鸡和大鼠在血糖调节方面的生理差异比较

【作者】 罗舒文； 张钰； 陈国宏； 徐琪；

【机构】 扬州大学动物科学与技术学院；

【摘要】 引言:鸟类的空腹血糖浓度是哺乳动物的2倍左右,且有着明显的胰岛素抵抗,但却未表现出高血糖并发症状,其进化适应机制尚不明确。鸡作为鸟类中飞行能力退化类群,仍保留着鸟类祖先适应高耗能代谢的特征,是解析该现象的理想模型。为阐明鸡在高血糖的情况下无症状的内在原因,本研究以大鼠作为哺乳动物对照,利用链脲佐菌素(STZ)诱导鸡和大鼠建立高血糖模型,对其体重、血糖水平、胰岛素敏感性与炎症因子表达情况进行比较试验,研究它们在血糖调节方面的生理差异,旨在探索鸡高血糖无并发症中的机理,为糖尿病的治疗提供新思路。材料与方法:试验动物选用体重在1kg左右的罗斯308鸡和300g左右的SD大鼠分别12只进行饲喂,适应性喂养7日龄后对其进行浓度为70mg/kg bm的STZ腹腔注射,期间用罗氏血糖仪进行空腹血糖和餐后血糖水平检测;收集血清、血浆及全血用于ELISA检测;21日龄后经10%水合氯醛麻醉后进行人道安乐死并取其组织。利用SPSS 25.0软件对数据进行统计分析,采用单因素方差分析进行显著性检验,以P<0.05表示差异有统计学意义。结果:研究结果表明,STZ诱导前后对鸡体重差异不显著,但显著地抑制大鼠体重生长;STZ可诱导二者为高血糖,其中大鼠空腹血糖差异极显著;葡萄糖耐量与胰岛素耐受检测显示STZ破坏了大鼠的葡萄糖与胰岛素耐受情况,但对鸡无显著影响。采用ELISA法检测高葡萄糖代谢产物即晚期糖基化终末产物(AGEs)及其中间产物果糖胺(FA),采用LCMS法测定甲基乙二醛(MG)。结果显示,STZ诱导后鸡和大鼠的FA浓度均显著升高,STZ诱导后鸡的MG浓度显著升高而大鼠诱导前后则无显著差异。不过,大鼠体内FA和MG的浓度显著高于鸡。此外,ELISA法检测AGEs含量结果显示,STZ使鸡和大鼠体内AGEs浓度均升高,但鸡无显著差异,而大鼠差异极显著。对糖代谢的关键器官肝脏、肾脏、心脏、肌肉、胰腺组织检测炎症因子的表达情况。结果发现,相较正常鸡,STZ鸡的各炎症因子除心脏外,其他器官无显著差异;而STZ鼠在各组织中均有显著的炎症反应。通过LCMS测定鸡和大鼠体内羰基清除剂即游离氨基酸的浓度。结果显示,鸡体内的牛磺酸浓度显著高于大鼠,且在STZ诱导后显著降低,而大鼠体内的牛磺酸浓度则无显著差异。其他16种游离氨基酸的检测结果表明,STZ处理的鸡体内,除甘氨酸和苯丙氨酸外,其他游离氨基酸的浓度均显著降低。然而,STZ诱导后的大鼠除谷氨酸浓度显著降低外,丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸的浓度均显著升高,其余氨基酸浓度则无显著差异。讨论:尽管STZ诱发了鸡和大鼠的高血糖,但鸡体内的晚期糖基化终末产物(AGEs)浓度仍保持在相对较低的水平,且未出现炎症反应。通过对比鸡和大鼠的生理差异发现,作为羰基清除剂,牛磺酸、亮氨酸、组氨酸和精氨酸等游离氨基酸的调动与AGEs形成的抑制相关。该研究为禽类慢性高血糖未出现并发症这一现象提供了新的见解,并可能为糖尿病的预防提供潜在应用。更多还原