回腸間置術對糖尿病大鼠糖脂代謝的影響

張林君，蔡景理，陳登剛，姜明哲，滕明星，胡春雷，劉長寶

（溫州醫學院附屬第二醫院，浙江 溫州 325027，1.肛腸外科；2.普外科）

回腸間置術（IT）或稱回腸轉位術是一種新型手術方式，它通過將一定長度的末端回腸前移至上段空腸，使食物提前刺激末端回腸細胞分泌腸促胰島素激素來達到緩解2型糖尿病的效果。它最初是為研究外科手術治療2型糖尿病的相關機制而設計的一種對照術式。2型糖尿病患者在糖代謝紊亂的同時，往往還存在脂代謝的紊亂。本研究選擇自發性非肥胖型糖尿病大鼠（GK大鼠）作為實驗動物，通過建立大鼠IT模型，觀察其對GK大鼠糖類和脂類代謝的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗材料 12周齡雄性GK大鼠30只由上海斯萊克動物中心提供。主要儀器：穩豪倍益血糖儀及試紙（強生，中國）；7071A型全自動生化分析儀（日立，日本）。

1.2 動物分組 動物飼養于溫州醫學院實驗動物中心SPF級屏障系統。適應環境1周后，隨機分成IT組10只、假手術飲食控制組（C組）10只及假手術空白對照組（B組）10只。所有大鼠進食高脂飼料（購于上海史萊克公司）及飲用高壓滅菌水，保持12 h晝夜交替光照。IT組進行IT，C組及B組行假手術。IT組和B組大鼠自由進食，C組大鼠限制進食（進食量與IT組對應時間總量相同），所有大鼠自由飲水。

1.3 手術方法 IT組GK大鼠施行IT，術前常規禁食24 h，10%的水合氯醛（0.3 mL/kg）麻醉，在距離回盲部10 cm處離斷腸管，沿斷端向腸管近端量取10 cm回腸，離斷腸管，將帶血管蒂的10 cm“間置段”腸管以濕紗布包裹后送入腹腔，以免缺血壞死。近端回腸和遠端回腸作端端吻合。在距十二指腸屈氏韌帶10 cm處離斷空腸，將“間置段”回腸的近端和空腸近端、遠端和空腸遠端分別做端端吻合，甲硝唑3 mL沖洗腹腔，關腹。術畢皮下注射0.9%氯化鈉溶液5 mL。整個手術過程約80 min。C組和B組均行假手術，術前準備及麻醉方式均與IT組相同，在與IT組大鼠相應的腸段位置切開腸管，并做原位吻合。手術時程及其他相關處理均與IT組相同。

1.4 觀察指標 術后每日8時稱重各組GK大鼠進食量及體質量。術前及術后每周用強生穩豪倍益血糖儀測量禁食12 h血糖。各組分別于術前及術后第4、第8周行口服糖耐量試驗（OGTT），采用50%葡萄糖溶液2 g/kg灌胃。術前及術后第8周，7170A型全自動生化分析儀檢測血總膽固醇、甘油三脂、高密度脂蛋白。

1.5 標本收集 8周后常規處死GK大鼠，各組大鼠行心臟采血，靜置1 h，以4000 r/min離心15 min，用移液槍移取血清，置于Eppendorf管及-20 ℃冰箱保存待用。

1.6 統計學處理方法 使用SPSS17.0統計軟件進行分析。實驗數據為計量資料，采用±s表示。檢驗各組變量正態分布情況，術前各組大鼠觀測指標有無差異應用方差分析（ANOVA），不同組別觀測指標有無差異采用獨立LSD-t檢驗；同一組別手術前后指標比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 存活率 IT組大鼠死亡3只，存活率為70%，其中2只根據術后尸檢發現死于吻合口瘺引起的腹膜炎，另1只在術后第12天因極度消瘦而死亡；C組有1只大鼠于術后10日死于術后粘連性腸梗阻，存活率為90%；B組大鼠全部成活，存活率為100%。

2.2 IT對大鼠進食量及體質量的影響 三組術前GK大鼠平均周進食量及體質量差異無統計學意義。術后實驗動物進食量情況：IT組GK大鼠在術后第1周進食量較術前銳減，而后逐漸增加，至第4周基本恢復至術前水平（約140 g/周），與B組比較，IT組GK大鼠除術后第1、第2、第3周進食量明顯減少（P＜0.05）外，余各周差異均無統計學意義（見表1）。C組進食量限制與IT組GK大鼠的進食量相同。術后實驗動物的體質量情況：術后3組GK大鼠體質量均顯著下降，IT組大鼠術后第4周升至術前水平，較其他兩組滯后。IT組和C組比較，除術后第3～第5周以外，其他各時間點體質量差異均無統計學意義（見表2）。

表1 IT組和B組大鼠手術前、后周平均進食量比較（g，±s）

表1 IT組和B組大鼠手術前、后周平均進食量比較（g，±s）

與B組比：aP＜0.05

組別 n 術前 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 第6周 第7周 第8周IT組 7145.50±7.0949.20±6.49a78.36±7.38a104.90±6.52a138.47±6.29153.44± 7.88156.53±7.73162.91±7.67160.87±7.49 B組 10148.00±8.8458.00±8.76100.30±8.97120.50±8.10142.30±8.42155.60±7.39158.20±7.26158.70±7.66161.30±7.32

表2 三組GK大鼠手術前后體質量比較（g，±s）

表2 三組GK大鼠手術前后體質量比較（g，±s）

與C組比：aP＜0.05；與B組比：bP＜0.05

組別 n 術前 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 第6周 第7周 第8周IT組 7335.81±10.78304.33±11.29306.91±9.70b325.83±10.59ab340.14±11.00ab355.16± 11.20ab369.87±11.59375.96±11.50380.91±10.96 C組 9 332.26±9.90305.54±10.82310.58±8.84337.47±9.63352.34±10.69365.37±11.03372.82±11.09374.81±10.34383.21±10.12 B組 10 334.15±9.90309.70±10.37320.45±8.75347.65±10.11355.75±11.03367.90±10.88371.55±10.83377.50±10.57382.35±10.85

2.3 IT對血糖的影響 IT組術后空腹血糖與術前比較明顯下降（P＜0.05）。IT組與C組及B組比較明顯下降，各時間點空腹血糖差異均具有統計學意義（P＜0.05）；C組與B組比較，除了術后第2周，空腹血糖顯著低于B組，其余各時間點差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表3。

表3 各組GK大鼠手術前后血糖變化情況（±s，mmol/L）

表3 各組GK大鼠手術前后血糖變化情況（±s，mmol/L）

與C組比：aP＜0.05；與B組比：bP＜0.05；與術前比：cP＜0.05

組別IT組C組B組術前17.77±2.94 17.43±2.41 16.94±3.14第1周8.20±2.41abc 10.97±1.86c 10.80±2.65c第2周8.40±2.18abc 11.31±1.87bc 14.69±2.32第4周10.30±1.56abc 16.16±2.13 16.90±2.11第8周10.13±1.27abc 17.26±2.15 17.30±2.18

2.4 OGTT 術前、術后第4、第8周分別為三組GK大鼠進行OGTT。組間比較：IT組術后4周、8周曲線下面積與C組、B組相比差異有統計學意義。各組大鼠術后OGTT曲線，見圖1-3。

圖1 術前3組GK大鼠OGTT曲線

圖2 術后4周GK大鼠OGTT曲線

圖3 術后8周GK大鼠OGTT曲線

2.5 各組脂質代謝變化 IT組術后總膽固醇和甘油三酯較術前顯著下降（P＜0.05），同時高密度脂蛋白明顯升高，和C組和B組比較差異有統計學意義（P＜0.05）。C組和B組術后總膽固醇、甘油三酯較術前有不同程度升高，但差異無統計學意義。C組和B組比較，差異無統計學意義。見表4。

3 討論

以Roux-en-Y胃旁路術為代表的外科手術在治療肥胖癥的同時，對2型糖尿病有顯著的治療作用。然而手術治療2型糖尿病的確切機制目前尚不明確，仍是國內外研究的熱點問題。IT作為研究胃旁路術后2型糖尿病改善的機制而設計的一種對照術式，由Koopmans等[1]最先報道。它是基于“后腸假說”設計的，該理論認為：胃腸道重建術后未完全消化的食物提早進入回腸，刺激遠端回腸L細胞胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）、肽YY（PYY）等腸道激素的分泌有助于降低血糖、改善β細胞功能。與胃旁路術不同，IT既不減少胃容量也沒有曠置十二指腸和部分空腸，僅僅通過將一定長度的末端回腸前移至上段空腸，使食物提前刺激末端回腸細胞。因此，研究IT對2型糖尿病的治療作用和機制可以更好地明確“腸-胰島素軸”在2型糖尿病發病機制和治療中的作用。

糖尿病患病率逐年升高，我國目前有糖尿病患者約9420萬人，其中又以2型糖尿病為主。2型糖尿病是以胰島素抵抗和胰島功能進行性減退為特征的一種代謝性疾病，并伴有因胰島素分泌或作用缺陷引起的糖、脂肪和蛋白質代謝異常。40% 2型糖尿病患者合并有脂代謝紊亂，血脂異常又對大小血管并發癥的發生發展起了很重要的作用，脂毒性和糖毒性又相互影響、相互促進，由此引發一系列并發癥。

我們的實驗結果顯示：與B組和C組相比，IT組GK大鼠術后1周空腹血糖由術前（17.77±2.94）mmol/L降至（8.20±2.41）mmol/L，差異具有統計學意義（P＜0.05），隨著觀察周期的延長，IT組GK大鼠術后空腹血糖一直保持在較低水平，始終顯著低于術前。IT組與C組及B組比較，術后各時間點空腹血糖明顯下降，差異均具有統計學意義（P＜0.05）。IT組GK大鼠術后第4、第8周0GTT曲線下面積也由術前的70.66±4.30下降至57.84±3.81和55.62±3.25，與術前及其他兩組比較差異均具有統計學意義（P＜0.05）。這說明IT可改善GK大鼠血糖代謝，IT對GK大鼠2型糖尿病的改善是持久的。IT不減少胃容量也沒有曠置十二指腸和部分空腸，因此，它對GK大鼠的進食量和體質量影響是一過性的。術后IT組與C組進食量相等，但空腹血糖及口服糖耐量試驗均提示IT組優于C組，表明改善糖代謝的作用并不是單純進食量的減少（一過性進食量減少）所致。我們的實驗結果也顯示：IT后總膽固醇和甘油三酯明顯下降，而高密度脂蛋白明顯升高。提示IT在改善GK大鼠2型糖尿病的同時，同樣顯著改善GK大鼠伴隨的脂質代謝紊亂。而與術前相比，C組和B組脂質代謝指標均有不同程度升高，可能跟術后繼續長期進食高脂飼料有關。

表4 手術前后各組血脂水平變化情況（±s）

表4 手術前后各組血脂水平變化情況（±s）

與C組比：aP＜0.05；與B組比：bP＜0.05；與術前比：cP＜0.05

檢測指標IT組B組C組總膽固醇（mmol/L） 甘油三酯（mmol/L）術前2.29±0.25 2.27±0.19 2.27±0.18術后1.42±0.19abc 2.45±0.31 2.42±0.22高密度脂蛋（mmol/L）術前1.21±0.17 1.22±0.17 1.22±0.16術后0.82±0.15abc 1.25±0.18 1.28±0.19術前0.65±0.12 0.66±0.13 0.66±0.11術后0.91±0.18abc 0.68±0.14 0.71±0.16

IT術后糖類和脂質代謝得到明顯改善，然而其對糖尿病GK大鼠治療作用的確切機制尚不明確。我們的研究顯示：IT治療2型糖尿病與體質量下降和進食量關系不密切，這和之前的學者的研究[2]是一致的。IT改善2型糖尿病的機制可能與腸-胰島素軸有關[3]。其中最主要的激素是GLP-1和抑胃肽（GIP）。GLP-1主要在回腸和結腸的朗格漢斯細胞（L細胞）內合成，目前GLP-1被認為是最重要的腸促胰島素，發揮著70%～80%的腸促胰島素活性[4]。GLP-1具有促進胰島素的合成和分泌的功能，并且可以通過促進胰島細胞的再生和抑制凋亡來調控胰島功能。術后GLP-1分泌增加是IT改善糖脂代謝的主要原因之一。IT術后GLP-1明顯升高[5-6]，使胰島功能得到改善，同時機體對胰島素的敏感性增加，進一步逆轉體內的糖代謝紊亂。另有研究發現，GLP-1具有通過刺激脂肪的氧化來減輕脂毒性的功能[7]。

Gagner[8]通過實驗證明，IT聯合袖狀胃切除對肥胖型糖尿病大鼠Zucker大鼠具有與胃旁路術相當的減重和改善糖代謝的效果。在IT基礎上聯合袖狀胃切除，可以達到袖狀胃切除術降低瘦素以及IT增加PYY、GLP-1的共同作用來改善糖尿病[9]。我們的實驗結果表明，IT不僅能改善GK大鼠血糖代謝而且脂類代謝也有所好轉。但IT研究時間尚短，其改善2型糖尿病的相關機制有待于進一步的研究。

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