黑木耳多糖对60Co-γ辐射诱导氧化应激小鼠糖代谢的影响

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辐射条件下过量自由基的产生引起的氧化应激所导致的宏观生物分子损伤会破坏正常细胞生理学,影响脂类、碳水化合物等代谢过程,与代谢紊乱等代谢性疾病的发展密切相关。为了防止氧化应激所导致的糖代谢紊乱等生理异常的发展,使用植物来源的天然抗氧化剂等新的治疗策略有待发展。本研究以硫酸酯化黑木耳多糖(SNAAP)为受试物进行体外降糖和辐射小鼠体内糖代谢调节作用研究,揭示SNAAP的糖代谢调节机制,为黑木耳药食价值提供理论支撑。体外实验表明,SNAAP通过抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性、吸收葡萄糖、抑制葡萄糖扩散起到降糖作用。构建γ辐射诱导氧化应激动物模型研究发现,辐射小鼠空腹血糖值升高、血清胰岛素(FINS)和肝糖原含量降低、口服糖耐量降低、胰岛素敏感指数(HOMA-IS)和胰岛细胞功能指数(HOMA-β)降低、肝己糖激酶(HK)和丙酮酸激酶(PK)活性降低、肝葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)、磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶(PEPCK)和糖原磷酸化酶(GP)活性增加,糖代谢紊乱发生。SNAAP通过促进糖原合成、调节糖代谢限速酶活性、改善胰岛功能、增加肝脏胰岛素敏感性、促进胰岛素分泌,从而降低血糖,调节机体糖代谢。血清、肝脏和胰腺中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活性降低、丙二醛(MDA)含量升高,机体氧化还原失衡。肝组织形态学观察结合血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)活性升高和肝胰岛素敏感性降低可知,氧化应激破坏了肝细胞结构和功能;胰腺组织形态学观察结合血清胰淀粉酶(AMS)活性增加、HOMA-β值降低、FINS减少可知,ROS诱导的胰腺细胞功能障碍发生。SNAAP通过提高SOD和GSH-Px活性,减少MDA含量,缓解脏器氧化损伤,恢复肝脏和胰腺功能,从而调节糖代谢。运用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术和蛋白免疫印迹(WB)技术测定肝脏和胰腺中相关基因和蛋白的表达发现:氧化应激降低了辐射小鼠胰腺PDX-1的表达,从而降低GLUT2和GK的mRNA表达,SNAAP通过清除ROS,下调PDX-1、GLUT2和GK的表达,促进胰岛素分泌;氧化应激激活了辐射小鼠肝脏JNK的表达,JNK磷酸化水平的增加和Akt磷酸化水平的降低抑制了FoxO1的磷酸化,使PEPCK和G6Pase表达增加,糖异生作用增强。SNAAP通过清除ROS,改变JNK及其下游靶点的表达,降低糖异生作用;同时,SNAAP对Akt磷酸化的促进会磷酸化下游GSK-3β,减少其对糖原合成酶(GYS2)的抑制,促进糖原合成。综上所述,SNAAP可改善辐射诱导氧化应激造成的糖代谢紊乱。本研究对辐射接触人员实现辐射防护和辐射损伤调节等方面具有十分重要的理论意义和实际应用价值。
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