胰島素抵抗肥胖大鼠血清增食欲素A與IGF-1及脂代謝相關(guān)性研究

徐 爽，趙玉巖，沈 揚(yáng)，鄭德祿

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科，遼寧 沈陽 110001

摘要：目的分析胰島素抵抗(IR)肥胖大鼠血清增食欲素A(orexin A，OXA)與胰島素樣生長(zhǎng)因子1(insulin-like growth factor 1，IGF-1)的相關(guān)性，闡明IR病理過程中增食欲素A參與脂肪代謝的可能作用機(jī)制。方法6周齡SD雄性大鼠，隨機(jī)分為普通飲食組(NC組)和高脂肪飲食組(HF組)；建立IR肥胖大鼠模型，鉗夾技術(shù)評(píng)定。大鼠皮下注射OXA(0～10-6M)；用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)血清OXA和IGF-1。結(jié)果SD大鼠喂養(yǎng)6周后，高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖大鼠(HF組)機(jī)體內(nèi)的胰島素、膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)均明顯高于NC組(P<0.05)；HF組大鼠體內(nèi)的葡萄糖輸注率60-120(GIR60-120)明顯降低；大鼠皮下注射OXA(10-8M、10-7M、10-6M)，NC組大鼠血清IGF-1水平分別降低25.0%、43.5%、55.6%，IR肥胖大鼠血清IGF-1分別降低11.3%、17.7%、27.4%；IR肥胖大鼠血清OXA與IGF-1、HDL-C呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為-0.342、-0.226，P<0.05；與胰島素、TC、TG、LDL-C呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為0.303、0.388、0.255、0.253，P<0.05。結(jié)論高脂飲食誘導(dǎo)的IR肥胖大鼠血清內(nèi)OXA與IGF-1密切相關(guān)；OXA減弱IGF-1的含量，進(jìn)而參與肥胖大鼠機(jī)體內(nèi)IR的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：增食欲素A；胰島素樣生長(zhǎng)因子1；胰島素抵抗；肥胖；高脂肪膳食

文章編號(hào)：2095-5561(2014)03-0179-04中圖分類號(hào)：R 587.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract：ObjectiveTo investigate the correlation of orexin A (OXA) with insulin-like growth factor 1 ( IGF-1) in besity rat with insulin resistance induced by high-fat diet.MethodsMale Sprague-Dawley rats model with insulin resistance induced by high-fat diet was verified by euglycemic insulin clamp technique to determine the insulin resistance.The rats were treated with OXA(0 to 10-6M)by hypodermic injection.The serum levels of OXA and IGF-1 in SD rat were detected by luminescent immunoassay enzymic method.ResultsAfter 6 weeks high-fat diet，serum insulin，total cholesterol (TC)，triglyeride (TG) and low density lipoprotein (LDL-C) increased significantly in obesity rats with insulin resistance (P<0.05)，the GIR60-120in obesity rats was decreased significantly ，compared with normal rats.After treated with OXA (10-8M，10-7M and 10-6M) ，the levels of serum IGF-1 decreased 25.0%，43.5% and 55.6% in normal rats,respectively,decreased 11.3%，17.7% and 27.4% in obesity rats,respectively.The correlation coefficient between OXA and serum IGF-1，high density lipoprotein (HDL-C) in insulin resistance rats were -0.342 and -0.226，P<0.05.The correlation coefficient between OXA and serum insulin，TC，TG，LDL-C in insulin resistance rats were 0.303，0.388，0.255，0.253，P<0.05.ConclusionsHigh-fat diet could induce insulin-resistance and obesity in SD rat.OXA correlated with IGF-1 in insulin-resistance in SD rat.That OXA down-regulated serum IGF-1 would involve in insulin-resistance in high-fat diet induced obesity rat.

KeyWords:orexin A ；insulin-like growth factor 1；insulin resistance；obesity；high fat diet

影響胰島素抵抗(IR)的因素越來越多的被國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究和發(fā)現(xiàn)，如瘦素、抵抗素、腫瘤壞死因子-α、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-4、脂聯(lián)素、增食欲素等[1]。增食欲素A(OXA)是表達(dá)于下丘腦、室旁核、腦干、腎上腺等組織中的神經(jīng)肽，主要參與機(jī)體的食物攝取及能量平衡代謝。胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)是IGFs家族重要成員，嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)肝及其它組織局部產(chǎn)生IGF-1，而IGF-1的自分泌或旁分泌作用對(duì)正常生長(zhǎng)及能量代謝非常重要。有實(shí)驗(yàn)證明，IGF-1與多種脂肪因子有關(guān)聯(lián)，能調(diào)控瘦素、抵抗素、腫瘤壞死因子-α等蛋白的表達(dá)[2]，但目前關(guān)于IR大鼠機(jī)體內(nèi)OXA與IGF-1相關(guān)性的研究較少。本研究旨在通過建立IR大鼠模型，分析不同濃度的OXA對(duì)IGF-1水平的影響，為IR及相關(guān)代謝綜合征的防治提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物模型建立 6周齡SD雄性大鼠75只，按隨機(jī)數(shù)據(jù)表分為普通膳食組(NC組，n=20只)和高脂肪膳食組(HF組，n=55只)。普通飼料由中國(guó)醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心提供。熱量比：蛋白質(zhì)28%，脂肪12%，碳水化合物60%。高脂飼料配方：100 g高脂飼料包括基礎(chǔ)飼料55 g，豬油30 g，奶粉10 g，蛋黃粉5 g。熱量比：蛋白質(zhì)20%，脂肪59%，碳水化合物21%。膳食配方參考文獻(xiàn)[3]。附加必需維生素及礦物質(zhì)，每只大鼠每天供給熱量310 kJ。喂養(yǎng)6周后行鉗夾技術(shù)[4]及相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.2 鉗夾技術(shù)評(píng)價(jià)

1.2.1 插管 NC組隨機(jī)選取6只大鼠，HF組隨機(jī)選取17只大鼠，麻醉后行頸動(dòng)脈插管并接裝有肝素生理鹽水的注射器，兩側(cè)股靜脈插管分別接安裝在輸液泵上的裝有胰島素(insulin，Ins)和10%葡萄糖溶液的輸液瓶。

1.2.2 輸注 將大鼠頸動(dòng)脈取血，用微型血糖儀測(cè)定基礎(chǔ)血糖值，然后開始持續(xù)胰島素靜脈輸注[1.67 mU/(kg·min)]。血糖值超過基礎(chǔ)值±0.5 mmol/L的范圍時(shí)，即開始葡萄糖輸注。葡萄糖輸注率(glucose infusion rate，GIR)一般從4～6 mg/(kg·min)開始。調(diào)節(jié)GIR，使血糖恢復(fù)到基礎(chǔ)值±0.5 mmol/L。當(dāng)連續(xù)3次血糖值基本位于平臺(tái)時(shí)，即所謂“鉗夾形成”。全部實(shí)驗(yàn)每5 min采血一次監(jiān)測(cè)血糖，共持續(xù)120 min。

1.2.3 鉗夾評(píng)價(jià) 將實(shí)驗(yàn)第60～120min的13個(gè)GIR求平均值,即GIR60-120mg/(kg·min),作為反映體內(nèi)Ins敏感性的指標(biāo)(GIR60-120越低，IR越嚴(yán)重)。

1.3 OXA干預(yù)實(shí)驗(yàn) 普通飼料或高脂飼料喂養(yǎng)大鼠6周后，進(jìn)行OXA干預(yù)。NC組分為4組(每組各5只)，即NC0、NC1、NC2、NC3，均皮下注射OXA，濃度分別為0M、10-8M、10-7M、10-6M；HF組分為4組，即HF0(14只)、HF1(14只)、HF2(14只)、HF3(13只)，均皮下注射OXA，濃度分別為0 M、10-8M、10-7M、10-6M。連續(xù)7 d給藥。7 d后處死大鼠，提取血標(biāo)本，靜置5 min，2 000 r/min離心20 min，留取上清，-20 ℃凍存待測(cè)。

1.4 脂代謝生化指標(biāo)及胰島素的檢測(cè) 膽固醇(TC)測(cè)定：膽固醇氧化酶法。甘油三酯(TG)測(cè)定：甘油磷酸氧化酶法。高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)測(cè)定：酶法檢測(cè)。以上由全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)。胰島素：化學(xué)發(fā)光免疫分析法檢測(cè)。

1.5 檢測(cè)大鼠血清IGF-1和OXA 大鼠血清IGF-1和OXA檢測(cè)分別用ELISA試劑盒；OXA-ELISA試劑盒由美國(guó)Phoenix公司生產(chǎn)；IGF-1-ELISA試劑盒由美國(guó)SLEMENS公司生產(chǎn)。

2 結(jié) 果

2.1 高脂膳食誘導(dǎo)IR肥胖大鼠的IR評(píng)價(jià) 實(shí)驗(yàn)前所有大鼠的體重?zé)o明顯差別，按上述方法喂養(yǎng)6周后，NC組體重為(528.43±20.20)g，HF組體重為(550.32±35.45)g，二者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05。大鼠喂養(yǎng)6周后，從NC組及HF組分別隨機(jī)抽取6只及17只大鼠行高胰島素-正葡萄糖鉗夾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，NC組GIR60-120為(30.22±2.76)mg/(kg·min)，HF組GIR60-120為(16.31±1.54)mg/(kg·min)，二者比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05。

2.2 OXA影響IR肥胖大鼠脂代謝及IGF-1 普通飲食或高脂飲食喂養(yǎng)大鼠6周后，NC組和HF組大鼠皮下注射OXA，隨著血清OXA水平的升高，兩組大鼠的胰島素、TC、TG、LDL-C均明顯升高(P<0.05)，HDL-C明顯降低(P<0.05)。注射OXA(10-8M、10-7M、10-6M)，NC組大鼠的血清IGF-1分別降低25.0%、43.5%、55.6%，HF組大鼠血清IGF-1分別降低11.3%、17.7%、27.4%。見表1。

表1 OXA對(duì)IR肥胖大鼠IGF-1和脂代謝的影響±s)

注：與普通飲食組比較，*P<0.05。

2.3 IR肥胖大鼠血清OXA與IGF-1、脂代謝的相關(guān)性分析 普通飲食或高脂飲食喂養(yǎng)大鼠6周后，NC組和HF組大鼠皮下注射OXA。結(jié)果表明，隨著血清OXA水平的升高，IR肥胖大鼠血清OXA水平變化與IGF-1、HDL-C呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為-0.342、-0.226，P<0.05，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；與胰島素、TC、TG、LDL-C呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為0.303、0.388、0.255、0.253，P<0.05，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討 論

胰島素抵抗(IR)是正常劑量的胰島素產(chǎn)生低于正常生物學(xué)效應(yīng)的一種狀態(tài)，是指胰島素的靶組織或靶器官對(duì)內(nèi)源性或外源性胰島素的敏感性下降，從而代償性地引起胰島β細(xì)胞分泌胰島素增加。

判斷大鼠IR模型制作成功的金標(biāo)準(zhǔn)是高胰島素-正葡萄糖鉗夾技術(shù)檢測(cè)[4]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，NC組與HF組大鼠平均葡萄糖輸注率存在明顯差別，提示高脂飲食誘導(dǎo)大鼠產(chǎn)生IR。本實(shí)驗(yàn)將體重?zé)o差別的大鼠給予普通飲食和高脂飲食6周后，高脂飲食組大鼠的體重明顯高于普通飲食組，提示長(zhǎng)期高脂飲食可增加體內(nèi)脂肪堆積。

有研究證實(shí)，IGF-1可直接增加脂肪分解代謝及胰島素敏感性，參與2型糖尿病與IR的發(fā)生[5]。研究顯示，胰島素對(duì)IGF-1水平起著重要的調(diào)節(jié)作用，影響IGF-1的活性，同時(shí)干預(yù)肝細(xì)胞生長(zhǎng)激素受體活性，而IR可影響生長(zhǎng)激素受體功能，從而引起生長(zhǎng)激素依賴的IGF-1合成減少，血清內(nèi)IGF-1水平的下降也可使機(jī)體過度分泌胰島素，使IR抵抗進(jìn)一步加重。有研究發(fā)現(xiàn)，肥胖患者血清IGFBP3增高、IGF-1水平降低，提示IGF-1及其受體在脂代謝中可能起重要作用[6]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，IGF-1與胰島素、TC、TG、LDL-C呈負(fù)相關(guān)，與HDL-C呈正相關(guān)，與上述研究結(jié)果一致。

Nowak等[7]發(fā)現(xiàn)，OXA刺激體內(nèi)和體外胰島素呈劑量依賴方式釋放，皮下注射OXA能升高血糖和胰島素水平。OXA引起的胰島素分泌的變化，將通過胰島素降低血糖并引起進(jìn)食的作用促進(jìn)攝食的增加，還通過胰島素對(duì)脂肪的同化作用直接導(dǎo)致肥胖和IR的發(fā)生和進(jìn)展[8]。有研究發(fā)現(xiàn)[9]，高脂飲食誘導(dǎo)的營(yíng)養(yǎng)性肥胖大鼠血清胰島素、TC和TG的水平明顯高于對(duì)照組，但其體內(nèi)下丘腦中orexin的基因表達(dá)卻較對(duì)照組明顯減弱，提示能量代謝的異?？梢哉{(diào)節(jié)下丘腦的功能，機(jī)體可能通過對(duì)orexin基因表達(dá)的調(diào)節(jié)來干預(yù)體內(nèi)的脂類代謝。本研究將實(shí)驗(yàn)大鼠分別注射不同濃度的OXA后觀察胰島素、TC、TG、LDL-C、HDL-C、IGF-1的變化。結(jié)果顯示，注射OXA組與未注射組相比，胰島素、TC、TG、LDL-C、HDL-C、IGF-1均存在明顯差異，隨著血清OXA濃度的增加，胰島素、TC、TG、LDL-C均明顯升高，HDL-C、IGF-1明顯降低，提示OXA、

IGF-1及脂代謝三者密切相關(guān)，IGF-1可能在OXA所致IR的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。因此推測(cè)，在IR機(jī)體內(nèi)OXA和IGF-1的改變用來逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致IR的炎癥因子及脂肪因子的表達(dá)，從而發(fā)揮胰島素增敏作用，但具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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