High-Hydroxypropylated Tapioca Starch Improves Insulin Resistance in Genetically Diabetic KKAy Mice

ABSTRACT:  The hypoglycemic and antidiabetic effect of hydroxypropyl tapioca starch (HPTS) with a varying degree of substitution (DS: 0.058, 0.091, and 0.180) was investigated in rats and KKAy mice, an animal model of type 2 diabetes. The positive incremental area under the curve (IAUC) for glucose significantly decreased as the DS of HPTS increased. The IAUC after intragastric intubation of the highest HPTS (HPTS-III, DS = 0.180) was 55% of the IAUC of tapioca starch (TS). After 28 d, fasting blood glucose and insulin concentrations were significantly lower in rats fed HPTS-III (50 g/kg diet) than in those fed TS ( P < 0.05). In KKAy mice fed HPTS-III (50 or 100 g/kg diet) for 33 d, as compared with TS, there was a delay in the detection of glucose in urine and also a decreased incidence of finding glucose in urine on days 7, 21, and 28; in addition, the AUCs for glucose in the oral glucose tolerance test on days 14 and 28 were significantly lower ( P < 0.05 and P < 0.05, respectively). The plasma adiponectin concentration and the quantitative insulin sensitivity check index (QUICKI) were significantly higher in mice fed HPTS-III than in those fed TS ( P < 0.01), whereas the homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) was lower ( P < 0.01). Energy intake was significantly lower in mice fed HPTS-III than in those fed TS. These findings show that HPTS with a high DS resists digestion by α-amylase and improves insulin resistance in KKAy mice by decreasing energy intake. However, the potential mechanism by which HPTS-III decreases energy intake is unclear at present.     

交联羟丙基木薯淀粉性质研究

本实验以木薯淀粉为原料,分别以环氧丙烷为醚化剂、三偏磷酸钠为交联剂制备了不同取代度和交联度的交联羟丙基木薯淀粉,并对其透明度、冻融稳定性、抗酸性、高温稳定性及流变学特性进行了分析,同时对其加入面条后对面条特性的影响进行了研究,结果显示糊液的透明度、冻融稳定性、抗酸性、耐高温性及耐剪切性方面都有显著的提高,加入面条后对面条的最佳烹煮时间和烹煮损失方面有较大改善。     

香蕉粉对Ⅱ型糖尿病模型大鼠血糖及胰岛素抵抗的影响

本文研究了香蕉粉对链脲佐菌素(STZ)所致Ⅱ型糖尿病大鼠血糖及胰岛素抵抗的影响。将SD大鼠分为:糖尿病模型组(DCG)、糖尿病大鼠香蕉粉干预组(DBG)、正常对照组(NCG)、正常大鼠香蕉粉干预组(NBG),用香蕉粉干预大鼠8周,结果显示:与DCG组相比,DBG组大鼠空腹血糖显著降低,降低了32.75%,糖耐量状况得到显著改善,体重显著增加,增加了7.92%;DBG组大鼠的血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白及游离脂肪酸水平显著降低,分别降低了50.65%、79.63%、60.38%和39.71%;高密度脂蛋白/总胆固醇的比值显著提高,提高了86.96%,血脂恢复到正常大鼠水平;DBG组大鼠的血浆胰岛素水平显著降低,胰岛素抵抗指数降低51.28%,胰岛素敏感指数提高14.87%,胰岛β细胞功能提高38.31%。研究表明,香蕉粉有一定的血糖调节功能,能缓解糖尿病造成的体重下降问题,并有效改善糖尿病大鼠的脂代谢紊乱及胰岛素抵抗。     

Micronutrients in High-Fat Diet Modify Insulin Resistance and Its Regulatory Genes in Adult Male Mice

Scope

Obesity and insulin resistance (IR) are associated with epigenetic changes of gene expression. However, the relationship between micronutrients, epigenetic regulation of gene expression, and IR during development of diet-induced obesity has yet to be defined. Our objective is to describe the effect of micronutrient addition to diets on IR and its related genes during obesity development.

Methods and results

Male C57BL/6J mice are fed a high-fat (HFD) or low-fat (LFD) diets with or without a multi-vitamin mineral mix (MVM) addition containing vitamins A, B1, B6, B12, and Zn, and Se for 9 weeks. Compared to LFD mice, HFD mice have higher body weight, IR, fasting glucose, insulin, C-peptide, leptin, and hepatic triglyceride concentrations, and dysregulated gene expression in liver, muscle, pancreas, and fat tissues (p < 0.05). The addition of MVM reduces these HFD-induced effects. HFD downregulates 27 genes associated with insulin regulation and adipose tissue function across all tissues by an average of 47% and upregulates five genes by 230% (p < 0.001). Adding MVM downregulates five genes and upregulates one in HFD-fed mice. Both HFD and MVM alter one-carbon metabolites.

Conclusion

Addition of micronutrients to the HFD decreases IR and modifies associated gene expression in obese and lean mice.     

虾青素酯对高脂高糖饮食致小鼠胰岛素抵抗的影响

目的:研究虾青素酯对小鼠高脂高糖饮食(HFD)导致胰岛素抵抗的影响。方法:采用高脂高糖饲养的方法建立胰岛素抵抗小鼠模型,雄性C57小鼠随机分为6组:正常组(低脂低糖饲料)、模型组(HFD)、溶剂对照组、藻油来源虾青酯组、丁酸虾青素双酯组和硬脂酸虾青素双酯组。灌胃剂量为50 mg/(kg·bw),连续灌胃60 d后,检测空腹血糖、葡萄糖耐受量、血清胰岛素水平、血清内毒素(LPS)水平,生物可接受率以及粪便短链脂肪酸含量,小肠组织切片观察小肠形态。结果:丁酸虾青素双酯能显著降低胰岛素抵抗小鼠的血清胰岛素和LPS的含量(P<0.05),改善糖耐量及胰岛素抵抗(P<0.01);改善小肠形态,显著增加小肠绒毛长度和绒毛长度与隐窝深度比值(P<0.05);明显提高粪便中短链脂肪酸的含量。结论:丁酸虾青素双酯可显著改善高脂高糖饮食导致的小鼠胰岛素抵抗反应,效果优于天然藻油来源虾青素和硬脂酸虾青素双酯,作用机制可能与其改善肠屏障保护功能和调节肠道菌群产物LPS和短链脂肪酸有关。     

益生菌对2型糖尿病小鼠的调节作用

目的:研究益生菌对2型糖尿病小鼠的降糖效果以及潜在的降糖机制。方法:以实验室34株益生菌为研究对象,利用α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选具有降糖功效的菌株,并通过体外表面疏水性、自聚性衡量菌株益生特性,将筛选出的目标益生菌应用于动物模型,探究其降糖功效及潜在机制。采用高脂饮食结合链脲佐菌素方法建立2型糖尿病小鼠模型,所有小鼠连续灌胃8周后,检测其血糖水平、葡萄糖耐受量、糖化血红蛋白、胰岛素水平及胰岛素抵抗状况、血清炎症因子水平、胰高血糖素样肽-1以及粪便中短链脂肪酸含量。结果:在体外筛选实验中,副干酪乳杆菌J5和干酪乳杆菌K11有着良好的抑制α-葡萄糖苷酶活性和肠道黏附能力。动物实验中,干酪乳杆菌K11能够显著降低小鼠的血糖水平(P<0.05),改善糖耐量受损以及胰岛素抵抗(P<0.05);显著降低小鼠血清中肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6含量;明显提高血清中胰高血糖素样肽-1水平和粪便中短链脂肪酸的含量(P<0.05)。结论:干酪乳杆菌K11可显著调节2型糖尿病小鼠的血糖,作用机制可能与其调节肠道菌群产物短链脂肪酸、促进胰高血糖素样肽-1分泌并调节炎症因子有关。     

凝结芽孢杆菌BC2000联合鞣花酸改善高脂饮食诱导的小鼠胰岛素抵抗

目的：探讨凝结芽孢杆菌BC2000提高鞣花酸（ellagic acid,EA）缓解小鼠胰岛素抵抗的效果及与肠道菌群重塑的关系。方法：将50只C57BL/6J小鼠随机分为5组：低脂饮食（low fat diet,LFD）组、高脂饮食（high fat diet,HFD）组、凝结芽孢杆菌BC2000联合EA干预组（HFD+EA+BC2000组）、凝结芽孢杆菌BC30联合EA干预组（HFD+EA+BC30组）和EA干预组（HFD+EA组）,进行10周干预,测定小鼠相关生理生化指标,对炎性细胞因子进行分析,同时对肝脏和睾周脂肪进行组织学分析并对盲肠内容物进行肠道菌群结构分析。结果显示,BC2000和EA联合食用改善了高脂饮食诱导的小鼠肥胖,减轻了脂肪细胞肥大和肝脏脂肪变性,显著降低了高脂饲喂小鼠血浆的胰岛素、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇水平和胰岛素抵抗指数（P<0.05）,显著降低血浆黏膜屏障生物标志物脂多糖和连蛋白（Zonulin）水平（P<0.05）,以及慢性炎症标志物肿瘤坏死因子α、超敏C反应蛋白和白细胞介素6(P<0.05)水平,提高盲肠放线菌门（Actinobact...     

镁补充对2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗的改善作用

目的：探讨补充镁对2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗的改善作用。方法：将高脂饲料喂养加链脲佐菌素注射诱发的糖尿病大鼠随机分为4组,糖尿病对照组和高、中、低剂量组在高脂饲料中分别加入氧化镁0、2000、1000、200mg／kg（以镁离子计）,正常对照组为正常大鼠喂普通饲料。喂养4周,处死动物,检测空腹血糖、血清胰岛素、总抗氧化能力（T—AOC）、丙二醛（MDA）、胰腺细胞增殖活性和血清镁等指标。结果：与糖尿病对照组比较,高剂量组空腹血糖、血清胰岛素、MDA含量降低,总抗氧化能力和胰腺细胞增殖活性升高,差异均具有统计学意义（P〈0．05）。结论：镁补充对2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗具有改善作用。     

粗粮速食米替代高脂饮食对2型糖尿病小鼠糖脂代谢的影响

粗粮速食米（instant rice with added coarse grain,IR/CG）是一种新型的粗粮制品,既具有自热米饭食用方便的特点,又具有粗粮谷物的营养价值,但其产生的健康影响并不明确,因此本研究通过高脂饮食（high fat diet,HFD）联合链脲佐菌素腹腔注射诱导小鼠产生糖尿病,探究IR/CG对2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）小鼠糖脂代谢的作用。通过IR/CG与高脂饲料不同比例混合制备小鼠饲料,低、中、高剂量（25%（质量分数,下同）、50%、75% IR/CG）饲料以及100% IR/CG饲料分别记作IR/CG-L、IR/CG-M、IR/CG-H及IR/CG,利用上述饲料喂养小鼠,并与基础饲料、高脂饲料喂养的小鼠（分别记作Control、Model组）进行生理、生化指标等的比较。在饮食干预期间测定小鼠体质量、空腹血糖浓度、摄食量及葡萄糖耐量;IR/CG饮食干预4 周后,计算小鼠脏器系数,对小鼠肝脏、胰腺进行苏木精-伊红染色,测定小鼠空腹胰岛素水平、血糖血脂相关指标,并测定小鼠促炎细胞因子水平。结果显示,IR/CG的摄入能够不同程度改善T2DM小鼠高血糖血脂水平,其中IR/CG-H、IR/CG组改善效果较为显著。此外,IR/CG-H、IR/CG能够显著改善小鼠胰岛素抵抗现象,减少胰岛素分泌、降低胰高血糖素及糖基化血红蛋白水平,减轻小鼠炎症状态。通过对肝脏、胰腺的脏器指数及病理学切片分析发现,IR/CG干预能够有效减轻小鼠肝脂肪变性,部分恢复胰岛结构。上述结果表明IR/CG替代HFD对T2DM小鼠具有显著的调节血糖血脂作用,本研究能为粗粮自热米饭产品及粗粮功能性食品的开发提供理论依据。     

乳酸菌对高糖高脂2型糖尿病小鼠血脂的影响

目的：研究两株乳酸菌对糖尿病小鼠血糖、血脂、血清炎症因子、肝脏抗氧化水平、胰腺病理变化和附睾脂肪组织白细胞介素-10（interleukin-10,IL-10）及脂联素（adiponectin,Adipoq）基因表达的影响。方法：通过降胆固醇、耐酸及耐胆盐等体外实验从6 株乳酸菌中筛选降脂较好的2 株乳酸菌。利用链脲佐菌素（streptozotocin,STZ）结合高糖高脂饲料的方法建立小鼠糖尿病模型。将100 只雄性BALB/c小鼠随机分为4 组,每组25 只,对照组（N）（正常饮食）、模型组（M）（高糖高脂饮食）、SY13菌组（SY13）（高糖高脂饮食外加SY13菌液灌胃）、36号菌组（D36）（高糖高脂饮食外加36号菌液灌胃）,分别在灌胃6、10 周和14 周时处死小鼠,动态检测小鼠血糖、血脂等相关生化指标水平,利用苏木精-伊红染色观察胰腺组织病理变化,通过逆转录实时荧光定量聚合酶链式反应方法检测附睾脂肪组织中IL-10和Adipoq基因的mRNA表达情况。结果：筛选出干酪乳酸菌SY13和D36有较强的降胆固醇、耐酸和耐胆盐能力。与M组相比,通过一段时间菌液的灌胃,显著抑制了小鼠血糖水平和血清中总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平的上升（P＜0.05）,提高了高密度脂蛋白胆固醇水平和抗炎因子IL-10水平（P＜0.05）,不同程度提高了肝脏谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力,显著降低了丙二醛含量（P＜0.05）,改善了小鼠糖代谢紊乱状况,明显减轻了胰岛和腺泡细胞病变情况,脂肪组织中IL-10和Adipoq基因表达水平显著提高。结论：乳酸菌SY13和D36能够显著改善糖高脂饮食联合STZ诱导的小鼠糖脂代谢。     

短链脂肪酸改善2型糖尿病小鼠胰岛素抵抗和胰腺损伤

以链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的糖尿病小鼠为研究对象,研究短链脂肪酸对糖尿病小鼠血糖代谢的改善作用。通过腹腔注射200 mg/kg STZ建立糖尿病小鼠模型,研究乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠对糖尿病小鼠进食量和体重变化、口服葡萄糖耐量(OGTT)、血糖水平、血清胰岛素水平、胰岛素抵抗(HOMA-IR)、胰岛β细胞功能(HOMA-β)指数及胰腺组织结构的影响。结果显示:与模型组相比,乙酸钠和丙酸钠可显著降低累计进食量(p0.05),分别降低了10.09%和8.90%;乙酸钠和丁酸钠,对2型糖尿病小鼠其他指标包括体重、空腹血糖、葡萄糖耐量、胰岛素抵抗和胰腺组织损伤修复都没有显著改善作用(p0.05)。丙酸钠可以显著降低血糖水平(20.65%)和胰岛素抵抗(11.19%),增强胰岛β细胞功能(64.50%),提高葡萄糖耐量,对胰腺组织损伤起到改善作用。     

异鼠李素调控AKT-FOXO1通路改善胰岛素抵抗HepG2细胞糖代谢作用机制

目的:研究异鼠李素通过AKT-FOXO1信号通路改善Hepg2细胞胰岛素抵抗机制。方法:使用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色(MTT)法筛选异鼠李素安全剂量;通过高浓度胰岛素处理诱导Hepg2细胞胰岛素抵抗(IR)模型;使用葡萄糖氧化酶法测得培养基中葡萄糖含量,衡量异鼠李素对胰岛素抵抗Hepg2细胞葡萄糖代谢水平影响;通过Western blot 检测细胞中AKT(蛋白激酶B),p-AKT(磷酸化的蛋白激酶B),FOXO1(叉头转录因子O亚家族1),p-FOXO1(磷酸化的叉头转录因子亚家族1),G6pase(六磷酸葡萄糖酶),PEPCK(磷酸烯醇式丙酮酸激酶)这六个蛋白表达水平的变化。结果:异鼠李素对Hepg2细胞的安全剂量为1~3.8 μg/mL;与模型组相比,低浓度异鼠李素显著的增加了胰岛素抵抗Hepg2葡萄糖消耗量(P<0.05),显著促进了胰岛素抵抗Hepg2细胞的AKT、FOXO1蛋白磷酸化(P<0.05),从而显著抑制了G6pase和PEPCK的蛋白表达(P<0.05),其作用效果与二甲双胍相当。结论:异鼠李素可有效改善胰岛素抵抗Hepg2细胞,并通过调节AKT-FOXO1信号通路达到这一作用效果。     

山茱萸中马钱苷和莫诺苷对HepG2细胞及其胰岛素抵抗模型的影响研究

本文通过微波辅助提取、有机溶剂萃取、大孔树脂、制备色谱和HPLC等方法对山茱萸活性成分进行分离、纯化和鉴定,得到马钱苷和莫诺苷两种主要成分。考察了正丁醇30%乙醇洗脱相(Fr.Bu-2)、马钱苷、莫诺苷对Hep G2细胞及其胰岛素抵抗模型摄取葡萄糖的影响以及对Hep G2细胞的毒性作用,结果发现,马钱苷和莫诺苷对Hep G2细胞增殖没有显著影响;Fr.Bu-2、马钱苷和莫诺苷均能显著促进Hep G2细胞葡萄糖摄取(GU),其中马钱苷促进作用最强,且呈剂量依赖性,在0.5 mg/mL浓度时,马钱苷组和莫诺苷组GU分别是对照组的3.24倍和1.64倍;此外,Fr.Bu-2、马钱苷、莫诺苷在高浓度(≥0.1 mg/mL)下均能显著促进胰岛素抵抗模型细胞GU,在0.5 mg/mL浓度时,马钱苷组和莫诺苷组的模型细胞GU分别为对照组的1.76倍和1.27倍。这些结果说明Fr.Bu-2、马钱苷和莫诺苷均能通过促进Hep G2细胞及其胰岛素抵抗模型摄取葡萄糖发挥降血糖作用。     

南瓜多糖对2型糖尿病大鼠胰岛素抵抗及脂联素基因表达的影响

目的:探讨南瓜多糖对2型糖尿病(2-diabetes mellitus,2-DM)大鼠糖脂代谢和脂联素(adiponectin)基因表达的影响。方法:将Wistar大鼠随机分为5组,A:正常对照组;B:模型组;C、D、E:南瓜多糖高、中、低剂量治疗组。8周后,测定空腹血糖(fasting bloodglucose,FBG)、空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)、血脂和胰岛素抵抗指数(insulin resistance index,IRI);半定量RT-PCR检测adiponectin基因mRNA的表达水平。结果:南瓜多糖治疗组FBG、FINS、TG、LDL、VLDL、CH、IRI均低于模型组,而HDL的含量则高于模型组(P<0.05);adiponectinmRNA的表达高于模型组(P<0.05)。结论:南瓜多糖可上调adiponectin基因表达,降低胰岛素抵抗;降低2-DM大鼠血糖和改善其脂代谢紊乱。     

植物乳杆菌C88对高脂饲料和链脲佐菌素诱导2型糖尿病模型大鼠的降血糖作用

目的：探究植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）C88对2型糖尿病大鼠模型降血糖作用。方法：采用高 脂饲料结合腹腔注射链脲佐菌素的方法建立2型糖尿病大鼠模型,连续灌胃植物乳杆菌C88,28 d后检测大鼠空腹血 糖量、葡萄糖耐受量、血脂、胰岛素、炎症因子、肠道屏障功能和菌群水平。Western blot分析核因子-κB（nuclear factor-κB,NF-κB）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）、闭锁小带蛋白-1（zonula occludens-1, ZO-1）、occludin、claudin-1的表达。结果：植物乳杆菌C88可有效改善2型糖尿病大鼠高血糖和血脂代谢紊乱;显 著降低2型糖尿病大鼠血清中TNF-α、白细胞介素-6、C反应蛋白、脂多糖、D-乳酸等炎症相关因子水平;植物乳杆 菌C88能促进胰岛素的分泌,提高胰高血糖素样肽-2水平,降低2型糖尿病大鼠血清中二胺氧化酶和连蛋白水平;显 著降低肝脏中炎症相关蛋白NF-κB、TNF-α的表达,提高回肠中肠道通透性相关蛋白ZO-1、occludin、claudin-1的表 达。结论：植物乳杆菌C88是一株具有辅助降血糖功能的益生菌。     

A Combination of Grape Seed-Derived Procyanidins and Gypenosides Alleviates Insulin Resistance in Mice and HepG2 Cells

ABSTRACT:  This study investigated the effects of grape seed-derived procyanidins (GSP), gypenosides (GPE), and combination procyanidins/gypenosides on insulin resistance in mice and HepG2 cells. ICR mice were randomly divided into 2 control and 4 treatment groups. The control mice were to receive either normal diet (ND) or high-fat diet (HFD), and the treatment groups were fed high-fat diet with either 80 mg/kg of GSP (GSP80), GPE (GPE80), GSP + GPE (1: 1, GSP40 + GPE40), or 500 mg/kg of metformin for a 6-wk period. All the groups of mice except the normal control were on high-fat diet along with fructose (15%) administered in drinking water throughout the period of treatment. An insulin-resistant HepG2 cell model was developed after 24 h of 5 × 10⁻⁷ mol/L insulin incubation. The treatment of GPE80 could significantly reduce the index of insulin resistance (HOMA-IR) and increase hepatic glycogen concentration, compared with HFD group ( P < 0.05). When GSP and GPE were administered simultaneously, synergic effects were observed in decreasing the HOMA-IR index and serum total cholesterol (TC) level and enhancing glucose tolerance. All treatment groups showed considerable raise of hepatic glucokinase activity ( P < 0.05 compared with HFD group). GSP application increased the consumption of extracellular glucose in HepG2 cells. Our data suggest that the combination of GSP and GPE may have functional efficacy in consumers with insulin resistance.