本文關(guān)鍵詞：重度營(yíng)養(yǎng)不良大鼠生長(zhǎng)激素—胰島素樣生長(zhǎng)因子-1軸的變化及亮氨酸的調(diào)控作用

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【摘要】：研究背景：在發(fā)展中國(guó)家的兒科病人、外科住院病人(特別是老年住院病人)以及腫瘤病人當(dāng)中普遍存在蛋白質(zhì)能量營(yíng)養(yǎng)不良。蛋白質(zhì)能量營(yíng)養(yǎng)不良可導(dǎo)致患者對(duì)治療反應(yīng)差、手術(shù)后傷口愈合延遲、免疫功能降低、感染性和非感染性并發(fā)癥增加、住院時(shí)間延長(zhǎng)以及病死率增加等不良的臨床預(yù)后。當(dāng)患者伴有惡性營(yíng)養(yǎng)不良或蛋白質(zhì)能量嚴(yán)重缺乏時(shí),可導(dǎo)致機(jī)體生長(zhǎng)功能受損,并且這種生長(zhǎng)限制可能與患者的營(yíng)養(yǎng)底物缺乏以及集體的代謝異常有關(guān),其中血清IGF-1的水平降低,而血清GH水平升高尤為突出。人體生長(zhǎng)激素是由下丘腦腺垂體前葉細(xì)胞合成與分泌,分子量大小為22kDa的肽鏈蛋白。生長(zhǎng)素和下丘腦生長(zhǎng)激素釋放激素(GHRH)可誘發(fā)其合成分泌,并且可通過(guò)生長(zhǎng)抑素和胰島素樣生長(zhǎng)因子-I(IGF-I)負(fù)反饋?zhàn)饔靡种破浜铣煞置�。GH的分泌釋放一般是脈沖式的,特別是在夜間睡眠時(shí),然而其分泌量的高低受到年齡、性別、疾病以及患者的營(yíng)養(yǎng)狀況的影響。同時(shí)GH可以調(diào)節(jié)血清IGF-1的產(chǎn)量,并且GH和IGF-1可以共同刺激骨骼肌的生長(zhǎng)。IGF-1是胰島素超家族的一員,發(fā)現(xiàn)其最初的作用是作為GH促進(jìn)體細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的介質(zhì),隨后又發(fā)現(xiàn)IGF-1具有調(diào)節(jié)細(xì)胞分解代謝、細(xì)胞分化和存活等作用。IGF-1主要由肝臟組織合成,在血液和其他體液組織中主要與IGFBPs結(jié)合成復(fù)合物的形式存在。機(jī)體中IGF-1的含量受到多種因素的影響,其中營(yíng)養(yǎng)狀況是調(diào)節(jié)循環(huán)和組織中IGF-1的關(guān)鍵因素。食物中蛋白質(zhì)的含量和能量的攝入量可以影響血清IGF-1的含量。在限制能量的攝入時(shí)(如短時(shí)間的禁食和營(yíng)養(yǎng)不良等)可以導(dǎo)致血清IGF-1水平的明顯減低和尿氮丟失量的增加。因此,進(jìn)一步表明IGF-1在機(jī)體中有促進(jìn)蛋白合成作用。IGF-1的合成量依賴于能量和氨基酸的有效供給。其中亮氨酸可啟動(dòng)PI3K-Akt信號(hào)合成通路,從而激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)啟動(dòng)蛋白質(zhì)翻譯的起始。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)傷失血性休克復(fù)蘇后大鼠模型中,富含亮氨酸的高蛋白腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)可以促進(jìn)IGF-1的合成。靜脈輸注或攝入亮氨酸可以迅速促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)的合成率增加。但是,很少有研究長(zhǎng)時(shí)間亮氨酸補(bǔ)充是否對(duì)重度營(yíng)養(yǎng)不良個(gè)體GH-IGF-1軸系統(tǒng)變化有何影響。因此,我們的研究目的是探索長(zhǎng)時(shí)間給予不同劑量的亮氨酸是否可以調(diào)節(jié)重度營(yíng)養(yǎng)不良大鼠GH-IGF-1軸系統(tǒng)的功能和m-TOR相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路在重度營(yíng)養(yǎng)不良大鼠骨骼肌的合成中作用。目的：一、本研究通過(guò)建立重度蛋白質(zhì)能量營(yíng)養(yǎng)不良大鼠模型,模擬臨床營(yíng)養(yǎng)不良患者的代謝異常狀態(tài),觀察營(yíng)養(yǎng)不良狀態(tài)下GH-IGF-1系統(tǒng)的變化,以及探討營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致獲得性生長(zhǎng)激素抵抗的機(jī)制。二、在蛋白質(zhì)能量營(yíng)養(yǎng)不良大鼠模型上,進(jìn)一步探索長(zhǎng)時(shí)間給予不同劑量的亮氨酸是否可以調(diào)節(jié)重度營(yíng)養(yǎng)不良大鼠GH-IGF-1系統(tǒng)的功能和m-TOR相關(guān)信號(hào)通路在重度營(yíng)養(yǎng)不良大鼠骨骼肌合成中的作用,為臨床上營(yíng)養(yǎng)不良合并生長(zhǎng)激素抵抗患者的干預(yù)治療提供理論依據(jù)。方法：1.1第一部分,將健康的雄性SD大鼠給予標(biāo)準(zhǔn)的美國(guó)實(shí)驗(yàn)大鼠飼料(AIN-93M)飲食。在溫度為23±2℃,相對(duì)濕度為55±10%和12小時(shí)明暗交替的環(huán)境中單籠飼養(yǎng),自由攝食,自由飲水適應(yīng)2周。在新環(huán)境的適應(yīng)階段,每天記錄大鼠的平均攝食量可作為大鼠食物限制階段日常攝食量。隨后把大鼠隨機(jī)分為二組,正常對(duì)照組(CON組,共10只)和營(yíng)養(yǎng)不良組(M組,共10只)。正常對(duì)照組：?jiǎn)位\飼養(yǎng)普通飲食4周；營(yíng)養(yǎng)不良組：?jiǎn)位\飼養(yǎng)50%普通飲食量4周。實(shí)驗(yàn)期間所有大鼠自由飲水。4周后腹腔麻醉下處死大鼠收集組織和血液標(biāo)本。1.2統(tǒng)計(jì)方法：采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS19.0中文版對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。定量數(shù)據(jù)采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)。兩組間的差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)法。以P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2.1第二部分：將健康的雄性SD大鼠給予標(biāo)準(zhǔn)的美國(guó)實(shí)驗(yàn)大鼠飼料(AIN-93M)飲食。在溫度為23±2℃,相對(duì)濕度為55±10%和12小時(shí)明暗交替的環(huán)境中單籠飼養(yǎng),自由攝食,自由飲水適應(yīng)2周。在新環(huán)境的適應(yīng)階段,每天記錄大鼠的平均攝食量可作為大鼠食物限制階段日常攝食量。隨后把大鼠隨機(jī)分為四組,正常對(duì)照組(CON組,共10只,單籠飼養(yǎng)普通飲食6周)；營(yíng)養(yǎng)不良普通飲食組(M-CON組,共10只,先經(jīng)歷單籠飼養(yǎng)50%普通飲食量4周的體重減輕階段,然后在恢復(fù)普通飲食2周)；營(yíng)養(yǎng)不良低劑量亮氨酸組(M-L組,共10只,先經(jīng)歷單籠飼養(yǎng)50%普通飲食量4周的體重減輕階段,然后在恢復(fù)普通飲食和低劑量亮氨酸灌胃2周[0.675g/kg亮氨酸])和營(yíng)養(yǎng)不良高劑量亮氨酸組(M-H組,共10只,先經(jīng)歷單籠飼養(yǎng)50%普通飲食量4周的體重減輕階段,然后在恢復(fù)普通飲食和高劑量亮氨酸灌胃2周[1.35g/kg亮氨酸])。實(shí)驗(yàn)期間所有大鼠自由飲水。6周后腹腔麻醉下處死大鼠收集組織和血液標(biāo)本。2.2.統(tǒng)計(jì)方法：采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS19.0中文版對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。定量數(shù)據(jù)均采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。多組之間相比采用單因素方差分析(one-way ANOVA)。假如方差不齊,使用Dunnett T3法檢測(cè)多組間的差異。以P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果：第一部分結(jié)果：1.大鼠血清GH、IGF-1、IGFBP-1和IGFBP-3的水平與對(duì)照組相比,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠血清GH和IGFBP-1水平明顯升高,并且兩組之間有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.01)。與對(duì)照組相比,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠血清IGF-1和IGFBP-3水平明顯降低,并且差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。2. Western Blot結(jié)果與對(duì)照組相比,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠骨骼肌組織中磷酸化的Akt. mTOR和S6K1水平明顯降低,且差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。與對(duì)照組相比,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠肝組織GHR表達(dá)水平明顯減少,且差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。3.大鼠肝組織GHR、IGF-1、IGFBP-1和IGFBP-3mRNA相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組相比,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠肝組織GHR、IGF-1和IGFBP-3 mRNA相對(duì)表達(dá)水平明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。與對(duì)照組相比,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠肝組織IGFBP-1 mRNA相對(duì)表達(dá)水平明顯增加,且差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。4.大鼠體重的變化在實(shí)驗(yàn)期間對(duì)照組大鼠體重逐漸增加,而營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠體重逐漸減輕,4周后營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠體重減輕了40%以上,并且兩組大鼠體重差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。5.大鼠骨骼肌濕重的變化與對(duì)照組比較,營(yíng)養(yǎng)不良組大鼠腓腸肌、比目魚肌和趾長(zhǎng)伸肌濕重量明顯降低,且兩組之間的差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.01)。第二部分結(jié)果：1.大鼠血清GH、IGF-1、IGFBP-1和IGFBP-3的水平與CON組相比,M-CON組、M-L組和M-H組大鼠血清中的GH水平都明顯降低,且各組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。與CON組相比,M-CON組大鼠血清IGF-1水平明顯減少,且兩組之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.01)。大鼠血清IGF-1水平,在M-L組、M-H組和CON組間,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。與CON組相比,其余三組大鼠血清IGFBP-1水平有不同程度的升高。但是與M-CON組相比,M-L和M-H組大鼠血清IGFBP-1水平明顯降低,且差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。與CON組相比,其余三組大鼠血清IGFBP-3水平明顯減少,并且差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意思(p0.01)。但是M-L和M-H組大鼠血清IGFBP-3含量較M-CON組明顯增加,并且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。2. Western Blot結(jié)果與CON組、M-L組和M-H組相比,M-CON組大鼠骨骼肌組織中磷酸化的Akt、 mTOR和S6K1水平明顯降低(p0.01)。而其余各組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(p0.05)。與CON組、M-L組和M-H組相比,M-CON組大鼠肝組織GHR水平明顯降低,(p0.01)。而其余各組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(p0.05)。3.大鼠肝組織GHR、IGF-1、 IGFBP-1和IGFBP-3mRNA相對(duì)表達(dá)量與CON組、M-L組和M-H組相比,M-CON組大鼠肝組織GHRmRNA相對(duì)表達(dá)水平明顯降低(p0.01)。而其余各組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差別((p0.05)。與CON組相比,M-CON組和M-H組大鼠肝組織IGF-1mRNA相對(duì)表達(dá)水平明顯減少(p0.01)。與CON組相比,M-CON組IGFBP-1mRNA相對(duì)表達(dá)水平都有明顯增加(p0.01)。與CON組比較,其余三組大鼠肝組織IGFBP-3mRNA相對(duì)表達(dá)水平有不同程度的減少。與其他各組相比,M-CON組大鼠肝組織IGFBP-3mRNA相對(duì)表達(dá)水平下降最明顯,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。4.大鼠體重的變化M-CON. M-L和M-H組大鼠在4周限制性飲食階段體重逐漸減輕。重新恢復(fù)自由飲食加干預(yù)治療后,三組大鼠體重均快速增加,并且三組間體重差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。5.大鼠骨骼肌濕重的變化與其他組相比,M-CON組大鼠骨骼肌(腓腸肌、比目魚肌和趾長(zhǎng)伸肌)濕重最輕,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.01)。而其余各組間幾乎無(wú)明顯差異。結(jié)論1.營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致的獲得性生長(zhǎng)激素抵抗的機(jī)制是多種原因所致的。2.長(zhǎng)期亮氨酸的補(bǔ)充可調(diào)節(jié)下游Akt-mTOR合成信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)不良大鼠骨骼肌蛋白的合成。3.研究證明了長(zhǎng)期亮氨酸的補(bǔ)充可以改善蛋白質(zhì)能量營(yíng)養(yǎng)不良大鼠導(dǎo)致的獲得性生長(zhǎng)激素抵抗。
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R591

【共引文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：1163930