云端飘雪超轻水

地址:大连市中山区安达商务大厦609- 611室

电话:北京 400-8632-993;大连 400-0411-993

邮箱:xinyuan@xinyuan2006.com

辽ICP备:09021742号 

网站建设:中企动力 大连

技术介绍

TECHNOLOGY INTRODUCTION 

实验七:低氘白酒对糖尿病大鼠糖代谢和胰岛细胞及其功能的影响

浏览量

低氘白酒对糖尿病大鼠糖代谢和胰岛细胞及其功能的影响

       糖尿病已成为当今世界仅次于恶性肿瘤和心脑血管疾病的严重威胁人类健康的第三大疾病[ 1- 2 ] 。研究[ 3- 5] 发现, 适量饮酒可使胰岛素敏感性增加, 降低2型糖尿病的发病风险; 而长期、过量饮酒则可产生胰岛素抵抗, 从而增加2型糖尿病的发病风险。中国白酒与水的关系密切。选择合适的发酵用水或加桨降度以提高酒的品质, 降低白酒对人体的危害性, 一直以来是人们关注的问题。在自然界, 水由2个氢原子和1个氧原子组成, 其中氢元素有氕、氘和氚3 种同位素。在地表水中, 氘和氕的比率( D /H )大约是1 !6 600, 即水中氘的体积分数为0. 015% [ 6] 。通常把氘体积分数低于0. 015% 的水称为低氘水。以往对氘在生物体内的作用研究主要集中在重水方面[ 7- 9] 。近年来研究[ 10- 12] 发现, 低氘水具有降低致癌基因表达、抑制癌变细胞生长、抗辐射和免疫保护等作用。本实验室前期研究[ 13 ] 也证实低氘水具有抑制肺癌细胞增殖和促进细胞凋亡作用。本研究通过一次性腹腔注射链脲佐菌素( Strep tozotoc in, STZ)诱导建立糖尿病大鼠模型, 观察低氘水、普通白酒和低氘白酒对糖尿病大鼠空腹血糖、胰岛素水平和胰岛细胞的影响, 为低氘水在白酒产业的应用提供理论和实验依据。

1材料与方法

1. 1 材料

1. 1. 1实验动物�� 雄性W istar大鼠, 体质量( 180 ∀10) g, 由上海交通大学药学院实验动物中心提供。动物生产和使用许可证号码分别为SCXK (沪) 2003- 0003 和SYXK(沪) 2007- 0025。动物饲养于室温20# ~ 25# , 相对湿度40% ~ 70% 的环境条件下, 自

由饮食。

1. 1. 2 主要试剂和仪器�� 低氘水(体积分数0. 0050% ) (上海池天超轻水生物工程有限公司) ;52度白酒(泸州老窖集团有限责任公司); STZ( S igm a) ; 胰岛素放射免疫分析检测试剂盒(中国原子能科学研究院)。AB104- N 电子分析天平(梅特勒- 托利多仪器上海有限公司) ; 2000 FCA 酶标仪( BD) ; Nova 16全自动生化分析仪(Nova)。

1. 2 方法

1. 2. 1诱导建立糖尿病大鼠模型�� W istar大鼠经适应性喂养2 周后, 禁食12 h; 一次性腹腔注射2%STZ ( 50 mg /kg)诱导建模; 72 h后, 大鼠自眼眶取血测定空腹血糖水平; 若空腹血糖> 16. 7 mmo l/L则判定为造模成功[ 14] 。

1. 2. 2 分组和给药�� 将造模成功的糖尿病大鼠随机分为模型、低氘水、普通白酒高量和低量组及低氘白酒高量和低量组, 每组10只。另以10只未造模大鼠作为正常对照组。∃ 正常对照组: 生理盐水灌胃,饮用普通水; % 模型组: 生理盐水灌胃, 饮用普通水;& 低氘水组: 低氘水灌胃, 饮用低氘水; ∋普通白酒低量组: 1个单位( 60 kg成年人每天饮用52 度泸州老窖50mL为1个单位)白酒+ 蒸馏水灌胃, 饮用普通水; ( 普通白酒高量组: 6个单位白酒+ 蒸馏水灌胃, 饮用普通水; )低氘白酒低量组: 1个单位白酒+低氘水灌胃, 饮用低氘水; ∗ 低氘白酒高量组: 6个单位白酒+ 低氘水灌胃, 饮用低氘水。各组每日灌胃液体均为为0. 01mL /g, 连续给药4周。

1. 2. 3 观察和检测�� ∃ 采样和标本制备: 最后一次给药结束后禁食12 h, 称量体质量; 10% 水合氯醛麻醉, 眼眶静脉取血, 分离血清置- 20 # 冰箱保存待测。血样采集后, 颈椎脱臼处死动物, 迅速摘取完整的胰腺组织, 4% 中性甲醛固定, 脱水、石蜡包埋、

4 m切片。% 空腹血糖测定: 采用葡萄糖氧化酶法经Nova全自动生化分析仪测定。& 空腹胰岛素水平: 采用放射免疫分析法测定空腹胰岛素水平。∋组织学观察: 取胰腺组织石蜡切片, HE 染色、封固, 光学显微镜观察胰岛组织病理学改变。

1205 上海交通大学学报( 医学版) Vo.l 30

1. 3 统计学方法

采用SPSS 11. 5统计软件进行统计学分析。计量数据以x��∀ s表示, 组间比较采用t检验。P < 0. 05表明差异有统计学意义。

2  结 果

2. 1各组大鼠体质量变化干预后4周末时点, 糖尿病大鼠体质量均明显小于正常对照大鼠(P < 0. 05)。在糖尿病大鼠中, 低氘水组和低氘白酒(低、高量)组体质量显著大于模型组(P < 0. 05) ; 低氘白酒高量组体质量显著大于普通白酒高量组(P < 0. 05) ; 普通白酒(低、高量)组与模型组体质量比较差异无统计学意义(P > 0. 05) (表1)。

2. 2 各组大鼠空腹血糖和胰岛素水平变化

2. 2. 1 空腹血糖水平�� 干预后4周末时点, 各组糖尿病大鼠空腹血糖水平显著高于正常对照组(P <0. 05)。在糖尿病大鼠中, 低氘水组和低氘白酒低量组空腹血糖水平显著低于模型组(P < 0. 05) ; 低氘白酒低量组空腹血糖水平显著低于普通白酒低量组(P < 0. 05); 模型组、普通白酒(低、高量)组和低氘白酒高量组组间空腹血糖水平比较差异无统计学意义(P > 0. 05) (表1)。

2. 2. 2 空腹胰岛素水平�� 干预后4周末时点, 与正常对照组比较, 模型组和普通白酒高量组糖尿病大鼠空腹胰岛素水平显著降低( P < 0. 05); 低氘白酒(低、高量)组糖尿病大鼠空腹胰岛素水平则明显升高(P < 0. 05)。在糖尿病大鼠中, 低氘水组、普通白酒组低量组和低氘白酒(低、高量) 组空腹胰岛素水平均显著高于模型组(P < 0. 05) ; 低氘白酒低量组空腹胰岛素水平显著高于普通白酒低量组(P < 0. 05) ;低氘白酒高量组空腹胰岛素水平显著高于普通白酒高量组(P < 0. 05); 普通白酒高量组与模型组空腹胰岛素水平比较差异无统计学意义(P > 0. 05) (表1)。

2. 3 各组大鼠胰岛组织学改变

胰岛组织HE 染色光学显微镜观察显示, 正常对照组胰岛细胞数量多; 细胞界限清晰; 细胞核清楚呈卵圆形且核仁清晰; 细胞排列规律。与正常对照组比较, 模型组大鼠胰岛萎缩; 胰岛细胞数量减少,分布稀疏; 胰岛细胞体积增大; 胞质着色浅, 空泡增多; 细胞核固缩, 染色质分布不均、边集, 部分细胞核缺失。与模型组比较, 低氘水组在胰岛细胞数量、体

积、形态及染色颗粒的分布等方面均有不同程度的改观。在普通白酒(低、高量)组, 胰岛组织受损程度较重, 胰岛细胞体积明显增大, 多数细胞胞质呈疏松网状或空泡状, 细胞排列明显紊乱。与普通白酒(低、高量)组比较, 低氘白酒(低、高量)组胰岛细胞形态、体积、分布等改善明显(图1)。

F ig 1 Changes of patho log ic structure o f pancrea tic is lets of ra ts in each group�� HE sta in ing+ 200

A: 正常对照组; B: 模型组; C: 低氘水组; D: 普通白酒高量组; E: 普通白酒低量组; F: 低氘白酒高量组; G: 低氘白酒低量组3 讨 论

本研究结果显示, 饮用普通白酒具有促进胰岛素分泌作用; 与Huang等[ 15] 的研究结果相符, 推测可能与胰岛血流增加有关。有研究[ 5] 显示, 适量饮酒可改善胰岛素敏感性, 降低糖化血红蛋白值, 对预防糖尿病心血管并发症有益, 而完全不饮酒或重度饮酒者则发生并发症的风险相对增加。本研究发现,普通白酒低量组大鼠空腹胰岛素水平升高趋势较高

量组显著, 组织学观察显示普通白酒高量组胰岛细胞损伤较为严重。尽管空腹胰岛素水平明显升高, 但普通白酒低、高量组大鼠空腹血糖水平与模型组比较并无明显变化, 提示可能存在胰岛素抵抗。肝脏是乙醇代谢的主要器官, 同时也是胰岛素的重要靶器官, 肝脏对胰岛素的敏感性降低是产生胰岛素抵抗的重要原因之一。Patel等[ 16] 报道, 长期乙醇摄入可使肝细胞表面胰岛素受体( insulin receptor,IR)减少。周绍良等[ 17 ] 认为, 长期饮酒导致大鼠胰岛素敏感性降低可能与其肝脏IR、胰岛素受体底物1( insulin receptor substrate��1, IRS��1) 和胰岛素受体底物2 ( insulin recepto r substrate��2, IRS��2) mRNA 表达下调有关。此外, 乙醇还可能通过影响糖代谢而减少肝糖原合成, 使肝及外周组织摄取葡萄糖能力下降[ 18] 。本实验观察到低氘水干预及饮用能明显改善糖尿病大鼠体质量, 降低空腹血糖, 并提高空腹血清胰岛素水平。组织学观察显示, 低氘水具有减轻和修复胰岛��细胞损伤的作用。低氘水降血糖作用机制可能与其减弱链脲佐霉素对胰岛��细胞的损伤或改善受损伤细胞功能, 增加胰岛素分泌有关。本研究结果显示, 低氘白酒低量组大鼠具有较高的空腹胰岛素水平和较低的空腹血糖水平, 与模型组比较差异具有统计学意义, 提示低氘水和白酒在降血糖方面具有协同作用。推测低量低氘白酒的降血糖作用可能与其保护或修复因饮酒造成的胰岛细胞损伤, 促进胰岛��细胞分泌胰岛素而改善糖代谢有关。具体分子机制尚需进一步研究探讨。

参考文献:

[ 1 ] Rub io MA, Arrieta JL, Ru izM, et a.l Des ign and validat ion of a scale to assess 

preferences of type 2 d iabetic patients towards d ifferent nutritional supp lem ents[ J] . 

Nutr H osp, 2008, 23( 3) : 253-262.

[ 2 ] Janghorban iM, S tenhouse EA, Jon es RB, et a.l Is n eighbou rhooddeprivation a risk factor for

 gestat ion al d iabetesm ell itus[ J] ? D iabetM ed, 2006, 23 ( 3) : 313- 317.

[ 3 ] W eiM, G ibbons LW, M itchell TL, et a.l A lcoho intake and incidence of type 2 d iabetes inmen[ J] . 

DiabetesC are, 2000, 23( 1 ) : 18 - 22.

[ 4 ] B ellRA, MayerDav is E J, M art inMA, et a.l A ssociat ion b etw een alcohol consump tion and in 

su lin sens itiv ity and card iovascu 

lar d isease risk ractors: th e Insu l in R es istance and A th erosclerosis Study J]. D iab etesC are, 

2000, 23( 11 ): 1630- 1636.

[ 5 ] de V egt F, D ekk er JM, Groeneveld W J, et a.l M oderate alcohol con sum pt ion is associated 

with low er risk for incident d iabetes and m ortal ity: theH oorn Study[ J] . D iab ResC lin Prac, 

2002, 57( 1 ) : 53 - 60.

[ 6 ] Yurtsever Y, Gat JR. S tab le Isotop eH yd rology[M ] . V ienn a: In tern at ion alAtom ic Energy 

A gen cy, 1981: 103 - 142.

[ 7 ] Laissue JA, B ally E, JoelDD, et a.l Protection ofm ice from w holebody gamm a rad iat ion

 by deuteration of drink ing w ater[ J] . RadiatRes, 1983, 96( 1 ): 59 - 64.

 

[ 8 ] Katz JJ, Cresp iHL, C zajka M, eta.l Course of deuteriation and som e phys iological effects

 of deuterium in m ice[ J] . 

Am J Physio,l1962, 203: 907 - 913.

[ 9 ] GrossPR, Sp indelW. H eavyw ater inh ib ition of cell d ivision: an approach to m ech an ism [ J] . 

Ann N Y Acad S c,i 1960, 90: 500 - 522.

[ 10 ] Gyngyi Z, Som lyai G. Deuterium dep let ion can decrease the expression of C��m yc Haras

 and p53 gene in carcin ogentreated m ice[ J]. In V ivo, 2000, 14( 3 ): 437 - 439.

 

[ 11] S om lyaiG, Jan cs�� G, J kl iG, et a.l Natu rally occu rring d euterium is essen tial for the 

norm al grow th rate of cells[ J] . FEBSLett, 1993,317( 1- 2) : 1- 4.

[ 12] B ildW, S tefan escu I, H au lica I, et a.l Research concern ing the radioprotect ive and 

immunostimu lat ing effects of d euteriumdepleted water[ J]  . Rom JPhysio,l 1999, 36

( 3 - 4 ) : 205 - 218.

 

[ 13] Cong FS, Zhang YR, Sheng CH, et a.l Deu terium��dep leted w aterinhib its hum an

 

 lung carcinom a cell grow th by apop tosis [ J ] . ExpTherM ed, 2010, 1 ( 2) : 277- 283.

 

 ( Supp l) : S164- S166.

[ 15 ] H uang Z, S j��holm A. E thano l acu tely st imu lates islet b lood f low, am pl if ies

 in su lin secret ion, and indu ces hypog lycem ia  via n itricoxide and vagally m ediatedm

 

 echan ism s[ J] . Endocrinology, 2008, 149( 1) : 232- 236.

 

[ 16] PatelBC, D, Arv ille C, Iw ahash iM, et a.l Im pairm ent of hepat icinsu lin receptors

 during ethano l adm in istration [ J ]. Am J Phys io,1991, 261 ( 2 Pt 1 ): G199- G205.

 

[ 17] 周绍良, 郝丽萍, 陈轶英, 等. 长期酒精摄入对雄性大鼠胰岛素敏感性及肝脏IRIRS1、

IRS2 mRNA 表达的影响[ J ]. 卫生 研究,2006, 35( 3 ) : 294 - 296.

 

[ 18] 陈少华, 赵家军, 冯丽, 等. 长期酒精灌胃对大鼠肝脏糖原含 量和肝组织的影响[ J] . 

山东大学学报: 医学版, 2007, 45 ( 11) : 1101- 1105.