目的:探讨肥胖2型糖尿病(T2DM)前期胰岛素抵抗(IR)缺氧大鼠红细胞膜功能障碍及葛根芩连汤(GQD)干预作用。方法:1.建立肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠模型给予SD大鼠60%脂肪供能的高脂饲料,正常组给予对照饲料,于第13周眼眶采血,制备血清检测空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(Fins)水平,并计算IR指数;采用ELISA试剂盒检测血清中的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、缺氧诱导因子-2α(HIF-2α)及促红细胞生成素(EPO)含量;以大鼠IR指数及HIF-2α含量显著升高为标准,建立肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠模型。2.GQD对肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的药效学研究模型建立成功后,大鼠随机分为模型组、罗格列酮组(阳性药组)及GQD低、中、高剂量组;正常组给予对照饲料,模型组及各给药组均以高脂饲料继续喂养;给药剂量:罗格列酮组(5 mg·g-1),GQD低、中、高剂量组(生药浓度1.65、4.95、14.85g·kg~(-1)),给药体积:10 mL·kg~(-1)。给药16周,使用血气分析仪检测血气指标,并检测血清中FPG、Fins、HIF-1α、HIF-2α及EPO含量,计算IR指数,判断GQD的药效作用。3.肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠及GQD干预后的红细胞膜脂质组学研究高脂饲料喂养第13周,将高脂组中IR指数、HIF-2α及EPO均显著升高的大Microalgae biomass鼠分为缺氧组,将仅有IR指数显著升高的大鼠分为非缺氧组。提取高脂饲料喂养16周及GQD给药16周各组大鼠的红细胞膜样品,应用脂质组学技术进行检测及采集数据,以VIP>1、差异倍数(FC)≥1.3或≤0.77及P<0.05为标准,筛选出肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠及GQD干预后的红细胞膜差异代谢物,并在HMDB数据库中进行碎片匹配,结合MetaboAnalyst 5.0在线数据库进行代谢物的通路分析,探讨T2DM前期大鼠红细胞功能异常的代谢机制及GQD干预后的作用机制。4.GQD干预肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠后红细胞内容物及血清的代谢组学研究采集GQD给药16周各组大鼠红细胞内容物及血清样品,应用代谢组学技术进行检测及采集数据,鉴定潜在生物标志物,进行代谢通路分析,阐明其相关代谢机制。结果:1.肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠模型的建立高脂饲料喂养13周,高脂组大鼠IR指数显著升高(P<0.01),表明此时所有大鼠均产生IR,但仅有50%的大鼠血清中的HIF-2α含量显著升高(P<0.01),产生缺氧现象,T2DM前期IR缺氧大鼠模型建立成功,其造模率为50%。2.GQD干预肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的药效学结果GQD给药16周,与正常组比较,模型组IR指数、HIF-2α及EPO含量显著升高(P<0.01);与模型组比较,GQD各剂量组均能显著降低大鼠的IR指数(P<0.05,P<0.01),GQD低、高剂量组大鼠血清中的HIF-2α含量显著降低(P<0.05,P<0.01),GQD中、高剂量组大鼠血清中的EPO含量显著降低(P<0.05)。相关性分析显示,IR与HIF-2α、EPO相关性较强,与HIF-1α相关性较弱。血气分析结果显示,除模型组血浆乳酸浓度(cLac)显著升高,二氧化碳分压(pCO2)显著降低外(P<0.05),其余指标均无统计学差异。3.肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的红细胞膜脂质组学点击此处研究结果高脂饲料喂养13周,与正常组比较,缺氧组大鼠的IR指数、HIF-2α、EPO含量显著升高(P<0.05,P<0.01),非缺氧组大鼠的IR指数升高(P<0.01),HIF-2α及EPO没有显著变化(P>0.05);高脂饲料喂养第16周,血气分析结果显示,两组的各项指标均没有显著变化。对缺氧组大鼠红细胞膜进行脂质组学分析,发现有57个代谢物含量发生显著变化,主要为磷脂类、甘油酯类及胆固醇酯类等物质;对鉴定到的代谢物进行分类统计分析,发现缺氧组大鼠及非缺氧大鼠红细胞膜总磷脂、总饱和磷脂及总GNE-140配制胆固醇酯类物质含量显著升高(P<0.01),可能影响红细胞的功能。4.GQD干预肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的红细胞膜脂质组学研究结果GQD给药16周,模型组共鉴定出101个差异代谢物,分类统计发现,模型组红细胞膜总磷脂含量没有显著差异(P>0.05),总饱和磷脂、总胆固醇酯含量显著升高(P<0.01),总不饱和磷脂含量显著下降(P<0.01);其中GQD可以显著回调其中的15个代谢物,统计分析发现,模型组总磷脂、总饱和磷脂含量显著上升(P<0.01),总不饱和磷脂含量显著降低(P<0.01),GQD低剂量组可以明显回调总磷脂、总饱和磷脂,总不饱和磷脂含量(P<0.05,P<0.01),GQD中、高剂量组总不饱和磷脂含量显著升高(P<0.05,P<0.01)。GQD可能通过改变磷脂类、鞘脂类及甘油酯类等物质调节红细胞功能,改善机体的IR及缺氧现象。5.GQD干预肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的红细胞内容物代谢组学研究结果GQD给药16周,模型组大鼠共有47个代谢物发生显著变化;GQD可以回调22个代谢物,涉及11条代谢通路,影响磷脂类、甘油酯类等脂质代谢及糖类代谢,调节红细胞功能。6.GQD干预肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的血清代谢组学研究结果血清代谢组学结果显示,GQD可以调节血清中的20个代谢物,涉及7条代谢通路,主要调节机体的脂类代谢及谷胱甘肽代谢等,改善机体的IR及缺氧现象。结论:1.高脂饲料诱导的肥胖T2DM前期IR缺氧模型大鼠循环系统不缺氧,组织出现慢性缺氧,其成模率为50%。2.高脂饲料诱导的肥胖T2DM前期IR缺氧模型大鼠出现的组织缺氧与红细胞膜脂质发生改变有关,红细胞功能异常导致组织出现缺氧现象。3.GQD清热燥湿可能可以改变红细胞膜流动性,调节肥胖T2DM前期IR缺氧大鼠的红细胞功能,进而改善大鼠的缺氧现象。4.甘油磷脂代谢在红细胞功能障碍中有重要影响。