α-硫辛酸对 STZ诱导的糖尿病大鼠血糖、血脂及氧化应激水平的调节作用

李艳英 耿厚法 班 博

(山东大学研究生院,山东 济南 250100)

糖尿病患者发生糖代谢紊乱的同时常合并脂代谢紊乱,研究证实脂质代谢障碍及体内过氧化脂质的增多与动脉粥样硬化的形成密切相关〔1〕。α-硫辛酸是线粒体酶系复合物的一种辅助因子,能够清除自由基,恢复和增加体内其他抗氧化剂水平,降低炎性标志物水平和改善内皮细胞功能〔2〕,有研究报道〔3,4〕其对糖尿病肾病及糖尿病周围神经病变均有一定的改善作用,但尚未见其对机体能量代谢作用的相关报道。本研究通过动物模型实验观察 α-硫辛酸对 2型糖尿病机体糖脂质代谢紊乱以及组织氧化应激状态的改善作用,并探讨其作用机制。

1 材料与方法

1.1 主要试验仪器与药品 微量血糖仪(One TouchⅡ型,美国强生公司)及相应型号试纸,糖化血红蛋白(HbAlc)测定仪(美国伯乐公司 BIO-RAD REF 220-0101)、全自动生化分析仪(日本日立 HITACHI 7600-120)、电子天平 (上海良平YP6001)、722型分光光度计(上海分析仪器厂)、37℃及 95℃恒温水浴箱(北京市医疗设备厂);链脲佐菌素(STZ)购自美国 Sigma公司,α-硫辛酸(LA;产品批号 2574)购自德国 STADA公司,丙二醛(MDA)及总抗氧化能力(T-AOC)测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.2 实验动物 健康雄性 Wistar大鼠 50只,体重 180～200g,购自山东省新华鲁抗动物实验中心(许可证号为:SCXK鲁 20080002),饲养温度(22±1)℃,湿度 40%～60%,光-暗周期 12 h。用普通饲料适应性喂养 7 d后随机分为对照组 8只,和实验组 42只,对照组继续普通饲料喂养,实验组改用高脂饲料喂养,基础饲料购自山东省新华鲁抗动物实验中心,高脂饲料是在 60%的基础饲料中加入5%蛋黄粉、20%蔗糖和 15%猪油混合而成。

1.3 方法 实验组大鼠高脂饲养 4 w后,禁食 12 h,将 STZ溶于 0.1 mol/L枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液(p H4.2)溶液中,配成浓度为 1%的溶液,单次腹腔注射 30mg/kg,对照组(8只)给予等量的枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液腹腔注射,72 h后尾静脉测血糖,血糖 ＞16.7 mmol/L为造摸成功,共成模 32只,成模者纳入本实验,继续高脂饮食 4 w后随机分为 4组,即 α-硫辛酸低剂量组(LLA)、中剂量组(MLA)、高剂量组(HLA)、糖尿病组(DC),每组各 8只,分别给予 α-硫辛酸 30、60、120mg◦ kg-1◦ d-1,生理盐水 2 ml/d 4 w,实验期间,动物自由摄食和饮水。每周测一次血糖和体重。

1.4 标本收集与检测 用药 4 w后,禁食 12 h,戊巴比妥钠腹腔麻醉,开胸,胸主动脉抽血检测 HbA 1c、血糖、血脂,取出肝脏-80℃冰箱冻存备用测 MDA、T-AOC。亲和层析微柱法测HbA1c,血糖血脂由全自动生化分析仪检测,MDA、T-AOC应用比色法测定。

1.5 统计学处理 采用SPSS13.0软件进行统计处理,数据用x±s表示,两组间比较采用独立样本 t检验,多组间比较采用单因素方差分析,相关性采用Pearson相关分析。

2 结 果

2.1 体重 分组时各组间体重无差异,至造模 1 w后即在饲养 5 w后对照组与实验组相比差异有统计学意义(P＜0.05),实验组各亚组间体重无差异(P＞0.05),见表 1。

表1 各组大鼠体重变化(x±s,n=8,g)

2.2 各组大鼠血糖及糖化血红蛋白比较 至造模后正常组与其他各组比较血糖差异有统计学意义(P＜0.01);用药后 MLA组及 HLA组与 DC组比较血糖显著降低(P＜0.05);而LLA与DC组比较差异无统计学意义;不同剂量组之间比较无差异(P＞0.05);各组大鼠 HbA1c水平比较 ,与血糖变化趋势一致,见表 2。

表2 α-硫辛酸对大鼠血糖的影响(x±s,n=8,mmol/L)

2.3 各组大鼠血脂水平比较 与对照组相比较,对照组、LLA组、MLA组甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)均升高,高密度脂蛋白(HDL)下降,差异有统计学意义(P＜0.01),HLA组 TG、TC、LDL、HDL无明显差异(P＞0.05);与对照组相比较 LLA、MLA、HLA组 TG、TC、LDL均有下降,HDL有明显升高,差异有统计学意义(P＜0.05,P＜0.01),见表 3。

表3 α-硫辛酸对大鼠血脂的影响(x±s,n=8,mmol/L)

2.4 各组大鼠肝脏内MDA、T-AOC的比较 与对照组比较,糖尿病组、α-硫辛酸干预各亚组大鼠肝脏内 MDA含量均有升高,而 T-AOC具有下降,差异有统计学意义(P＜0.05或者 P＜0.01);与对照组比较,α-磷辛酸干预各亚组大鼠肝组织中 MDA含量均下降,T-AOC均有升高,差异有统计学意义(P＜0.05,P＜0.01),见表 4。

表4 α-硫辛酸对大鼠肝脏内MDA的影响(x±s,n=8,nmol/mgprot)

2.5 相关性分析 肝脏内 MDA与血糖、TG、TC、LDL水平呈正相关,与HDL水平呈负相关;而肝脏内 T-AOC与血糖、TG、TC、LDL水平呈负相关,与 HDL水平呈正相关。

3 讨 论

本实验中的糖尿病组及 α-硫辛酸治疗各组均存在持续高血糖状态,慢性高血糖导致线粒体能量代谢障碍,生成大量的氧自由基,影响细胞内的信号传导途径,引起胰岛素抵抗〔5〕。本实验显示,糖尿病组肝脏中T-AOC的水平较正常对照组明显降低,而反映脂质过氧化物的MDA水平明显升高,α-硫辛酸治疗各组明显地降低了 MDA水平,同时升高了 T-AOC的水平,表明 2型糖尿病机体和组织存在明显的氧化应激状态,由此导致脂质过氧化和抗氧化能力降低,作为强抗氧化剂的硫辛酸显著改善氧化应激状态,增强机体的抗氧化能力。同时本实验研究表明α-硫辛酸治疗组中的中、高剂量亚组用药后血糖较前下降;用药各亚组 HbAlc较糖尿病组明显下降,表明 α-硫辛酸有降糖作用,结果与 Balkis等〔6〕的报道相一致,但其具体作用机制尚不明确,可能与 α-硫辛酸可以通过改善氧化应激状态,增加胰岛素敏感性、改善胰岛素抵抗、增加骨骼肌对葡萄糖的摄取和利用有关〔7〕。

本实验研究显示 α-硫辛酸可以降低TG、TC及 LDL,并可以升高 HDL,这与国外的研究〔8〕结果一致,其作用机制可能是通过抑制肝脏内关脂肪合成酶的基因表达(3-磷酸甘油酰基转移酶和二酰甘油酰基转移酶-2),降低肝脏 TG的分泌,刺激富含TG脂蛋白的清除,而不是通过厌食作用。另有研究〔9〕表明其降脂作用机制为使肝脏的内的与 β-氧化及自由基清除的过氧化氢酶相关的基因表达上调,而 TC合成相关的基因表达下调,进而增加脂肪酸β-氧化、减少 TC合成阻止高脂饮食引起的血脂异常。也有文献〔10〕报到其降脂作用机制与其改变肝脏内磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)活性有关。Yang等的研究〔11〕表明 α-硫辛酸通过提高血清脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)的活性降低高脂饮食诱导的高脂血症大鼠模型的血清 TG及LDL的水平,并可以升高 HDL。另外,本研究还显示肝脏内MDA与 TG、TC、LDL水平呈正相关,与 HDL水平呈负相关;而肝脏内 T-AOC与 TG、TC、LDL水平呈负相关,与 HDL水平呈正相关,说明氧化应激与糖尿病脂代谢异常关系密切,其间作用机制尚未明确。有研究表明α-硫辛酸可通过抗氧化应激作用,进而改善胰岛素抵抗,从而降低脂质水平〔12〕。

总之,本研究证实 α-硫辛酸可显著改善糖尿病大鼠的糖脂代谢紊乱,减轻脂质过氧化,改善氧化应激水平,提示α-硫辛酸对糖尿病及其慢性并发症可能具有较好的预防作用,为其在临床上的推广应用奠定了理论基础。

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