Diabetologia | 膳食棕榈酸酯和油酸酯对人体骨骼肌胰岛素敏感性的不同调节作用

德国杜塞尔多夫海因里希-海涅大学医学院和杜塞尔多夫大学医院联合德国糖尿病研究中心于2021年10月在Diabetologia杂志上表了题为“Dietary palmitate and oleate differently modulate insulin sensitivity in human skeletal muscle”的研究论文。

摘要：

文章主要研究了膳食棕榈酸酯和油酸酯对骨骼肌胰岛素敏感性的不同调节作用。脂质诱导的肌细胞胰岛素抵抗在棕榈酸酯中比油酸酯中更明显，进一步检测脂质诱导胰岛素抵抗的机制是否与线粒体功能异常有关。研究使用Oroboros O2k线粒体呼吸功能测定仪对人体骨骼肌组织中的线粒体氧化磷酸化能力进行了高精度检测，结果显示含有棕榈酸酯或油酸酯的脂质负荷不会对人类骨骼肌线粒体的氧化磷酸化能力造成严重影响。

实验方法：

1. 线粒体呼吸功能检测：

实验分为饱和脂肪(棕榈油-PAL)和单不饱和脂肪(油酸酯：红花油-SAF)处理组与水(对照-VCL)处理组，志愿者饮用含有不同脂肪酸的饮品提前进行干预，使用奥地利Oroboros O2k多维度能量代谢分析系统检测新鲜收集的志愿者股外侧肌肌纤维的呼吸，采用连续底物-解偶联剂-抑制剂的滴定方案进行实验。

取肌肉组织2-4mg进行透化处理，上机后依次滴定苹果酸（M）、丙酮酸（P）、ADP、谷氨酸（G）和琥珀酸（S），然后滴定细胞色素c（Cytc）以检测线粒体外膜的完整性，后逐步滴定解偶联剂FCCP直至达到utmost解偶联呼吸。该实验也在没有丙酮酸的情况下进行，在不同的方案中，检测脂肪酸氧化，通过依次添加M、辛酰肉碱、ADP、G、S 和Cytc，然后逐步滴定FCCP直至utmost解偶联呼吸。单位以pmol/mg -1s-1表示。

2. H2O2生成速率检测：

使用奥地利Oroboros O2k多维度能量代谢分析系统荧光法测0.1mg透化后的肌纤维中H2O2的产生率。荧光指示剂使用Amplex®UltraRed，用辣根过氧化物酶催化H2O2与AmR反应生成红色荧光化合物间苯二酚，其发射荧光强度的变化与H2O2浓度成正比，从而测量H2O2产生速率。

3、实验结果

为明确脂质诱导胰岛素抵抗的机制是否与线粒体功能异常有关，研究团队比较了饱和脂肪(棕榈油-PAL)和单不饱和脂肪(红花油-SAF)与水(对照-VCL)对健康志愿者骨骼肌中线粒体氧化磷酸化能力的影响。

如图所示，结果显示在基础阶段，与对照组（VCL）摄食相比，摄入红花油（SAF）和棕榈油（PAL）后，对肌肉总线粒体含量、添加琥珀酸后的utmost线粒体氧化磷酸化呼吸、FCCP诱导的utmost解偶联呼吸、添加辛酰肉碱后的β氧化、H2O2产生速率均无显著影响。

结论：

膳食棕榈酸酯或油酸酯对骨骼肌胰岛素敏感性的调节作用不同，含有棕榈酸酯或油酸酯的脂质负荷不会对人类骨骼肌线粒体的氧化能力或炎症途径造成影响。此研究有助于更全面地了解脂质诱导的肌细胞胰岛素抵抗以及不同程度的脂质饱和度对胰岛素信号的具体影响，强调了脂毒性途径作为预防和逆转人类肌肉胰岛素抵抗的治疗靶点的相关性。