中鏈甘油三酯飲食對大鼠肥胖、胰島素抵抗的影響及其機制研究.pdf

1、肥胖是目前全世界范圍內(nèi)的一大公共衛(wèi)生問題,與胰島素抵抗等非傳染性慢性病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。脂肪攝入增加是導致肥胖的一個重要飲食因素,因此,控制能量和脂肪攝入量成為防治肥胖的首要飲食原則,但傳統(tǒng)的低脂或無脂飲食又容易導致脂類維生素缺乏,并增加心臟疾病的危險性。所以如何提高脂類攝入的質(zhì)量就變得非常重要。近年來人們發(fā)現(xiàn),用低能量密度的MCT代替部分傳統(tǒng)飲食中的LCT能提高脂類攝入的質(zhì)量。盡管還存在爭議,許多動物和人群研究證實了MCT能減輕體重

2、和體脂,增加胰島素敏感性,同時MCT還有助于維生素的吸收,抑制炎癥因子的產(chǎn)生。 普遍認為MCT減輕體重和減少脂肪沉積,調(diào)節(jié)體內(nèi)能量平衡可能有以下幾方面原因：低能量密度,快速的肝內(nèi)轉(zhuǎn)運和氧化,直接作用于脂肪組織調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達和酶的活性,增加飽腹感以抑制食欲,增加能量消耗,許多研究也驗證了MCT的這些特征。其中,MCT導致飽腹感的機制中涉及的激素包括縮膽囊肽、YY肽、抑胃肽、神經(jīng)緊張素和胰多肽。但以往的研究都集中在MCT調(diào)節(jié)代謝的

3、外周機制,如對肝臟、脂肪組織相關(guān)基因表達的影響,MCT影響能量代謝和食欲的中樞機制還不清楚。 下丘腦是機體能量平衡的調(diào)節(jié)中樞。血液中存在的瘦素(leptin),以信號分子的形式隨血液循環(huán)作用于下丘腦,然后以反饋環(huán)的形式調(diào)節(jié)攝食行為和能量平衡,保持體重的穩(wěn)定。動物試驗已經(jīng)證明下丘腦神經(jīng)中樞由于含有瘦素的受體,可以接受和整合這一信號。大量的實驗證實NPY是leptin中樞作用的一種中介遞質(zhì)。leptin注射入血中能迅速進入下丘腦的內(nèi)

4、側(cè)基底部、弓狀核及附近的腦區(qū),與這些部位的leptin受體結(jié)合,對NPYmRNA進行調(diào)控。因此,leptin-NPY軸可能對能量代謝調(diào)節(jié)起重要作用。在動物實驗中,缺乏leptin,使小鼠出現(xiàn)多食、血糖增高、肥胖及弓狀核NPYmRNA水平增高,給予外源性leptin,可使弓狀核NPYmRNA表達接近正常,而使多食、血糖增高、肥胖等癥狀逆轉(zhuǎn),說明leptin參與攝食及體內(nèi)能量代謝調(diào)節(jié)時,可通過NPY而發(fā)揮作用。Stephen等也發(fā)現(xiàn)瘦素與N

5、PY有拮抗作用,瘦素可以通過抑制NPY的表達而降低攝食,增加產(chǎn)熱,降低體重。研究顯示MCT能影響血清瘦素濃度和脂肪組織表達瘦素mRNA,但對下丘腦瘦素受體及NPY的影響尚無相關(guān)研究。 肥胖與胰島素抵抗的相關(guān)性已經(jīng)得到較多學者的認同,飲食誘導肥胖常伴有胰島素抵抗的發(fā)生。研究顯示脂肪組織與胰島素抵抗密切相關(guān),尤其是內(nèi)臟脂肪?；谥窘M織在胰島素抵抗發(fā)生過程中的主導作用,它也被看成是調(diào)節(jié)胰島素敏感性的作用靶點之一,通過減少體內(nèi)脂肪沉積

6、從而調(diào)節(jié)胰島素也是可行的方法。Han等研究顯示MCT能升高胰島素敏感性和葡萄糖耐受性,該作用可能與MCT減少體重和體脂沉積有關(guān)。有研究報道MCT能增加糖尿病人和非糖尿病人的胰島素敏感性,發(fā)現(xiàn)其能增加糖耐量,但其中機制尚不清楚。脂連素是近來發(fā)現(xiàn)的兩種脂肪細胞因子,由成熟脂肪細胞分泌,在血液中濃度較高?，F(xiàn)已證實脂連素能增加胰島素敏感性。高脂飲食能增加脂肪組織脂肪細胞的大小,同時降低脂連素mRNA水平,這些研究表明脂肪細胞減小導致血漿脂連素水

7、平升高,對胰島素抵抗有保護作用。過氧化物體增殖物激活受體γ(PPAR γ)和脂肪細胞分化及脂質(zhì)代謝有關(guān),激活PPARr可促進小脂肪細胞分化,減小細胞體積,還可上調(diào)脂連素mRNA,增加胰島素敏感性,改善胰島素抵抗。 本實驗試圖通過動物實驗和分子生物學實驗,觀察含MCT或LCT的中等水平高脂飲食(29％)對大鼠體脂、體重、血脂、血糖、胰島素敏感性等代謝指標的影響,并通過檢測下丘腦瘦素受體、NPY和脂肪組織內(nèi)脂肪細胞因子的表達水平了解

8、MCT影響代謝可能的分子機制,為肥胖的防治和MCT的推廣應(yīng)用提供資料。為此,實驗從以下3部分進行研究。 第一部分 MCT對大鼠代謝指標的影響 目的:高脂飲食可誘導肥胖,但飲食中脂肪含量過高可影響大鼠食欲,使致肥率降低。本實驗在總結(jié)前人實驗的基礎(chǔ)上,將飲食中的脂肪含量確定在15％(W/W),供能比約占29％,為后續(xù)實驗打下基礎(chǔ)。本實驗對大鼠體重、體脂、血糖、血脂、瘦素及胰島素水平進行比較,觀察MCT對大鼠代謝的影響,并幫助

9、理解肥胖的發(fā)生機制。 方法:體重為85～115g的wistar雄性大鼠,按體重隨機分為基礎(chǔ)對照組(對照組)、含MCT的高脂組(MCT組)和含LCT的高脂組(LCT組),適宜環(huán)境下分別飼以相應(yīng)飼料,記錄進食量,每周稱體重1次,共8周。8周末,禁食12小時,麻醉后腹主動脈取血,分離血清,羅氏公司ACCU-CHEK advantage血糖儀測定血清血糖,用全自動生化分析儀測定血脂(TG、TC、LDL、HDL),ELISA法測定空腹血清

10、瘦素,放射免疫法測定血清胰島素水平,根據(jù)空腹血糖和血清胰島素計算胰島素敏感指數(shù)(ISI),其余血清-85℃保存?zhèn)溆谩冸x腎周及睪周脂肪組織墊,用濾紙吸干組織液后,稱重。留取各組大鼠的右側(cè)腎周脂肪組織墊,于10％福爾馬林溶液中固定,病理檢測脂肪細胞的大小。留取部分肝臟,病理下觀察肝細胞的形態(tài)。留取左側(cè)腎周脂肪組織墊,-80℃保存待測。同時迅速分離出下丘腦置液氮中保存,5只全腦用于下丘腦NPY、leptin含量測定,另5只用于瘦素受體(Ob

11、-Rb)和神經(jīng)肽Y(NPY)mRNA測定。 結(jié)果: MCT組大鼠體重、體脂增長均小于LCT組,與對照組相近。MCT組血漿TC濃度、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)濃度、高密度脂蛋白(HDL-C)濃度均比LCT組低(P<0.01),MCT組血清TG則比LCT組顯著升高(P<0.01)。MCT血清SOD活性顯著高于LCT組,MDA水平明顯低于LCT組。MCT組肝臟脂肪病變較輕。MCT組血清胰島素顯著低于LCT組(P<0.01),胰島

12、素敏感性顯著高于LCT組(P<0.01),與對照組無顯著差異。MCT和LCT兩組間飼料消耗量、能量消耗量、空腹血糖沒有差異。 結(jié)論: MCT供能占總能量29％的高脂飲食能預(yù)防肥胖,減少體重增長和體脂累積。MCT飲食能增加胰島素敏感性,改善胰島素抵抗。MCT能減輕體內(nèi)氧化應(yīng)激,減輕肝臟內(nèi)脂肪沉積。MCT抑制體重增長的機制,與抑制食欲,減少進食量無關(guān),可能與通過外周或中樞機制影響能量代謝相關(guān)。 第二部分 MCT降低體重及對下

13、丘腦瘦素受體、NPY軸的影響 目的:人群和動物研究顯示中鏈甘油三脂(MCT)能降低體重,其機制與MCT能夠抑制食欲,減少進食量和增加能量消耗有關(guān)。研究證實瘦素進入下丘腦后與瘦素受體(leptin receptor)結(jié)合通過NPY調(diào)節(jié)進食和能量消耗。本部分將觀察MCT對血清、下丘腦瘦素、NPY濃度,下丘腦長型瘦素受體(Ob-Rb)、神經(jīng)肽Y(NPY)mRNA和蛋白表達的影響,探討MCT減肥的中樞機制。 方法: Wistar

14、大鼠用含29％MCT或LCT的飼料喂養(yǎng)8周,用ELISA法測定血清和下丘腦瘦素的水平,用放射免疫法檢測外周血和下丘腦NPY的濃度,用Real-timeRT-PCR技術(shù)測定NPY、瘦素受體(Ob-Rb)基因表達水平的差異。 結(jié)果: MCT組大鼠體重增長量和體脂含量均小于LCT組(P<0.01);MCT組下丘腦瘦素高于LCT組,但無顯著差異,MCT組瘦素腦/血比明顯高于LCT組,MCT組大鼠下丘腦Ob-Rb基因表達水平明顯高于LCT

15、組(P<0.01);MCT組下丘腦及血清NPY濃度明顯低于LCT組(P<0.01),兩組間下丘腦NPY mRNA水平?jīng)]有差異。 結(jié)論: MCT通過促進Ob-Rb基因表達,抑制NPY合成和分泌,這可能是MCT減肥的重要作用機制之一。還需進一步研究觀察瘦素對SCOS-3及MSH和大麻素系統(tǒng)的影響。 第三部分 MCT對胰島素抵抗及其相關(guān)基因表達的影響 目的:動物試驗和人群研究表明,與LCT相比,MCT能提高糖耐量。脂連

16、素被證實與胰島素敏感性相關(guān)。過氧化物體增殖物激活受體γ(PPARγ)激活后可促進小脂肪細胞分化,增加胰島素敏感性,還可調(diào)節(jié)脂連素和TNF-α的轉(zhuǎn)錄水平。TNF-α本身也可影響脂肪細胞中脂連素的表達。本課題研究MCT對血清和脂肪組織中脂連素、PPARγ、TNF-α水平的影響。 方法;雄性wistar大鼠,分別飼喂含20％MCT和LCT,8w后病理檢測右側(cè)腎周脂肪細胞的大小。ELISA法檢測血清中脂連素、TNF-α的水平。Real-

17、time RT-PCT測定脂肪組織中脂連素、PPARγ mRNA表達水平,Western-blot測定脂肪組織中脂連素、PPARγ蛋白表達的水平。 結(jié)果: MCT組體脂(body fat accumulation)、外周脂肪組織的細胞直徑小于LCT組。MCT組的血清脂連素含量顯著低于LCT組,兩組間血清TNF-α無顯著差異。MCT組外周脂肪組織中脂連素、PPARγ mRNA和蛋白表達水平顯著高于LCT。 結(jié)論: MCT飲