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脱氢表雄酮(Dehydroepiandrosterone,DHEA)是动物体内一种肾上腺类固醇激素,主要由肾上腺皮质分泌,在血液中的主要形式是酸盐形式(Dehydroepiandrosterone sulfate,DHEAS)。有报导指出,DHEA 具有控制脂肪沉积、增强机体免疫力、提高抗氧化能力等生物学效应,但其具体的生物化学机制还不是很清楚。本实验室前期的研究结果也表明,DHEA在家禽、大鼠等动物具有明显的降脂效应。众所周知,机体中糖代谢与脂代谢存在密切的关系,而DHEA对机体糖代谢的影响的报道甚少。本研究以不同能量水平的日粮下的SD大鼠为对象,研究长期灌喂DHEA对糖代谢的影响及其可能的机制,旨在从糖代谢的角度阐明DHEA调控机体脂肪代谢的生物化学机制,为DHEA在人类保健和畜牧业中的应用提供实验依据和理论基础。1.脱氢表雄酮对饲喂普通日粮大鼠糖代谢的影响及其机制的研究60只雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分成四组:分别为对照组、低剂量、中剂量、高剂量组。各处理组大鼠分别灌胃0、25、50、100mg/(kg·d)的DHEA(以体质量计),连续灌胃8星期,检测大鼠血糖、肝糖原、肌糖原、相关激素水平、糖代谢关键酶的活性及有关基因表达水平。结果:中剂量DHEA处理组大鼠的平均日增重、体增重、终体重均显著低于对照组(P<0.05);与对照组相比,料重比有明显提高。中、高剂量的DHEA处理可明显增加肌、肝糖原含量,中剂量的DHEA可显著降低血糖水平。血清中相关激素水平结果分析表明:低剂量和高剂量DHEA处理均可增加血清中T4的水平;血清中T3的含量在中剂量的DHEA处理中有明显降低。糖代谢中关键酶的活性结果表明:高剂量DHEA处理可显著提高6-磷酸果糖激酶2(6-phosphofructokinase2 PFK-2)活性;低剂量、中剂量DHEA处理可显著提高丙酮酸激酶(pyruvatekinase,PK)活性;低剂量DHEA处理可显著提高丙酮酸脱氢酶系E1(pyruvate dehydrogenase complex E1)活性;中剂量的DHEA可显著提高琥珀酸脱氢酶(succinatedehydrogenase,SDH)活性;低、高剂量DHEA处理可显著增加苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase。MDH)活性。关键因子基因表达的结果分析表明:高剂量DHEA处理可显著降低磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvatecarboxykinase。PEPCK)mRNA 表达水平;低剂量 DHEA处理可显著提高6-磷酸果糖激酶1(6-phosphofructokinase1.PFK1)mRNA表达水平;低剂量组和高剂量中,高胰岛素受体(insulin receptor,INSR)mRNA表达有了明显提高;低、中剂量组中,处理显著提高了胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate-1,IRS-1)mRNA表达;中、高剂量DHEA处理可显著提高胰岛素受体底物 2(insulin receptor substrate-2,IRS-2)mRNA 表达水平;中剂量DHEA处理可显著提高葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter-4,GLUT-4)mRNA表达水平;高剂量DHEA处理可显著提高葡萄糖转运蛋白2(glucose transporter-2,GLUT-2)mRNA表达水平。以上结果提示,DHEA可通过促进葡萄糖的转运、糖原的合成、葡萄糖的有氧分解而降低血糖,且其机制可能是通过促进胰岛素与其受体结合,进而激活糖代谢相关信号通路而实现的。2.脱氢表雄酮对饲喂高脂日粮大鼠糖代谢的影响及其机制的研究60只雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分成四组,分别为普通日粮对照组(NCG)、高脂日粮对照组(HCG)、高脂日粮低剂量组(HLG)、高脂日粮中剂量组(HMG)和高脂日粮高剂量组(HHG),分别以0、25、50、100mg/(kg·d)剂量的DHEA(以体质量计)灌胃处理,普通日粮结照组灌胃等量的介质,连续8周。测定大鼠体重、平均日采食量、肥胖指数、血糖、肝糖原、肌糖原、糖代谢关键酶的活性及相关基因表达量。结果显示,HMG处理组大鼠的体重、平均日增重、Lee’s指数和BMI均明显低于HCG处理组。高脂日粮DHEA处理组血糖水平与HCG组相比无显著差异。与HCG组相比,HMG和HHG处理组的肝糖原的含量明显增加,而HLG和HMG处理组肌糖原的含量明显升高。关键酶的活性结果表明:与HCG组相比,HMG和HHG处理组大鼠肝脏中6-磷酸果糖激酶2(6-phosphofructokinase2PFK-2)活性显著升高,HMG处理组大鼠肝脏中丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)活性显著升高,HLG、HMG和高HHG处理组大鼠肝脏中丙酮酸脱氢酶系E1(pyruvate dehydrogenase complex E1)活性均显著升高;HMG处理组大鼠肝脏组织中高琥珀酸脱氢酶(succinatedehydrogenase,SDH)活性显著升高,HMG和HHG处理组大鼠肝脏组织中苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)活性显著升高。关键因子基因表达水平的结果表明:与HCG组相比较,HMG和HHG处理组大鼠肝脏组织中磷酸烯醇式丙自酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)mRNA表达水平有所下降,HMG处理组大鼠肝脏中糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase,PYGL)mRNA的表达水平显著提高,HMG处理组大鼠肝脏组织中糖原合成酶2(glycogen synthase 2,GYS-2)mRNA表达水平显著提高。中剂量的DHEA可显著提高葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter-4,GLUT-4)mRNA表达水平在HMG处理组、葡萄糖转运蛋白2(glucose transporter-2,GLUT-2)mRNA表达水平在HMG和HHG处理组与HCG处理组相比有明显提高。与HCG组相比,不同剂量DHEA处理对大鼠血清中胰高血糖素(glucogan)水平均无显著变化,而在HMG和HHG组中,大鼠血清中瘦素(leptin)含量显著升高,HMG处理组大鼠血清中胰岛素(insulin)含量明显升高。胰岛素受体(insulin receptor,INSR)mRNA表达水平在HMG处理组、胰岛素受体底物2(insulin receptor substrate-2,IRS-2)mRNA表达水平在HMG和HHG处理组明显高于HCG处理组。磷脂酰肌醇-3-羟激酶(phosphatidyl Inositol 3-kinase,PI3K)mRNA 表达水平在HMG处理组、蛋白激酶B(AKT)mRNA表达水平在HMG和HHG处理组均显著高于HCG处理组。以上结果提示,DHEA可增强葡萄糖的转运、糖原的合成、葡萄糖氧化分解,从而维持高脂日粮诱导的大鼠血糖的正常水平,且DHEA对高脂日粮诱导大鼠血糖平衡的调节主要是通过增强胰岛素及其受体的表达,进而激活PI3K/Akt-PFK-2信号通路而实现。