2型糖尿病(Type 2 Diabete Mellitus,T2DM)是一种全世界广泛流行的代谢紊乱性疾病,已成为当今世界威胁人类生命的重大公共卫生问题之一。胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是T2DM发病的主要特点之一,同时也是高血压、冠心病等心脑血管疾病的共同发病基础,从而成为国内外医学界近年来瞩目的研究热点。但是,国内外研究进展表明,虽然有关建立T2DM模型的研究文献较多,但能真正反映人体T2DM发病特点与规律的动物模型极为少见。因此,成功建立IR及其进一步发展为T2DM的动物模型,同时深入研究IR产生的主要机制及逆转机制,对于临床糖尿病的发病机制和防治的研究具有重要意义。本研究分两部分,按照新思路建立了IR模型,研究氧化应激与IR发病的关系以及观察抗氧化剂对于IR大鼠氧化指标及T2DM相关指标的影响。1.建立新型高脂高糖加氧化剂tBHP致大鼠胰岛素抵抗模型:叔丁基过氧化氢(Tert-Butyl Hydroperoxide, tBHP)是通过体内代谢后释放H2O2而发挥氧化剂作用。tBHP的分子结构中一个-(CH)3置换了H2O2中的-OH,其稳定性强于H2O2。tBHP作为高效的、缓释的氧化剂在实验中被用作注射药物。SD大鼠40只随机分成5组,每组8只:对照组(A)、双高组(B)、双高加tBHP组(C)、双高+tBHP+Vitamin E组(D)和双高+tBHP+硫辛酸组(E)。对照组正常饲养,双高组给予高脂、高糖饲料喂养,双高加tBHP组给予高脂高糖饮食的同时连续注射tBHP 0.2mmol·kg-1、0.5ml·100g-1一个月,一月后两个给药组分别给予Vitamin E 30mg·kg-1和硫辛酸1mg·kg-1连续灌胃两周。其余各组分别给予相同体积的生理盐水注射和灌胃。六周后连续观察体重,空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、血清甘油三酯(TG)、血清胆固醇(TCH)、血清游离脂肪酸(FFA)含量。公式计算胰岛素敏感指数判断胰岛素抵抗ISI=In(1/FBG×FINS)。实验结果表明:通过给予大鼠高脂高糖饲料及tBHP注射一个月后,使其处于氧化应激状态,大鼠机体氧自由基生成增加,抗氧化能力减弱,脂质过氧化作用加强。与对照组A组相比,B组和C组的体重变化明显、空腹血糖和空腹胰岛素水平明显升高、血清胆固醇和血清甘油三酯、血清游离脂肪酸含量明显增加,C组变化尤为明显。D组和E组血糖较B、C组均有所降低,血清胰岛素下降明显,胰岛素敏感性提高。实验证明,高脂高糖饲料加tBHP能够快速稳定建立胰岛素抵抗模型,同时在高脂高糖饲养条件下,实验动物发生胰岛素抵抗的机制与慢性氧化应激密切相关,给予一定量的抗氧化剂干预能够减轻胰岛素抵抗,增进胰岛素敏感性。2.氧化应激与IR发病机制及抗氧化剂对氧化损伤指标及T2DM相关指标影响的研究:给予高脂高糖饲料及tBHP注射六周后宰杀动物,提取大鼠血清、肝脏、组织检测SOD、CAT、NOS酶、iNOS酶活力,MDA、GSH、GSSG、GPx含量,RT-PCR检测肝脏、肌肉CAT、PPARγmRNA表达;提取肝脏、肌肉总蛋白,Western-blot法测定CAT、PPARγ蛋白水平表达,取胰腺、肝脏做病理学评价。实验表明:与对照组相比,双高组和双高加tBHP组氧化损伤明显加重,肝脏最为明显。其中血清、肝脏SOD、CAT表达下降,肝脏中NOS酶, iNOS酶活力及MDA、GSSG、GPx含量明显增加,GSH含量明显降低,肌肉中SOD、CAT活性无显著变化。Vitamin E和硫辛酸干预组相较于其他组,血清、肝脏和肌肉中SOD、CAT活性明显增强,MDA、GSSG、GPx含量明显降低,GSH含量增加,但肌肉中SOD、CAT活性表达无明显变化。肝脏、肌肉mRNA检测结果显示,C组肝脏PPARγ、CAT mRNA表达与A组和B组相比明显降低,干预后D组和E组相对C组PPARγ、CAT mRNA表达明显增强,且E组的效果均较D组好。但与A组、B组相比均无明显变化。C组肌肉PPARγmRNA表达明显降低,干预后D组无明显变化,E组相较于B组、C组PPARγmRNA明显增强。但肌肉CAT表达C组比A组明显增强,干预后,与A组、B组相比仅D组CAT mRNA表达有所增强,其余各组均不明显。本研究结果显示:采用高脂、高糖饲料加氧化剂能快速稳定建立胰岛素抵抗模型,该方法简便、易行、成功率高、便于广泛使用。同时在高脂高糖饲养条件下,实验动物发生胰岛素抵抗的机制与慢性氧化应激密切相关,高血糖可导致抗氧化酶的糖基化,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性降低,使机体抗氧化缓冲与修复体系统受到破坏,进而加重了自由基对机体的损伤。给予模型组动物一定剂量的抗氧化剂干预后,能够明显减轻机体的氧化应激损伤,并能通过刺激PPARγ上调CAT的活性,清除自由基,起到有效的氧化应激损伤保护作用,同时降低血清中游离脂肪酸的含量,抑制AGEs形成,从而改善胰岛素敏感性。然而,对于氧化应激是否就是诱发胰岛素抵抗导致糖尿病的直接原因还尚无定论,氧化应激诱导胰岛素抵抗和2型糖尿病模型的具体致病机制的研究还比较有限。因此,对于氧化应激诱导胰岛素抵抗致病机制的潜在性研仍然还需要更进一步。本研究为T2DM的研究提供了基础,而且对于进一步判断T2DM的发生机制提供了初步实验依据,对于T2DM的预防和治疗也具有重要意义。