摘要研究目的:<br> 本研究旨在探讨运动和二甲双胍单独或联合干预对糖尿病大鼠肾脏线粒体自噬及氧化应激水平的影响,探索三种方法对其相关信号通路的作用。对比不同干预方法的效果,为糖尿病肾病的有效综合防治提供理论来源。<br> 研究方法:<br> 将高脂饲料喂养与链脲佐菌素注射造模成功的雄性SD大鼠随机分为糖尿病模型组(B,n=8),糖尿病运动组(C,n=8),糖尿病二甲双胍组(D,n=8)和糖尿病运动+二甲双胍组(E,n=8),另外增设正常组(A,n=8)。C组跑台运动8周;D组二甲双胍灌胃8周,E组二甲双胍灌胃基础上同时进行跑台运动8周。对大鼠的体重等情况予以每周检测并记录,同时检测大鼠血糖(GLU)、胰岛素抵抗指数评估大鼠血糖控制;血尿素氮(BUN)、血肌酐(CRE)水平评估肾脏功能;HE染色来评价肾脏组织损伤程度,Masson染色分析肾间质纤维化状态;透射电镜观察肾脏超微结构;WesternBlot法检测AMPK、p-AMPK、ULK1、p-ULK1、TFEB、LC3-I、LC3-II、p62蛋白含量来评估线粒体自噬水平;检测Nrf2、SOD1、NOX4蛋白含量以及肾脏总抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)水平来评估氧化应激水平。然后分析比较各组数据差异,得出结论。<br> 研究结果:<br> 1.A组大鼠精神状态良好,体重正常,毛发有光泽;B组大鼠毛发干枯、活动迟缓、精神萎靡、体型消瘦,出现多饮、多食、多尿的现象;经过8周的运动与二甲双胍单独或联合干预后,C组大鼠、D组大鼠、E组大鼠以上症状有所改善,体型消瘦减缓,精神状态也比较好。<br> 2.从GLU和胰岛素抵抗指数测定结果来看,与A组相比,B组、C组、D组和E组大鼠GLU和胰岛素抵抗指数明显高于A组大鼠,且都具有显著性差异(P<0.01)。经过8周运动和二甲双胍单独或联合干预后,与B组大鼠相比,C组、D组和E组GLU和胰岛素抵抗指数较B组大鼠都显著下降,且具有显著性差异(P<0.05或P<0.01);并且与C组大鼠相比,E组大鼠GLU表达量低于C组大鼠,且具有显著性差异(P<0.05),说明二者联合干预降血糖效果好于单独运动的效果,但二者联合干预降血糖效果与二甲双胍单独干预相比没有显著性差异(P>0.05)。<br> 3.从BUN和CRE的测定结果来看,B组大鼠肾脏BUN和CRE水平最高,与A组大鼠相比具有显著性差异(P<0.01)。经过8周运动和二甲双胍单独或联合干预后,C组、D组和E组大鼠肾脏BUN和CRE水平都显著降低,其中E组大鼠肾脏BUN和CRE表达量最低,与B组大鼠肾脏BUN和CRE表达量相比具有显著性差异(P<0.01)。经过干预后E组大鼠肾脏BUN和CRE表达量趋近A组大鼠,与A组大鼠肾脏BUN和CRE表达量相比没有显著性差异(P>0.05)。<br> 4.从不同组别大鼠肾脏形态学指标来看:<br> (1)由大鼠肾脏HE染色结果可知:A组大鼠肾脏结构完整清晰,肾小球细胞排列规则,无病理性变化;B组大鼠可见肾小球系膜增生明显,基底膜增厚,肾小球体积增大,肾小管萎缩,管腔狭窄;C组和D组大鼠肾脏病变明显轻于糖尿病对照组大鼠,出现明显的恢复情况,肾小管上皮细胞空泡样变减少;而E组的大鼠肾小球系膜增生、肾小管萎缩现象明显恢复,肾小管扩张减轻,出现肾脏结构较为完整清晰,明显好于B组大鼠,趋近于A组大鼠。<br> (2)由大鼠肾脏Masson染色结果可知:A组大鼠肾脏组织形态清晰完整;B组大鼠肾组织结构重度异常,肾间质可见大量蓝色胶原纤维增生,肾小管间质损害呈管状扩张,肾小球和肾小管纤维化明显;C组和D组较B组纤维化程度减小,蓝色胶原纤维相对减少;E组大鼠肾间质仅可见到少量蓝色胶原纤维。<br> (3)由大鼠肾脏透射电镜观察结果可知:A组大鼠肾脏结构清晰,肾小球基底膜厚度正常且厚薄均匀,足细胞形态完整,排列规则,无明显足突融合;B组大鼠肾小球基底膜增厚,足突大量融合、足细胞数量锐减,无明显结构;C组大鼠足细胞形态较为清晰,融合现象减少;D组大鼠肾小球基底膜厚度降低,足突融合减少;E组大鼠肾脏出现明显的恢复现象,足突形态相对完整。<br> 5.由WesternBlot测得线粒体自噬相关指标可知:与A组大鼠相比,B组大鼠肾脏p-AMPK、p-ULK1、TFEB、LC3-I、LC3-II相关自噬标志蛋白显著下调(P<0.05或P<0.01),而自噬相关降解底物蛋白p62上调(P<0.05或P<0.01)。经过8周运动与二甲双胍单独或联合干预后,与B组大鼠相比,C组、D组和E组大鼠肾脏p-AMPK、p-ULK1、TFEB、LC3-I、LC3-II蛋白含量显著上升(P<0.05或P<0.01),p62明显下调(P<0.05或P<0.01)。与C组大鼠相比,E组大鼠肾脏p-AMPK、LC3-II、LC3-I含量显著上升,p62含量显著下降,且具有显著性差异(P<0.05或P<0.01);p-ULK1、TFEB含量相较C组大鼠虽然也较多,但不具有显著性差异(P>0.05)。与D组大鼠相比,虽然E组大鼠肾脏p-AMPK、p-ULK1、TFEB、LC3-I、LC3-II蛋白含量上升,p62含量下降,但不具有显著性差异(P>0.05)。<br> 6.由不同组别大鼠肾脏氧化应激相关指标可知:与A组大鼠相比,B组大鼠肾脏Nrf2、SOD1和T-AOC表达量显著下降,同时NOX4和MDA显著上升,具有显著性差异(P<0.01)。经过8周运动和二甲双胍单独或联合干预后,与B组大鼠相比,C组、D组和E组Nrf2、SOD1和T-AOC水平显著上升(P<0.05或P<0.01);同时NOX4和MDA表达量下调,但C组和D组MDA下调量相较于B组不具有显著性差异(P>0.05),NOX4和E组MDA下调量相较于B组具有显著性差异(P<0.01)。<br> 结论:<br> 1.三种干预方式均能够改善糖尿病大鼠的血糖代谢以及肾脏结构和功能。且与运动组相比,二者联合干预降血糖效果更好。经过运动或二甲双胍单独或联合干预后,肾脏病变程度减轻,胶原纤维减少。<br> 2.2型糖尿病大鼠肾脏线粒体自噬水平下降、氧化应激水平上升。8周的运动和二甲双胍单独或联合干预,可以通过上调糖尿病大鼠肾脏线粒体自噬水平以及抑制氧化应激水平,起到保护肾脏的作用。这可能由于AMPK相关信号通路的激活,使得线粒体自噬激活及氧化应激水平下降,具体机制仍需要进一步研究。
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