高铝暴露对大鼠胰岛素抵抗的影响及机制研究

摘要

目的： 观察高铝暴露对Wistar大鼠胰岛素敏感性的影响，并通过对高铝暴露下大鼠胰岛素受体β（insulin receptor beta,IR-β）、胰岛素受体底物1（insulin receptorsubstrate-1,IRS-1）表达及胰岛素受体底物1丝氨酸307（insulin receptorsubstrate-1Ser307,IRS-1Ser307）磷酸化水平的测定,探讨高铝暴露诱发糖代谢异常的机制。 方法： 本研究为随机、对照研究,首先进行动物造模,取60只健康大鼠,随机分成2组,高铝暴露组以三氯化铝40mg/kg,1次/天尾静脉注射,对照组以生理盐水尾静脉注射,同步实验,连续7天。造模成功后，进行口服葡萄糖耐量试验（Oral Glucose Tolerance Test，OGTT）及空腹血糖（Fasting Blood-Glucose，FBG）、空腹胰岛素测定（Fasting insulin，FINS）、正常血糖高胰岛素钳夹试验，并计算胰岛素敏感指数（Insulin Sensitivity Index，ISI）及胰岛素抵抗指数（HOMA-IR），综合评价大鼠胰岛素抵抗程度。后处死大鼠,取肌肉、肝脏组织备用,蛋白质印迹法(Western blot，WB)测定两组大鼠肌肉、肝脏组织IR-β、IRS-1及IRS-1Ser307磷酸化蛋白的表达情况。最后使用SPSS13.0软件对数据进行分析。以上实验重复三次，并取其取均值。 结果： 1、实验前对照组与高铝暴露组血糖情况相比为(6.94±1.152mmol/L)vs(6.825±0.837mmol/L),差异无统计学意义（P＞0.05）；实验后对照组与高铝暴露组血糖情况相比为（7.02±0.496mmol/L）VS（10.12±2.641mmol/L）,差异具有统计学意义（P＜0.05）。 2、对照组与高铝暴露组FINS情况相比为（18.30±1.65μIU/mL）VS（28.64±2.94μIU/mL）,差异具有统计学意义（P＜0.01）；对照组与高铝暴露组胰岛素抵抗指数（HOMA_IR）情况相比为（5.69±0.46）VS（13.15±1.17）,差异具有统计学意义（P＜0.01）；对照组与高铝暴露组胰岛素敏感指数（ISI）情况相比为（-2.11±0.03）VS（-3.47±0.06）,差异具有统计学意义（P＜0.01）。 3、口服葡萄糖耐量试验结果显示，与对照组相比，高铝暴露组大鼠30min、60min和120min的血糖水平均明显升高，(P＜0.01、0.01、0.01)，差异具有统计学意义。与对照组相比，高铝暴露组的AUC均显著升高(P＜0.05)，差异有统计学意义。 4、正葡萄糖高胰岛素钳夹试验结果显示，与对照组相比，高铝暴露组大鼠外周组织葡萄糖输注率（GIR）为3.8±0.7mg·kg-1·min-1，明显低于对照组的11.8±1.8mg·kg-1·min-1(P＜0.01)，差异具有统计学意义。 5、经使用Western blot法测定,两组大鼠肌肉组织中IR-β、IRS-1及IRS-1Ser307磷酸化蛋白的表达如下：①IR-β相对光密度值,对照组与高铝暴露组相比为（0.546±0.014）vs（0.438±0.010）；②IRS-1相对光密度值,对照组与高铝暴露组相比为（1.835±0.225）vs（1.301±0.299）；③IRS-1ser307磷酸化的相对光密度值,对照组与高铝暴露组相比为（0.156±0.070）vs（0.693±0.248）,差异均具有统计学意义（P＜0.05）。 6、两组大鼠肝脏组织中IR-β、IRS-1及IRS-1Ser307磷酸化蛋白的表达如下：①IR-β相对光密度值,即OdIR-β/βactin,对照组与高铝暴露组相比为（2.823±0.492）vs（2.347±0.174）；②IRS-1相对光密度值,对照组与高铝暴露组相比为（2.426±0.525）vs（1.821±0.468）；③IRS-1ser307磷酸化的相对光密度值,对照组与高铝暴露组相比为（0.259±0.042）vs（1.258±0.136）,差异均具有统计学意义（P＜0.05）。 结论： 1.高铝暴露可导致大鼠血糖升高,引发胰岛素抵抗； 2.高铝暴露导致胰岛素抵抗可能其与对胰岛素受体蛋白水平的调控有关。

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