亮氨酸及复合蛋白肽对高脂诱导动物能量代谢紊乱的干预作用

作     者：赵慧文 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵秀兰

授予年度：2022年

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 100403[医学-营养与食品卫生学] 10[医学] 

主      题：亮氨酸 蛋白肽 肥胖 能量代谢 糖脂代谢 

摘      要：研究目的超重和肥胖是慢性非传染性疾病包括2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、心血管疾病等的独立危险因素,近年来超重和肥胖发生率持续增长,已成为我国重大公共卫生问题。探索基于膳食成分对能量代谢紊乱的新型干预措施具有重要的现实意义。研究显示亮氨酸与机体的能量代谢密切相关,但研究证据并不完全一致。本研究首先采用亮氨酸作为干预剂,观察了其对常规饲料和高脂饲料喂养小鼠体内脂肪及能量代谢的影响;其后制备富含亮氨酸的复合蛋白肽,观察了其对高脂诱导肥胖大鼠糖脂代谢的影响。研究方法C57BL/6J雄性小鼠分别喂饲常规饲料和高脂饲料,并分为经饮水补充或不补充亮氨酸组,持续喂养24周,观察不同处理对动物体重、血糖及血脂的影响,油红O染色显示了肝脏中脂肪含量的变化;采用Oxymas/CLAMS动物代谢系统记录观察了不同处理对动物能量代谢的改变,Western blot检测了小鼠肝脏组织中脂肪酸合成酶(FAS)和脂肪酸结合蛋白(FABP4)的表达、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)的激活和下游效应分子SIRT1的表达、及肝脏支链α-酮酸脱氢酶E1α(BCKDE1A)活性的变化。高脂饲料诱导SD雄性大鼠肥胖,然后给予添加不同比例富含亮氨酸的复合蛋白肽的饲料喂养30天,观察了其对肥胖大鼠体重、体内脂肪含量的影响,葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)观察了肥胖大鼠葡萄糖耐量和胰岛素敏感性变化,油红O染色观察了肝脏脂肪蓄积情况,Western blot检测了脂肪组织中激素敏感性脂肪酶(HSL)的磷酸化激活、甘油三酯脂肪酶(ATGL)及线粒体呼吸链复合物和解偶联蛋白1(UCP1)表达的变化。研究结果喂饲高脂饲料组小鼠体重显著增加,同时补充亮氨酸使高脂喂养动物体重增加降低,在一定程度上降低了高脂喂饲动物的血糖和血脂水平,减轻了肝脏中脂肪蓄积;亮氨酸明显增加了高脂喂养动物昼夜O2消耗量、CO2呼出量和产热,降低了呼吸交换率,增加了能量代谢;亮氨酸明显下调了高脂喂养动物肝脏FAS和FABP4的表达、增强了 AMPK的磷酸化激活,增加了 SIRT1和PGC-1α的表达,并逆转了高脂诱导的肝脏BCKDE1A磷酸化。高脂诱导肥胖大鼠采用添加不同比例的富含亮氨酸的复合蛋白肽饲料喂养30天,动物体重明显降低,体内白色脂肪和肝脏脂肪含量显著减少,均呈剂量效应关系;大鼠血糖和血脂也明显降低,但葡萄糖耐量和胰岛素敏感性变化不大;同时动物体内白色脂肪及棕色脂肪中p-HSL水平和ATGL表达升高,棕色脂肪组织中线粒体氧化磷酸化复合物和UCP1表达也明显上调。研究结论1.小鼠长期补充亮氨酸,能够促进能量代谢,并有效减轻高脂饲料喂饲导致的体重增加、肝脏脂肪蓄积、以及血糖和血脂升高;其作用机制可能与亮氨酸能有效激活肝脏AMPK-SIRT1通路,促进线粒体发生,降低脂肪酸合成,并促进肝脏亮氨酸分解代谢相关。2.富含亮氨酸的复合蛋白肽能降低高脂饲料诱导肥胖大鼠的体重、体内白色脂肪含量和血脂水平,减少肝脏脂肪蓄积;其作用机制可能与激活脂肪组织脂肪酶HSL、增加ATGL表达,以及上调线粒体氧化磷酸化复合物和UCP1的表达,刺激脂肪分解和产热有关。