【摘要】：線粒體是細(xì)胞能量代謝與自由基產(chǎn)生的主要細(xì)胞器,線粒體功能異常與肥胖、高血糖、高血脂等代謝綜合征的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),因此維持線粒體功能具有重要意義。肥胖易感(obesity prone,OP)與肥胖抵抗(obesity resistant,OR)個(gè)體在能量代謝、氧化還原穩(wěn)態(tài)等方面存在差異,但線粒體穩(wěn)態(tài)差異對(duì)不同肥胖表型個(gè)體的影響尚不清楚。丁酸屬于短鏈揮發(fā)性脂肪酸,是腸道厭氧菌群發(fā)酵后的產(chǎn)物,極易與鈉結(jié)合形成丁酸鈉(sodium butyrate,NaB)。研究證實(shí),NaB能夠改善組織抗氧化酶活性,影響糖脂代謝過(guò)程,對(duì)線粒體代謝具有一定的調(diào)節(jié)作用,但具體機(jī)制尚不明確。本研究擬通過(guò)建立不同肥胖表型大鼠,探究骨骼肌線粒體能量代謝和氧化還原穩(wěn)態(tài)的周期性變化規(guī)律,通過(guò)NaB干預(yù)進(jìn)一步明確NaB對(duì)不同肥胖表型大鼠骨骼肌調(diào)節(jié)機(jī)制和劑量效應(yīng)。高脂日糧誘導(dǎo)OP和OR大鼠模型,在8周、14周和20周分別采樣,分析體重、血糖、胰島素水平和HOMA-IR指數(shù);測(cè)定腓腸肌和胰腺氧化還原相關(guān)指標(biāo)、線粒體抗氧化酶(GSH-px、Mn-SOD)活性、乙酰CoA、NADH/NAD~+比值、ATP和乳酸水平。結(jié)果表明,8周~20周高脂飼喂導(dǎo)致OP大鼠腓腸肌、胰腺氧化應(yīng)激,T-AOC、SOD及線粒體抗氧化酶水平顯著降低,ROS和MDA水平上升,線粒體ATP生成不足,能量代謝減弱。與OP大鼠相比,OR大鼠在高脂飼喂8周~14周可維持較強(qiáng)的線粒體能量代謝功能,且在整個(gè)飼喂周期OR大鼠骨骼肌及胰腺抗氧化相關(guān)指標(biāo)均顯著高于OP大鼠。高脂日糧飼喂OP與OR大鼠8周后,分別添加4%、5%、6%NaB干預(yù)12周。結(jié)果顯示,NaB干預(yù)能有效保護(hù)高脂日糧引起的肥胖大鼠腓腸肌和胰腺氧化應(yīng)激,提高T-AOC、抗氧化酶(SOD、GSH-px)活力以及GSH/GSSG比值,降低ROS水平和MDA含量,可能是通過(guò)調(diào)節(jié)Nrf2抗氧化通路,增強(qiáng)PI3K、Nrf2 mRNA表達(dá),抑制GSK-3β活性,上調(diào)下游抗氧化基因NQO-1、HO-1 mRNA表達(dá),提高了組織抗氧化能力。同時(shí),NaB干預(yù)可顯著提高OP與OR大鼠腓腸肌Glut4、IRS-1 mRNA表達(dá)水平,抑制胰腺Bax、Casepase 3表達(dá),提高Pdx1、MafA、Bcl-2 mRNA表達(dá)水平,增加胰島素分泌和肌肉胰島素敏感性。NaB的調(diào)節(jié)作用與其顯著提高線粒體抗氧化酶MnSOD和GSH-px的活性、線粒體膜電位、NADH/NAD~+比值、乙酰CoA和ATP生成、TFAM和PGC-1α表達(dá)及線粒體DNA拷貝數(shù)密切相關(guān)。此外,5%、6%NaB干預(yù)OP大鼠,4%、5%NaB干預(yù)OR大鼠效果較為顯著,表明不同肥胖表型個(gè)體NaB干預(yù)存在劑量效應(yīng),相關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步研究明確。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R589.2
【圖文】：

3 結(jié)果與討論3 結(jié)果與討論同周期高脂日糧誘導(dǎo)OP和OR大鼠氧化還原穩(wěn)態(tài)差異 不同周期高脂日糧飼喂對(duì) OP 和 OR 大鼠體重的影響如圖 3-1 所示，第 4 周起高脂組較正常組大鼠體重增加加快，OP 組體重顯 OR 組（P<0.05）。飼喂至第六周，OP 組體重極顯著高于 OR 和 Con 組（P<0個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi) OP 大鼠體重一直顯著高于 Con 和 OR 組大鼠體重（P<0.05）， Con 組體重?zé)o顯著性差異，結(jié)果表明 OR 大鼠具有較好的抵抗高脂膳食誘導(dǎo)，與李后開(kāi)[28]研究結(jié)果一致。

表明短期（8 周）高脂飼喂，OP 大鼠胰腺出現(xiàn)一定程度的氧化應(yīng)激。而高脂飼喂 OR 大鼠 8~20 周，胰腺抗氧化酶活性與 Con 大鼠相比并無(wú)顯著性差異（P>0.05），且 GSH/GSSG比值高于 OP 大鼠，MDA 水平顯著降低（P<0.05）。本研究結(jié)果提示，20 周高脂飼喂OR 大鼠胰腺仍可維持較強(qiáng)的抗氧化能力，可抵抗高脂日糧誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。3.2 不同周期高脂日糧誘導(dǎo)OP和OR大鼠線粒體功能和能量代謝差異3.2.1 不同周期高脂日糧飼喂對(duì) OP 和 OR 大鼠腓腸肌線粒體功能的影響Mn-SOD 和 GSH-px 作為線粒體內(nèi)重要的抗氧化酶，對(duì)維護(hù)線粒體氧化還原穩(wěn)態(tài)具有重要意義[83]。如圖 3-2 所示，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段，與 Con 組相比，OP 大鼠 Mn-SOD 活性降低，20 周出現(xiàn)顯著性差異。8 周和 14 周高脂飼喂引起 OR 大鼠 Mn-SOD 和 GSH-px活性顯著提高，但到 20 周 GSH-px 活性顯著降低（P<0.05）。Daiber 等人[84]發(fā)現(xiàn) MnSOD或 GSH-px 基因敲除小鼠心肌細(xì)胞線粒體 ROS 生成增多，導(dǎo)致氧化損傷和線粒體功能異常。過(guò)表達(dá) MnSOD 和 GSH-px 可有效增強(qiáng)線粒體抗氧化能力，恢復(fù)氧化應(yīng)激引起的線粒體功能紊亂。本研究結(jié)果顯示，高脂飼喂（8 周、14 周），OR 大鼠可通過(guò)提高腓腸肌線粒體抗氧化酶活性，維持線粒體功能，維護(hù)腓腸肌氧化還原穩(wěn)態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2737099