论文部分内容阅读
目的:(1)测定全谷物中国野生菰米的体外抗氧化能力并观察其提取物对HepG2细胞胰岛素抵抗的作用,揭示菰米提取物减轻HepG2细胞胰岛素抵抗的氧化损伤机制。
(2)观察全谷物中国野生菰米对大鼠胰岛素抵抗糖脂代谢指标及游离脂肪酸(FFAs)、脂肪细胞因子如载脂蛋白-2(LCN-2)、脂联素(ADP)等的作用,同时探讨脂代谢关键核转录因子在中国野生菰米改善胰岛素抵抗和肝脏脂毒性中的作用及相关分子机制,为全谷物中国野生菰米作为一种优良的食疗保健资源用于预防和控制慢性代谢性疾病提供理论支持。
(3)比较空腹血糖正常人群和空腹血糖受损人群及糖尿病患者血清中炎性因子和脂肪细胞因子水平,并分析其与糖脂代谢临床生化指标的相关性。
(4)通过全谷物膳食干预,观察膳食干预对空腹血糖受损人群血清中炎性因子和脂肪细胞因子的影响及变化规律,评价膳食干预对空腹血糖受损人群的干预效果,为慢性代谢性疾病膳食防治的作用机制及应用价值提供一定依据。
方法:(1)采用DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基清除活性测定全谷物中国野生菰米体外抗氧化能力。通过软脂酸(PA)诱导HepG2细胞发生胰岛素抵抗,并用菰米提取物作用细胞,采用葡萄糖氧化酶法检测细胞对葡萄糖的消耗量,判定胰岛素抵抗细胞模型建立成功。同时检测细胞培养液中的甘油三酯(TG)和FFAs水平以及抗氧化指标,包括丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的含量;实时定量PCR测定固醇调节原件结合蛋白-1c(SREBP1-c)、脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰辅酶A羟化酶(ACC)的基因表达。
(2)40只雄性SD大鼠按照胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)随机分为阴性对照组、高脂模型组、米面组和菰米组,采用预防性干预方法连续喂养8周,每2周尾静脉采血一次,实验结束后肝脏组织行冰冻切片进行油红O染色观察;测定血脂、空腹血糖(FPG)、胰岛素(FINS)、FFAs和脂肪细胞因子含量以及肝组织匀浆TG和FFAs浓度;实时定量PCR和Western blot检测大鼠肝脏和睾周脂肪组织中过氧化物酶体增殖体激活受体(PPAR-γ)和SREBP1-c等相关脂代谢转录因子及脂肪细胞因子LCN-2的基因和蛋白表达。
(3)采用多阶段分层整群随机抽样的方法在南京市3个主城区进行基线体检调查,筛选空腹血糖正常人群137例、空腹血糖受损人群163例和糖尿病患者145例,采用放射免疫法或Elisa法测定血清炎性因子和脂肪细胞因子水平,并对炎性因子和肪细胞因子与糖脂代谢临床生化指标进行相关性分析。
(4)将空腹血糖受损人群分为对照组和全谷物膳食干预组,干预组给予由新鲜小麦、玉米、高粱、小米和黄豆为原料(包括糠、麸和胚乳)制成的全谷物食物,干预6个月后,观察全谷物膳食干预对空腹血糖受损人群糖脂代谢临床生化指标、炎性因子和脂肪细胞因子的影响。
结果:(1)全谷物中国野生菰米富含黄酮、花色苷、皂甙和植物甾醇等抗氧化物质,具有很强的清除DPPH自由基能力。PA组细胞对葡萄糖的摄取能力与高胰岛素组相当,差异无统计学意义(P>0.05),均明显低于对照组(P<0.05),表明PA成功诱导了HepG2细胞发生胰岛素抵抗;全谷物中国野生菰米提取物提高了细胞对葡萄糖的摄取能力,改善了HepG2细胞胰岛素抵抗的程度。与PA组相比,菰米组降低了细胞培养液中TG、FFAs和MDA含量,增加了SOD水平(P<0.05);同时抑制了SREBP-1c mRNA以及FAS和ACC的基因表达(P<0.05)。
(2)模型组大鼠HOMA-IR值显著高于阴性对照组,模型组SD大鼠整体胰岛素敏感性下降,大鼠发生胰岛素抵抗;米面组与模型组HOMA-IR值没有显著性差异(P>0.05);菰米组大鼠血清FPG和FINS浓度及HOMA-IR值显著低于米面组和模型组(P<0.05),中国野生菰米提高了SD大鼠的胰岛素敏感性。与米面组相比,菰米组降低了胰岛素抵抗大鼠的体重、内脏脂肪重量、血脂、FFAs含量以及脂肪细胞因子LCN-2、瘦素(Leptin)、抵抗素(Res)和内脂素(Visfatin)水平(P<0.05),升高了HDL-C和ADP含量(P<0.05),同时减轻了肝内脂滴的蓄积,而这些指标在米面组与模型组间均没有显著性差异(P>0.05)。与米面组相比,菰米组大鼠肝脏和睾周脂肪组织中PPAR-γ的蛋白和mRNA表达及其下游基因脂蛋白脂酶(LPL)和脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)的mRNA表达显著升高(P<0.05),SREBP-1c及脂肪细胞因子LCN-2的蛋白和mRNA表达及脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰辅酶A羟化酶(ACC)的mRNA表达均显著下降(P<0.05)。
(3)空腹血糖受损人群和糖尿病人群的体质指数(BMI)、腰臀比(WHR)、收缩压、血脂(TG、TC、LDL-C)、FPG、FINS、HOMA-IR以及超敏C反应蛋白(hs-CRP)、LCN-2和Leptin浓度均显著高于空腹血糖正常人群(P<0.05),而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和ADP浓度则显著低于空腹血糖正常组人群(P<0.05);两组人群的腹型肥胖率、胰岛素抵抗比率和代谢综合征比率明显高于空腹血糖正常人群(P<0.05);三组人群在舒张压和肥胖率上均没有显著性差异(P>0.05)。炎性因子hs-CRP、脂肪细胞因子LCN-2和Leptin均与BMI、WHR、FPG、HOMA-IR和TG存在明显的正相关;脂肪细胞因子ADP与BMI、WHR、FPG、HOMA-IR和TG存在明显的负相关。
(4)对空腹血糖受损人群进行6个月的全谷物膳食干预后,干预组人群的BMI值明显下降(P<0.05),而腰围和WHR值没有明显差异(P>0.05);全谷物膳食干预能够降低空腹血糖受损人群的血压、TG、FPG和HOMA-IR值以及炎性因子hs-CRP和脂肪细胞因子(LCN-2和Leptin)水平,增加ADP的浓度(P<0.05);干预组人群的TC和FINS含量较干预前有所下降,HDL-C浓度较干预前有所升高,但干预组与对照组干预前后差值相比,差异无统计学意义(P>0.05)。
结论:(1)体外实验表明,全谷物中国野生菰米具有很强的抗氧化能力,其提取物可以增强HepG2细胞胰岛素抵抗的抗氧化能力,并通过调节TG和FFAs的含量,抑制SREBP-1c的表达,从而降低FAS和ACC的活性,增强胰岛素信号的转导作用,进而改善胰岛素抵抗的作用。
(2)全谷物中国野生菰米含有大量的生物活性物质,可以降低肝脏TG和FFAs含量,激活核转录因子PPAR-γ的活性,从而调节一系列脂肪细胞因子的产生,抑制SREBP-1c的表达及其下游基因FAS和ACC的活性,改善高脂膳食诱导的SD大鼠的胰岛素抵抗和肝脏的脂毒性。
(3)炎性因子hs-CRP和脂肪细胞因子(LCN-2、Leptin和ADP)与BMI、WHR、FPG、HOMA-IR和TG均呈现相关性。尤其脂肪细胞因子LCN-2与肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病密切相关,在糖代谢异常发生发展中起重要作用,为胰岛素抵抗相关的慢性代谢性疾病的预防和治疗提供新的靶点。
(4)全谷物膳食干预能够有效改善空腹血糖受损人群的血糖水平,并增加机体的胰岛敏感性,改善机体的胰岛素抵抗和炎性状态。