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目的:胰岛素抵抗是多种疾病如2型糖尿病、肥胖、高血压、高脂血症、冠心病的共同发病基础。骨骼肌中胰岛素介导的葡萄糖利用障碍是外周胰岛素抵抗发生的主要原因。对胰岛素抵抗进行早期治疗性干预,有利于阻止或延缓糖耐量异常进一步发展为临床糖尿病。目前改善胰岛素抵抗的药物研制主要集中在西药方面,而中药在这方面的研究较少。葛根素是从豆科植物野葛的干燥根中提取的单体,己有很多临床研究表明,它可通过多种途径改善胰岛素抵抗状态。蛋白激酶B(proteinkinase,PKB)在胰岛素调节葡萄糖、脂质代谢中起着重要作用,其活性改变和/或表达缺陷,可能参与胰岛素抵抗和2型糖尿病的发病。
本课题通过高脂喂养诱导形成胰岛素抵抗大鼠动物模型,观察葛根素对胰岛素抵抗大鼠骨骼肌.PKBmRNA表达的影响,进而探讨葛根素对胰岛素敏感性的作用及其分子机制。
方法:
1、动物分组及药物干预:70只Wistar大鼠随机分为对照组(Nomal Control,NC组n=20),高脂组(High fatdiet.HF组n=50)。对照组大鼠给予普通饲料喂养,高脂组大鼠给予高脂饲料喂养。所有饲料均由河北医科大学实验动物中心供应。用高胰岛素-正葡萄糖钳夹实验,测定葡萄糖输注率(GIR)。胰岛素抵抗大鼠造模成功后,将高脂组随机分为3个亚组,即高脂对照组(Hyperlipoidemia HL组,n=14);高脂+罗格列酮干预组(Hyperlipoidemia +rosiglitazone组HL+Rosi n=14),将罗格列酮片溶于适量生理盐水,按大鼠体重予以罗格列酮3mg·Kg<-1>·d<-1>灌胃干预治疗。高脂+葛根素干预组(Hyperlipoideinia+Puerarin,HL+Pue组n=14),葛根素注射液100mg·Kg<-1>·d<-1>治疗,每日清晨腹腔注射1次。HL组给予等量的生理盐水每日清晨腹腔注射1次,共4周。
2、动物处理及标本取得:第4、8周末监测各组大鼠体重、血压,并心脏采血测游离脂肪酸(FFA),血清甘油三酯(TG),血清总胆固醇(TC);各组随机抽取6只大鼠,清醒状态下行高胰岛素一正葡萄糖钳夹实验,实验前及达稳态血糖后各取血1mL,用于空腹血糖、胰岛素及稳态胰岛素测定;第8周末,各组另取8只大鼠麻醉后迅速取骨四头肌组织,采用荧光定量RT-PCR法及计算机图像分析系统分析各组骨骼肌中PKBmRNA的表达水平。
结果:
1、高脂喂养4周后,高脂组空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS),胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)均较对照组显著升高,而胰岛素敏感指数(ISI)下降(P<0.05),GIR显著低于对照组(P<0.01),说明高脂组存在胰岛素抵抗,胰岛素抵抗模型制造成功。
2、经葛根素、罗格列酮组干预4周后,高脂葛根素组、高脂罗格列酮组GIR显著升高,与高脂对照组相比差异有统计学意义(P<0.05),而高脂葛根素组与高脂罗格列酮组差异无统计学意义(P>0.05)。
3、一般项目指标:高脂组与对照组相比,高脂组的血压、血清总胆固醇、甘油三酯含量、血清游离脂肪酸均升高,与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.01)。经葛根素注射液、罗格列酮干预4周后,高脂葛根素组、高脂罗格列酮组血压、血清游离脂肪酸、血清总胆固醇、甘油三脂明显降低。与高脂对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),而高脂葛根素组和高脂罗格列酮组无显著性差异。对照组、高脂组、高脂葛根素组、高脂罗格列酮组之间体重差异无统计学意义(P>0.05)。
4、高脂组与对照组相比,高脂组PKBmRNA表达明显减低,而高脂葛根素组、高脂罗格列酮组PKBmRNA表达较高脂对照组升高,各组间PKBmRNA表达水平差异均具有统计学意义(P<0.05),高脂葛根素组、高脂罗格列酮组比较差异无统计学意义(P>0.05)。
5、相关分析:GIR与TC、TG、INS、FFA呈明显负相关,r值分别为-0.659(P<0.01)、-0.4377(P<0.01)、-0.3989(P<0.01)、-0.4672(P<0.05、);PKBmRNA与TC、TG、INS、FFA呈明显负相关,r值分别为-0.4790(P<0.05)、-0.4561(P<0.05)、-0.4850(P<0.05)、-0.4672(P<0.05)。
结论:
1、高脂喂养Wistar大鼠4周,大鼠的FINS明显升高、GIR显著低于对照组大鼠,表明高脂饲料喂养的大鼠存在高胰岛素血症,胰岛素敏感性明显降低,即胰岛素抵抗形成。
2、葛根素可降低血压、血清总胆固醇、甘油三酯、游离脂肪酸、空腹血糖及胰岛素,胰岛素抵抗状态得以改善。葛根素改善胰岛素抵抗的作用与罗格列酮的作用相似。
3、高脂组大鼠骨骼肌组织中PKBmRNA表达水平明显下降,罗格列酮与葛根素都可使高脂组大鼠骨骼肌组织中PKBmRNA表达增加,这可能是葛根素改善胰岛素抵抗的机制之一。
4、经相关分析表明,葡萄糖输注率与血清甘油三酯、总胆固醇、游离脂肪酸、胰岛素呈显著负相关,PKBmRNA与血清甘油三酯、总胆固醇、游离脂肪酸、胰岛素呈显著负相关,提示葡萄糖输注率、PKBmRNA表达与血脂、游离脂肪酸、胰岛素抵抗密切相关。