目的研究微量元素锌对高脂饲料喂养SD大鼠胰岛素敏感性的影响及其机制,为进一步研究锌与胰岛素抵抗及糖尿病的关系提供实验依据。方法健康4周龄SD雄性大鼠68只随机均分为2组,正常饲料组29只饲以基础饲料17周;高脂饲料组39只饲以高脂饲料17周。17周末两组大鼠依据胰岛素抵抗模型评价指数(HOMA-IR)二次分组,正常饲料组和高脂饲料组分别随机分成5组,且正常饲料组5组间、高脂饲料组5组间HOMA-IR差异无显著性。每组大鼠在原饲料喂养的基础上每天分别给予去离子水、5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、30mg/kg锌灌胃7周。第17末周眼内眦采血,第24周末股动脉采血并处死分离血清及肝脏,-80℃冻存。全自动生化分析仪检测血糖(FPG)、血清甘油三酯(TC)、血清总胆固醇(TG)、血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL)、血清游离脂肪酸(FFA);酶联免疫法(ELISA)检测血清胰岛素(FINS);肝糖试剂盒检测肝糖原含量;全自动糖化血红蛋白(HbA1c)分析仪检测糖化血红蛋白;计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛素敏感指数(ISI)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)。观察锌对高脂饮食大鼠胰岛素敏感性和脂代谢的影响。Real-time quantitative PCR检测大鼠肝脏糖代谢关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)、葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-Pase)、葡萄糖激酶(GCK)的mRN A表达。Western blot技术检测胰岛素信号通路中关键位点蛋白激酶B(Akt/PK B)、糖原合成酶激酶(GSK)、叉头蛋白(FoxO1)的蛋白磷酸化情况。探讨锌缓解高脂饮食所致大鼠胰岛素敏感性降低的机制。结果实验动物一般状况:高脂饲料喂养至17周(二次分组之前)正常饲料组大鼠和高脂饲料组大鼠体重未见明显差异,第18周开始高脂饲料组大鼠体重明显高于正常饲料组。各组大鼠摄食量在实验期间未见明显差异。锌对大鼠胰岛素敏感性的影响:实验期间,正常饲料喂养的大鼠不同剂量锌灌胃组FPG、FINS、HOMA-IR、ISI灌胃前后未见明显差异。高脂饲料组不同剂量锌灌胃组之间FPG未见明显差异,FINS、HOMA-IR均高于灌胃前,ISI低于灌胃前;灌胃后10、15mg剂量组FINS、HOMA-IR低于高脂饲料组其他各组,并且15mg剂量组灌胃后ISI水平高于高脂饲料组其他各组。灌胃后正常饲料组与高脂饲料组HbA1c、肝糖原含量未见明显差异。锌对大鼠脂代谢的影响:正常大鼠不同剂量组锌灌胃前后TC、HDL-c、LDL-c未见明显差异,除30mg锌剂量组灌胃后TG高于灌胃前,其他各组灌胃前后未见明显差异。高脂饲料组10mg锌剂量组灌胃前后TC未见明显差异,其他各组高于灌胃前;30mg锌剂量组TG高于灌胃前,其他各组灌胃前后未见明显差异;各剂量组HDL-c灌胃前后未见明显差异;Omg、5mg锌剂量组LDL-c灌胃后高于灌胃前,但其他各组灌胃前后无差异。30mg锌剂量灌胃后FFA正常饲料组与高脂饲料组未见明显差异,其他各组高脂饲料组均高于正常饲料组。锌对大鼠肝脏糖代谢关键酶的影响:正常对照组大鼠GCK mRNA水平低于高脂对照组和高脂15mg锌灌胃组。正常对照组、高脂对照组、高脂加锌组之间PEPCK mRNA、G-6-Pase mRNA 则未见明显差异。锌对大鼠肝脏PI3K-AKT信号通路的影响:高脂15mg锌灌胃组基础状态下AKT、GSK磷酸化水平高于正常对照组和高脂对照组,锌与胰岛素共同作用时大鼠AKT Ser473、GSK3β Ser9、FoxO1 Ser256的磷酸化水平高于锌的单独作用,并且AKT Ser473、FoxO1 Ser256的磷酸化水平高于胰岛素的单独作用效果。结论10mg/kg、15mg/kg剂量组的锌灌胃7周可在一定程度上延缓高脂饲料喂养大鼠的空腹胰岛素水平的升高,提高大鼠胰岛素敏感性,延缓大鼠高脂饲料所致的胰岛素抵抗的出现。锌对高脂饲料喂养的大鼠脂代谢异常也有一定的改善作用,10、15mg/Kg·bw的锌干预7周可以缓解高脂饲料喂养大鼠血清TC、LDL-c的升高及HDL-c的降低,但30mg/Kg·bw的锌可使血清TG水平升高及HDL-c水平降低。15mg/Kg.bw的锌灌胃7周对大鼠肝糖原、肝糖代谢酶GCK、PEPCK、G-6Pase的mRNA表达无明显影响。锌延缓高脂饲料喂养大鼠胰岛素敏感性的降低可能与锌上调肝脏AKT Ser473、GSK3β Ser9、FoxO1 Ser256 的磷酸化水平有关。