Taipei Medical University Institutional Repository:Item 987654321/4327

Tam metin

(1)臺北醫學大學藥學系博士論文. Doctoral Dissertation School of Pharmacy Taipei Medical University. 米麩油對第 2 型糖尿病大鼠體內胰島素敏感性與肝臟脂質代謝之影響 Effects of Rice Bran Oil on Insulin Sensitivity and Hepatic Lipid Metabolism in Type 2 Diabetic Rats. 研究生：陳嘉文 Chia-Wen Chen 指導教授：鄭心嫻. 博士. Hsing-Hsien Cheng, PhD 中華民國九十七年七月 July, 2008.

(2) 誌謝. 本論文承蒙指導老師鄭心嫻教授多年的悉心教導，以及提供我良好的研究環境與充裕的實驗經費設備，也讓我學會以樂觀積極的精神去面對一切可能遇到的困境，一步一步地解決問題，完成預定的目標。另外，讓我在待人處事方面與求學過程心態的調適都獲益良多，心中萬分感謝老師。我也非常感謝沈立言教授、許瑞芬教授、許秀蕴教授、侯文琪教授、黃士懿教授、楊素卿教授，提供我許多寶貴的經驗與建議，讓我在論文研究的實驗設計上糾正許多的缺失，也節省許多寶貴的時間，也避免許多不必要的挫折打擊，幫助我能夠順利地完成漫長艱辛的研究實驗，讓我的博士研究論文更加豐富完善。轉眼間，漫長六年的博士班生涯已經結束，在這段漫長的日子裏，每天總是很忙碌地埋首於研究實驗中，雖然心中覺得很辛苦，但是也覺得很充實。在實驗過程中往往會碰到技術瓶頸，或是結果出乎意料之外，這時候心中常常會覺得很挫折，還好實驗室裡有一群可愛又親切的學妹們，雖然她們很快地就會畢業離開實驗室。但是，在我遇到瓶頸心情低落時，她們會安排一些出遊、聚餐，讓我能很快地轉換心情，愉快回到研究崗位上。也非常謝謝她們在實驗工作人手不足時，總是能像天使般適時出現幫助完成實驗。在六年的研究生涯，因為我的個性內向木訥，和系上的老師們互動不多。但是，也. II.

(3) 很感謝系上每位老師的教導，不論是課業方面、實驗技巧、待人處事方面，都讓我學到不少的知識與經驗，以及您們的適時借出實驗場地、設備與研究生，讓我能夠順利完成實驗。最後，我要感謝我的父母親，他們辛勞工作養育我、鼓勵我全力以赴攻讀博士班。在六年的博士班生涯中，很少有時間能夠回家，與父母親相處時間實在很少，他們也未曾抱怨，只希望我能專心完成實驗拿到博士學位。在此，僅以此論文獻給我的父母親，謝謝您們無怨無悔的付出。. ，. III.

(4) 中文摘要. 許多關於高脂血症的動物及人體研究報告，均指出攝取米麩油可顯著降低血漿膽固醇及三酸甘油酯濃度，但是對於給予米麩油的介入對體內血脂代謝相關酵素表現的調控機轉，以及對第 2 型糖尿病的影響，目前尚未完全釐清。本論文研究以 nicotinamide / streptozotocin 誘發第 2 型糖尿病大鼠模式進行實驗，在實驗一中以 0 %、10 % 及 15 % 米麩油含量的高油飼料餵養糖尿病大鼠四週，探討攝取米麩油對肝臟膽固醇代謝作用相關酵素 mRNA 表現的影響。在實驗二則以含 15 % 米麩油之高油飼料餵養糖尿病大鼠四週，探討攝取米麩油對體內胰島素阻抗現象及肝臟膽固醇、脂質、葡萄糖代謝作用相關酵素和肌肉胰島素接受體蛋白質和 mRNA 表現的影響。並且更深入探討攝取米麩油是否會改變轉錄因子 sterol regulatory element bindg protein-1c / 2 ( SREBP-1c、SREBP-2 )、carbohydrate response element binding protein ( ChREBP )、peroxisome proliferator activated receptor-α/γ ( PPAR-α、PPAR-γ ) 的表現，進而影響體內脂質代謝、糖質新生作用與葡萄糖利用等相關蛋白質的表現。從實驗一的結果發現，第 2 型糖尿病大鼠以米麩油實驗飼料餵養四週後會降低禁食胰島素、血漿三酸甘油酯、低密度脂蛋白膽固醇與肝臟三酸甘油酯含量；並增加肝臟膽固醇合成酵素 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase ( HMG-CoA reductase )、肝臟膽固醇代謝酵素 cholesterol 7α-hydroxylase 與肝臟 low density lipoprotein-receptor ( LDL-receptor ) 的 mRNA 表現，增加肝臟膽固醇合成與代謝，造成糞便中性固醇及膽酸排出量增加，也首次發現米麩油可改善糖尿病大鼠的胰島素阻抗。在實驗二的研究結果中，第 2 型糖尿病大鼠以 15 % 米麩油的實驗飼料餵養四週後，發現會增加轉錄因子 SREBP-1c、SREBP-2 的表現，並增加肝臟脂質合成酵素 acetyl-CoA. IV.

(5) carboxylase、fatty acid synthase，以及 HMG-CoA reductase、cholesterol 7α-hydroxylase、LDL-receptor 和 glucokinase 的蛋白質與 mRNA 表現，造成糞便中性固醇及膽酸排出量增加。此外，從腹腔注射葡萄糖耐受試驗，與肌肉葡萄糖利用蛋白質 insulin receptor 與肌肉轉錄因子 PPAR-γ 的表現結果，更證實攝取米麩油可以顯著改善糖尿病大鼠體內的胰島素阻抗現象。總結研究結果得知，攝取米麩油後會經由降低體內膽固醇儲存量，增加肝臟轉錄因子 SREBP-1c、SREBP-2 的表現，進而改變體內血脂代謝與葡萄糖利用蛋白質的表現，來增加糞便中性固醇與膽酸排出量，以及降低肌肉轉錄因子 PPAR-γ 的表現，最後達到改善第 2 型糖尿病大鼠的胰島素敏感性及高血脂症狀。. 關鍵字: 米麩油、第 2 型糖尿病大鼠、高脂血症、胰島素阻抗、SREBP-1c / 2、 PPAR-α / γ. V.

(6) Abstract The hypolipidemic and hypocholesterolic effects of rice bran oil (RO) consumption have been established in several hyperlipidemic animal and human studies. However, the regulatory mechanism by which RO affects lipid metabolic enzymes, as well as the effects of RO on insulin resistance and hyperglycemia in type 2 diabetes remains largely unknown. To investigate the effects of RO consumption on the expression of hepatic enzymes that influence cholesterol metabolism, streptozotocin/nicotinamide-induced type 2 diabetic rats were fed high-fat diets composed of 0, 10, and 15% RO for 4 weeks (Study 1). The effects of the RO consumption on insulin resistance in vivo and the protein expression of the hepatic enzymes that control lipid, glucose, and cholesterol metabolism were analyzed in type 2 diabetic rats that were fed a high-fat diet composed of 15% RO for 4 weeks ( Study 2 ). In addition, in study 2, the effects of RO consumption on sterol regulatory element binding protein-1c/2 ( SREBP-1c/2 ), carbohydrate response element binding protein ( ChREBP ), and peroxisome proliferator activated receptor-α/γ ( PPAR-α/γ ), which are transcription factors that influence the expression of the hepatic enzymes and muscular proteins regulating glucose uptake, was analyzed. In study 1, RO decreased fasting plasma insulin, triglyceride and LDL cholesterol levels in diabetic rats fed high-fat diet. In addition, RO consumption decreased hepatic triglyceride levels and increased 3-hydroxyl-3methyl-glutaryl-CoA ( HMG-CoA ) reductase, cholesterol 7α- hydroxylase, and LDL - receptor mRNA expression. Finally, RO consumption increased excretion of fecal bile acids and neural sterols. In study 2, RO consumption increased expression of SREBP-1c and SREBP-2 transcription factors, which further increased hepatic acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, HMG-CoA reductase, cholesterol 7α-hydroxylase, LDL-receptor, and glucokinase protein and mRNA expression in diabetic rats. After RO consumption, increased excretion of fecal bile acids and neural sterols were detected in diabetic rats. In addtion, VI.

(7) intraperitoneal glucose tolerance tests and analysis of the muscular insulin receptor and PPAR-γ protein expression revealed that ingestion of RO improved the insulin sensitivity in diabetic rats. In conclusions, ingestion of RO depletes the cholesterol pool in vivo and further affects SREBP-1c and SREBP-2 expression, resulting in altered mRNA and protein expression of lipid and cholesterol metabolic enzymes in liver, and increases excretion of fecal bile acids and neural sterols. Furthermore, RO consumption decreases the expression of muscular PPAR-γ. Finally, RO consumption improves the insulin resistance and hyperlipidemia in type 2 diabetic rats. Key words: rice bran oil, type 2 diabetes, hyperlipidemia, insulin resistance, SREBP-1c / 2. VII.

(8) 目錄誌謝.................................................................................................................................................. I 中文摘要....................................................................................................................................... IV Abstract ......................................................................................................................................... VI 目錄.............................................................................................................................................VIII 表目錄.............................................................................................................................................X 圖目錄........................................................................................................................................... XI Abbreviations............................................................................................................................... XII 第一章前言....................................................................................................................................1 第二章文獻回顧............................................................................................................................3 第一節糖尿病 .............................................................................................................................3 一、糖尿病盛行率與死亡率現況........................................................................................3 二、糖尿病的定義與分類....................................................................................................3 三、胰島素訊息傳遞與胰島素阻抗....................................................................................4 四、葡萄糖轉運蛋白............................................................................................................6 五、糖尿病高脂血症的機轉................................................................................................7 六、糖尿病的治療................................................................................................................8 第二節肝臟醣類及脂質代謝的影響 .......................................................................................11 一、肝臟與血糖的恆定......................................................................................................11 二、肝臟葡萄糖儲存作用..................................................................................................11 三、肝臟葡萄糖生成作用..................................................................................................12 四、肝臟的脂肪酸合成與膽固醇代謝..............................................................................13 五、胰島素對肝臟合成、代謝醣類及脂質相關酵素的影響..........................................14 六、調控肝臟脂肪酸合成與膽固醇代謝的轉錄因子......................................................15 第三節脂肪酸 ...........................................................................................................................18 一、脂肪酸的分類與命名..................................................................................................18 二、飲食脂質總量與種類對血脂質的影響......................................................................19 三、飲食脂質種類對血脂質的影響..................................................................................20 四、飲食中脂肪酸對血脂質及胰島素抗性的影響..........................................................20 第四節米麩油 ...........................................................................................................................21 一、米麩油的組成分..........................................................................................................21 二、植物固醇......................................................................................................................21 三、Gamma-oryzanol..........................................................................................................22 四、Alpha-tocopherol及gamma-tocotrienol.......................................................................23 五、米麩油對血脂質的影響..............................................................................................24 第三章實驗一攝取米麩油對第 2 型糖尿病大鼠肝臟膽固醇與脂質代謝酵素的影響..........26 第一節實驗目的 .........................................................................................................................26 第二節實驗材料與方法 .............................................................................................................26 第三節實驗結果 .........................................................................................................................37 一、體重與攝食量變化......................................................................................................37 二、禁食血漿葡萄糖及脂質濃度變化..............................................................................37 VIII.

(9) 三、肝臟重量及脂質含量變化..........................................................................................38 四、血漿脂肪酸組成的變化..............................................................................................38 五、肝臟脂肪酸組成的變化..............................................................................................39 六、糞便膽酸和中性固醇排出量的變化..........................................................................40 七、肝臟中膽固醇代謝相關酵素的mRNA表現量 ..........................................................40 第四節討論 .................................................................................................................................41 第五節結論 .................................................................................................................................46 第四章實驗二米麩油對第 2 型糖尿病大鼠體內胰島素敏感性、脂質與葡萄糖代謝酵素蛋白質表現的影響................................................................................................................................47 第一節實驗目的 .........................................................................................................................47 第二節實驗材料與方法 .............................................................................................................47 第三節實驗結果 .........................................................................................................................55 一、體重及攝食量變化......................................................................................................55 二、禁食血漿葡萄糖及脂質濃度變化..............................................................................55 三、腹腔注射葡萄糖耐受試驗血漿葡萄糖與胰島素濃度變化......................................55 四、肝臟重量及脂質含量變化..........................................................................................56 五、血漿脂肪酸與肝臟脂肪酸組成的變化......................................................................56 六、糞便膽酸和中性固醇排出量的變化..........................................................................57 七、肝臟的脂質與膽固醇合成代謝相關酵素mRNA與蛋白質表現量 ..........................57 八、肝臟的糖解與糖質新生作用相關酵素mRNA與蛋白質表現量 ..............................58 九、肝臟轉錄因子ChREBP、SREBP-1c、及PPAR-α mRNA和蛋白質表現量 ...........59 十、肌肉胰島素接受體mRNA和蛋白質表現量 ..............................................................59 十一、肌肉轉錄因子PPAR-γ mRNA和蛋白質表現量 ....................................................59 第四節討論 .................................................................................................................................60 第五節結論 .................................................................................................................................68 第五章總結論..............................................................................................................................69 參考文獻........................................................................................................................................70 附錄一 Tocopherols and tocotrienols 分子結構式 ...................................................................143 附錄二 γ-oryzanol成份的分子結構式.......................................................................................144 附錄三實驗試劑及設備............................................................................................................145 附錄四已發表著作....................................................................................................................147. IX.

(10) 表目錄表一、葡萄糖轉運蛋白的分類 .................................................................................................. 91 表二、常見脂肪酸中英文名及系統命名對照表....................................................................... 92 表三、聚合酶連鎖反應所使用的引子....................................................................................... 93 表四、實驗一動物飼料配方....................................................................................................... 94 表五、實驗一飼料配方中所添加油脂的脂肪酸組成............................................................... 95 表六、實驗一糖尿病大鼠餵養四週後之體重變化、攝食量及餵食效率............................... 96 表七、實驗一糖尿病大鼠餵養四週後之禁食血漿葡萄糖、胰島素、三酸甘油酯及膽固醇濃度................................................................................................................................................... 97 表八、實驗一糖尿病大鼠餵養四週後之肝臟重量、肝臟三酸甘油酯及膽固醇含量........... 98 表九、實驗一糖尿病大鼠餵養四週後之禁食血漿脂肪酸組成............................................... 99 表十、實驗一糖尿病大鼠餵養四週後之肝臟脂肪酸組成..................................................... 100 表十一、實驗二動物飼料配方................................................................................................. 101 表十二、實驗二飼料配方中所添加油脂的脂肪酸組成......................................................... 102 表十三、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後之體重變化、攝食量及餵食效率......................... 103 表十四、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後之禁食血漿葡萄糖、胰島素、三酸甘油酯及膽固醇濃度............................................................................................................................................. 104 表十五、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後之肝臟重量、肝臟三酸甘油酯及膽固醇含量..... 105 表十六、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後禁食血漿脂肪酸組成............................................. 106 表十七、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後之肝臟脂肪酸組成................................................. 107 表十八、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後之糞便中性固醇及膽酸排出量............................. 108 表十九、實驗二糖尿病大鼠餵養前後腹腔注射葡萄糖耐受試驗葡萄糖與胰島素曲線下面積 ..................................................................................................................................................... 109. X.

(11) 圖目錄圖一、實驗一米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟HMG-CoA reductase mRNA表現量的影響.. 110 圖二、實驗一米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Cholesterol 7α-hydroxlase mRNA表現量的影響 ......................................................................................................................................................111 圖三、實驗一米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟LDL-receptor mRNA表現量的影響.............. 112 圖四、實驗二糖尿病大鼠實驗餵養前腹腔注射葡萄糖耐受試驗血糖反應曲線圖............. 113 圖五、實驗二糖尿病大鼠實驗餵養前腹腔注射葡萄糖耐受試驗胰島素反應曲線圖......... 114 圖六、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後腹腔注射葡萄糖耐受試驗血糖反應曲線圖............. 115 圖七、實驗二糖尿病大鼠餵養四週後腹腔注射葡萄糖耐受試驗胰島素表現曲線圖......... 116 圖八、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Acetyl-CoA carboxylase mRNA表現量的影響 ..................................................................................................................................................... 117 圖九、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Acetyl-CoA carboxylase蛋白質表現量的影響 ..................................................................................................................................................... 118 圖十、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Fatty acids synthase mRNA表現量的影響.... 119 圖十一、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Fatty acids synthase蛋白質表現量的影響 120 圖十二、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟HMG-CoA reductase mRNA表現量的影響 ..................................................................................................................................................... 121 圖十三、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟HMG-CoA reductase蛋白質表現量的影響 ..................................................................................................................................................... 122 圖十四、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟LDL-receptor mRNA表現量的影響.......... 123 圖十五、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟LDL-receptor蛋白質表現量的影響 .......... 124 圖十六、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Cholesterol 7α-hydroxylase mRNA表現量的影響................................................................................................................................................. 125 圖十七、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Glucokinase mRNA表現量的影響 ............ 126 圖十八、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟Glucokinase蛋白質表現量的影響............. 127 圖十九、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟PEPCK mRNA表現量的影響.................... 128 圖二十、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟PEPCK蛋白質表現量的影響 .................... 129 圖二十一、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟G6pase mRNA表現量的影響 ................ 130 圖二十二、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟ChREBP mRNA表現量的影響 ............. 131 圖二十三、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟ChREBP蛋白質表現量的影響.............. 132 圖二十四、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟SREBP-1c mRNA表現量的影響........... 133 圖二十五、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟SREBP-1c蛋白質表現量的影響 ........... 134 圖二十六、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟SREBP-2 mRNA表現量的影響 ............ 135 圖二十七、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟SREBP-2 蛋白質表現量的影響 ............ 136 圖二十八、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟PPAR-α mRNA表現量的影響 .............. 137 圖二十九、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肝臟PPAR-α蛋白質表現量的影響............... 138 圖三十、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肌肉insulin receptor mRNA表現量 ................... 139 圖三十一、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肌肉phosphorylated insulin receptor蛋白質表現量的影響..................................................................................................................................... 140 圖三十二、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肌肉PPAR-γ mRNA表現量的影響 ............... 141 圖三十三、實驗二米麩油攝取對糖尿病大鼠肌肉PPAR-γ蛋白質表現量的影響................ 142 XI.

(12) Abbreviations ACC. Acetyl-CoA carboxylase. bp. Base pair. C. Control. ChREBP. Carbohydrate response element binding protein. DEPC. Diethylpyrocarbonate. ELISA. Enzyme-linked immunosorbent assay. FAS. Fatty acid synthase. G6Pase. Glucose-6-phosphatase. GAPDH. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. GK. Glucokinase. GLUT. Glucose transporter. HDL-C. High density lipoprotein cholesterol. HMG-CoA reductase. 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase. IPGTT. Intraperitoneal glucose tolerance test. LDL-C. Low density lipoprotein cholesterol. LDL-receptor. Low density lipoprotein receptor. mRNA. Messager ribonucleic acid. MUFA. Monounsaturated fatty acid. NEFA. Non-esterified fatty acids. PEPCK. Phosphoenolpyruvate carboxykinase. PPAR-α. Peroxisome proliferator activated receptor-α. PPAR-γ. Peroxisome proliferator activated receptor-γ. PUFA. Polyunsaturated fatty acid. RO. Rice bran oil. RT-PCR. Reverse transcription-polymerase chain reaction. XII.

(13) SDS-PAGE. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. SFA. Saturated fatty acid. SREBP1c. Sterol regulatory element binding protein 1c. SREBP2. Sterol regulatory element binding protein 2. STZ. Streptozotocin. XIII.

(14) 第一章前言. 糖尿病 ( diabetes mellitus ) 為常見慢性疾病之一。由國人在糖尿病盛行率方面的調查發現，台灣地區糖尿病罹病率逐年的增加。依據行政院衛生署於民國 96 年所公告的國人十大死亡原因之統計指出，糖尿病位居國人十大死亡原因第四位，死亡率為每十萬人口有 44.6 人 ( 行政院衛生署， 2007)。由此得知，糖尿病已經對國人的健康造成重大威脅。糖尿病是因為胰島素 ( insulin ) 分泌不足或胰島素作用缺陷，而引起高血糖症狀 ( hyperglycemia )，而產生的一種新陳代謝異常疾病。糖尿病的治療基本有三大方法，分別為飲食療法、運動療法以及藥物療法。其中以飲食療法為最基本、最重要的療法。飲食療法是以均衡飲食為基礎，而達到使血糖接近正常值，維持血脂正常及達到維持正常體重等目標，進而預防併發症的發生。過去研究指出，糖尿病患者罹患心血管疾病的風險為非糖尿病患者的 2-7 倍 ( Stamler et al., 1993; Haffner et al., 1998 )。糖尿病患者體內常伴隨著血脂異常、胰島素阻抗、高血壓的發生，導致罹患心血管疾病機率增加，而其中又以血脂異常影響最大 ( Haffner, 1998 )。從飲食攝取的油脂是影響血脂濃度的重要因子 ( Hetzel et al., 1989; Grundy, 1994 )。在過去有許多研究，探討飲食中不同種類油脂對高脂血症的影響，其中也有針對米麩油的研究，例如 Wilson 等人以高膽固醇血症倉鼠餵食含 10%米麩油飲食 10 週後，可以有效降低血漿總膽固醇濃度 ( Wilson et al., 2007 )。另外也有研究指出，米麩油因為含有γ-oryzanol 與γ-tocotrienol 可以降低氧化壓力、脂質過氧化作用及血漿中總膽固醇 ( total cholesterol, TC ) 與低密度脂蛋白膽固醇 ( low density lipoprotein cholesterol, LDL-C ) 濃度；增加高密度脂蛋白膽固醇 ( high density lipoprotein cholesterol,. 1.

(15) HDL-C ) 濃度 ( Sharma and Rukmini, 1986 and 1987 )。因此，若讓罹患胰島素阻抗或糖尿病患者攝取米麩油，可能有助於降低糖尿病高脂血症的發生，及改善血糖的控制而延緩糖尿病併發症的產生。因此，本研究將利用腹腔注射 nicotinamide 及 streptozotocin ( STZ ) 誘發第 2 型糖尿病大鼠模式，探討給予米麩油介入，對其體內胰島素阻抗與肝臟膽固醇、脂質代謝作用，以及肌肉葡萄糖吸收相關蛋白質表現的影響。並深入探討米麩油攝取後，是否藉由調控轉錄因子 SREBP-1c、 SREBP-2、ChREBP、PPAR-α 與 PPAR-γ 的表現，進一步影響體內脂質合成代謝作用相關蛋白質的表現，包括脂質合成相關酵素 acetyl-CoA carboxylase、fatty acid synthase；膽固醇合成與代謝酵素 HMG-CoA reductase、cholesterol 7α-hydroxylase 以及 low density lipoprotein-receptor。還有與葡萄糖吸收相關蛋白質的表現，包括 glucokinase 及 insulin receptor。. 2.

(16) 第二章文獻回顧. 第一節. 糖尿病. 一、糖尿病盛行率與死亡率現況在 1993 ~ 1996 年的國民營養健康狀況變遷調查報告中顯示台灣地區依 19 ~ 44 歲、45 ~ 64 歲及 65 歲以上三個不同年齡層，其糖尿病盛行率分別為 4.8 %、12.8 % 及 14.0 % ( 潘等人，1998 )，隨年齡增加而上升。由行政院衛生署在民國九十一年所公佈的統計報告，顯示糖尿病死亡率自民國六十九年的每十萬人口有 7.9 人增加至民國九十一年的每十萬人口有 39.3 人 ( 行政院衛生署，2002 )。此結果顯示，糖尿病死亡率二十年來上升五倍。而到了民國九十六年糖尿病死亡率已經達到每十萬人口有 44.6 人 ( 行政院衛生署，2007 )，仍有逐年增加的趨勢。因此，如何降低國人糖尿病盛行率及死亡率的上升，是相當重要的課題。. 二、糖尿病的定義與分類糖尿病是一種新陳代謝失調的病症。主要是因為體內胰島素作用障礙或胰島素分泌異常，而造成體內器官、肌肉對葡萄糖的利用能力降低，造成體內維持高血糖濃度狀態。引起糖尿病的成因相當複雜，因此認定是有異質性的多病因疾病，可能與家族遺傳、自體免疫、病毒感染、肥胖等因子有關。1997 年美國糖尿病學會 ( American Diabetes Association, ADA ) 指出，餐後血糖值≧ 200 mg/dL 或禁食血糖值≧ 126 mg/dL 或葡萄糖耐受性試驗 2 小時後之血糖值≧ 200 mg/dL，則診斷為糖尿病 ( Bloomgarden , 1997 )。糖尿病分類如下: 第 1 型糖尿病 ( Type 1 diabetes mellitus ):由於免疫媒介性及特發性原因，造成胰臟 β-cell 受到破壞，而導致胰島素完全缺乏，需終生注射胰島 3.

(17) 素來維持生命。因此，被稱為胰島素依賴型糖尿病 ( insulin dependent diabetes mellitus, IDDM )。一般而言，常發生於青幼年時期，曾被稱為青幼年型糖尿病。事實上，卻可能發生在任何年齡層。第 2 型糖尿病 ( type 2 diabetes mellitus ):包括有胰島素阻抗，或有胰島素相對性缺乏的病人，以及胰島素分泌不足合併胰島素阻抗的病人，通常這些病人胰島素不會完全缺乏。因此，過去被稱為( non insulin dependent diabetes mellitus, NIDDM )，由於大多數發生於 40 歲以後，也曾被稱為成年型糖尿病。但事實上也會發生於年輕人。其他特異類型: 包括胰臟 β-cell 功能的基因缺陷、胰島素活性基因缺陷、外分泌胰臟的疾病、內分泌病變、藥物或化學物質誘發、感染以及不尋常型式的免疫媒介的糖尿病等，以及妊娠糖尿病 ( gestational diabetes mellitus, GDM )，在妊娠中期後段，胎盤分泌的人類胎盤泌乳原 ( human placental lactogen, HPL ) 增加，促進胰島素分解，於是產生了顯著的胰島素阻抗造成血糖上升，因此稱為妊娠糖尿病。. 三、胰島素訊息傳遞與胰島素阻抗在正常情況下，血液中葡萄糖可供給身體組織、器官利用，主要是因為胰臟 β 細胞分泌的胰島素，經過血液循環運送至組織細胞時，會與細胞表面的胰島素接受體 ( insulin receptor ) 結合，進而調控細胞對葡萄糖的吸收。胰島素接受體是由四個次單元體結構蛋白組成，分別有兩個位於細胞膜外側的 α 次單元 ( α-subunits )，以及兩個穿越細胞膜的 β 次單元 ( β-subunits )。α 次單元是與胰島素結合的位置，β 次單元則是具有酪胺酸激酶 ( tyrosine kinase ) 活性。目前研究發現胰島素與接受體結合後，會啟動位於細胞膜內側 β 次單元的酪胺酸激酶活性。進而磷酸化細胞質中的胰. 4.

(18) 島素接受體受質 ( insulin receptor substrates, IRS1-2 )，磷酸化的 IRS1、IRS2 會與 phosphatidylinositol 3-kinase ( PI3k ) 的調控次單元 p85 蛋白質結合，促使 PI3k 合成 phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate ( PIP3 )，進而啟動由 PI3k、protein kinase B ( PKB/Akt )、atypical protein kinase C λ ( aPKC λ ) 構成的 PI3K 訊息傳導途徑，促使葡萄糖轉運蛋白 ( Glucose transporter 4, GLUT4 ) 分布至細胞膜表面 ( Okada et al., 1994 )，將血液中運輸的葡萄糖帶入細胞內代謝或儲存。除了 PI3k 訊息傳導途徑之外，在同一細胞的細胞膜上有些富含膽固醇、sphingolipids、glycosylphosphotylinositol ( GPI ) -proteins、glycolipid 稱為脂筏區域 ( lipid raft microdomain ) 的胰島素接受體，與胰島素結合會啟動由 proto-oncogene c-Cbl protein、Cbl associated protein (CAP)、small G protein TC10 所構成的 CAP/Cbl/TC 訊息傳導途徑，使 GLUT4 分布至細胞膜上 ( Chiang et al., 2001 and 2002 )。然而這兩種胰島素訊息傳導途徑是同時進行，來調控葡萄糖轉運蛋白在細胞膜上的分布 ( Chang et al., 2004 )。Tamemoto 等學者發現當小鼠體內 IRS1 表現減少時，會使胰島素訊息傳遞受阻而產生胰島素阻抗現象，會造成小鼠葡萄糖耐受不良 ( Tamemoto et al., 1994 )。若是小鼠體內 IRS2 表現減少時，會產生胰島素訊息傳遞中斷，會使小鼠產生第 2 型糖尿病 ( Withers et al., 1998 )。第 2 型糖尿病的發病機制中，造成胰島素阻抗的原因有: (1) 胰島素接受體的濃度及其激酶活性降低，(2) IRS-1、IRS-2 及 PI3K 的濃度和磷酸化的活性下降，(3) 胞內胰島素訊息傳導酵素 ( intracellular signal transduction enzymes ) 活性下降，(4) 葡萄糖轉運蛋白位移至細胞膜的能力降低 ( Pessin and Saltiel, 2000 ) 。. 5.

(19) 四、葡萄糖轉運蛋白葡萄糖轉運蛋白是由一個基因群 ( gene family ) 轉錄合成而來，在人體中表現的 GLUT1-4 的結構為 α-螺旋結構 ( α-helice ) 往返穿越細胞膜共 12 次的膜蛋白；在細胞外側形成 6 個環狀結構；在細胞內側形成 5 個環狀結構。葡萄糖轉運蛋白的 C 端與 N 端皆位於細胞膜內側 ( Olson and Pessin, 1996 )。依據其 cDNA 序列發表年代的先後順序來命名為 GLUT1、 GLUT2、GLUT3 到 GLUT12，共有 12 個具有功能性的同分異構型 ( functional isoforms )，它們在受質 ( substrates ) 和組織的分佈有顯著的差異性，如表一。在葡萄糖轉運動力學研究中，發現 GLUT2 的 Km 值為 17 mM ( Thorens, 1996 ) 而 GLUT3 與 GLUT4 的 Km 值分別為 10.6 mM 及 1.8-4.8 mM，顯示 GLUT4 葡萄糖的親和力最好，而 GLUT2 則是最小 ( Nishimura et al., 1993 )。因此，GLUT2 對葡萄糖的轉運，可能會直接受到血糖濃度的高低來調控，在餐後高血糖濃度情況下，葡萄糖便透過 GLUT2 轉運進入胰島細胞會刺激胰島素分泌，以及進入肝臟中轉變成脂質、肝醣儲存或代謝；在正常非餐後的狀態下，體內血糖濃度會維持在 3.9-5.9 mM，此時肝臟會進行糖質新生或肝醣分解，產生葡萄糖並經由 GLUT2 運輸至血液中，來維持血糖的恆定 ( Olson and Pessin, 1996 )。在小鼠初代肝臟細胞實驗中，發現葡萄糖會增加 GLUT2 的 mRNA 表現 ( Im et al., 2005 )。此外，在 2003 年 Armoni 等學者利用大鼠初代脂肪細胞進行研究，發現脂肪細胞內 peroxisome proliferator activated receptor-γ ( PPAR-γ ) 在未和配體 ( ligands ) 結合時，會抑制脂肪細胞的 GLUT4 的 mRNA 表現 ( Armoni et al., 2003 )。. 6.

(20) 五、糖尿病高脂血症的機轉體內脂質代謝可分成兩個主要的生理狀況。在餐後，由食物消化的油脂經由小腸黏膜吸收，大部分以三酸甘油酯形式由乳糜微粒 ( chylomicron ) 及極低密度脂蛋白 ( very low-density lipoprotein, VLDL ) 攜帶，經由血液循環或淋巴循環至週邊組織及肝臟中代謝利用或儲存；少部分是以游離脂肪酸 ( non-esterified fatty acids, NEFA ) 形式經由血液循環或淋巴循環至週邊組織及肝臟中代謝利用儲存或再形成三酸甘油酯儲存 ( Potts et al., 1991; Karpe and Hultin, 1995; Frayn et al., 1994 )。肝臟在脂質代謝上扮演重要的角色。肝臟含有合成三酸甘油酯 ( triglycerides, TG )、磷脂質 ( phospholipid )、膽固醇 ( cholesterol ) 及脂蛋白 ( lipoprotein ) 等酵素系統，以及合成與氧化脂肪酸之酵素系統。而在禁食狀態下，肝臟會將所儲存的脂質或合成的脂質，以 VLDL 攜帶並經血液循環或淋巴循環至週邊組織利用。而週邊脂肪組織細胞則會將原本儲存的脂質分解成游離脂肪酸釋放至血液，運輸至其他組織代謝利用 ( Potts et al., 1995 )。 1995 年 Howard 等人認為糖尿病發生胰島素阻抗的狀態下，會使 lipoprotein lipase ( LPL ) 活性降低，導致分解脂蛋白中三酸甘油酯的能力顯著降低。此時，肝臟也會釋放出較多極低密度脂蛋白攜帶三酸甘油酯至血液中，造成糖尿病患或實驗動物的極低密度脂蛋白三酸甘油酯濃度顯著上升。此外，在胰島素阻抗發生狀態下，週邊脂肪組織內的 hormone sensitive lipase ( HSL ) 的活性會不受調控，導致大量分解脂肪細胞所儲存的三酸甘油酯，而產生游離脂肪酸釋放至血液中，造成血液中游離脂肪酸濃度升高 ( Howard et al., 1995 )。. 7.

(21) 六、糖尿病的治療糖尿病的治療可分為飲食、運動、藥物三個部份。糖尿病患者可在生活型態上作調整，特別是飲食習慣及運動的修正，以輔助維持血糖、血脂的正常，進而延緩併發症的發生。 (一) 飲食醫療營養治療 ( Medical Nutrition Therapy，MNT ) 是糖尿病控制成功重要的一環。飲食控制是第 2 型糖尿病病患整體治療的基礎，也是最自然而安全的控制方式，血糖值達正常或趨近正常範圍是糖尿病醫療營養治療的目標之ㄧ。胰島素的分泌能維持血糖的恆定，但糖尿病患者在缺乏胰島素或胰島素作用不良時，都會導致血糖異常。餐後血糖值主要決定於葡萄糖的消化吸收以及葡萄糖從循環血中清除的速率 ( Schenk et al., 2003 )。有研究指出約 1/3 的第 2 型糖尿病病人是可以藉由飲食控制就達到較佳的血糖值 ( Funnell et al., 1992 )。在美國國家膽固醇教育計畫成人治療指引第三版 ( National Cholesterol Education Program-Adult Treatment Panel III, NCEP-ATP III ) 中，已將糖尿病列在與心血管疾病同等危險的疾病 ( Talbert, 2002 )。飲食建議如下: (1) 總熱量攝取以維持理想體重及預防體重增加為目標。(2) 碳水化合物佔總熱量的 50-60 %，來源應盡量由複合型醣類食物而來，包括全穀類、蔬菜、水果。(3) 蛋白質約佔總熱量的 10-20 %。(4) 脂肪佔總熱量的 25-35 % ( 飽和脂肪應小於總熱量的 7 %，多元不飽和脂肪酸最高至 10 %，單元不飽和脂肪酸最高至 20 % )，膽固醇每天應小於 200 毫克。(5) 纖維每天 20-30 克，與一般人的建議量相同。. 8.

(22) (二) 運動第 2 型糖尿病患往往伴隨有肥胖及體重過重的情形。適當的運動除了可以增強心肺血管功能外，更可降低膽固醇和三酸甘油酯的濃度，消粍多餘的熱量以維持理想體重，也可增強組織對胰島素的敏感性，使血液中的葡萄糖代謝正常。美國糖尿病協會對葡萄糖代謝異常的人所提出的建議是持續運動的習慣，尤其有氧運動最能促進骨骼肌肉細胞對葡萄糖的吸收及代謝。在 2001 年 Warburton 等人也提出有氧及負重 ( resistance training ) 的運動可降低罹患第 2 型糖尿病的危險機率 ( Warburton et al., 2001 )。在 2002 年 Castaneda 等人針對糖尿病患者進行研究，給與四個月的負重型運動訓練，負重訓練包括使用啞鈴、器械、彈性橡皮筋、水阻或其它可提供阻力的各項運動。結果發現糖化血色素 ( glycated hemoglobin, HbA1c ) 從 8.7 % 下降至 7.6 % ; 而且糖尿病用藥量下降達 72 % ( Castaneda et al., 2002 )。另外，2003 年 Gregg 等學者針對美國糖尿病成年人探討，讓受試者每週至少健走二個小時，發現可降低 39-54%的死亡率及 34-53%的心血管疾病的發生率 ( Gregg et al., 2003 )。因此可知運動有助於糖尿病患者的血糖控制且可預防心血管疾病。. (三) 藥物糖尿病的藥物治療包括口服降血糖藥 ( oral hypoglycemic agent, OHA )、胰島素注射 ( insulin therapy ) 或者兩者一起合併使用。當病人無法以飲食及運動來控制血糖時，口服降血糖藥就是最好的選擇 ( Riddle, 1997 )。目前國內臨床上最常用於治療第 2 型糖尿病的 OHA 可分為五大類，(1) 磺醯尿素類 ( sulfonylureas ) : 可以促進胰島β細胞對葡萄糖的敏感性，增加胰島素分泌的藥物，也可以和 PPAR-γ結合，增加週邊組織的胰島素敏感性 ( Scarsi et al., 2007 )，包括 glipizide、gliclazide 和 gliquidone. 9.

(23) 等。臨床上常使用這類的藥物，但是這類的藥物最主要的副作用為血糖過低及加速β細胞耗損，因此在使用時要特別小心(Del Prato and Pulizzi, 2006)。(2) Meglitinide 異構物 : 促進胰島素分泌的藥物，可促進周邊組織對葡萄糖的吸收，與磺醯尿素類最大的不同是作用的 receptor 不一樣。(3) 雙胍類 ( biguanides ) : Metformin 為雙胍類的藥物，主要作用在減少肝臟葡萄糖的製造;也可以改善胰島素抗性 ( Bailey, 1992 )。(4) Thiazolidinediones 類 ( TZD ) : 近幾年上市的藥物，包括 rosiglitazone 和 pioglitazone，是 PPAR-γ的促效劑 ( agonist ) ( Lehmann et al., 1995 )。在 Armoni 等學者的大鼠初代脂肪細胞研究中，發現脂肪細胞內 PPAR-γ在未和配體結合時，會抑制脂肪細胞的 GLUT4 的 mRNA 表現。然而，跟 rosiglitazone 結合後，便失去抑制脂肪細胞 GLUT4 mRNA 表現的能力 (Armoni et al., 2003 )。主要的作用是促進周邊組織對胰島素的敏感性、減少游離脂肪酸的釋放以及增加 Adiponectin 的分泌; TZD 類的藥物病人接受度頗高 ( Wagstaff and Goa, 2002 )。(5) α-葡萄糖苷酶抑制劑類 ( α-glucosidase inhibitors ) : 包括 acarbose 和 miglitol，其主要是抑制α-醣苷酶的作用，使多醣或雙醣無法分解成單醣，減少進食後血糖的升高幅度，能顯著影響血液葡萄糖糖及胰島素濃度，有助於糖尿病患者控制血糖。約有二成的病人服用後會有腹部不適、脹氣及腹瀉等腸胃症狀 ( Van de Laar et al., 2005 )。. 10.

(24) 第二節. 肝臟醣類及脂質代謝的影響. 一、肝臟與血糖的恆定肝臟在調控碳水化合物的代謝扮演相當重要的角色，藉由糖質新生作用及肝醣合成與分解作用，來維持體內血糖的恆定。肝臟在餐後高血糖狀態下，會吸收血液中的葡萄糖，合成肝醣與脂質來儲存，因而使餐後血糖濃度下降；在饑餓狀態 (隔夜禁食)，肝臟會分解儲存的肝醣產生葡萄糖，或進行糖質新生作用合成葡萄糖釋放至血液中，提供其他組織能量來源，並維持血糖恆定 ( Postic et al., 2004 )。第 2 型糖尿病會改變肝臟的葡萄糖代謝作用，例如增加葡萄糖生成及降低胰島素抑制葡萄糖生成能力，同時在攝取碳水化合物後也會降低內臟對葡萄糖的吸收 ( DeFronzo et al., 1992 )。. 二、肝臟葡萄糖儲存作用在正常生理狀態下，當餐後血糖急速上升時，肝臟吸收葡萄糖的作用會大幅增加，來維持血糖恆定，而肝臟的 glucokinase ( GK )，可以將進入肝細胞的葡萄糖轉變成 glucose-6-phosphate ( G6P )，繼續進行糖解作用 (glucolysis)、肝醣合成作用 ( glycogen synthesis ) 以及磷酸五碳醣合成作用，所以肝臟 GK 是肝臟葡萄糖代謝的關鍵酵素 ( Girard, 1997 )。在低血糖狀態下，GK 會與 GK regulatory protein ( GKRP ) 結合，以非活化型態存在細胞核內；當高血糖狀態下，GK 便和 GKRP 分開，以活化型態轉移到細胞質中開始作用 ( Agius et al., 1996 )。在過度表現 GK 的基因轉殖小鼠體內，可發現肝臟的糖解作用和肝醣合成作用都是增加的，因為這些小鼠的肝臟 GK 活性增加。因此，對這些小鼠餵食高油飼料或注射 streptozotocin 誘發高胰島素血症或糖尿病的效果都顯著降低。此外，在葡萄糖耐受試驗中，基因轉殖小鼠的血糖濃度低於正常小鼠，顯示基因轉殖 11.

(25) 小鼠肝臟吸收葡萄糖能力顯著增加 ( Hariharan et al., 1997; Niswender et al., 1997 )。由上述研究證實肝臟 GK 對於血糖的恆定極具重要性。在正常生理狀態下，餐後約有 20-30%來自食物攝取消化後的醣類，會因為胰島素的作用，進入肝臟與肌肉轉變成肝醣儲存 ( Taylor et al., 1996 ) 。而且肝臟主要以肝醣形式儲存吸收的葡萄糖，所儲存的肝醣重量約佔百分之十的肝臟重量，是體內組織中比例最高的。在第 2 型糖尿病患者的肝臟和肌肉的肝醣合成量比正常受試者少 ( Shulman et al., 1990 )。肝醣的代謝主要由 glycogen synthase ( GS ) 和 glycogen phosphorylase ( GP ) 來調控，這兩個酵素活性則是經由磷酸化與輔助因子來調控。當 GS 被 protein kinase A ( PKA ) 及 glycogen synthase kinase-3 ( GSK-3 ) 磷酸化時，GS 便會失去活性 ( Lawrence and Roach, 1997 )。而胰島素調控肝醣代謝的途徑，便是調控 protein phosphatase-1 ( PP1 ) 來將磷酸化的 GS 去磷酸化。經由 GK 基因剔除小鼠模式，已經證實 GK 所合成的 G6P 是具有活化 GS 的葡萄糖代謝產物，但是 hexokinase ( HK ) 合成的 G6P 沒有活化 GS 的能力 ( Postic et al., 1999 )。. 三、肝臟葡萄糖生成作用肝臟可藉由肝醣分解作用 ( glycogenolysis ) 分解肝醣產生葡萄糖，以及進行糖質新生作用 ( gluconeogenesis ) ，利用非碳水化合物前趨物 (例如乳酸、胺基酸及甘油) 重新 (de novo) 合成葡萄糖 ( Nordlie et al., 1999; Pilkis and Granner, 1992; Saltiel and Kahn, 2001) 。糖質新生的速率主要受控於某些酵素的活性，例如 phosphoenolpyruvate carboxykinase ( PEPCK )、 fructose-1,6-bisphophatase ( FP2ase ) 及 glucose-6-phosphatase ( G6Pase )。 PEPCK 為糖質新生的速率限制步驟酵素 ( limiting step enzyme )，可將草醋酸 ( oxaloacetate ) 轉變成 phosphoenolpyruvate ( PEP )，G6Pase 為糖質. 12.

(26) 新生的最終步驟所需的酵素，可將 G6P 轉變成游離葡萄糖。體內 G6Pase 過度表現會造成一些不正常的代謝，與早期的第 2 型糖尿病具有相關性，包括葡萄糖代謝異常、高胰島素血症、降低肝臟中肝醣含量及三酸甘油酯堆積在肌肉組織 (Trinh et al., 1998)。在第 1 型及第 2 型糖尿病患身上，肝臟生成過多的葡萄糖為空腹及餐後高血糖的主要原因之一 (Taylor, 1999)。上述幾個研究證明 PEPCK 或 G6Pase 的活性過度表現，增加肝臟糖質新生作用，也是造成第 2 型糖尿病代謝缺陷的原因。. 四、肝臟的脂肪酸合成與膽固醇代謝肝臟主要是由 acetyl-CoA carboxylase ( ACC ) 及 fatty acid synthase (FAS) 來調控脂肪酸的合成，並由糖解作用提供碳來源，進行脂肪酸合成。進一步可以和甘油及來自血液的游離脂肪酸，轉變形成三酸甘油酯儲存。體內脂質代謝是很複雜的機制，可能透過脂肪酸的合成及分解影響體內脂質的平衡，而 acyl-CoA oxidase ( ACO ) 主要是在肝臟中進行脂肪酸 β-氧化作用的關鍵酵素，因此當 ACO 的表現量增加，意謂著肝臟中脂肪酸的氧化作用亦增加，可以降低肝臟中三酸甘油酯的濃度 ( Fushimi et al., 2006 ) 肝臟是體內自行製造 ( de novo synthesis ) 膽固醇的重要器官，透過 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase ( HMG-CoA reductase ) 的作用，再經過數個步驟之後可以合成膽固醇，而 HMG-CoA reductase 所作用的這個步驟稱為速率限制步驟 ( rate-limiting step )，HMG-CoA reductse 為合成膽固醇的重要酵素，並且也扮演了緩衝的作用 ( Ness and Chambers, 2000 )。體內膽固醇的恆定會受飲食攝取膽固醇的多寡而影響。當飲食攝取的膽固醇過多時，在肝臟中透過 HMG-CoA reductase 製造出來的膽固醇就會相對的減少，而達到體內膽固醇的恆定。有研究指出，在倉鼠動物模式下，飲食中的膽固醇會使其血漿中膽固醇的濃度顯著上升，但 13.

(27) 是肝臟中 HMG-CoA reductase 的活性卻是下降的。由此可以知道，飲食中的膽固醇會使血漿膽固醇濃度增加，因而負迴饋調節 ( feedback regulation ) 肝臟 HMG-CoA reductase 活性，降低體內膽固醇的合成作用 ( Ness and Gertz, 2004 )。除此之外，體內膽固醇中80%會代謝成膽酸，主要是透過cholesterol 7α-hydroxylase ( CYP7A1 ) 此酵素的作用使膽固醇在α位置上羥化 ( hydroxylation )，這個步驟是膽酸合成作用中的速率限制步驟，膽酸的合成有助於維持體內膽固醇的恆定，因此調節CYP7A1的活性是很重要的。有研究指出飲食中的膽固醇會顯著的刺激CYP7A1轉錄作用( Shefer et al., 1992; Spady and Luthbert, 1992 )。週邊組織的LDL receptor亦會參與體內膽固醇的代謝。LDL的功能就是將膽固醇運輸到組織細胞，透過LDL receptor的作用使細胞取得膽固醇而得以合成細胞膜等生理功能。而LDL receptor主要表現於肝臟中，當體內由LDL receptor攝入過多的膽固醇時，會負回饋抑制HMG-CoA reductase 的作用或是抑制LDL receptor的轉錄、轉譯的作用或是以膽固醇酯的形式儲存，以維持身體膽固醇的恆定。因此，增加肝臟中LDL receptor的表現量可以降低血漿中膽固醇的濃度 (Ness and Chambers, 2000)。五、胰島素對肝臟合成、代謝醣類及脂質相關酵素的影響關於胰島素對肝臟糖質新生之調控途徑，有研究使用 LIRKO (liver-specific insulin receptor knock-out) 小鼠模式，其特徵為肝臟中胰島素接受體被破壞，造成胰島素在LIRKO小鼠肝臟失去作用，即使給予LIRKO 小鼠大量胰島素，也無法抑制肝臟糖質新生作用 (Fisher and Kahn, 2003)。 LIRKO小鼠會有肝臟的G6Pase及PEPCK表現增加，導致糖質新生作用旺盛，造成血糖濃度增加及嚴重的葡萄糖耐受不良 (Michael et al., 2000)。由上述的研究結果，顯示肝臟糖質新生作用對於維持正常的葡萄糖恆定扮演 14.

(28) 關鍵性的角色，也得知胰島素可以經由抑制肝臟G6Pase及PEPCK表現，調控肝臟糖質新生作用。在Foretz等學者的研究中，利用初代肝細胞模式，並使用基因轉殖技術造成肝細胞的SREBP-1c大量表現，發現胰島素是經由 SREBP-1c調控GK的mRNA的表現，以及脂質合成作用相關酵素的mRNA 的表現增加酵素活性，造成肝細胞中脂質堆積現象( Foretz et al.,1999 )。在 Biddinger等學者利用LIRKO小鼠模式，發現當缺乏胰島素作用時，肝臟的 SREBP-2及其下游調節。顯示胰島素是經由調節轉錄因子SREBP-2、 SREBP-1c的活化，來調控肝臟葡萄糖及脂質合成代謝相關酵素的mRNA 和蛋白質表現，以及酵素的活性。六、調控肝臟脂肪酸合成與膽固醇代謝的轉錄因子 SREBPs ( sterol regulatory element binding proteins ) 是可以分為三個同分異構型 ( isoforms ) 的轉錄因子，分別為 SREBP-1a、SREBP-1c 及 SREBP-2，可以調控許多包括膽固醇、脂質、磷脂質吸收和合成的酵素蛋白，以及低密度脂蛋白接受體 ( low density lipoprotein receptor ) 的轉錄作用 ( Horton et al., 2002 )。 SREBP-1c 主要是調控脂質合成酵素的基因；而 SREBP-2 主要是調控膽固醇合成酵素的基因，SREBP-1a 則是脂質與膽固醇合成酵素基因皆可以調控 ( Brown and Goldstein, 1997 )。在細胞實驗中發現，當使用 PPAR-α (peroxisome proliferator activated receptor α ) 增效劑來降低 SREBP-2 在細胞核膜內表現時，SREBP-2 調控的 HMG-CoA reductase 與 LDL-receptor 的基因轉錄作用也減少；顯示出 SREBP-2 受到 PPAR-α的調控 ( Konig et al., 2007)。目前已經找到 SREBP-1c 與 ACC 和 FAS 的基因鍵結位置 sterol regulatory element ( SRE )，SREBP-1c 可以經由與 ACC 與 FAS 的基因結合，提昇 ACC 與 FAS 基因的轉錄作用 (Bennett et al., 1995；Magana et al., 1997 ) 。在初代肝細胞培養模式下，利用基因轉殖方式，發現 SREBP-1c 15.

(29) 也會調控 GK 基因的轉錄作用，也發現 SREBP-1c 需要有 ChREBP ( carbohydrate responsive element binding protein ) 的存在，才能調控 ACC 及 FAS 的轉錄作用 ( Dentin et al., 2004 )。在過去的研究中，發現初代肝細胞因為高濃度的葡萄糖濃度造成及胰島素添加，造成初代肝細胞的 fatty acid synthase 蛋白質表現增加，並增加脂質生成作用將葡萄糖轉變為脂質儲存( Giffhorn and Katz, 1986 )。因為葡萄糖是細胞的主要能量來源，以及生化合成作用的碳來源。在動物體內的葡萄糖新陳代謝作用的調控，受到飲食醣類攝取狀況及體內血糖狀況的影響( Towle, 2005 )。1995 年 Shih 等學者發現，當攝取高醣類飲食之後，在肝臟 L-type pyruvate kinase ( L-PK )、acetyl-CoA carboxylase 和 fatty acid synthase gene 的啟動子部位 ( promoter )，有調節蛋白的鍵結來啟動 mRNA 表現，證實了轉錄因子 Carbohydrate response element binding protein ( ChREBP ) 的存在 ( Shih et al., 1995 )。在 Yamashita 等學者利用 northern blot 發現在肝臟、腎臟及小腸組織 ChREBP 有兩種 isomer 存在，只有存在肝臟的 ChREBP 具有進入細胞核調控轉錄作用的能力。因此，確認了 ChREBP 是肝臟特有的轉錄因子。也發現在高葡萄糖濃度(27.5mM)的狀態下培養肝細胞，ChREBP 會結合到肝臟 L-type pyruvate kinase ( L-PK ) 基因上的啟動子部位 ( promoter )，進而增加其 mRNA，蛋白質表現及其酵素活性。但是，在 5.5mM 的低葡萄糖濃度狀態下則無此現象 ( Yamashita et al., 2001 )。在過去的研究中，發現 ChREBP 會被由葡萄糖代謝物質(xylulose-5-Phosphate)活化 protein phosphatase ( PPase )的去磷酸化成為活化型態，而進入細胞核調控下游酵素的 mRNA 表現；並且經由 cAMP/AMP 調控的 cAMP-dependent protein kinase ( PKA ) 或 AMP--dependent protein kinase ( AMPK ) 的磷酸化成為非活化型態，而離開細胞核回到細胞質中(Kawaguchi et al., 2001)。. 16.

(30) 由過去的研究發現，PPAR-α主要表現在一些高度需要經由脂質氧化來獲得能量的組織，包括肝臟、心臟、腎臟、肌肉及棕色脂肪組織 ( Braissant et al., 1996 )。而且也證實 PPAR-α的表現增加會促進細胞在微粒體 ( microsome )、粒線體 ( microsome )、過氧化氫酶體 ( peroxisome ) 的脂肪酸β-氧化作用 (Issemann et al., 1990 and 1993)。而 PPAR-α是經由調控細胞內脂質β-氧化的相關酵素包括 microsomal triglycerides transfer protein、 medium chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD)、acetyl-CoA oxidase(ACO) 等的 mRNA 及蛋白質表現，來影響細胞的脂肪酸β-氧化 ( Ljungberg et al., 2007 )。有些不飽和脂肪酸包括 oleic acid ( C18:1 )、linoleic acid ( C18:2 )、 linolenic acid ( C18:3 )、 arachidonic acid ( C20:4 )、eicosapentaenoic acid ( C20:5 )和 docosahexaenoic acid (C22:6)都可以增加 PPAR-α與 PPAR-γ的 mRNA 表現，並進一步影響下游酵素蛋白質 ( Kliewer et al., 1997; Forman et al., 1997 ) 。近年來，有越來越多的學者在探討 PPAR-γ 的功能，以再進一步了解 PPAR-γ 對脂質代謝的影響 ( Vamecq and Latruffe, 1999; Kersten et al., 2000)。在 Armoni 等學者的研究中，發現 PPAR-γ蛋白質具有配体依賴性轉錄調節活性 ( ligands-dependent transcriptional activity )及非配體依賴性轉錄調節活性 ( ligands-independent transcriptional activity ) 的特性;利用大鼠初代脂肪細胞進行實驗，發現脂肪細胞內 PPAR-γ在未和配體結合時，會抑制脂肪細胞的 GLUT4 的 mRNA 表現。然而，當跟 PPAR-γ配體 rosiglitazone 結合後，便失去抑制脂肪細胞 GLUT4 mRNA 表現的能力 ( Armoni et al., 2003 )。. 17.

(31) 第三節. 脂肪酸. 一、脂肪酸的分類與命名脂肪酸是由碳鏈和羧基所構成。自然界中，脂肪酸多含偶數個碳原子，依碳鏈長度可分為：含 2-6 個碳原子的短鏈脂肪酸；含 8-12 個碳原子的中鏈脂肪酸，及含 14 個碳原子以上的長鏈脂肪酸。而碳鏈中碳原子鍵結雙鍵數目決定此脂肪酸的飽和度。不含雙鍵者稱為飽和脂肪酸 ( saturated fatty acids, SFAs )；具有一個雙鍵者稱為單元不飽和脂肪酸 ( monounsaturated fatty acid, MUFA )，及具有二個或二個以上雙鍵者稱為多元不飽和脂肪酸 ( polyunsaturated fatty acid, PUFA )。雙鍵存在於碳鏈的位置具有兩種表示法。其一以 delta (△) 符號表示以羧基端為首，雙鍵存在之碳鏈順序。如△9,12 表示在距羧基端的第 9 至 10 個及第 12 至 13 個碳原子間各有一個雙鍵存在。另一種常用的表示法是以 omega (ω)或 n 指出距離甲基端最近之雙鍵其所在的碳原子順序。如 n-6，表示將甲基端的碳原子標示為 1，則表示在 6 及 7 的碳原子間有雙鍵存在。脂肪酸的表示法共有三種。一種是 IUPAC 命名 ( International Union of Pure and Applied Chemistry )，依照脂肪酸碳鏈長度及雙鍵數目和位置以文字形式表示，如碳鏈由 18 個碳原子構成且不含雙鍵的脂肪酸為 Octadecanoic acid，若在△9 存在一個雙鍵，則為 9-Octadecaenoic acid。另一種也是依照脂肪酸結構由數字表達的表示法。以冒號區隔，前端數字表示碳鏈長度，後端數字表示雙鍵數目，如 Octadecanoic acid 以 18:0 表示之， 9-Octadecaenoic acid 以 18:1 表示之。第三種表示法為俗名，如硬脂酸 ( Stearic acid )、油酸 ( Oleic acid ) 等 ( Garrett and Grisham, 1995 )。常見脂肪酸的中英文名及系統命名如表二所示。. 18.

(32) 二、飲食脂質總量與種類對血脂質的影響飲食脂質的總量、種類及脂肪酸組成在肥胖、第 2 型糖尿病 ( Storlien et al., 1998 ) 與心血管疾病 ( Kris-Etherton et al., 2001 ) 的進展上，扮演重要的角色。有研究指出血漿總膽固醇及低密度脂蛋白膽固醇濃度與罹患冠狀動脈心臟病危險成正相關，而高密度脂蛋白膽固醇濃度與罹患冠狀動脈心臟病危險成負相關 ( Stamler et al., 1986; Gordon and Rifkind, 1989; Talbert, 2002 )。 1950 年代，研究指出飲食脂質的種類比總量來的重要 ( Kinsell et al., 1952 )。1960 年代開始，許多研究證實以不飽和脂肪酸取代飽和脂肪酸會降低血漿中膽固醇濃度 ( Moore et al., 1968; Connor et al., 1969 )。到了 1980 年代，Mattson 等學者的研究中以單元不飽和脂肪酸或多元不飽和脂肪酸取代飽和脂肪酸，發現單元不飽和脂肪酸可以降低低密度脂蛋白的濃度，但對高密度脂蛋白的濃度沒有影響，而多元不飽和脂肪酸則會降低低密度脂蛋白及高密度脂蛋白( Mattson and Grundy, 1985 )。先前研究指出飽和脂肪酸與膽固醇的攝取會增加血漿中總膽固醇濃度，而多元不飽和脂肪酸的攝取會降低血漿中總膽固醇濃度 ( Keys et al., 1965 )。飽和脂肪酸的攝取造成血漿中總膽固醇濃度的增加，是因為增加血漿中的低密度脂蛋白膽固醇濃度，而多元不飽和脂肪酸的攝取對血漿中總膽固醇濃度的降低，是因為降低血漿中的低密度脂蛋白膽固醇濃度 ( Mensink and Katan, 1992; Hegsted et al., 1993; Yu et al., 1995 ) 。因此改變飲食脂質的總量、種類及脂肪酸組成，如減少飲食脂質及飽和脂肪酸的攝取，即可降低血漿總膽固醇及低密度脂蛋白膽固醇濃度，進而降低肥胖、第 2 型糖尿病與心血管疾病的罹患危險。. 19.

(33) 三、飲食脂質種類對血脂質的影響 2000 年 Koba 等人以 0.5 % 膽固醇飲食探討米麩油／紅花子油對降低膽固醇能力之影響。研究的進行是以四週齡、雄性 Sprague-Dawley rats，餵食 3 週含 10 % 脂質+/－0.5 % 膽固醇飲食。脂質來自紅花子油或米麩油或兩者不同比例的混合 ( 7:3, 5:5, 3:7 )。在餵食含米麩油飲食 ( 尤其是 3:7 的紅花子油／米麩油飲食 ) 組，其高密度脂蛋白膽固醇值高於餵食只含有紅花子油飲食的大鼠，且增加高密度脂蛋白膽固醇／總膽固醇的比例 ( Koba et al., 2000 )。所以不同油脂降低血脂的效果不同。. 四、飲食中脂肪酸對血脂質及胰島素抗性的影響過去研究顯示，給予第 2 型糖尿病患者富含油酸與亞麻油酸的飲食相較，富含油酸的飲食能顯著降低血漿總膽固醇及低密度脂蛋白膽固醇濃度 ( Madigan et al., 2000 )。Soriguer 等人指出，以富含油酸的油脂為主要烹調用油時，能有效改善胰島素抗性 ( Soriguer et al., 2004 )。另外， Garcia-Escobar 等人給予雄性 SD 大鼠飲食中不同油酸含量 ( 9.5 %、18.2 %、30.5 %、45.1 %、54.9 %、79.0 % ) 的油脂介入，結果顯示，飲食中油酸含量 9.5 % 及 18.2 % 的組別，其大鼠腹部肌肉的油酸含量無顯著差異；而飲食中油酸含量達 30.5 % 以上的組別，其大鼠腹部肌肉的油酸含量則顯著增加，且腹部肌肉的油酸含量與腹部脂肪的含量呈負相關，因此作者推論富含油酸的飲食可降低腹部肌肉中脂肪的含量，具有改善胰島素抗性的影響 ( Garcia-Escobar et al., 2008 )。由於第 2 型糖尿病患者飲食中不同的脂肪酸對血糖及血脂濃度的影響程度也不同，美國糖尿病協會建議糖尿病患者可多攝取富含油酸的植物油，降低動物油的攝取來改善血脂異常的現象 ( Bantle et al., 2006 )。. 20.

(34) 第四節. 米麩油. 一、米麩油的組成分米麩油是由 Oryza sativa 種子的外皮和胚芽萃取而得。米麩佔糙米的 10%，含有 18-22% 的油脂。在 20℃下，米麩油為暗淡黃色、清澈、無臭、密度為 0.92 ~ 0.93、折射率為 1.471 ~ 1.475、發煙點 > 200℃。米麩油的脂肪酸組成為：19% 飽和脂肪酸，41% 單元不飽和脂肪酸及 36% 多元不飽和脂肪酸。主要脂肪酸分別為油酸 (18:1) (38.4%)、亞麻油酸 (18:2) (34.4%) 及 α-次亞麻油酸 (18:3) (2.2%) 等不飽和脂肪酸，及棕櫚油酸 (16:0) (21.5%) 及硬脂酸 (18:0) (2.9%) 等飽和脂肪酸 (Edwards and Radcliffe, 1994; Radcliffe et al., 1997)。與多數常見的植物油不同，粗製米麩油富含非皂化物質 (約 5%)，主要組成為 sterol (43%)、triterpene alcohols (28%)、4-methylsterols (10%) 及少量離子化成分(19%) (Sayre and Saunders, 1990)。植物固醇包括 β-sitosterol、campesterol、stigmasterol、squalene 和 γ-oryzanol (1.6%) (Metwally et al., 1974; Norton, 1995; Kaneko and Tsuchiya, 1955)。米麩油亦含有少量 tocotrienols (72-612 ppm，尤其是 β-和 γ-tocotrienols) (Rukmini and Raghuram, 1991; Rogers et al., 1993)。此外，米麩油和大豆油及其他蔬菜油相同處皆為富含 α-tocopherol，具有抗高血脂症的功能 (Changbumrung et al., 1980)。. 二、植物固醇固醇是脂肪族四環醇類 (aliphatic tetracyclic alcohols)，由植物來源所得者，稱為植物固醇 (phytosterols)，包括 stigmasterol、sitosterol 及 campesterol 等；而由動物來源所得者，稱為膽固醇 (cholesterol)。植物固醇廣泛存在於植物性食品中，尤其是富含多元不飽和脂肪酸的植物性油脂，如大豆油、玉米油、葵花油等。每 100 g 油脂中，大豆油含有 132 mg 植物固醇；玉米油含有 968 mg 植物固醇；米麩油含有 1190 mg 植物固醇 21.

(35) (USDA, Nutrient Database for Standard Reference, 2005)。研究指出，每日攝取 2-3 g 植物固醇平均能降低血漿中 10% 總膽固醇及 13-15%低密度脂蛋白膽固醇濃度，而對於高密度脂蛋白膽固醇濃度則沒有影響(Almendingen and Lia, 2000)。2001 年 Tikkanen 等人發現，高膽固醇血症患者每天攝食 1.25-5 g 植物固醇 15 週後，會降低 8%總膽固醇及 13%低密度脂蛋白膽固醇濃度，認為降低膽固醇的效能不在於食物脂肪的酯化程度和溶解度，而在於植物固醇是否與腸内容物充分混合以形成微粒，降低膽固醇微粒的形成，進而減少小腸微絨毛吸收膽固醇 (Tikkanen et al., 2001)。另有研究也指出，高膽固醇血症患者每天攝取 0.45 g 植物固醇 12 週後，會降低 10.3%總膽固醇、22.5%極低密度脂蛋白膽固醇及低密度脂蛋白膽固醇，此結果對於降低冠狀心臟病的發生是有幫助的 (Seki et al., 2003)。2002 年 Mussner 等人指出，健康者每日攝食 1.82 g 植物固醇 3 週後，會降低 3.4%總膽固醇、5.4%低密度脂蛋白膽固醇及 4.0% apo B；增加 3.4%高密度脂蛋白膽固醇 (Mussner et al., 2002)。. 三、Gamma-oryzanol 日本學者 Kaneko 與 Tsuchiya 於 1950 年開發米麩油實驗中首次分離出的新物質成分，由於此新物質為水稻（Oryza sasiva L.）中萃取而得，為 ferulic acid 的固醇酯類，因為其結構式含有一個 OH 基，因此合併水稻學名及 OH 基，將此成分稱為 γ- oryzanol (如附錄二)( Kaneko and Tsuchiya, 1955 )。研究指出米麩油中含有 1.56% oryzanol ( Norton, 1995 )。有研究發現，餵食雄性大鼠含 γ-oryzanol 的高膽固醇飲食，會降低 20% 膽固醇吸收，顯著增加糞便中性固醇( 28% )及膽酸( 29% ) ( Seetharamaiah and Chandrasekhara, 1990 )。γ-Oryzanol 降低膽固醇濃度的功能可能是因為 γ-oryzanol 與膽固醇結構相似，在腸道會與膽固醇競爭吸收( Fujiwara et al.,. 22.

(36) 1983; Swell et al., 1954 )。有研究也發現當 ferulic acid 單獨吸收和代謝時，本身具有降低血脂質的功能 ( Srinivasan and Stayanarayana, 1989; Sharma, 1980; Seetharamaiah and Chandrasekhara, 1993 )。1987 年 Sakamoto 等人指出，經由靜脈注射 γ-oryzanol 及 cycloartenol 降低血脂質的效用較口服給予來得好，這或許與直接抑制脂質代謝有關，但是口服方式較安全 ( Sakamoto et al., 1987 )。 Shinomiya 等人研究指出，餵食老鼠含 0.5-2% γ-oryzanol 飼料會降低總膽固醇、極低密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇及肝臟膽固醇酯及三酸甘油酯濃度，增加高密度脂蛋白膽固醇濃度 ( Shinomiya et al., 1983 )。研究指出，從出生餵食造成高膽固醇血症飲食的老鼠，長期餵食 γoryzanol 能降低冠狀動脈硬化的發生 ( Zhang, 1986 )。Sakamoto 等人給予老鼠靜脈注射 γ-oryzanol ( 10 mg /kg )，會降低總膽固醇、磷脂質、三酸甘油酯、游離脂肪酸及游離膽固醇的濃度 ( akamoto et al., 1987 )。但有些研究指出，添加含 0.5 % γ-oryzanol 的米麩油飲食能顯著降低血清總膽固醇濃度，但不能降低肝臟脂質濃度 ( Seetharamaiah et al., 1988 and 1989 )。. 四、Alpha-tocopherol 及 gamma-tocotrienol α-tocopheroly 在一些動物或人體試驗中，被證實可以有效降低血漿膽固醇濃度。植物油是 tocols ( tocopherols 及 tocotrienols 的總稱 ) 的常見來源，某些常見穀物及豆類，如玉米、小麥、黃豆及花生，含有豐富的 tocopherols ( vitamin E )。然而其他種類如棕櫚、米麩、燕麥及大麥等，則是含有較多的 tocotrienols，這些相似結構的 tocotrienols 及 tocopherols 兩者的差異在於，tocotrienols 在 chroman ring 結構上鍵結 Farnesyl-side chain；而 tocopherols 在 chroman ring 結構上則是鍵結 phytyl-side chain (附錄一)。Tocols 的生理活性被證實可抑制生物體細胞膜脂肪酸的過氧化，而 23.

(37) α-tocopherol 是目前被公認是最具有終止自由基誘發脂肪過氧化的抗氧化劑。此外，tocotrienols 及 tocopherols 兩者可藉由它們 chroman ring 上的甲基數目及鍵結位置來區別 subtypes。然而 1994 年，Serbinova 等學者所發表的研究中，利用化學冷光測定法進行體外脂質體膜系統抗氧化試驗，發現 α-tocotrienol 清除過氧化自由機能力，比 α-tocopherol 高出三倍。此外，目前所發現的 tocotrienols 依種類不同，有不同抑制癌細胞增殖效果。尤其以缺乏 5-甲基鍵結的 tocotrienols ( 如 γ-及 δ-tocotrienol ) 比 α-tocopherol 更顯著具有抑癌效果 ( Serbinova and Packer, 1994 )。由於 tocotrienols 及 tocopherols 兩者在 chroman ring 上的甲基數目及鍵結位置不同，而有不同 subtypes。而 Qureshi 等人發現這些甲基鍵結數目及鍵結位置會影響其生理活性。在先前的研究中發現 δ-tocotrienol ( 8-methyl )在已知的 tocotrienols 中是最具降低膽固醇效用，其次是 γ-tocotrienol ( 7,8-dimethyl ) 及 α-tocotrienol ( 5,7,8-trimethyl ) ( Qureshi et al., 1995 )。也發現上述的 tocotrienols 會抑制肝臟中調控膽固醇合成速率限制酵素 HMG-CoA reductase 的活性。然而 α-tocopherol 會增加 HMG-CoA reductase 活性，但不會影響血漿膽固醇濃度( Qureshi et al., 1996 )。. 五、米麩油對血脂質的影響有學者證實餵食含 10 % 米麩油的含或不含膽固醇飲食，皆能顯著降低血漿總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和極低密度脂蛋白膽固醇濃度，且增加高密度脂蛋白膽固醇濃度。也能促使糞便的中性固醇和膽酸排出量增加，進而降低肝臟膽固醇和三酸甘油酯濃度 ( Sharma and Rukmini, 1986 and 1987 )。餵食 Wistar 大鼠 2 種不同比例米麩油飲食與花生油飲食 ( 5 % 和 20 % ) 的研究發現，餵食米麩油飲食的大鼠其總膽固醇、三酸甘油酯和磷脂質的濃度較低。另一方面，餵食 20 % 米麩油飲食的大鼠在第 18. 24.

(38) 週顯著增加 20 % 高密度脂蛋白膽固醇。相同地，米麩油飲食組大鼠的低密度脂蛋白膽固醇和極低密度脂蛋白膽固醇濃度低於花生油飲食組 ( Purushothama et al., 1995 )。 2005 年 United States Department of Agriculture ( USDA ) 指出，大豆油每 100 g 含有 132 mg 植物固醇，而米麩油每 100 g 則含有 1190 mg ( USDA, Nutrient Database for Standard Reference, 2005 )。米麩油中的植物固醇的結構與膽固醇相似，能與膽固醇競爭吸收，因此增加糞便膽固醇排出，而降低血漿膽固醇濃度 ( Ikeda et al., 1985 )。Seetharamaiah 等人證實攝取 γ-oryzanol 會增加高密度脂蛋白膽固醇濃度 ( Seetharamaiah et al., 1990 )。. 25.

(39) 第三章實驗一攝取米麩油對第 2 型糖尿病大鼠肝臟膽固醇與脂質代謝酵素的影響. 第一節實驗目的利用高油實驗飼料配方來配製不同米麩油含量飼料餵養第 2 型糖尿病大鼠，以探討攝取米麩油對第 2 型糖尿病大鼠體內血脂濃度，是否有劑量效應 ( dose response ) 的影響，以及對第 2 型糖尿病大鼠肝臟膽固醇合成、代謝相關酵素 mRNA 表現的影響。. 第二節實驗材料與方法一、實驗材料製備米麩油由五王糧食股份有限公司提供。. 二、實驗流程 24 隻七週齡的 Wistar 品系雄鼠，體重為 200 ± 10 g，先以 Rodent Laboratory Chow 5001 餵養至八週齡，再進行為期兩週的糖尿病誘發，直至十週齡確定糖尿病誘發成功後，將糖尿病大鼠隨機分為三組，以 0、10、 15 % 米麩油含量之高油飼料餵養，進行四週實驗。於實驗開始時，先自尾靜脈抽取禁食血液進行分析;四週實驗餵養期結束後，犧牲糖尿病大鼠抽取腹腔動脈血液、採集肝臟進行分析。流程圖如下：. Pre 2. 糖尿病誘導期. 0. 實驗飼料餵食期. 分組抽血. 4 (週). 犧牲抽血取肝臟. 26.

(40) 三、實驗分組將糖尿病大鼠隨機分成三組，每組八隻糖尿病大鼠；三組之代號如下 (1) 大豆油 ( Control )：餵食高油實驗飼料 ( 15 % 大豆油 )。 (2) 米麩油 10 % 組 ( RO10 )：餵食高油實驗飼料 ( 10 % 米麩油+ 5 % 大豆油 )。 (3) 米麩油 15 % 組 ( RO15 )：餵食高油實驗飼料 ( 15 % 米麩油 )。. 四、飼料配製飼料配製乃依據 AIN-93M 配方 ( American Institute of Nutrition, 1993 ) 加以修改配製，將油脂含量由 5% 提高為 15%，再調整其他成份的添加比例。實驗各組的飼料配方組成如表四所示。飼料配製時，先將較少量的營養成分，先行攪拌混合十分鐘，再與其他大量營養成分及大豆油 (或米麩油 )，以飼料攪拌器再混合四十分鐘，使各成份均勻混合。最後，以夾鏈袋分裝密封，置於 4℃冷藏庫保存。飼料配方中所添加油脂的脂肪酸組成如表五所示。. 五、飼養環境和方法大鼠分別飼養在不銹鋼吊籠，動物房溫度維持在 21 ± 2℃，相對溼度 50 ~ 70 %，以自動定時器控制光照週期，05:00 ~ 17:00 為光照期 ( light period )，17:00 ~ 05:00 為黑暗期 ( dark period )。適應期間自由取食及飲水。實驗期間，每天給予 25 ± 0.5 g 實驗飼料及自由飲水。. 六、糖尿病誘發參考 Masiello 等學者注射 nicotinamide、streptozotocin ( STZ ) 誘發第 2 型糖尿病大鼠模式 ( Masiello et al., 1998 )。調整成兩階段誘發，先進行腹腔注射 nicotinamide ( 200 mg/kg BW )，15 分鐘後再進行腹腔注射 STZ， 27.