膳食棕櫚酸酯和油酸酯對人體骨骼肌胰島素敏感性的不同調節作用
瀏覽次數:836 發布日期:2024-5-17
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德國杜塞爾多夫海因里希-海涅大學醫學院和杜塞爾多夫大學醫院聯合德國糖尿病研究中心于2021年10月在Diabetologia雜志上表了題為“Dietary palmitate and oleate differently modulate insulin sensitivity in human skeletal muscle”的研究論文。
摘要:
文章主要研究了膳食棕櫚酸酯和油酸酯對骨骼肌胰島素敏感性的不同調節作用。脂質誘導的肌細胞胰島素抵抗在棕櫚酸酯中比油酸酯中更明顯,進一步檢測脂質誘導胰島素抵抗的機制是否與線粒體功能異常有關。研究使用Oroboros O2k線粒體呼吸功能測定儀對人體骨骼肌組織中的線粒體氧化磷酸化能力進行了高精度檢測,結果顯示含有棕櫚酸酯或油酸酯的脂質負荷不會對人類骨骼肌線粒體的氧化磷酸化能力造成嚴重影響。
實驗方法:
1. 線粒體呼吸功能檢測:
實驗分為飽和脂肪(棕櫚油-PAL)和單不飽和脂肪(油酸酯:紅花油-SAF)處理組與水(對照-VCL)處理組,志愿者飲用含有不同脂肪酸的飲品提前進行干預,使用奧地利Oroboros O2k多維度能量代謝分析系統檢測新鮮收集的志愿者股外側肌肌纖維的呼吸,采用連續底物-解偶聯劑-抑制劑的滴定方案進行實驗。
取肌肉組織2-4mg進行透化處理,上機后依次滴定蘋果酸(M)、丙酮酸(P)、ADP、谷氨酸(G)和琥珀酸(S),然后滴定細胞色素c(Cytc)以檢測線粒體外膜的完整性,后逐步滴定解偶聯劑FCCP直至達到最大解偶聯呼吸。該實驗也在沒有丙酮酸的情況下進行,在不同的方案中,檢測脂肪酸氧化,通過依次添加M、辛酰肉堿、ADP、G、S 和Cytc,然后逐步滴定FCCP直至最大解偶聯呼吸。單位以pmol/mg -1s-1表示。
2. H2O2生成速率檢測:
使用奧地利Oroboros O2k多維度能量代謝分析系統熒光法測0.1mg透化后的肌纖維中H2O2的產生率。熒光指示劑使用Amplex®UltraRed,用辣根過氧化物酶催化H2O2與AmR反應生成紅色熒光化合物間苯二酚,其發射熒光強度的變化與H2O2濃度成正比,從而測量H2O2產生速率。
3、實驗結果
為明確脂質誘導胰島素抵抗的機制是否與線粒體功能異常有關,研究團隊比較了飽和脂肪(棕櫚油-PAL)和單不飽和脂肪(紅花油-SAF)與水(對照-VCL)對健康志愿者骨骼肌中線粒體氧化磷酸化能力的影響。
如圖所示,結果顯示在基礎階段,與對照組(VCL)攝食相比,攝入紅花油(SAF)和棕櫚油(PAL)后,對肌肉總線粒體含量、添加琥珀酸后的最大線粒體氧化磷酸化呼吸、FCCP誘導的最大解偶聯呼吸、添加辛酰肉堿后的β氧化、H2O2產生速率均無顯著影響。
結論:膳食棕櫚酸酯或油酸酯對骨骼肌胰島素敏感性的調節作用不同,含有棕櫚酸酯或油酸酯的脂質負荷不會對人類骨骼肌線粒體的氧化能力或炎癥途徑造成影響。此研究有助于更全面地了解脂質誘導的肌細胞胰島素抵抗以及不同程度的脂質飽和度對胰島素信號的具體影響,強調了脂毒性途徑作為預防和逆轉人類肌肉胰島素抵抗的治療靶點的相關性。