肖子義,賀 娟,梁 惠,趙 婷,吳若男,馬愛國,韓 磊
(1青島大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,山東青島 266021;2青島大學(xué)附屬醫(yī)院,山東青島 266021)
妊娠期糖尿病(gestational diabete mellitus,GDM)是妊娠期發(fā)生或首次發(fā)現(xiàn)的不同程度的葡萄糖耐量異常[1-2]。Zhu等[3]一項多中心研究表明,采用IADPSG診斷標準,2010年1月—2012年2月期間,中國GDM發(fā)病率占全部妊娠的17.5%。一項研究表明,妊娠期糖尿病的發(fā)生與孕期水果的攝入量密切相關(guān)[4]。文獻報道,妊娠期每日果糖的攝入量由原來的16~20g升至現(xiàn)在的60~150g[5]。
研究表明,大量攝入果糖與以胰島素抵抗為基礎(chǔ),中心性肥胖、脂質(zhì)代謝異常為表現(xiàn)形式的大型綜合征的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[6-9]。但對于孕婦過量攝入果糖而引起的宮內(nèi)不良環(huán)境對子代胰島素抵抗的相關(guān)性研究較少。因此,本研究通過模擬孕婦攝入果糖情況,給予雌性大鼠不同劑量果糖,旨在觀察妊娠期高果糖攝入對子代胰島素抵抗的影響。
1.1.1 實驗動物 選擇10w齡wistar雌性大鼠(SPF級)30只、雄性大鼠15只(SPF級),體重250±20g,購自濟南朋悅實驗動物繁育有限公司,生產(chǎn)合格證號SCXK(魯)20140003。
1.1.2 主要試劑及儀器 D-果糖,美國Amresco公司,純度>99%;蔗糖,美國Amresco公司,純度>99%;電子天平,奧豪斯儀器(上海)有限公司;低溫離心機,美國Sigma公司。ELx808型酶標儀,美國BioYek公司;胰島素ELISA檢測試劑盒,武漢基因美生物科技有限公司。
1.2.1 動物分組與飼養(yǎng) 將30只雌性大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1w后,按照雌雄2∶1合籠,次日晨檢發(fā)現(xiàn)陰栓或陰道涂片發(fā)現(xiàn)精子者即記為孕0d,標記為懷孕雌鼠,合籠2w后未受孕雌鼠棄之。孕鼠隨機分為5組,每組6只,每日通過灌胃的方式連續(xù)干預(yù)3w。正常對照組(BC組)(2mL蒸餾水)、正常劑量果糖組(NF組)(2g/kg果糖溶液)、高劑量果糖組(HF組)(6g/kg果糖溶液)、超高劑量果糖組(SHF組)(18g/kg果糖溶液)、超高劑量蔗糖組(SHS組)(18g/kg蔗糖溶液)。各組娩出仔鼠隨機選擇9只基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)。
1.2.2 觀察指標和檢測方法 (1)體重的測量:動物實驗中心提供的電子稱普通稱量法。(2)FBS的測定:禁食12h,次日清晨針扎鼠尾取周圍毛細血管血,用快速血糖儀測量。(3)OGTT試驗:禁食12h,次日清晨針扎鼠尾取周圍毛細血管血,用快速血糖儀測量。隨后50%葡萄糖溶液灌胃(2g/kg),1、2h分別用快速血糖儀測量。(4)FINS的測定:禁食12h,次日腹主動脈取血,分離血清,按照試劑盒說明采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測。
HF組、SHF組娩出仔鼠體質(zhì)量低于BC組娩出仔鼠體質(zhì)量(P<0.05)(表1)。
表1 各組娩出仔鼠體質(zhì)量比較
注:a表示于對照組有差異
HF組、SHS組娩出仔鼠空腹血糖與BC組和NF組娩出仔鼠空腹血糖相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),SHF組娩出仔鼠空腹血糖較BC組娩出仔鼠空腹血糖有所升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表2)。
表2 各組娩出仔鼠血糖水平比較
注:a表示于對照組有差異
不同劑量果糖攝入組的娩出仔鼠在第8周進行OGTT試驗。由表3、附圖可見,在30min左右血糖吸收達到高峰,在30min處,HF組、SHF組、SHS組的血糖值較BC組、NF組相比,均有所升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在120min處,HF組、SHF組、SHS組的血糖值較BC組相比升高,差異由統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);SHF組、SHS組的血糖值較NF組相比,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。另外,在120min時,BC組和NF組血糖值基本恢復(fù)至初始血糖值,而HF組、SHF組、SHS組血糖值始終高于初始值。
表3 各組子代葡萄糖耐量結(jié)果
注:a表示與對照組有差異;b表示與正常劑量果糖組有差異
附圖 葡萄糖耐量試驗結(jié)果
SHF組、SHS組空腹血糖值顯著高于BC組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。HF組、SHF組、SHS組血清胰島素含量顯著高于BC組、NF組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。HF組、SHF組、SHS組HOMA-IR值顯著高于BC組、NF組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表4)。
表4 不同劑量果糖攝入對子代胰島素水平及IR程度影響
注:a表示與對照組有差異,b表示與正常劑量果糖組有差異
胎兒起源學(xué)說認為,如果在胚胎發(fā)育的重要階段發(fā)生危害,則組織或細胞的生長會發(fā)生改變來彌補損傷,即發(fā)生生物學(xué)程序化[10]。孕期的營養(yǎng)不良及代謝紊亂已被證實與其子代的生長發(fā)育密切相關(guān)[11],同時也有研究指出,在妊娠階段的不合理飲食將使后代成年后發(fā)生胰島素抵抗及高血壓、糖尿病、冠心病、卒中等疾病的風(fēng)險明顯增高[12]?,F(xiàn)在越來越多的人將因為生命前期不良環(huán)境引起的自身變化以及遠期影響用“編程”理論來闡述,因此,依據(jù)“編程學(xué)說”,可以解釋在成年階段患慢性非傳染性疾病如糖尿病、高血壓、血脂異常以及以胰島素抵抗為基礎(chǔ)的代謝綜合征都與其生命早期宮內(nèi)不良環(huán)境有關(guān)系,因為不良宮內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生的不良因素促使胎兒發(fā)生適應(yīng)性調(diào)整或者永久改變[13]。這也在一定程度上解釋了胰島素抵抗和代謝綜合征發(fā)病率迅速升高的原因。目前,胎兒起源學(xué)說已經(jīng)成為研究熱點,很多研究證實,在妊娠階段胎兒營養(yǎng)不良或過剩都會對其成長造成影響,增加其在成年后IR的發(fā)病率[14-16]。
果糖的來源大致分為兩類:一類是添加果糖的軟飲料,約占70%;另一類為以水果的形式攝入,約占30%。妊娠期高果糖膳食的主要攝入方式為第二種。以往關(guān)于高果糖膳食的研究都是減少碳水化合物的攝入、增加果糖的供能比來研究高果糖膳食對機體健康的營養(yǎng)。本研究以模擬孕婦妊娠期水果攝入的方式,通過人與大鼠劑量等效換算方式[17],采用果糖灌胃的方式以不同劑量干預(yù)妊娠期雌鼠,來觀察妊娠期不同劑量高果糖攝入與子代胰島素抵抗之間的關(guān)系。
本研究顯示,HF組、HS組娩出仔鼠空腹血糖與對照組和正常劑量果糖組娩出仔鼠空腹血糖相比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),SHF組娩出仔鼠空腹血糖較對照組娩出仔鼠空腹血糖有所升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),這與之前研究結(jié)果一致[18]。妊娠期攝入大量果糖會導(dǎo)致子代血糖升高。最初,果糖被廣泛應(yīng)用于2型糖尿病患者的飲食中,是因為果糖的體內(nèi)代謝不依賴胰島素[5],但是有研究表明,攝入過多果糖會導(dǎo)致血糖的升高及胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展[19]。
本研究顯示,妊娠期高果糖攝入的子代FBS、FINS均有所升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),這說明妊娠期高果糖膳食會引起子代糖代謝異常,這與之前的研究結(jié)果一致[20]。HF組、SHF組娩出仔鼠體質(zhì)量低于BC組娩出仔鼠體質(zhì)量,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。這與Seghieri等[21]的研究結(jié)論一致:宮內(nèi)不良環(huán)境易導(dǎo)致子代低出生體重,同時低出生體重增加子代胰島素抵抗的發(fā)生風(fēng)險。子代糖代謝異常會增加許多慢性疾病發(fā)生的風(fēng)險,有研究認為,妊娠期攝入過多果糖,會導(dǎo)致宮內(nèi)的環(huán)境發(fā)生改變[22],這會刺激仔鼠胰島細胞受損,子代出生后,胰腺經(jīng)過一段凋亡和重組的時期,雖然在子代成年期胰島數(shù)量已經(jīng)恢復(fù),但是存在分泌不足和胰島素抵抗,這與本研究所得結(jié)論一致。
綜上所述,本實驗展示了妊娠期高果糖攝入對子代糖代謝產(chǎn)生了嚴重影響,從而進一步揭露高果糖膳食對子代引發(fā)的危害,為人群每日合理、安全攝入果糖提供一定的參考價值,尤其要對妊娠期高果糖膳食加以正確指導(dǎo),合理攝入果糖,從而降低子代產(chǎn)生不良結(jié)局的風(fēng)險?!?/p>
[1]Young V J,Brown J K,Saunders P T K,et al.The role of the peritoneum in the pathogenesis of endometriosis[J].Human Reproduction Update,2013,19(5):558.
[2]Group G D.Diagnostic criteria and classification of hyperglycaemia first detected in pregnancy[J].World Health Organization,2013:63.
[3]Zhu W,Yang H,Wei Y,et al.Evaluation of the value of fasting plasma glucose in the first prenatal visit to diagnose gestational diabetes mellitus in China[J].Diabetes Care,2013,36(3):586-590.
[4]李青,吳曉敏,楊順玉,等.飲食習(xí)慣對廣東地區(qū)孕婦血糖的影響[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2015(5):772-776.
[5]Dornas W C,De Lima W G,Pedrosa M L,et al.Health implications of high-fructose intake and current research[J].Advances in Nutrition,2015,6(6):729-737.
[6]Correia M,Barroso,Barroso M F,et al.Contribution of different vegetable types to exogenous nitrate and nitrite exposure[J].Food Chemistry,2010,120(4):960-966.
[7]Zhang Z,Wang Z,Zhen Y,et al.A novel mice model of metabolic syndrome:the high-fat-high-fructose diet-fedICR mice[J].Experimental Animals,2015,64(4):435-442.
[8]Poudyal H,Panchal S,Brown L.Comparison of purple carrot juice and β-carotene in a high-carbohydrate,high-fat diet-fed rat model of the metabolic syndrome[J].British Journal of Nutrition,2010,104(9):1322-1332.
[9]T W,H K,Y M,et al.Spironolactone improves glucose and lipid metabolism by ameliorating hepatic steatosis and inflammation and suppressing enhanced gluconeogenesis induced by high-fat and high-fructose diet[J].Endocrinology,2010,151(5):2040-2049.
[10]朱毓純,楊慧霞.妊娠期糖皮質(zhì)激素對后代的遠期影響[J].中國醫(yī)刊,2006,41(12):27-30.
[11]施長春.宮內(nèi)環(huán)境不良與生命早期糖脂代謝指標的前瞻性隊列研究[D].浙江大學(xué),2017.
[12]Barker D J,Eriksson J G,F(xiàn)ors N T,et al.Fetal origins of adult disease:strength of effects and biological basis[J].International Journal of Epidemiology,2002,31(6):1235.
[13]Nathanielsz P W,Poston L,Taylor P D.In utero exposure to maternal obesity and diabetes:animal models that identify and characterize implications for future health[J].Obstetrics & Gynecology Clinics of North America,2007,34(2):201-212.
[14]Bispham J,Gopalakrishnan G S,Dandrea J,et al.Maternal endocrine adaptation throughout pregnancy to nutritional manipulation:consequences for maternal plasma leptin and cortisol and the programming of fetal adipose tissue development[J].Endocrinology,2003,144(8):3575-3585.
[15]Benyshek D C,Johnston C S,Martin J F.Post-natal diet determines insulin resistance in fetally malnourished,low birthweight rats(F1)but diet does not modify the insulin resistance of their offspring(F2)[J].Life Sciences,2004,74(24):3033-3041.
[16]Symonds M E,Pearce S,Bispham J,et al.Timing of nutrient restriction and programming of fetal adipose tissue development[J].Proc Nutr Soc,2004,63(3):397-403.
[17]陳群,高潔,夏琰.2型糖尿病大鼠氣陰兩虛夾瘀證動物模型的建立對大鼠腎臟功能的影響[J].河南中醫(yī),2016,36(10):1722-1724.
[18]LI T,LU X,SUN Y,et al.Effects of spinach nitrate on insulin resistance,endothelial dysfunction markers and inflammation in mice with high-fat and high-fructose consumption[J].Food & Nutrition Research,2016,60(320):10.
[19]Elliott S S,Keim N L,Stern J S,et al.Fructose,weight gain,and the insulin resistance syndrome[J].American Journal of Clinical Nutrition,2002,76(5):911.
[20]Malcolm J.Through the looking glass:gestational diabetes as a predictor of maternal and offspring long-term health[J].Diabetes Metab Res Rev,2012,28(4):307-311.
[21]Petry C J,Dorling M W,Pawlak D B,et al.Diabetes in old male offspring of rat dams fed a reduced protein diet[J].Int J Exp Diabetes Res,2001,2(2):139.
[22]Scaglia L,Cahill C J,F(xiàn)inegood D T,et al.Apoptosis participates in the remodeling of the endocrine pancreas in the neonatal rat[J].Endocrinology,1997,138(4):1736-1741.
[23]趙迪迪,韓磊,賀娟,等.孕期高果糖攝入對胚胎發(fā)育和胎盤血管因子的研究[J].中國食物與營養(yǎng),2017,23(3):54-58.