急性血糖波動對胰島素分泌功能及其敏感性影響＊

首都醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院北京電力醫(yī)院心內(nèi)科 （北京100073）

趙 晟 楊智勇△ 王艷軍▲ 張 薇# 李 艷☆

血糖是調(diào)節(jié)胰島素分泌的重要的因素，大量研究顯示高血糖能誘導(dǎo)β細胞凋亡增加，導(dǎo)致胰島素分泌下降。目前國內(nèi)外研究多集中于持續(xù)性高血糖對胰腺功能的影響，針對血糖波動對胰腺功能影響的研究較少，本研究通過間斷輸注高濃度葡萄糖的方法建立急性血糖波動的動物大鼠模型，探討急性血糖波動對活體雄性Wistar大鼠胰腺功能影響及機制。

材料和方法

1 實驗材料

1．1 實驗動物：選取7周清潔度Ⅰ級健康雄性Wistar大鼠20只，體重280～350g，由中國醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供，，常規(guī)飼料自由飲水，溫度22±1℃，濕度50%左右，明／暗周期為12h。

1．2 實驗試劑：大鼠血清胰島素酶聯(lián)免疫試劑盒購自武漢博士德公司；血清丙二醛（MAD）、超氧化物歧化酶（SOD）檢測試劑盒，購自南京建成生物工程研究所。

2 實驗方法

2．1 建立血糖波動動物模型：大鼠適應(yīng)實驗室環(huán)境3～5d后，用10%水合氯醛（按體重0．35mg／kg）腹腔麻醉，將聚乙烯導(dǎo)管2根，分別植入右頸內(nèi)靜脈用于輸液和左頸動脈用于采血。大鼠術(shù)后恢復(fù)3d，進行輸液。予25%葡萄糖注射液間斷輸注，每小時檢測血糖一次，使血糖在5mmol／L與20mmol／L之間波動，每2h變動血糖值一次，持續(xù)2h。所有實驗大鼠輸液時間為48h［1，2］。

2．2 標本采集：分別于實驗開始（0h）、2h、14h、26h及46h在無菌操作下取血1ml，1500轉(zhuǎn)／min離心15min，取上清于－70℃保存?zhèn)溆茫练e的紅細胞以肝素注射液溶解回輸大鼠體內(nèi)；輸注48h后，以10%水合氯醛按0．3ml／100g腹腔注射麻醉動物，固定于解剖臺，剪去胸腹部毛發(fā)，迅速開胸腹腔，心內(nèi)取血5ml，3000轉(zhuǎn)／分離心15min，取上清于－70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2．3 指標檢測：①用酶聯(lián)免疫法測定血清胰島素；用比色法法測定血清MDA、SOD；血糖測定采用葡萄糖氧化酶法測定血糖（BIOSEN5030，德國）。②胰島素敏感指數(shù)（ISI）的計算公式：ISI＝ 100×（GIR／serum insulin）［3］。

結(jié) 果

1 血清 MDA、SOD及 MDA／SOD比較 見表1。在本研究中顯示血清MDA的水平隨實驗時間的延長逐漸升高（P＜0．05），而血清SOD的水平在實驗的初期隨實驗時間的延長呈逐漸升高的態(tài)勢（P＜0．05），在14h時達到高峰，而后逐漸下降（P＜0．05）；但是，MDA／SOD的比值隨著實驗時間的延長顯著下降（P＜0．05）。

2 GIR、血清Ins及ISI的比較 見表2。在本研究中顯示GIR、血清Ins的水平在實驗的初期隨實驗時間的延長呈逐漸升高的態(tài)勢（P＜0．05），在26h時達到高峰，而后逐漸下降（P＜0．05）；但是，隨著實驗時間的延長顯著下降ISI（P＜0．05）。

表1 血清MDA、SOD及MDA／SOD比較（n＝20）

表2 GIR、血清胰島素（Serum Ins）及ISI的比較（n＝20）

3 相關(guān)性分析 GIR與血清Ins水平呈顯著的正相關(guān)的關(guān)系（r＝0．87，P＜0．05）；ISI與 MDA／SOD呈顯著的正相關(guān)的關(guān)系（r＝0．63，P＜0．05）。

討 論

隨著對糖尿病認識的深入，血糖波動對機體組織細胞的影響正在成為糖尿病研究領(lǐng)域中的熱點問題。目前，針對急性血糖波動對活體體內(nèi)胰島功能影響的研究較少。本研究通過建立急性血糖波動活體大鼠模型，觀察急性血糖波動對體內(nèi)胰島素的分泌及敏感性的影響。

本研究是正胰島素－高葡萄糖鉗夾實驗［3］的擴展，由于本研究沒有使用外源性胰島素，因此可以直接觀察血糖波動對大鼠胰島素分泌影響，也可以間接評價機體組織的胰島素敏感指數(shù)。

本研究顯示隨著實驗時間的延長血清MDA的水平逐漸升高，而SOD在本研究中出現(xiàn)了先升高后降低的表現(xiàn)。這樣結(jié)果提示機體內(nèi)氧自由基的蓄積，機體的抗氧化能力漸趨衰竭，導(dǎo)致機體的氧化應(yīng)激水平持續(xù)升高，這一結(jié)果與既往持續(xù)性高血糖導(dǎo)致機體體內(nèi)氧化應(yīng)激增加的研究結(jié)果相一致［4～6］。高血糖導(dǎo)致氧化應(yīng)激增加的機制主要有：①高糖狀態(tài)下，葡萄糖自身氧化顯著增加，產(chǎn)生大量的ROS，這是糖毒性導(dǎo)致機體氧化應(yīng)激增強的主要機制；②糖基化終末產(chǎn)物（AGE）堆積；③細胞在高糖狀態(tài)下，線粒體內(nèi)電子傳遞鏈功能障礙，線粒體內(nèi)氧被單電子還原，導(dǎo)致ROS產(chǎn)生增加；④高糖狀態(tài)下，氨基己糖通路表達增強，也是ROS表達增加的重要原因［7］。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)在實驗初期為保持高糖平臺期，必須給予較高的輸注速率，這是因為高血糖刺激活體大鼠體內(nèi)胰島β細胞分泌胰島素的增加，但是隨著實驗進行血糖波動次數(shù)的增加，胰島素分泌呈下降，同時葡萄糖輸注率相應(yīng)下降，在對血清Ins與高血糖平臺期的GIR呈正相關(guān)（P＜0．05）；而與血清Ins的變化不同的是，作為機體組織細胞對Ins反應(yīng)的指標SI隨著實驗時間的延長呈下降趨勢，而且SI與MDA／SOD的比值呈正相關(guān)性（P＜0．05），說明急性血糖波動導(dǎo)致機體氧化應(yīng)激增強，導(dǎo)致機體組織細胞對Ins的反應(yīng)下降。綜上所述，急性血糖波動能導(dǎo)致機體氧化應(yīng)激反應(yīng)增加，后者導(dǎo)致機體分泌胰島素功能障礙及機體組織細胞胰島素反應(yīng)性下降，出現(xiàn)胰島素抵抗。

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