Ⅱ型糖尿病是以长期高血糖为主要特征,是由于胰岛素的相对不足或绝对缺乏而引起的以糖、蛋白质、脂肪三大营养物质代谢紊乱的一种代谢综合症。常伴随多种慢性并发症发生,会造成多器官、多系统的损伤。糖尿病已成为继心脑血管疾病之后第二大严重危害人民健康的重要慢性非传染性疾病。香蕉粉富含抗性淀粉、果胶、可溶性膳食纤维、黄酮、多酚等多种活性营养成分,具有较好的降血糖物质基础。本文以香蕉粉为研究对象,通过Ⅱ型糖尿病动物模型研究了香蕉粉的降血糖、改善糖代谢及脂代谢和胰岛素抵抗的作用效果,并从氨基酸代谢、胰岛素信号转导通路、糖代谢信号通路、脂代谢信号通路等不同途径揭示了香蕉粉改善胰岛素抵抗的作用机制,并初步探索了香蕉粉主要成分香蕉粉抗性淀粉的降血糖效果。主要研究结果如下:1、香蕉粉调节Ⅱ型糖尿病大鼠糖代谢和脂代谢的作用(1)香蕉粉干预8周后,与糖尿病模型组相比,香蕉粉干预组大鼠的体重增加7.80%、进食量降低5.66%、饮水量降低53.29%、尿量减少53.34%,并且体毛有光泽接近正常大鼠,说明香蕉粉干预能较好的改善Ⅱ型糖尿病大鼠多饮、多食、多尿及体重降低的“三多一少”症状。(2)香蕉粉干预8周后,与糖尿病模型组相比,香蕉粉干预组大鼠的空腹血糖降低32.75%,肝糖原含量增加74.12%,并显著降低血糖峰值,稳定血糖,改善糖耐量状况,说明香蕉粉干预对Ⅱ型糖尿病大鼠具有一定的血糖调节功能。(3)香蕉粉干预8周后,与糖尿病模型组相比,香蕉粉干预组大鼠的血清高密度脂蛋白胆固醇比值(HDL-C/TCH)升高了86.96%,低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TCH)、甘油三酯(TG)、动脉粥样硬化指数(AI)和游离脂肪酸(FFA)分别降低了94.74%、50.65%、79.63%、61.70%和28.42%,其中血清LDL-C、TCH、TG和HDL-C/TCH水平接近正常大鼠水平。说明香蕉粉干预能较好的纠正Ⅱ型糖尿病大鼠脂代谢紊乱。(4)香蕉粉干预可显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠肝系数,降低肝肿大情况,并显著降低糖尿病大鼠AST、ALT水平,提高糖尿病大鼠总蛋白(TP)、球蛋白水平(GLB)和AST/ALT值及A/G值,结合肝脏组织病理切片表明,香蕉粉对Ⅱ型糖尿病大鼠肝损伤具有一定的保护作用。2、香蕉粉改善ii型糖尿病大鼠胰岛素抵抗的作用香蕉粉干预8周后,与糖尿病模型组相比,香蕉粉干预组大鼠血浆空腹胰岛素水平降低31.48%、c肽水平提高74.16%、胰岛素清除率提高133.33%,说明香蕉粉干预可能通过提高胰岛素清除率而达到改善ii型糖尿病高胰岛素血症的作用;香蕉粉干预组大鼠稳态模型胰岛素抵抗指数降低了105.24%、胰岛素敏感指数、胰岛β细胞分泌指数、glp-1水平和胰腺指数分别提高了14.87%、38.31%、15.89%和19.43%,结合胰腺病理切片表明香蕉粉干预能较好的改善ii型糖尿病大鼠胰岛素抵抗,并对ii型糖尿病大鼠胰岛细胞损伤具有一定的保护作用。3、香蕉粉对ii型糖尿病大鼠氨基酸代谢的影响香蕉粉干预能影响ii型糖尿病大鼠的氨基酸代谢轨迹,对ii型糖尿病大鼠的氨基酸代谢有较明显的恢复作用。通过显著性分析和变化趋势分析了香蕉粉干预对ii型糖尿病大鼠血浆氨基酸代谢谱变化趋势的影响,并找出了香蕉粉干预后12种有显著变化的氨基酸,其中谷氨酰胺、丙氨酸、半胱氨酸、β-丙氨酸、精氨酸和色氨基酸这6种氨基酸水平都有显著提高,牛磺酸、缬氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和组氨酸这6种氨基酸水平都有显著降低。结果提示,香蕉粉干预可能是通过影响氨基酸-mtor-s6k1信号通路发挥了维护胰岛功能、改善胰岛素抵抗的作用。4、香蕉粉改善ii型糖尿病胰岛素抵抗的作用机制胰岛素pi3k/akt信号转导通路:香蕉粉干预可显著上调db/db糖尿病小鼠肝脏胰岛素受体水平ir和irs-2的基因表达,并上调肝脏葡萄糖转运蛋白glut2基因表达,显著下调pi3k(p85)基因水平而激活pi3k,并上调pi3k下游关键信号分子akt基因表达,从而增强胰岛素pi3k/akt信号转导通路,促进肝脏组织对葡萄糖的摄取利用,提高胰岛素敏感性,降低胰岛素抵抗。mtor-s6k1信号通路:香蕉粉干预可显著下调db/db糖尿病小鼠肝脏mtor、s6k1基因表达,抑制mtor-s6k1信号通路,从而抑制脂肪酸合成代谢通路,并激活胰岛素pi3k/akt信号转导通路,进而改善脂代谢及胰岛素抵抗。糖代谢信号通路:香蕉粉干预可显著下调db/db糖尿病小鼠肝脏糖异生关键调控因子foxo1及关键酶pepck、chrebp基因表达水平,从而减少肝脏糖异生及肝糖输出;并显著下调糖原合成关键酶gsk3β基因水平,促进糖原合酶活化,从而促进肝糖原合成,降低血糖,改善胰岛素抵抗。脂代谢信号通路:香蕉粉通过显著下调肝脏脂质代谢关键调控因子pparγ及关键酶ACC、FAS基因表达水平,从而降低肝脏脂肪酸及脂肪合成、提高肝脏脂肪酸氧化,减少肝脏脂质沉积,从而提高胰岛素敏感性,改善胰岛素抵抗。综上所述,香蕉粉可能通过抑制db/db糖尿病小鼠肝脏mTOR/S6K1信号通路,恢复胰岛素PI3K/Akt信号转导通路、糖代谢及脂代谢信号通路而最终达到改善胰岛素抵抗的作用,揭示了香蕉粉对db/db糖尿病小鼠肝脏胰岛素抵抗的改善是多途径、多靶点的作用机制。5、香蕉粉及香蕉抗性淀粉的降血糖效果香蕉粉及香蕉抗性淀粉对db/db糖尿病小鼠一般症状、胰岛素抵抗及胰岛β细胞功能、胰高血糖素、胰高血糖素样肽-1、胰淀素水平均有较好的改善作用,但香蕉粉的作用效果显著优于香蕉抗性淀粉;同时,香蕉粉能显著降低空腹血糖及饥饿素水平、纠正糖脂代谢紊乱、提高肝糖原含量及改善高胰岛素血症,但香蕉抗性淀粉在这几方面则没有明显作用。揭示了香蕉粉的降血糖功能不仅仅是抗性淀粉的作用,而可能是某几种成分协同作用的结果。