胰岛素抵抗模型(IR模型)
胰岛素抵抗不仅是糖尿病发生和发展的根源,而且还可以是其他多种疾病(例如,肥胖、高脂血症、非酒精性脂肪肝病、高血压、代谢综合征)等的发生或伴随的因素,是当前研究的热点之一,使用的饲料种类较多,关键是要结合动物种类和品系来确定饲料的选择。不能确定时,可以与菲饲料科技有限公司技术部交流。
既然是复制胰岛素抵抗模型,那么,什么是胰岛素抵抗?胰岛素抵抗是指脂肪和肌肉组织对胰岛素的敏感性变差,虽然血浆中胰岛素很高,胰岛素介导的代谢过程已经下降,最近认为,除了这些外周组织对胰岛素的敏感性下降,外周和胰岛之间的调节网络出现异常,因此,胰岛素抵抗并不只是外周出现问题,胰岛本身也有问题。
虽然胰岛素抵抗主要是脂肪和肌肉组织对胰岛素敏感性下降,实际上,胰岛素抵抗的概念在最近有所改变,不仅有过去所认为的外周组织这个笼统的、系统性的胰岛素抵抗,已经提出了以器官命名的胰岛素抵抗,比如,心脏胰岛素抵抗,等等。原因是,已经发现胰岛素抵抗并不一定是全身性的,可以是局部性的,也就是说,不同部位之间有差别。
1.饮食诱导的胰岛素抵抗
高饱和脂肪(脂肪酸);
不饱和脂肪酸缺乏;
生糖指数高的饮食;
高糖;
支链淀粉;
高果糖;
某些类型的蛋白质;
蛋白质摄入过少;
纤维素缺乏(过少)
盐摄入过多或过少
微量营养素缺乏(钙、镁、铬、维生素A)
以上2种或多种情况叠加。
2.继发性胰岛素抵抗(继发于疾病)
肥胖;
高血压;
血脂紊乱
其他疾病(如,肿瘤、感染)。
3.生理性胰岛素抵抗
妊娠
应激。
胰岛素抵抗既可以是某些原因,比如饮食原因导致的胰岛素抵抗,也可以是基因、环境等等多方面的多因素所致。问题是,有些因素与胰岛素抵抗是互为因果的,比如,多囊卵巢综合症(PCOS)可以导致胰岛素抵抗,而胰岛素抵抗又可能促进PCOS的发生。又比如,某些因素首先引起的肥胖,肥胖又促使胰岛素抵抗,而胰岛素抵抗又促进肥胖,这种情况下出现的胰岛素抵抗就不严格意义上的胰岛素抵抗模型,而是肥胖模型。因此,真正的胰岛素抵抗模型,应该是原发性的,继发性的胰岛素抵抗本质上并不是胰岛素抵抗模型。正是这样原因,虽然很多因素都可导致胰岛素抵抗,但是,胰岛素抵抗的模型方法并不多。
正是因为强调胰岛素抵抗是最初发生的,胰岛素抵抗造模时间一般不需要很长。
引起胰岛素抵抗的原因很多,也就需要根据原因来造模,即根据研究的目的来设计造模方法。
例如,多囊卵巢综合症(PCOS)可以引发胰岛素抵抗,肥胖,高血脂等等脂质代谢紊乱,从而引起营养问题。这种情况下,选择多囊卵巢综合症来建立胰岛素抵抗模型更可取。
再比如,应激等等可以引起胰岛素抵抗,从而成为代谢综合症的危险因素,这就可以采用应激手段来建立胰岛素抵抗模型。
又如,基因也可以是胰岛素抵抗的重要原因,采取感兴趣的目的基因进行转基因、突变等建立胰岛素抵抗模型动物则比较理想。
那么,复制饮食诱导的胰岛素抵抗,怎样进行选择动物和模型饲料呢?
第1步:确定所要模拟的疾病
这是研究目的的首要前提。
第2步:根据病因确定模型方法和饲料种类
这是为了达到模拟人类疾病的目的。
第3步:根据动物的特点选择动物种类和品系
这是研究的可行性论证和模拟的结果是否能参考到人的关键。
第4步:决定模型饲料和对照饲料的各项参数
这是决定实验结果可靠性和研究结论确切性的关键环节。
第5步:准备动物和订购模型饲料
动物和饲料质量是研究结果可靠性的保障。因此,必需满足第4步的要求。
在左边的表中列出了复制模型的步骤和原则。我们现在来看看怎样按照这5步进行。
首先确定研究的胰岛素抵抗的病因。
在上面已经列出了人类胰岛素抵抗的可能病因,也就是说,你要考虑研究是希望模拟哪一种病因。
在所列出的胰岛素抵抗病因中,需要注意的是,很可能你的研究并没有被包括其中,这就需要你理解属于其中的哪一类。
要说明的是,如果你希望复制肥胖、高血压、高血脂等等情况下发生的胰岛素抵抗,虽然也是饮食诱导的,但是,与第1类“饮食诱导的”有不同之处。
如果你选择的是第1类,那么,模型饲料应该是标准热量型的,如果是第2类,那就应当是高热量、高脂肪型。
作为一个例子是,西方饮食是高脂、高糖、高热量,研究这样的饮食对胰岛素抵抗的发生和发展,当然应该采用相应的模拟饲料来建立胰岛素抵抗模型,正因为如此,当前应用饮食诱导胰岛素抵抗的模型方法就是西方饮食模型方法。
好了,接着就到了“第3步:根据动物的特点选择动物和品系”。
关于这一点,你可以按照网页左上方的不同动物胰岛素抵抗模型的导航,点击了解模型饲料和造模注意事项。其中,详细介绍了动物的特点和模型饲料类型。
一般包括:
(1)OGTT或IVGTT。
(2)正常血糖胰岛素钳夹技术(euglycaemic-hyperinsulinaemic clamp technique)。这是测定胰岛素抵抗的“金标准”。
(3)空腹血浆胰岛素(FINS)测定。
(4)空腹血糖(FBG)测定。
(5)胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)计算:空腹血浆胰岛素×空腹血糖/22。
胰岛素抵抗模型可以采用多种动物,但是,不同动物差异很大。例如,尽量不要使用高糖饲料喂养小鼠,因为这很可能不会出现胰岛素抵抗,即便出现,也很慢。以下介绍金黄色地鼠和大鼠。
模型饲料1:高果糖饲料。
模型评价:2周时胰岛素抵抗,同时伴有血浆甘油三酯、胆固醇和游离脂肪酸升高,没有肥胖表现,没有发生2型糖尿病。
模型饲料2:高糖饲料。
模型评价:2周时胰岛素抵抗,不升高胆固醇,胰岛素抵抗比模型饲料1要温和。
模型饲料3:高脂、高果糖饲料。
模型评价:4周时空腹血糖升高,胰岛素抵抗,胰岛素水平升高,高胆固醇,高甘油三酯,HDL-C/总胆固醇比率降低,脂肪肝。
模型饲料1:高果糖饲料。
模型评价:2周内高甘油三酯、胰岛素抵抗,不升高血压,不肥胖(除非延长时间)。
模型饲料2:高糖饲料
模型评价:模型表现为,胰岛素抵抗,高甘油三酯。
模型饲料3:高脂饲料,或者高脂、高糖饲料
模型评价:模型表现为,肥胖,胰岛素抵抗。
►高脂饮食或模型复制的研究者请注意:
一篇SCI论文总结了高影响因子(IF)期刊发表的论文所用的高脂模型饲料情况,提供了惊人的数据:
对照组饲料类型设计合理只有14%,其余86%的研究论文中都有问题!敬请读者:点击阅读。
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