亞麻籽油對(duì)肥胖2型糖尿病小鼠體質(zhì)量、血糖、胃腸激素水平的影響

徐丹鳳，謝華，陳敏，范青，白慧婧，孫建琴

(復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院，上海200040)

2型糖尿病是由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用引起的以糖代謝紊亂為主要表現(xiàn)的代謝綜合征。研究發(fā)現(xiàn)，胃腸道激素通過影響胰島素分泌、肝糖代謝和食物攝入調(diào)節(jié)糖代謝，某些胃腸激素異?？赡軈⑴c2型糖尿病的發(fā)生，因此維持胃腸激素平衡成為治療2型糖尿病的新途徑[1]。葡萄糖依賴性促胰島素釋放肽(GIP)和瘦素是目前研究較多的兩種胃腸激素。以往研究表明，n-3多不飽和脂肪酸具有增強(qiáng)胰島功能和防治糖尿病的作用[2]，但攝入n-3多不飽和脂肪酸對(duì)胃腸激素分泌水平影響的相關(guān)研究較少。2018年2月～2019年3月，本研究以富含n-3多不飽和脂肪酸的亞麻籽油為研究對(duì)象，觀察其對(duì)肥胖2型糖尿病小鼠體質(zhì)量、血糖和胃腸激素分泌的影響，旨在為治療2型糖尿病提供新思路。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與材料 SPF級(jí)雄性C57/BL小鼠30只，4周齡，購(gòu)于上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。所有小鼠分籠飼養(yǎng)，飼養(yǎng)環(huán)境溫度25 ℃，相對(duì)濕度55%±5%，12 h燈光晝夜循環(huán)。實(shí)驗(yàn)操作符合科技部和復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)管理委員會(huì)要求。血糖儀和血糖試紙購(gòu)自美國(guó)強(qiáng)生公司。小鼠胰島素、GIP、瘦素ELISA檢測(cè)試劑盒及DPP-4抑制劑均購(gòu)自Millipore公司。飼料購(gòu)自Research Diet公司。

1.2 動(dòng)物分組與干預(yù)方法 小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周，隨機(jī)分為對(duì)照組、模型組和實(shí)驗(yàn)組，每組10只，各組小鼠自由進(jìn)食進(jìn)水。對(duì)照組小鼠以普通飼料喂養(yǎng)。模型組和實(shí)驗(yàn)組小鼠第1～12周使用高脂飼料喂養(yǎng)建立肥胖2型糖尿病模型，第12周進(jìn)行小鼠腹腔葡萄糖耐量試驗(yàn)(IPGTT)，血糖>16.7 mmol/L且體質(zhì)量超出對(duì)照組20%以上判定為造模成功。第13周開始，模型組小鼠繼續(xù)用高脂飼料喂養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)組小鼠使用含亞麻籽油的高脂飼料(15 g亞麻籽油/100 g飼料)喂養(yǎng)。共干預(yù)24周。

1.3 體質(zhì)量、體成分測(cè)量 每周稱量并記錄小鼠體質(zhì)量。干預(yù)24周后，禁食12 h稱取體質(zhì)量，將小鼠放置在相應(yīng)型號(hào)的透明塑料動(dòng)物艙內(nèi)，動(dòng)物艙插入MesoQMR清醒小動(dòng)物體成分分析儀，掃描得到小鼠的瘦組織和體脂肪含量。

1.4 血糖、胰島素和胃腸激素水平檢測(cè) 小鼠禁食12 h后尾靜脈采血，使用強(qiáng)生穩(wěn)豪型血糖試紙(葡萄糖氧化酶法)測(cè)量空腹血糖。以2%戊巴比妥鈉腹腔內(nèi)注射麻醉，摘眼球取血0.6～0.8 mL，每毫升血液中加入10 μL的DPP-4抑制劑，采用EDTA抗凝。仔細(xì)搖勻后低溫離心10 min，取上層血漿。采用ELISA法檢測(cè)空腹血漿胰島素、GIP和瘦素。

2 結(jié)果

2.1 各組小鼠體質(zhì)量、體成分比較 實(shí)驗(yàn)第24周時(shí)，實(shí)驗(yàn)組、模型組的體質(zhì)量、體脂肪重量高于對(duì)照組，瘦組織重量低于對(duì)照組(P均<0.05)；實(shí)驗(yàn)組體質(zhì)量、體脂肪重量低于模型組，瘦組織重量高于模型組(P均<0.05)。見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)第24周各組體小鼠體質(zhì)量、體脂肪重量、瘦組織重量比較

注：與對(duì)照組相比，*P<0.05，**P<0.01；與模型組相比，#P<0.05，##P<0.01。

2.2 各組小鼠空腹血糖、血漿胰島素和胃腸激素水平比較 模型組、實(shí)驗(yàn)組小鼠空腹血糖、胰島素、瘦素水平均高于對(duì)照組，模型組空腹GIP水平高于對(duì)照組(P均<0.05)；實(shí)驗(yàn)組空腹血糖、胰島素、GIP、瘦素水平均低于模型組(P均<0.05)。見表2。

表2 各組小鼠空腹血糖、胰島素、GIP、瘦素水平比較

注：與對(duì)照組相比，*P<0.05，**P<0.01；與模型組相比，#P<0.05，##P<0.01。

3 討論

近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，胃腸激素失調(diào)可能是誘發(fā)2型糖尿病的重要因素[3,4]。胃腸激素包括抗胰島素分泌肽與促胰島素分泌肽，通過腸-胰軸作用于胰島細(xì)胞，調(diào)節(jié)胰島素分泌。肥胖誘導(dǎo)的胰島素抵抗是2型糖尿病發(fā)病率上升的主要因素[5]。新的證據(jù)表明，長(zhǎng)鏈n-3多不飽和脂肪酸水平與較低肥胖和胰島素抵抗密切相關(guān)[6]。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)[7]，亞麻籽油能有效阻斷脂肪組織巨噬細(xì)胞(ATMs)的代謝活化，從而改善脂肪組織胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。長(zhǎng)期高脂飲食喂養(yǎng)會(huì)引起脂肪組織缺氧，補(bǔ)充亞麻籽油能顯著逆轉(zhuǎn)這種損傷，并增加脂肪組織中n-3多不飽和脂肪酸的比例。因此，我們認(rèn)為，補(bǔ)充亞麻籽油是有效延緩肥胖誘導(dǎo)胰島素抵抗的關(guān)鍵。本研究結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)第24周時(shí)，實(shí)驗(yàn)組體質(zhì)量、體脂肪重量及空腹血糖、胰島素水平均低于模型組，瘦組織重量高于模型組。這表明補(bǔ)充亞麻籽油可以緩解肥胖2型糖尿病小鼠的胰島素抵抗，控制血糖水平，減少體脂肪含量。

攝入食物后腸道會(huì)釋放許多激素，以協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)吸收、能量積累和葡萄糖穩(wěn)態(tài)。GIP由十二指腸和近端空腸的K細(xì)胞合成釋放，可快速作用于胰島β細(xì)胞，刺激胰島素分泌[8]。相比于碳水化合物，脂肪對(duì)GIP分泌的刺激作用更大[9]。GIP除了調(diào)控胰島素分泌外，還能促進(jìn)脂肪細(xì)胞成熟分化，在肥胖的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[10]。研究發(fā)現(xiàn)[11]，2型糖尿病患者GIP的分泌功能無缺陷，但是卻存在嚴(yán)重的GIP抵抗。GIP功能的恢復(fù)有助于改善胰島素分泌功能和葡萄糖耐量。因此，抑制GIP過度生成和釋放成為預(yù)防及治療糖尿病的策略之一。本研究中，實(shí)驗(yàn)組小鼠血漿GIP水平低于模型組，提示補(bǔ)充亞麻籽油有助于減輕GIP過度分泌的情況。相關(guān)研究表明，油脂介導(dǎo)的GIP分泌是通過兩個(gè)主要的脂肪酸受體即GPR120、GPR40觸發(fā)，對(duì)K細(xì)胞的數(shù)量或特征變化(如GIP的表達(dá))沒有影響[12]。通過GIP及其受體來改善胰島功能或胰島素敏感性有望成為2型糖尿病新的治療手段。

在人類和嚙齒類動(dòng)物中，瘦素主要由白色脂肪組織分泌，具有改善胰島素敏感性、降低血脂和減輕體質(zhì)量的作用[13]。值得注意的是，當(dāng)瘦素功能性受體OB-Rb下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有效性受損時(shí)，會(huì)出現(xiàn)瘦素抵抗[14]，即盡管存在高瘦素血癥，瘦素仍無抗肥胖作用。這種情況在肥胖的2型糖尿病患者中很常見[15,16]。本研究結(jié)果與之相符，即模型組小鼠瘦素水平顯著高于對(duì)照組。因此，改善瘦素抵抗可作為肥胖及其并發(fā)癥的有效治療策略。目前研究表明，恢復(fù)瘦素敏感性的可能機(jī)制包括：抑制瘦素受體負(fù)調(diào)節(jié)蛋白SOCS3和PTP1B表達(dá)、激活POMC神經(jīng)元、增加瘦素受體表達(dá)和細(xì)胞表面定位、通過血腦屏障改善瘦素轉(zhuǎn)運(yùn)和降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等[17]。本研究結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組瘦素水平低于模型組，表明補(bǔ)充亞麻籽油有助于降低瘦素水平，改善瘦素抵抗。這為改良肥胖糖尿病患者的治療方案提供了基礎(chǔ)，但亞麻籽油對(duì)瘦素水平的調(diào)節(jié)機(jī)制有待進(jìn)一步探討。

綜上所述，對(duì)肥胖2型糖尿病小鼠長(zhǎng)期補(bǔ)充亞麻籽油可降低體質(zhì)量及血糖水平，其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)GIP、瘦素水平有關(guān)。