黑米花色苷對胰島素抵抗的改善作用及其機(jī)制探討.pdf

1、胰島素抵抗(insulin resistance)是指機(jī)體對一定量胰島素的反應(yīng)性減低，它不僅是糖尿病的重要發(fā)病機(jī)制，還與十余種代謂}疾病有關(guān)，包括中心性肥胖、糖耐量異常、脂代謝紊亂、高血壓、微量白蛋白尿和冠心病等，胰島素抵抗被認(rèn)為是這些疾病的共同發(fā)病基礎(chǔ)。在靶組織內(nèi)，胰島素需要借助一系列信號蛋白來發(fā)揮其代謝調(diào)節(jié)作用，任一信號蛋白的結(jié)構(gòu)或功能異常，均將導(dǎo)致信號傳遞障礙，發(fā)生胰島素抵抗。由于信號傳遞過程復(fù)雜、影響因素繁多，胰島素抵抗產(chǎn)生的具

2、體機(jī)制尚不清楚。不過現(xiàn)已明確，氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)在胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展過程中起了重要的調(diào)節(jié)作用。 營養(yǎng)過剩，特別是攝入大量單糖及飽和脂肪，會加速機(jī)體對糖脂化合物的代謝，三羧酸循環(huán)增加從而導(dǎo)致線粒體內(nèi)NADH/NAD<'+>比值升高，產(chǎn)生大量活性氧(reactive oxygen species，ROS)和活性氮(reactiVe nitrogen species，RNS)自由基，ROS和RNS能夠氧化和破壞DNA，蛋白質(zhì)以及脂

3、質(zhì)等生物大分子，直接阻礙胰島素發(fā)揮正常的代謝調(diào)節(jié)功能。同時，它們又可以通過激活靶組織內(nèi)一些應(yīng)激調(diào)節(jié)蛋白，包括核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)，p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和c-Jun N-端激酶(c-Jml NH2-terminalkinase，JNK)等，阻礙胰島素刺激后胰島素受體底物(insulin receptor substr

4、ate，本文受到國家自然科學(xué)基金(No.30371215)和中華醫(yī)學(xué)基金(CMB 98-677)資助。 IRS)等胰島素信號傳遞關(guān)鍵蛋白的正常磷酸化，使葡萄糖轉(zhuǎn)運體-4(glucosetransporter 4，GLUT4)從胞漿到胞膜的易位減少，從而間接導(dǎo)致胰島素抵抗。炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是肥胖和胰島素抵抗之間的一個重要聯(lián)系機(jī)制。在肥胖患者和多種肥胖及胰島素抵抗動物模型體內(nèi)都檢測到了炎癥因子水平的升高，包括腫瘤壞死因子-α(tUl

5、TIOr necrosis factor α，TNF-α)、白介素-1(interleukin-1，IL-1)和IL-6等細(xì)胞因子。炎癥因子水平的升高會激活一系列絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，如JNK和蛋白激酶C，使IRs的絲氨酸位點發(fā)生磷酸化，阻礙其酪氨酸位點的磷酸化，導(dǎo)致IRS和胰島素受體的結(jié)合松散以及激活下游底物的能力下降，引起胰島素抵抗。 流行病學(xué)研究提示植物性食品攝取量的增加可降低胰島素抵抗相關(guān)疾病包括代謝綜合征、冠心病、

6、糖尿病和肥胖等疾病的發(fā)病風(fēng)險。研究者認(rèn)為植物性食品的健康促進(jìn)作用一方面取決于食物中營養(yǎng)素的合理構(gòu)成，另外還和其中存在的大量植物化學(xué)物質(zhì)(phytochemicals)有關(guān)。 花色苷(anthocyanins)是自然界分布最為廣泛的一種植物多酚類物質(zhì)，在大部分植物花瓣和果實種皮當(dāng)中都不同程度的存在，其中在一些深色漿果和有色谷物中含量尤為豐富，提示日常生活中我們可以通過植物性膳食獲得較高的花色苷攝入量。越來越多的研究證實，花色苷具有

7、一系列健康促進(jìn)和疾病預(yù)防功效，包括抗氧化、抗炎以及調(diào)節(jié)血脂等生理作用，花色苷的這些特性使我們有理由期待它能夠在改善胰島素抵抗方面也發(fā)揮一定的作用。 黑米是一種營養(yǎng)豐富的特種稻米，同時具有一定的保健功效，在我國及東亞地區(qū)其它國家有著悠久的種植和食用歷史。近些年來，我們實驗室利用黑米和黑米皮開展了一系列研究，發(fā)現(xiàn)黑米的心血管保護(hù)作用主要來自于其糊粉層中富含的花色苷，而與其它營養(yǎng)素?zé)o關(guān)。在利用提純的黑米花色苷提取物(anthocyan

8、in-rich extract from black rice，AREBR)進(jìn)行的實驗當(dāng)中，AREBR同樣可以明顯抑制ApoE基因敲除小鼠動脈粥樣硬化斑塊的形成，這一作用被認(rèn)為和AREBR良好的降血脂及抗氧化特性有關(guān)。另外，最近來自不同實驗室的報道已經(jīng)證明，櫻桃和紫玉米的花色苷提取物能夠有效預(yù)防高脂膳食引起的小鼠肥胖，并對胰島素抵抗有一定的改善作用。 為了進(jìn)一步明確黑米花色苷對胰島素抵抗的作用效果，本研究通過建立胰島素抵抗動物