有氧运动联合甘草酸对2型糖尿病大鼠肾脏氧化应激的影响

研究背景:糖尿病(DM)是一类以慢性高血糖为主要特征的异质性代谢紊乱疾病的统称,包括1型糖尿病、2型糖尿病(T2DM)、妊娠糖尿病和其他类型糖尿病,其中以2型糖尿病居多。由DM引发的常见并发症包括肾脏、肝脏、心血管系统、视网膜等器官的功能障碍,目前仍然缺乏有效治疗方法来逆转并发症带来的器官损伤。糖尿病肾脏疾病(DKD)是糖尿病最严重的慢性并发症之一,也是全世界导致终末期肾脏疾病最常见的原因之一,DKD涉及的病因复杂,目前的治疗依赖于多因素干预。氧化应激被认为是促进DKD进展的重要因素,慢性高血糖增加机体氧化应激,显著改变蛋白质和脂质的结构和功能,并诱导糖氧化和过氧化,高血糖导致葡萄糖的自氧化、蛋白质的糖基化和多元醇机制的激活,细胞内活性氧的过量产生导致了一些DKD的微血管和大血管并发症。研究显示,久坐不动的生活方式与糖尿病发病率增加有关,运动可改善代谢控制,而有氧运动被认为是促进预防高血糖引起的并发症的最有效的体力活动形式之一,对肾脏氧化应激参数产生积极影响。甘草酸(GA)是从甘草中提取的三萜类化合物,具有良好的抗氧化抗炎等多种药理作用,被认为是治疗DKD的潜在药物。随着DM发病率逐年升高,患DKD人群也逐渐增加,DKD因其复杂的病理机制,导致其治疗策略的临床效益有限,主要目标是同时控制血糖、血压和血脂,以及改变生活方式,主要的治疗靶点是通过血管紧张素转换酶抑制剂或血管紧张素II受体阻滞剂阻断肾血管紧张素系统,以达到保护肾脏、抗蛋白尿和抗高血压的目的,因此,寻找新的治疗方案迫在眉睫。研究目的:本研究选用SD大鼠构建T2DM大鼠模型,通过对T2DM大鼠进行为期8周的干预,探究有氧运动联合甘草酸对T2DM大鼠肾脏氧化应激的影响,从肾脏细胞形态和分子机理等方面探究有氧运动和甘草酸对DKD的干预效果。研究方法:选取雄性SD大鼠,适应性喂养1周后随机分出10只作为空白对照组(NC组),其余作为模型构建组(HFD组),采用8周高糖高脂饲料喂养加链脲佐菌素腹腔注射的方法诱导T2DM大鼠模型。NC组大鼠采用常规维持饲料进行饲喂,其余各组均高糖高脂饲料饲喂直至实验结束。将构建模型成功的大鼠按照随机数字表分为模型组(DM组)、有氧运动组(AE组)、甘草酸组(GA组)和有氧运动联合甘草酸组(AE+GA组)。AEEmricasan采购组和AE+GA组进行为期8周的有氧运动干预,跑台速度20m/min,时间60min,GA组和AE+GA组进行甘草酸100mg/kg剂量灌胃8周,1次/天,6天/周,共8周。每周测定大鼠体重及血糖(FBG),干预结束后将所有大鼠放入代谢笼收集尿液测定24小时尿蛋白含量,采集血液测定甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)、血清胰岛素(FINS),并计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),分离肾脏经生理盐水冲洗后滤纸擦干,切下一部分固定于多聚甲醛用于HE染色观察肾脏组织病理变化,另取部分肾脏组织于-80℃冰箱冻存,用于ELISA测定肾脏组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)含量。研究结果:1.模型构建:1)体重变化:随着大鼠饲喂时间增加,大鼠体重逐渐上升,在注射链脲佐菌素后HFD组体重短暂下降,之后体重逐渐增加。2)各组FBG、FINS、HOMA-IR变化:与NC组相比,HFD组FBG显著升高(P<0.05),FINS和HOMA-IR均显著增加(P<0.01),与DM组相比,AE组、GA组、AE+GA组FBG显著降低(P<0.05),FINS和HOMA-IR显著下降(P<0.05)。综上所述,8周高糖高脂饲料饲喂加链脲佐菌素腹腔注射可以诱导T2DM大鼠模型,有氧运动、甘草酸及有氧运动联合甘草酸干预可降低T2DM大鼠血糖水平并改善大鼠胰岛素抵抗情况。2.8周干预结束后各组TC、TG、BUN、Scr、尿蛋白含量变化:与NC组相比,DM组TC、TG、BUN、Scr、尿蛋白含量均显著增加(P<0.01),与DM组相比,AE组、GA组、AE+GA组TC、TG、BUN、Scr、尿蛋白含量显著降低(P<0.05),且AE+GA组降低水平优于AE组和GA组(P<0.05)。3.干预结束后各组大鼠肾脏HE染色情况:NC组肾脏结构正常,肾小球及肾小管未见明显病变;DM组多见肾小球毛细血管瘀血肥大,广泛可见肾小管上皮细胞胞质崩解、细胞坏死脱落,间质损伤,炎性细胞浸润;与DM组相比,AE组和GA组肾小球结构及形态、肾小管排列和间质损伤情况均有不同程度改善,AE+GA组肾小球结构及形态、肾脏纤维化、间质损伤和炎性细胞浸润明显改善。4.干预结束后各组大鼠肾脏组织SOD、MDA、GSH-Px水平:与NC组相比,DM组SOD和GSH-Px水平显peanut oral immunotherapy著降低(P<0.01),MDA水平显著增加(P<0.01),与DM组相比,AE组、GA组和AE+GA组SOD、GSH-Px水平显著增加(P<0.01),MDA含量显著降低(P<0.05)。研究结论:8周高糖高脂饲料饲喂加链脲佐菌素腹腔注射可诱导2型糖尿Baf-A1分子式病大鼠模型。有氧运动联合甘草酸干预可明显减轻T2DM大鼠肾脏损害,抑制肾脏组织纤维化,延缓DKD进展,其机制可能与有氧运动联合甘草酸改善了T2DM大鼠肾脏氧化应激状态有关。