紫檀芪对2型糖尿病大鼠糖脂代谢的影响

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目的本研究通过高脂高糖饲料喂养结合腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)构建2型糖尿病大鼠模型,通过灌胃干预6周和12周,观察紫檀芪对2型糖尿病大鼠血糖、血脂、血清胰岛素、血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、血清丙二醛(malondialdehvde,MDA)及脂肪组织过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)和磷脂酰肌醇3激酶(Phosphoinositide 3-kinase,PI3K)蛋白表达的影响,探讨紫檀芪对2型糖尿病大鼠糖脂代谢的影响及对胰腺的保护作用。方法SPF级4周龄SD雄性大鼠140只,适应性喂养1周后,随机分为正常对照组(n=20)和2型糖尿病模型构建组(n=120),正常对照组大鼠给予普通饲料喂养,2型糖尿病模型构建组大鼠给予高脂高糖饲料喂养。4周后,正常对照组大鼠腹腔注射柠檬酸缓冲液,2型糖尿病模型构建组大鼠腹腔注射链脲佐菌素(40mg/kg)溶液。72h后,大鼠空腹血糖≥11.1mmol/L并伴有多饮、多食、多尿症状,一周后大鼠血糖稳定未恢复正常即为造模成功。成模后,将大鼠随机分为2型糖尿病(Type 2 diabetes mellituse,T2DM)对照组(n=20),低剂量紫檀芪组(n=20),中剂量紫檀芪组(n=20),高剂量紫檀芪组(n=20)和罗格列酮组(n=20)。正常对照组和T2DM对照组于每日固定时间给予羧甲基纤维素钠溶液灌胃一次,低剂量紫檀芪组(20mg/kg)、中剂量紫檀芪组(40mg/kg)、高剂量紫檀芪组(80mg/kg)和罗格列酮组(5mg/kg)于每日固定时间按照体重计算灌胃剂量进行灌胃一次。干预6周和12周时,每组随机抽取10只大鼠,夜间禁食不禁水12h,水合氯醛麻醉,腹主动脉采血,测定空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、血清胰岛素(fasting insulin,FINS)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein-cholesterol,HDLC)、低密度脂蛋白胆固醇(low desity lipoprotein-cholesterol,LDL-C)、血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和血清丙二醛(malondialdehvde,MDA)水平,并分离脂肪组织,检测脂肪组织中PPARγ和PI3K蛋白的表达量,对胰腺组织进行组织形态学观察。使用SPSS21.0对实验数据进行统计分析,检验水准α=0.05。结果(1)对体重和尿量的影响:在干预6周和12周时,T2DM对照组、低剂量紫檀芪组、中剂量紫檀芪组、高剂量紫檀芪组和罗格列酮组大鼠体重低于正常对照组(P﹤0.05);低剂量紫檀芪组大鼠体重高于T2DM对照组、中剂量紫檀芪组、高剂量紫檀芪组和罗格列酮组,差异无统计学意义(P﹥0.05)。高脂高糖饲料喂养4周时,2型糖尿病模型构建大鼠尿量高于正常对照组(P﹤0.05);2型糖尿病模型构建组大鼠腹腔注射STZ后,尿量明显增加,高于正常对照组大鼠;干预6周时,低剂量紫檀芪组、中剂量紫檀芪组、高剂量紫檀芪组和罗格列酮组尿量明显低于T2DM对照组(P﹤0.05),并高于正常对照组大鼠(P﹤0.05);干预12周时,T2DM对照组大鼠、低剂量紫檀芪组、中剂量紫檀芪组、高剂量紫檀芪组和罗格列酮组大鼠24h尿量高于正常对照组大鼠24h尿量(P﹤0.05)。(2)对胰腺组织形态的改善:光学显微镜下观察,干预6周和12周时,正常对照组大鼠胰岛呈椭圆形,结构规整,胰岛内细胞边界清晰,大小均匀,形态饱满,排列紧密;T2DM对照组大鼠在干预6周时,胰岛呈不规则形,边界不清,细胞排列稀疏,结构紊乱,细胞出现空泡化,干预12周时,胰岛数量减少,部分胰岛细胞肿胀胞质疏松,并伴有淋巴细胞浸润;罗格列酮组在干预6周时,胰岛呈圆形,结构规整,边界清晰,少量细胞肿胀,胞质疏松,干预12周后,胞质出现疏松呈空泡化;紫檀芪干预组胰岛病理改变介于正常对照组和罗格列酮组之间。(3)对血糖和胰岛素的影响:干预6周时,低剂量紫檀芪组(26.31±2.86mmol/L)、中剂量紫檀芪组(27.64±3.87mmol/L)和罗格列酮组(26.05±1.39mmol/L)大鼠FBG水平低于T2DM对照组(31.15±2.21mmol/L)(P﹤0.05),干预12周时,低剂量紫檀芪组与中剂量紫檀芪组FBG水平与T2DM对照组差异无统计学意义(P﹥0.05),仅罗格列酮组(21.81±22.35mmol/L)与T2DM对照组组差异有统计学意义(P﹤0.05);干预6周时,低剂量紫檀芪组(41.16±9.79μIU/m L)、中剂量紫檀芪组(53.06±25.26μIU/m L)、高剂量紫檀芪组(63.08±16.14μIU/m L)和罗格列酮组(30.46±17.21μIU/m L)大鼠血清胰岛素水平均明显低于T2DM对照组大鼠(97.26±21.77μIU/m L)(P﹤0.05),干预12周时,低剂量紫檀芪组(31.73±13.04μIU/m L)、中剂量紫檀芪组(44.10±30.20μIU/m L)和罗格列酮组(21.81±22.35μIU/m L)大鼠血清胰岛素水平明显低于T2DM对照组(113.41±52.0μIU/m L)(P﹤0.05),但仍高于正常对照组。(4)对血脂的影响:2型糖尿病大鼠模型构建成功后,TC、TG、LDL-C水平明显高于正常对照组大鼠(P﹤0.05),干预6周和12周时,低剂量紫檀芪组、罗格列酮组大鼠的TC、TG和LDL-C水平低于T2DM对照组(P﹤0.05),但仍高于正常对照组。干预12周时紫檀芪低剂量组TC水平低于高剂量组大鼠TC水平(P﹤0.05),高于正常对照组(P﹤0.05)。(5)对氧化应激指标的影响:2型糖尿病大鼠模型构建成功后,血清SOD水平明显降低,在干预6周时,低剂量紫檀芪组和罗格列酮组大鼠血清SOD水平高于T2DM对照组(P﹤0.05),干预12周时,2型糖尿病模型构建组大鼠血清SOD水平较干预6周时有所下降,低剂量紫檀芪组和罗格列酮组大鼠血清SOD水平高于T2DM对照组(P﹤0.05),但仍低于正常对照组(P﹤0.05)。干预6周时,低剂量紫檀芪组、中剂量紫檀芪组和罗格列酮组大鼠血清MDA水平明显低于T2DM对照组(P﹤0.05),且高于正常对照组大鼠(P﹤0.05),干预12周时,低剂量紫檀芪组和罗格列酮组大鼠血清MDA水平低于T2DM对照组大鼠(P﹤0.05),与正常对照组差异无统计学意义(P﹥0.05)。(6)对脂肪组织中PPARγ和PI3K蛋白表达水平的影响:在干预6周时,正常对照组、紫檀芪低剂量组、紫檀芪中剂量组、紫檀芪高剂量组和罗格列酮组大鼠脂肪组织中PPARγ和PI3K的表达量高于T2DM对照组。干预12周时,与正常对照组相比,T2DM对照组、紫檀芪低剂量组、紫檀芪中剂量组、紫檀芪高剂量组、罗格列酮组大鼠组织中PPARγ蛋白表达水平降低(P﹤0.05),与T2DM对照组相比,正常对照组、紫檀芪低剂量组和罗格列酮组大鼠组织中PPARγ水平降低(P﹤0.05);T2DM对照组大鼠、紫檀芪高剂量组大鼠脂肪组织中PI3K蛋白表达水平低于正常对照组、紫檀芪低剂量组、紫檀芪中剂量组和罗格列酮(P﹤0.05),这些结果说明紫檀芪干预能促进2型糖尿病大鼠脂肪组织中PPARγ和PI3K蛋白的表达,且低剂量效果较明显。结论1.2型糖尿病大鼠血糖、血脂、血清胰岛素水平升高;血清中SOD水平降低,MDA水平升高,存在明显的氧化应激状态;脂肪组织中PPARγ、PI3K蛋白表达减少,胰腺组织发生病变,并随着病程的发展加重。2.紫檀芪可降低2型糖尿病大鼠的空腹血糖、血清胰岛素和血脂水平,升高血清中SOD水平,降低血清MDA水平,提高2型糖尿病大鼠抗氧化能力,且低剂量紫檀芪较高剂量效果好。3.紫檀芪可促进脂肪组织中PPARγ、PI3K蛋白的表达,通过激活PPARγ改善2型糖尿病大鼠代谢,改善2型糖尿病大鼠胰腺组织的病变,抑制胰岛β细胞胞质空泡化的形成和脂肪细胞胞质层和胞膜的断裂,且低剂量效果较明显。
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