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本研究分为二部分:
第一部分、孕期高脂肪饮食诱导母鼠胰岛素抵抗及糖脂代谢紊乱
目的:观察孕期高脂肪饮食对正常孕鼠葡萄糖耐量、酯类代谢以及胰岛素敏感性的影响,初步探讨膳食脂肪与妊娠期糖尿病(GDM)发病间的关系。
方法:选择8周龄健康雌性Wistar大鼠20只、雄性Wistar大鼠10只,适应性喂养2周后,雌、雄鼠以1:1比例合笼受孕1周,按受孕顺序将孕鼠随机分为普通饲料组(NC组,n=10)、高脂饲料组(HF组,n=10)。NC组大鼠孕期全程喂养普通饲料,HF组大鼠孕期全程喂养高脂肪饲料(脂肪供热比约占59%,以富含饱和脂肪酸的猪油为主)。饲养期间,观察大鼠进食量和体重变化,交配前及孕20天抽血测空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、血甘油三脂(TG)和胆固醇(TC)浓度,并计算胰岛素敏感性指数(ISI)和HOMA模型的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。禁食12h过夜,于孕20天时,对两组孕鼠行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。
结果:1.体重变化 HF组孕1周、2周、3周大鼠体重(BW)以及孕期增重与同期NC组比较显著增加(P<0.05或P<0.01)。2.血脂变化 与NC组比较,孕20天时HF组血清TG和TC均显著性升高(P<0.05或P<0.01)。 3.FBG和FINSHF组FBG和FINS水平在孕20天时较NC组升高,有显著性差异(P<0.05或P<0.01)。4.胰岛素敏感性 HF组孕20天时ISI较NC组降低,有显著性差异(P<0.01);而HOMA-IR较NC组升高,有显著性差异(P<0.01)。5.OGTT 结果 HF组的0min、60min、120min 3个时点血糖与NC组比较,均显著升高(P<0.05或0.01)。但30min时点血糖无显著性差异(P>0.05)。
结论:孕期高脂肪饮食,可使大鼠孕期体重明显增加;晚孕期血糖、血酯及空腹胰岛素水平升高,葡萄糖耐量明显受损,机体胰岛素敏感性降低,出现胰岛素抵抗。
第二部分、孕期高脂肪饮食对子代胰腺β细胞胰岛素受体及胰岛素受体底物表达的影响
目的:大量流行病学研究和动物实验已证实子宫内和新生儿的营养状态,可改变多个器官、系统的发育,永久的影响它们的功能,改变子代日后对某些慢性疾病的易感性。母体营养过剩或高脂肪饮食,可导致子代成年后易患2型糖尿病。
近年来,在对2型糖尿病的研究中发现胰岛素对胰腺β细胞本身存在正反馈调节,它可以促进β细胞合成和分泌胰岛素,当β细胞胰岛素信号途径任何环节的障碍均可能导致β细胞水平上的胰岛素抵抗(胰岛素“中心性抵抗”),引起胰岛素分泌缺陷。胰岛素受体(InsR)、胰岛素受体底物-1(IRS-1)是胰岛素信号转导途径中的重要蛋白,它们表达水平减低可以引起胰岛β细胞水平上胰岛素抵抗,胰岛素分泌减少,进而导致机体易患2型糖尿病。
本研究旨在通过研究孕期高脂肪饮食对子代胰腺β细胞InsR和IRS-1表达的影响,即是否可导致β细胞水平上的胰岛素抵抗,初步探讨了孕期高脂肪饮食导致子代成年后易患2型糖尿病的某方面机制。
方法:HF组大鼠孕期全程高脂肪饮食(富含饱和脂肪酸的猪油为主),NC组大鼠孕期全程喂养普通饲料,所有孕鼠自然分娩,称重新生鼠体重,记录胎仔数。分娩后两组母鼠都饲以普通饲料,仔鼠由母乳喂养。幼鼠满3周后断乳,随机挑选10只不同窝别的HF组幼鼠及相同数量的对照组幼鼠,禁食12h,采血测空腹血糖(FBG)、分离血清备测空腹胰岛素(FINS)。采血后立即处死,迅速取胰腺组织,4%甲醛固定。HE染色观察2组子代鼠胰腺病理结构;免疫组织化学染色,图像分析检测InsR及IRS-1在两组幼鼠胰岛的表达差别。
结果:1.体重变化 HF组子代鼠(OHF)出生体重和胎仔数与NC组无显著性差异。但1周龄、2周龄、3周龄时的体重均低于NC组子代(ONC)。(P<0.05或P<0.01)。 2.FBG和FINS的变化 3周龄OHF组幼鼠FBG和同龄ONC组无显著性差异,而胰岛素水平显著降低(P<0.01)3.胰腺病理结构 HE染色后,在光镜下观察,两组鼠胰腺病理结构未见明显差异。4.免疫组化结果 OHF组InsR的平均光密度值(MOD) 显著低于ONC组(P<0.05),胰岛染色阳性面积比率较ONC组低,但无显著性差异(P>0.05)。OHF组IRS-1的平均光密度值(MOD) 较ONC组低,但无显著性差异(P>0.05),但OHF组胰岛染色阳性面积比率较ONC组显著减少(P<0.01)。
结论:孕期高脂饮食能引起3周龄子代胰岛素分泌不足;β细胞胰岛素信号转导通路重要蛋白InsR和IRS-1表达减少。