轻断食对2型糖尿病模型大鼠胰岛素抵抗及胰岛β细胞功能的作用及其机制研究

摘要

目的 探讨轻断食对2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗以及胰岛β细胞AMPK-mTOR-ULK1自噬信号通路的影响及其可能的机制。方法 46只雄性Wistar大鼠中随机选取6只作为正常对照组(给予普通饲料饲养4 w),其余40只大鼠建立2型糖尿病模型(给予高脂饲料饲养，每5天腹腔注射1次STZ 25 mg/kg体重，共4 w)。40只2型糖尿病大鼠模型建立成功后，根据干预的不同分为模型组、模型+轻断食组、模型+运动干预组、模型+药物干预组、模型+运动+轻断食组。所有干预组大鼠同时每5天腹腔注射1次小剂量STZ 25 mg/kg体重，正常对照组同时每5天腹腔注射1次生理盐水0.5 mL/100 g体重。干预结束行简易糖耐量试验(OGTT),检测各组大鼠空腹血糖、空腹血清胰岛素水平，计算出胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛β细胞功能指数(HOMA-β),评价干预效果。Western-blot法检测干预前、后大鼠胰腺组织中AMPK-mTOR-ULK1信号通路及自噬相关蛋白腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、磷酸化-AMPK(p-AMPK)、哺乳动物类雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、磷酸化-mTOR(p-mTOR)、UNC-51样激酶1(ULK1)、微管相关蛋白轻链3(LC3)、卷曲螺旋状Myosin样Bcl-2相互作用蛋白-1(Beclin-1)的表达水平。结果 与模型组大鼠比较，模型+轻断食组、模型+运动+轻断食组大鼠的空腹血糖、空腹胰岛素及服糖后2 h血糖水平、HOMA-IR水平显著降低(P均<0.05);大鼠胰腺组织Beclin-1、p-AMPK、ULK1表达均显著降低，p-mTOR表达明显升高(P<0.05)。与模型组大鼠比较，模型+运动+轻断食组的HOMA-β水平显著升高(P<0.05),大鼠胰腺组织中的LC3表达显著降低(P<0.05)。结论 轻断食干预对2型糖尿病大鼠具有改善胰岛素抵抗、提升胰岛β细胞功能的作用，并影响细胞自噬AMPK-mTOR-ULK1信号通路。

关键词

轻断食 / 2型糖尿病 / 胰岛素抵抗 / 胰岛β细胞功能 / 自噬

基金资助

省部共建中亚高发病成因与防治国家重点实验室开放课题项目(SKL-HIDCA2021-DX4)