剂量组与正常组相比无明显差异(p>0.05)。各饮酒组大鼠骨骼肌Akt总蛋白水平无显著性差异(p>0.05)(4)与对照组比较,高、中等剂量饮酒组大鼠骨骼肌的p-MAPK的蛋白水平显著降低(H组:p<0.01;M组:p<0.05),低剂量组与正常组相比无明显差异(p>0.05)。各饮酒组大鼠骨骼肌MAPK总蛋白水平无显著性差异(p>0.05)(5)与对照组比较,高、中等剂量饮酒组大鼠骨骼肌的GLUT4的蛋白水平显著降低(H组:p<0.01;M组:p<0.05),低剂量饮酒组的GLUT4的蛋白水平无显著性差异(p>0.05)结论:1、长期摄入过量乙醇损害大鼠机体胰岛素的敏感性。2、长期摄入过量乙醇上调大鼠骨骼肌PTP-1B的表达并增加其活性,这可能是乙醇诱导骨骼肌胰岛素抵抗的机制之一3、长期摄入过量乙醇降低骨骼肌IRβ、IRS-1及GLUT4的表达,这也可能是乙醇诱导骨骼肌胰岛素抵抗的机制之一。