Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác dụng bảo vệ của chế độ ăn giảm calo đối với kháng insulin và chức năng của đảo tụy trong chuột mắc bệnh tiểu đường loại 2 do STZ gây ra
Tóm tắt
Giới hạn calor (CR) ngày càng trở nên hấp dẫn trong điều trị bệnh tiểu đường loại 2 (T2DM) do chế độ ăn nhiều calo và lối sống ít vận động ngày càng phổ biến. Nghiên cứu này nhằm đánh giá vai trò của CR trong điều trị T2DM và khám phá thêm các cơ chế phân tử tiềm năng của nó. Sáu mươi con chuột đực Sprague-Dawley được sử dụng trong nghiên cứu này. Mô hình tiểu đường được gây ra bằng cách cho ăn chế độ ăn nhiều chất béo (HFD) trong 8 tuần, sau đó tiêm streptozotocin một lần (30 mg/kg). Sau đó, các con chuột tiểu đường được cho ăn HFD với liều 28 g/ngày (nhóm kiểm soát tiểu đường) hoặc 20 g/ngày (chế độ CR 30%) trong 20 tuần. Trong khi đó, các con chuột bình thường được cho ăn thức ăn chuẩn miễn phí đóng vai trò là nhóm đối chứng. Khối lượng cơ thể, mức glucose trong huyết tương và hồ sơ lipid được theo dõi. Sau khi tiến hành các bài kiểm tra chức năng liên quan đến tiểu đường, các con chuột được hy sinh ở tuần thứ 10 và 20, và mức độ hấp thụ glucose trong cơ bắp tươi được xác định. Thêm vào đó, phương pháp western blotting và miễn dịch huỳnh quang được sử dụng để phát hiện sự thay đổi trong tín hiệu AKT/AS160/GLUT4. Chúng tôi nhận thấy rằng việc CR 30% đã làm giảm đáng kể tình trạng tăng glucose huyết và rối loạn lipid máu, dẫn đến việc giảm glucolipotoxicity và bảo vệ chức năng đảo tụy. Kháng insulin cũng được cải thiện rõ rệt, thể hiện qua việc tăng cường đáng kể khả năng dung nạp insulin và đánh giá mô hình duy trì kháng insulin (HOMA-IR). Tuy nhiên, sự cải thiện về việc hấp thụ glucose trong cơ bắp xương là không đáng kể. Sự gia tăng của tín hiệu AKT/AS160/GLUT4 trong cơ bắp do CR 30% gây ra cũng giảm dần theo thời gian. Thú vị là, sự giảm liên tiếp tín hiệu AKT/AS160/GLUT4 trong mô mỡ trắng đã được CR 30% đảo ngược đáng kể. CR (30%) có thể bảo vệ chức năng đảo tụy khỏi tăng glucose huyết và rối loạn lipid máu, cũng như cải thiện kháng insulin. Cơ chế mà những tác động này xảy ra có thể liên quan đến việc tăng cường tín hiệu AKT/AS160/GLUT4.
Từ khóa
#giới hạn calo #tiểu đường loại 2 #kháng insulin #chức năng đảo tụy #AKT/AS160/GLUT4Tài liệu tham khảo
Simpson RW, Shaw JE, Zimmet PZ. The prevention of type 2 diabetes-lifestyle change or pharmacotherapy? A challenge for the 21st century. Diabetes Res Clin Pract. 2003;59(3):165–80.
International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edition, IDF, Brussels. https://diabetesatlas.org/upload/resources/2019/IDF_Atlas_9th_Edition_2019.pdf
Lean MEJ, Leslie WS, Barnes AC, et al. Primary care-led weight management for remission of type 2 diabetes (DiRECT): an open-label, cluster-randomised trial. Lancet. 2018;391(10120):541–51.
Petersen MC, Shulman GI. Mechanisms of insulin action and insulin resistance. Physiol Rev. 2018;98(4):2133–223.
Storgaard H, Song XM, Jensen CB, et al. Insulin signal transduction in skeletal muscle from glucose-intolerant relatives of type 2 diabetic patients [corrected]. Diabetes. 2001;50(12):2770–8.
Pratipanawatr W, Pratipanawatr T, Cusi K, et al. Skeletal muscle insulin resistance in normoglycemic subjects with a strong family history of type 2 diabetes is associated with decreased insulin-stimulated insulin receptor substrate-1 tyrosine phosphorylation. Diabetes. 2001;50(11):2572–8.
Tonks KT, Ng Y, Miller S, et al. Impaired Akt phosphorylation in insulin-resistant human muscle is accompanied by selective and heterogeneous downstream defects. Diabetologia. 2013;56(4):875–85.
Abel ED, Peroni O, Kim JK, et al. Adipose-selective targeting of the GLUT4 gene impairs insulin action in muscle and liver. Nature. 2001;409(6821):729–33.
Zisman A, Peroni OD, Abel ED, et al. Targeted disruption of the glucose transporter 4 selectively in muscle causes insulin resistance and glucose intolerance. Nat Med. 2000;6(8):924–8.
Moltke I, Grarup N, Jorgensen ME, et al. A common Greenlandic TBC1D4 variant confers muscle insulin resistance and type 2 diabetes. Nature. 2014;512(7513):190–3.
Li T, Chen K, Liu G, et al. Calorie restriction prevents the development of insulin resistance and impaired lipid metabolism in gestational diabetes offspring. Pediatr Res. 2017;81(4):663–71.
Prasannarong M, Vichaiwong K, Saengsirisuwan V. Calorie restriction prevents the development of insulin resistance and impaired insulin signaling in skeletal muscle of ovariectomized rats. Biochim Biophys Acta. 2012;1822(6):1051–61.
Wang H, Sharma N, Arias E, et al. Insulin signaling and glucose uptake in the soleus muscle of 30-month-old rats after calorie restriction with or without acute exercise. J Gerontol Ser A Biol Sci Med Sci. 2015;71(3):323–32.
Wheatley KE, Nogueira LM, Perkins SN, et al. Differential effects of calorie restriction and exercise on the adipose transcriptome in diet-induced obese mice. J Obes. 2011;2011:265417.
Park SY, Choi GH, Choi HI, et al. Calorie restriction improves whole-body glucose disposal and insulin resistance in association with the increased adipocyte-specific GLUT4 expression in Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty rats. Arch Biochem Biophys. 2005;436(2):276–84.
Xu W, Lu Z, Wang X, et al. Gynura divaricata exerts hypoglycemic effects by regulating the PI3K/AKT signaling pathway and fatty acid metabolism signaling pathway. Nutr Diabetes. 2020;10(1):31.
Reed MJ, Meszaros K, Entes LJ, et al. A new rat model of type 2 diabetes: the fat-fed, streptozotocin-treated rat. Metabolism. 2000;49(11):1390–4.
Yao H, Gu J, Shan Y, et al. Type 2 diabetes mellitus decreases systemic exposure of clopidogrel active metabolite through upregulation of P-glycoprotein in rats. Biochem Pharmacol. 2020;180:114142.
Nambirajan G, Karunanidhi K, Ganesan A, et al. Evaluation of antidiabetic activity of bud and flower of Avaram Senna (Cassia auriculata L.) In high fat diet and streptozotocin induced diabetic rats. Biomed Pharmacother. 2018;108:1495–506.
Koshinaka K, Sano A, Howlett KF, et al. Effect of high-intensity intermittent swimming on postexercise insulin sensitivity in rat epitrochlearis muscle. Metab Clin Exp. 2008;57(6):749–56.
Chukwuma CI, Islam MS. Effects of xylitol on carbohydrate digesting enzymes activity, intestinal glucose absorption and muscle glucose uptake: a multi-mode study. Food Funct. 2015;6(3):955–62.
Ajiboye BO, Oyinloye BE, Agboinghale PE, et al. Cnidoscolus aconitifolius (Mill.) I. M. Johnst leaf extract prevents oxidative hepatic injury and improves muscle glucose uptake ex vivo. J Food Biochem. 2019;43(12):e13065.
Baskota A, Li S, Dhakal N, et al. Bariatric surgery for type 2 diabetes mellitus in patients with BMI <30 kg/m2: a systematic review and meta-analysis. PLoS ONE. 2015;10(7):e0132335.
Perry RJ, Peng L, Cline GW, et al. Mechanisms by which a very-low-calorie diet reverses hyperglycemia in a rat model of type 2 diabetes. Cell Metab. 2018;27(1):210.e3–17.e3.
van Raalte DH, Diamant M. Glucolipotoxicity and beta cells in type 2 diabetes mellitus: Target for durable therapy? Diabetes Res Clin Pract. 2011;93:S37–46.
Holowko J, Michalczyk MM, Zajac A, et al. Six weeks of calorie restriction improves body composition and lipid profile in obese and overweight former athletes. Nutrients. 2019;11(7):1461.
Kraus WE, Bhapkar M, Huffman KM, et al. 2 years of calorie restriction and cardiometabolic risk (CALERIE): exploratory outcomes of a multicentre, phase 2, randomised controlled trial. Lancet Diabetes Endocrinol. 2019;7(9):673–83.
Cnop M, Welsh N, Jonas JC, et al. Mechanisms of pancreatic beta-cell death in type 1 and type 2 diabetes—many differences, few similarities. Diabetes. 2005;54:S97–107.
Paolisso G, Tataranni PA, Foley JE, et al. A high concentration of fasting plasma non-esterified fatty acids is a risk factor for the development of NIDDM. Diabetologia. 1995;38(10):1213–7.
Poitout V, Robertson RP. Minireview: secondary beta-cell failure in type 2 diabetes—a convergence of glucotoxicity and lipotoxicity. Endocrinology. 2002;143(2):339–42.
Arias EB. Cartee GD In vitro simulation of calorie restriction-induced decline in glucose and insulin leads to increased insulin-stimulated glucose transport in rat skeletal muscle. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007;293(6):E1782–8.
Su EN, Alder VA, Yu DY, et al. Continued progression of retinopathy despite spontaneous recovery to normoglycemia in a long-term study of streptozotocin-induced diabetes in rats. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2000;238(2):163–73.