糖尿病肾病大鼠骨骼肌蛋白能量消耗相关线粒体损伤及低蛋白联合α酮酸的作用

摘要

目的观察糖尿病肾病（DKD）动物模型Goto-Kakizaki（GK）大鼠骨骼肌蛋白消耗相关线粒体损伤情况,及低蛋白联合α酮酸对其作用。方法 45只24周龄雄性GK大鼠随机分人正常蛋白组（NPD组）、低蛋白组（LPD组）和低蛋白联合α酮酸组（Keto组）;性别、周龄相同的Wistar大鼠15只为对照组（CTL组）,予以正常蛋白饮食。每周称重,同时第24、32、40、48周时检测大鼠尿总蛋白及尿白蛋白、血清葡萄糖、Scr、BUN等变化。光镜下观察48周龄大鼠比目鱼肌琥珀酸脱氢酶（SDH）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸四唑氧化还原酶（NADH）染色后的形态、酶活性,计算肌纤维横截面积和Ⅰ、Ⅱ型肌纤维比例。透射电镜镜下观察组织超微结构,用分光光度计法检测比目鱼肌柠檬酸合成酶活性,定量PCR法检测线粒体DNA表达。结果与CTL组相比,NPD、LPD及Keto组体质量显著下降,尿白蛋白排泄增多,Scr和BUN水平也显著增高;肌纤维横截面积减少（均P＜0.05）,Ⅱ型肌纤维比例增加[（37.01±1.85）%、（38.72±1.67）%、（26.77±2.23）%比（18.65±2.37）%,均P＜0.05];电镜下肌丝部分断裂,线粒体肿胀变形明显;NPD及LPD组肌肉组织柠檬酸合成酶活性降低[（19 260.83±3522.13）、（21 313.11±2266.89）U·min-1·g-1比（24 787.47±1833.76）U·min-1·g-1,均P＜0.05],线粒体在DNA数量减少。与NPD、LPD组相比,Keto组GK大鼠体质量增加显著,血清Scr、BUN及尿蛋白水平均显著降低;比目鱼肌湿重和横截面积轻度增加,Ⅱ型肌纤维比例降低,电镜下肌丝完整,线粒体形态趋于正常,柠檬酸合成酶活性及线粒体DNA表达显著增加（均{P＜0.05）。LPD组和NPD组组间差异无统计学意义。结论 DKD可引起骨骼肌蛋白质消耗,伴线粒体肿胀变形,DNA表达减少及氧化磷酸化功能障碍。低蛋白联合α酮酸饮食则可改善DKD骨骼肌线粒体损伤,缓解蛋白质消耗状况,减轻骨骼肌萎缩程度。