饮食干预对高脂高糖诱导的妊娠期大鼠胰岛素抵抗状态的影响*

李变锋，付艳芹，张东铭，张苏河

郑州大学第二附属医院内分泌科 郑州 450014

妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)是妊娠过程中首次发现的不同程度的糖耐量减低，是特殊类型的糖尿病[1]。近年来随着饮食结构的改变，GDM的发病率逐年升高，研究[2]显示孕前或孕期高脂、高糖及高饱和脂肪酸饮食可加重机体胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)，诱发GDM。作者利用高脂高糖饲养建立妊娠期IR大鼠模型，观察孕期膳食调整对IR和糖耐量异常发病风险的影响。

1 材料与方法

1.1主要材料

1.1.1 主要试剂和仪器 胰岛素ELISA检测试剂盒(RD公司分装)，肝素生理盐水(用生理盐水稀释肝素至50 U/mL)；胰岛素溶液(江苏万邦生化医药股份有限公司)，用前临时配制；葡萄糖溶液(上海百特制药公司)，临时配制成质量分数27.5%；罗氏血糖仪及同批号血糖试纸(罗氏公司)；WZS-50F6微电脑数字式电子微量注射泵(浙江大学医学仪器有限公司)。

1.1.2 饲料 国家标准齿类饲料和高脂高糖饲料均由郑州大学实验动物中心加工制成。高脂高糖饲料按照质量比为20.0%的蔗糖、2.5%的胆固醇、10.0%的熟猪油、1.0%的胆酸盐和66.5%的基础饲料混合配制而成，总热量为16.187 J，包含12.65%的蛋白质、52.93%的碳水化合物和34.42%的脂肪。

1.2实验分组雌性SD大鼠40只，雄性10只，体质量180～200 g，购自郑州大学实验动物中心。雄性大鼠用国家标准齿类饲料喂养。雌性大鼠用标准齿类饲料适应性喂养1周后，随机数字表法分为4组，高脂高糖饮食-孕鼠组(sucrose and fat diet pregnant rat, SFP)，高脂高糖饮食-孕后普食组(dietary intervention for pregnant rat, GHP)，普通饮食-孕鼠组(normal diet pregnant rat, NP)和空白对照组(normal control rat, NC)，每组10只。SFP和GHP组给予高脂高糖饲料喂养，NP和NC组给予普通饲料喂养。6周后SFP、GHP和NP组按雌雄21比例合笼受孕，次日清晨做雌鼠阴道分泌物涂片，显微镜下观察到精子(+)定为妊娠第1天，标记并隔离孕鼠。SFP组继续给予高脂高糖饲料喂养，其他各组均给予普通饲料喂养。动物自由进食水，昼夜交替自然光照。饲养房温度保持在21～28 ℃，湿度控制在50%～65%，每天更换干净消毒垫料。于妊娠第20天禁食不禁水12 h后对4组大鼠进行指标检测。饲养前后测体质量，计算体质量增量。

1.3双尾静脉穿刺术参照张思功等[3]方法，将大鼠置于用塑料瓶制作的简易大鼠固定器内，乙醇擦洗鼠尾使皮下尾静脉扩张，便于穿刺，尾静脉末1/3处插入连接注满肝素生理盐水肝素帽的24 G静脉留置针，便于采血；将另一装有肝素生理盐水的22 G头皮针插人另一尾静脉根部1/3处，针尾接三通管，用于输注胰岛素和葡萄糖溶液，鼠尾用胶布固定于手术台上。

1.4实验室检测心脏穿刺抽血测血浆空腹胰岛素(Fins)、空腹血糖(FBG)和血脂谱。Fins测定用ELISA法；FBG测定采用葡萄糖氧化酶法；血脂测定采用全自动生化分析仪，血脂指标包括总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、游离脂肪酸(FFA)。

1.5高胰岛素-正糖钳夹实验参照Kraegen等[4]方法行高胰岛素-正糖钳夹实验。将大鼠置于固定器中，首次经尾静脉留置针取血行基础胰岛素(Bins)和基础血糖检测，然后以0.12 U·kg-1·h-1的速度输入胰岛素，根据血糖水平调整葡萄糖溶液输注速率，将血糖维持在(基础血糖±0.5) mmol/L范围内。实验持续120 min，每5 min采血测血糖一次，共测24次。如连续4次血糖在(基础血糖±0.5) mmol/L范围内，可认为钳夹过程达到稳态。葡萄糖输注率(GIR)为钳夹实验第60～120 min的平均GIR。

1.6统计学处理采用 SPSS 17.0进行统计分析，4组体质量增量、血脂、Fins、FBG及GIR的比较采用单因素方差分析及LSD-t检验，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 4组大鼠体质量增量及血脂水平的比较与NC组比较，NP组大鼠体质量增量及血脂水平无差异；SPF组体质量增量及血脂水平均明显高于NP组；与SFP组比较，GHP组体质量增量和血脂水平较低，但血脂水平仍高于NP组。见表1。

表1 4组大鼠体质量增量及血脂水平的比较

*：与NC、NP组比较，P<0.05；#：与SFP组比较，P<0.05。

2.2 4组大鼠胰岛素敏感性比较见表2。NP组FBG、Fins较NC组高，GIR较NC组低，表明NP组较NC组胰岛素敏感性降低，即与NC组相比存在IR。与NP组比较，SFP组IR状态更严重，而GHP组与NP组比较，差异无统计学意义。

表2 4组大鼠胰岛素敏感性的比较

*：与NC组比较,P<0.05；#：与NP组比较,P<0.05；△：与SFP组比较,P<0.05。

3 讨论

研究[5]发现，即使正常妊娠也处于生理性IR状态，这可能与妊娠期体内释放大量拮抗胰岛素的激素有关，如垂体前叶激素与肾上腺皮质激素等。该研究也发现NP组外周葡萄糖利用率较空白对照组(NC组)降低，存在IR。妊娠期IR是一种较妊娠期生理性IR更为严重的状态，主要是由于长期大量进食脂肪引起能量过度摄入,机体靶组织对胰岛素敏感性降低而导致糖耐量异常。一般认为[6]高脂饮食可通过降低胰岛素受体自磷酸化等多种途径影响肝脏、肌肉、脂肪等组织的靶细胞受体对胰岛素信号的转导，从而降低胰岛素介导的外周组织葡萄糖利用率，导致IR的发生。有研究[7]报道在孕早中期及时行糖耐量实验筛查GDM并及早进行合理膳食，在保证母婴双方营养素均衡摄入的同时能有效降低血糖，避免IR及其并发症的发生。也有研究[8]发现GDM患者不行任何胰岛素干预治疗，仅控制饮食、适当锻炼就可使血糖维持在理想水平，但其作用机制是否与改善胰岛素敏感性有关尚不确定。作者采用高胰岛素-正糖钳夹实验观察了饮食干预对GDM模型大鼠胰岛素敏感性的影响。

高脂或高糖饮食都可导致IR，应用高脂高糖饮食可以更快地复制出IR模型[9]。该研究结果显示，用高脂高糖饲料喂养20 d后，妊娠大鼠的体质量较普通饮食妊娠大鼠明显增加，且血浆TG及FFA水平增加，这与其他类似研究[10]报道相符。临床上IR的评估指标为外周组织GIR及血浆胰岛素水平。该实验结果显示，在钳夹稳态情况下SFP组大鼠外周组织GIR明显降低，血浆Fins、FBG水平明显升高，表明高脂高糖喂养的妊娠期大鼠出现了IR。而GHP组大鼠血浆FBG、Fins水平均较SFP组降低，外周组织GIR升高，与NP组比较无明显差异，说明孕前高脂高糖饮食而孕后合理膳食可改善孕期不合理饮食导致的IR。

总之，作者通过高胰岛素-正糖钳夹实验验证了高脂高糖饮食可加重妊娠期IR，而饮食干预能明显改善妊娠期IR的状态，这为临床上在GDM高危人群中，利用科学的营养指导，调节产妇饮食，从而降低GDM的发病风险提供了可靠的理论依据。

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[9] 张蕾,戴敏,陈礼明,等.高脂高糖诱导脂肪肝胰岛素抵抗大鼠模型的建立[J].中国药理学通报,2009,25(6):825

[10]韩萍, 卢雁, 夏菲, 等. 多不饱和脂肪酸对大鼠肝脏甘油三酯蓄积和胰岛素抵抗的影响[J].中国糖尿病杂志, 2007, 15(7):405