黄芪多糖对2型糖尿病大鼠骨骼肌组织glut4表达

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　　黄芪多糖对2型糖尿病大鼠骨骼肌组织GLUT4表达【摘要】目的探讨研究黄芪多糖(APS)对2型糖尿病大鼠的作用及对骨骼肌组织GLUT4表达的影响。方法SD大鼠随机分为:正常对照组、黄芪多糖对照组(APS组)、2型糖尿病组(TIIDM组)和2型糖尿病黄芪多糖治疗组(TIIDM+APS组)，5周后测血糖、血清胰岛素和GLUT4的水平。结果TIIDM组和TIIDM+APS组血糖均高于对照组（P<0.01），TIIDM+APS组血糖低于TIIDM组（P<0.01）；各组间血胰岛素水平差别无显著性（P>0.05）；TIIDM组骨骼肌组织GLUT4的表达低于对照组和TIIDM+APS组（P<0.01）。结论APS可降低TIIDM大鼠血糖水平，其机制与提高糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4表达有关。【关键词】黄芪多糖2型糖尿病葡萄糖转运蛋白4　　Abstract:ObjectiveToinvestigatetheeffectofAstragaluspolysoccharide(APS)onexpressionofGLUT4intheskeletalmuscletissueofTIIDMrats.MethodsSDratslydividedintofourgroups:normalcontrolgroup,normalcontrolplusastragaluspolysoccharidegroup(APSgroup)，TIIDM modelgroup(TIIDMgroup)，diabeticmodelplusastragaluspolysoccharidetherapygroup(TIIDM+APSgroup).TheexpressionofGLUT4ongthesegroups（P>0.05）.ExpressionsofGLUT4intheskeletalmuscletissuesofratsinTIIDMgroupechanismsmightbecloselyrelatedtotheelevationofthelevelofGLUT4intheskeletalmuscletissuesofrats.　　Keyellitus;GlucoseTransporter4黄芪多糖（Astragaluspolysaccharide，APS）是从豆科植物黄芪中提取出来的有较强生物活性的大分子复合物。初步研究表明，APS具有良好的降糖效果，且毒副作用小，但其降糖作用机制目前尚未完全阐明［1］。本研究运用APS治疗高脂饮食喂养加小剂量链脲佐菌素（STZ）注射诱导2型糖尿病（TypeIIDiabetesMellitus，TIIDM），旨在通过进一步观察APS降糖效果及其对骨骼肌组织葡萄糖转运蛋白4（GlucoseTransporter4,GLUT4）表达的影响，为其临床应用提供实验依据。　　1材料与方法　　1.1材料健康清洁级雄性SD大鼠40只，体重180～200 g，购自武汉大学实验动物中心。STZ购自Sigma公司。APS从山西产黄芪根中提取制成粉剂，临用前用生理盐水新鲜配制成20g/L的溶液。血清胰岛素放射免疫测定试剂盒，购自北京北方生物技术研究中心。免抗鼠GLUT4多克隆抗体购自Calbiochem公司。OnetouchⅡ血糖测定仪及试纸购自美国JansonandJanson公司。　　1.22型糖尿病模型的建立与分组实验动物分为4组。正常对照组：给予普通饲料（60％碳水化合物，22％蛋白质，10％豆油脂肪，包括纤维素在内的其他成分8％）喂养，用等体积生理盐水灌胃处理5周。APS对照组(APS组)：普通饲料，APS溶液（400mg·kg-1·d-1）灌胃处理5周。TIIDM组：给予高脂饲料（41%脂肪，41%碳水化合物和18%蛋白质），尾静脉注射链脲佐菌素（STZ）（30mg/kgSTZ，溶于0.1mol/L柠檬酸缓冲盐溶液，pH4.5），注射后动物自由进食、进水并维持高脂饮食，STZ注射72h后，测动物空腹血糖，大于6.7mmol/L者可诊断为糖尿病［2］。TIIDM+APS组：空腹血糖大于6.7mmol/L的动物继续喂以高脂饲料，同时APS溶液（400mg·kg-1·d-1）灌胃处理5周。　　1.3检测指标所有大鼠在5周末称体重，观察一般情况，取尾静脉血测空腹血糖。乌拉坦麻醉，颈动脉插管放血，分离血清，用放射免疫法测血胰岛素。取骨骼肌石蜡包理制片，间接免疫荧光法测骨骼肌中GLUT4的表达。用HPIAS-1000型全自动图像分析系统分析平均光密度值。 　　1.4统计学处理采用SPSS11.5统计软件进行，实验数据以±s表示,组间比较用t检验。P<0.01有显著性差异。　　2结果　　2.1一般情况糖尿病大鼠毛发干枯、杂乱、脱落、蜷卧，活动减少，与正常对照组相比体重增加，差别有显著性（P<0.01）。给APS治疗后，大鼠精神好转、毛发光整、有色泽、活动增多，与TIIDM组相比体重减轻，差别有显著性（P<0.01）。结果见表1。表1各组大鼠体重、血糖、血胰岛素水平(略)　　2.2血糖、血胰岛素水平如表1所示，TIIDM组和TIIDM+APS组血糖水平均高于对照组，差别有显著性（P<0.01），TIIDM+APS组血糖水平低于TIIDM组，差别有显著性（P<0.01）；TIIDM大鼠血胰岛素浓度类似于正常对照组大鼠。APS治疗并不影响TIIDM和正常对照组大鼠的血胰岛素水平。各组间血胰岛素水平差别无显著性（P>0.05）。　　2.3 骨骼肌组织中GLUT4表达免疫荧光显示GLUT4于细胞膜和细胞浆中均有表达，但TIIDM组骨骼肌组织GLUT4表达明显低于正常对照组、APS对照组和APS+糖尿病组（P<0.01），APS对照组与正常对照组间差异无显著性（P>0.05），免疫荧光分析各组GIUT4的平均光密度值见表2。实验结果说明，TIIDM大鼠骨骼肌组织中GLUT4表达减弱与降低的骨骼肌组织葡萄糖摄取有关，并引起高血糖，该缺陷可被APS改善。表2各组大鼠骨骼组织中免疫荧光GLUT4的表达(略)　　3讨论GLUT4为一种糖蛋白，主要存在于胰岛素敏感的骨骼肌、心肌和脂肪细胞中，分布在胞浆内和质膜上，直接介导葡萄糖向细胞内转运［3］。在没有胰岛素刺激时主要位于细胞内的GLUT4储存囊泡（GSVs）中，当胰岛素与受体结合后，激发一系列级联效应，导致富含GLUT4的囊泡向细胞外膜移动，囊泡膜与细胞外膜融合，GLUT4转位至细胞外膜，且活性增加，与葡萄糖结合并发生结构改变，将葡萄糖转运至细胞内后恢复原来结构。这一过程很容易被逆转，当循环胰岛素水平下降时，GLUT4通过吞饮作用从细胞外膜清除并回到GSVs中，使胰岛素敏感组织迅速对循环胰岛素水平作出反应，保持血糖平衡。由此可见，当GLUT4异常时，该组织利用葡萄糖障碍，导致胰岛素抵抗。骨骼肌组织占全身葡萄糖利用的80%以上，在胰岛素抵抗及2型糖尿病中，胰岛素刺激的全身葡萄糖利用率严重降低，其肌肉葡萄糖转运缺陷是构成骨骼肌胰岛素抵抗，导致2型糖尿病的基础。 本实验结果表明,TIIDM组血糖水平明显高于对照组，用APS治疗后血糖水平明显降低，提示APS能改善糖尿病糖代谢紊乱。TIIDM+APS组与TIIDM组间血胰岛素水平差别无显著性，提示APS改善糖尿病糖代谢并不通过促进胰岛素的释放，而通过增加组织对胰岛素的敏感性。TIIDM组体重水平明显高于对照组，说明高热量饮食导致TIIDM大鼠肥胖。TIIDM+APS组体重水平明显低于TIIDM组，说明APS能减轻糖尿病大鼠肥胖症状。高脂喂养的大鼠骨骼肌中GLUT4表达明显减少（P<0.01），应用APS治疗后，TIIDM大鼠骨骼肌中GLUT4表达明显增加，这一结果说明，高脂喂养诱导的TIIDM大鼠骨骼肌中GLUT4的表达降低，减少了胰岛素刺激的GLUT4向质膜的转位，进而影响肌细胞对葡萄糖的摄取与利用，削弱了胰岛素的降糖作用，这可能是TIIDM产生的原因之一［4］，APS可部分逆转这种改变，改善机体对胰岛素的敏感性，这可能是其改善TIIDM糖、脂代谢紊乱的分子机制之一。【