糖尿病是由于遗传和环境因素相互作用而引起的以血中葡萄糖水平长期增高为基本特征的代谢性疾病。以2型糖尿病发病广泛,对人类危害严重,常引起碳水化合物、蛋白质和脂肪代谢异常,出现血管、神经、心脏、肾脏等组织器官的严重并发症。胰岛素抵抗是2型糖尿病发病机制的重要环节并且是启动因素,贯穿于2型糖尿病的整个发生和发展过程中。胰岛素抵抗的机理已成为研究的热点,胰岛素信号传导被认为与此有关,但是其中的详细机理目前还不清楚。胰岛素与靶细胞膜表面受体结合后发生一系列级联反应,产生生物效应,这一过程中胰岛素信号的有效传导是先决条件,因此胰岛素信号传导途径中关键分子的数量、功能异常已经成为研究的重点。近年来,越来越多的流行病学研究结果提示长期不同剂量饮酒对胰岛素敏感性有着不同的影响:适量饮酒与胰岛素敏感性增强及2型糖尿病发病危险降低有关,而长期过量饮酒与胰岛素抵抗及2型糖尿病发病危险增加有关。我国是酒类生产消费大国,我国常年饮酒者的酒精摄入量占总能量的10%左右。并且随着人们生活水平逐年提高,我国居民膳食模式逐渐向西方发达国家模式转变,长期高脂饮食伴随着长期酒精摄入的现象屡见不鲜,因此,高脂饮食和酒精摄入对胰岛素敏感性影响及与2型糖尿病的相关研究具有现实的重要意义。肝脏是人体最大的内分泌器官,对胰岛素的信号传导、酒精和脂类的代谢起到重要的作用。本研究从探讨在长期高脂饮食状态下不同剂量酒精摄入对胰岛素敏感性影响入手,通过对肝脏胰岛素信号传导途径关键分子影响的探索来揭示其作用机制。目前关于长期高脂饮食状态下不同剂量酒精摄入对肝脏中胰岛素信号传导分子的表达或功能影响未见报道。目的:本实验借鉴2型糖尿病病因学的研究进展,通过整体动物实验,研究长期高脂饮食状态下不同剂量酒精摄入对大鼠胰岛素敏感性及肝脏组织胰岛素信号传导途径关键分子的影响,在肝脏的分子生物学水平揭示长期高脂饲料喂养下不同酒精摄入影响胰岛素敏感性的分子机制,为有效预防2型糖尿病提供科学依据。方法:清洁级雄性Wistar大鼠,随机分为七组:正常对照组、高脂对照组、高脂+5%酒精组、高脂+10%酒精组、高脂+20%酒精组、高脂+30%酒精组、高脂+40%酒精组。每日一次灌胃,每周测体重,13周后,断头处死大鼠,检测血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)及高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)水平;测定空腹血糖(FPG)及血胰岛素(FINS)浓度,计算胰岛素抵抗指数(Homeostasis Model Assessment HOMA-IR)及HOMA-β功能指数(HOMAβ-cell index,HBCI)。提取肝脏总RNA,通过RT-PCR方法,测定肝脏胰岛素受体底物-1(IRS-1),磷脂酰肌醇3激酶(PI-3K)、葡萄糖转运体-2(GLUT-2)的mRNA表达水平。提取肝脏蛋白,通过western blotting的方法,测定PI-3K(p85α)、GLUT-2的蛋白表达水平。结果:1.生长情况:(1)实验期间,各组大鼠体重呈上升趋势。(2)高脂对照组与正常对照组相比体重明显增加(P< 0.01); (3)高脂+5%、10%、20%、30%酒精组与正常对照组相比体重明显增加(P< 0.01)。(4)高脂+40%酒精组与高脂对照组相比明显降低(P< 0.01)。2.血脂情况:(1)高脂对照组与正常对照组比,TC、TG有所升高,HDL-C有所下降,但无统计学意义。(2)高脂+5%、10%酒精剂量组与正常对照组相比,TC明显升高(P< 0.05),但TG和HDL-C变化不明显;与高脂对照组相比,TC、TG、HDL-C变化均不明显。(3)高脂+20%酒精剂量组与正常对照组相比,TC明显升高(P< 0.05),但TG和HDL-C变化不明显;与高脂对照组相比TC明显升高(P< 0.05),但TG和HDL-C变化不明显。(4)高脂+30%、40%酒精剂量组与正常对照组相比,TC、TG明显升高(P< 0.05),HDL-C明显降低(P< 0.05);与高脂对照组相比,TC、TG明显升高(P< 0.05),HDL-C明显降低(P< 0.05)。3.血糖浓度、血胰岛素浓度、胰岛素抵抗指数、胰岛β细胞功能指数改变:(1)血糖浓度:高脂对照组与正常对照组相比无统计学差异。高脂+各酒精剂量组与正常对照组相比,均升高(P< 0.05)。高脂+20%、30%、40%酒精剂量组与高脂对照组相比,均明显升高(P< 0.05)。(2)血胰岛素浓度:高脂对照组与正常对照组相比明显升高(P< 0.05)。高脂+5%、10%、20%酒精剂量组与正常对照组相比,均升高(P< 0.05)。高脂+30%、40%酒精剂量组与高脂对照组相比降低(P< 0.05)。(3)胰岛素抵抗指数:高脂对照组与正常对照组相比明显升高(P< 0.05)。高脂+各酒精剂量组与正常对照组相比,均升高(P< 0.05)。(4)胰岛β细胞功能指数:高脂对照组与正常对照组相比明显升高(P< 0.05)。高脂+各酒精剂量组与正常对照组相比,先升高后降低(P< 0.05)。高脂+各酒精剂量组与高脂对照组相比,随酒精剂量增加而降低(P< 0.05),在30%、40%酒精组尤其明显。4.肝脏胰岛素信号传导关键分子mRNA及蛋白表达情况:(1)IRS-1 mRNA表达:高脂+各酒精剂量组与正常对照组、高脂对照组相比,都下降(P< 0.05),在高脂+30%、40%酒精组降低明显。(2)PI-3K mRNA表达:高脂+各酒精剂量组与正常对照组、高脂对照组相比,都下降(P< 0.05),在高脂+30%、40%酒精组降低明显。(3)GLUT-2 mRNA表达:高脂对照组与正常对照组相比,降低(P< 0.05)。高脂+各酒精剂量组与正常对照组相比,都下降(P< 0.05)。与高脂对照组相比,除高脂+20%酒精剂量组没有统计学差异外,其余各剂量组均降低(P< 0.05),在高脂+30%、40%酒精组降低明显。(4)PI-3K(p85α)蛋白表达:高脂+各酒精剂量组与正常对照组、高脂对照组相比,均下降(P< 0.05),在高脂+30%、40%酒精组降低明显。(5)GLUT-2蛋白表达:高脂对照组与正常对照组相比,降低(P< 0.05)。高脂+各酒精剂量组与高脂对照组相比,降低(P< 0.05),在高脂+30%、40%酒精组降低明显。结论:长期高脂喂养的大鼠体重明显升高,长期高脂饮食+40%酒精剂量对机体影响较大,导致体重明显降低。高脂+酒精剂量组与正常对照组相比随着酒精剂量的增加,胰岛β细胞功能指数先升高再下降(P< 0.05);与高脂对照组相比,血糖、血胰岛素浓度、胰岛素抵抗指数明显升高,胰岛β细胞功能指数随酒精剂量的增加明显下降(P< 0.05),这表明长期高脂饮食和酒精摄入联合作用加重机体胰岛素抵抗,同时损伤胰岛β细胞功能,在30%、40%酒精剂量组尤其明显。此外,长期高脂饮食和酒精摄入联合作用还抑制大鼠肝脏IRS-1、PI-3K、GLUT-2的mRNA及PI-3K(p85α)、GLUT-2蛋白表达,在30%、40%酒精剂量组降低更明显,这可能是长期高脂饮食及酒精摄入导致胰岛素抵抗的分子机制之一,也说明长期高脂饮食和高剂量饮酒加重胰岛素抵抗,2型糖尿病发病增加。