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背景: 噪声污染是人类公共健康的一大危害,除了对听觉系统造成损伤,还与T2DM、CVD发病风险显著正相关,噪声污染与这些疾病的关联机制尚不明确。鉴于现代社会中糖尿病、CVD的高发性及严重危害性,噪声污染与这些疾病的关联实质亟需动物实验予以揭示。本实验室前期根据文献调研,选用95dB声压级(Sound pressure level,SPL)中等强度宽带白噪声、每天4小时,进行先期研究,结果显示95dB噪声暴露引起ICR小鼠整体胰岛素敏感性降低。胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是二型糖尿病(type2 diabetes,T2DM)和心血管疾病(cardiovascular diseases,CVD)的共同病理基础,因此我们推测IR参与噪声暴露与T2DM和CVD发病风险之间的关联。噪声污染对机体的危害与噪声强度、频率以及持续时间有关。根据美国职业安全与健康管理协会(OSHA)的建议,世界大多数国家将工作场所噪声暴露的安全容许限值规定为85dB(日均8小时)。为使研究更贴近于人类生活环境,本课题选用安全容许限值85dB SPL宽带白噪声、每天4小时为噪声暴露条件,利用IR、T2DM病理研究常用的C57BL/6J小鼠为研究对象展开研究,观察连续85dB噪声暴露对整体胰岛素敏感性的影响。肝脏是胰岛素的主要靶器官,肝脏中胰岛素信号通路在胰岛素调节及维持机体糖脂代谢稳态的过程中发挥重要作用,肝脏IR将引起机体糖脂代谢异常,对T2DM、CVD的发生具有启动作用。然而目前噪声暴露对肝脏胰岛素敏感性的影响尚不明确,因此本研究将观察连续85dB噪声暴露对肝脏胰岛素敏感性的影响。 目的: 本研究将观察连续85dB噪声暴露对整体胰岛素敏感性及肝脏胰岛素敏感性的影响。考虑到IR及其相关疾病的多病因背景,高脂饮食是建立IR公认的方法,本研究将观察噪声暴露对高脂饮食诱导的IR效应的影响。本课题还将对噪声暴露影响肝脏胰岛素敏感性的机制进行初步探析。 方法: 本课题以C57BL/6J小鼠为研究对象,随机分为4个组,分别是正常饮食(无噪声)对照组(CD-C)、正常饮食噪声组(CD-N)、高脂饮食(无噪声)对照组(HFD-C)、高脂饮食噪声组(HFD-N)。CD-N组和HFD-N组均接受连续85dBSPL宽带白噪声暴露,每天4小时(以下简称4h/d)。分别在实验一周(以下简称1W)、实验两周(以下简称2W)、实验第八周(以下简称8W)检测小鼠胰岛素耐量,明确85dB噪声暴露对小鼠整体胰岛素敏感性的影响;通过胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)值以及蛋白质免疫印记剖析噪声暴露对小鼠肝脏胰岛素敏感性的影响;通过对体重、能量摄入、代谢效率、附睾脂肪含量等反映基础代谢的指标、整体及肝脏脂质含量、肝脏组织氧化应激指标、血清炎性因子白介6(interleukin6,IL6)含量以及肝脏组织Jun氨基端激酶(jun N-terminal kinase,JNK)磷酸化水平的测定分析,对噪声暴露8W影响胰岛素敏感性的机制进行初步探析。 结果: 1、胰岛素耐量实验结果显示85dB噪声暴露引起正常饮食小鼠整体胰岛素敏感性降低,促进高脂饮食诱导的整体IR的发生。 2、噪声暴露8W引起正常饮食小鼠空腹血胰岛素及其HOMA-IR值显著升高。肝脏组织蛋白免疫印记结果显示,实验2W时,噪声暴露未对正常饮食及高脂饮食小鼠肝脏胰岛素信号通路产生显著影响;实验8W时,噪声暴露引起正常饮食及高脂饮食小鼠肝脏胰岛素信号通路显著受损。以上结果提示连续85dB噪声暴露8W引起肝脏胰岛素敏感性降低。 3、噪声暴露8W对正常饮食及高脂饮食小鼠体重及其变化率有降低的效应;噪声暴露不影响小鼠摄食量及能量摄入,却引起小鼠代谢效率显著升高;噪声暴露8W对正常饮食及高脂饮食小鼠附睾脂肪重量及其占体重的百分比有降低的效应;噪声暴露8W促进小鼠血清甘油三酯(triglyceride,TG)水平升高,并促进小鼠肝脏脂质积累。以上结果提示:噪声暴露8W引起机体脂质代谢异常。 4、第八周肝脏组织超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和脂质过氧化产物丙二醛(malonaldehyde,MDA)检测结果提示噪声暴露8W引起正常饮食小鼠氧化应激水平升高,促进肝脏脂质过氧化产物水平升高。 5、实验第八周血清炎性因子IL6含量和肝脏JNK磷酸化程度检测结果提示85dB噪声暴露8W促进机体发生炎性反应,引起肝脏JNK信号过度激活。 本研究首次观察并分析了85dB噪声暴露对小鼠整体胰岛素敏感性及肝脏胰岛素敏感性的影响。本研究结果提示85dB噪声可引起机体胰岛素敏感性降低,促进高脂饮食诱导的IR的发生。长期85dB噪声暴露促进小鼠肝脏胰岛素敏感性降低,其机制可能与噪声暴露引起脂质代谢异常、促进肝脏氧化应激水平和血清炎性因子水平升高及JNK信号激活有关。本研究结果对揭示IR的致病因素,预防IR及相关疾病的发生发展有显著的指导意义。