胃轉(zhuǎn)流術(shù)對2型糖尿病大鼠降糖作用及 DPP-IV分泌的影響

史逸華,王躍生,陳福軍

(佳木斯大學(xué)第一附屬醫(yī)院普外一科,黑龍江 佳木斯 154003)

上世紀(jì) 50年代,減肥手術(shù)開始用于治療肥胖癥,最初的臨床觀察發(fā)現(xiàn),肥胖患者術(shù)后不僅體重顯著下降,而且其并發(fā)的非胰島素依賴型糖尿病得到意想不到的治愈或改善[1]。但這一現(xiàn)象并未引起關(guān)注,至1998年,East Carolina大學(xué)Brody醫(yī)學(xué)院的 Pories等在 Annals of Surgery雜志報(bào)道了減肥手術(shù)后的隨訪研究結(jié)果[2],才引起了學(xué)術(shù)界的高度重視。目前研究趨向于術(shù)后胃腸道激素分泌改變,術(shù)后消化道功能分為兩個區(qū)域:(1)食物轉(zhuǎn)流區(qū):這段上消化道術(shù)后不再受食物刺激,導(dǎo)致分泌及合成“致糖尿病因子”減少如 DPP-IV。(2)食物流經(jīng)區(qū)。本實(shí)驗(yàn)將對胃轉(zhuǎn)流術(shù)的降糖作用及其可能機(jī)制做初步研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

清潔級近交系雄性 SD大鼠45只,體重 270～290克 /只,0.5%戊巴比妥鈉,鏈尿佐菌素(Sigma公司,美國),DPP-Ⅳ酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒,全自動血糖儀,低溫離心機(jī),檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液(pH4.4),檸檬酸鈉-檸檬酸緩沖液(pH4.4)10mL都由佳木斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 動物模型的建立

16～ 25℃,SD大鼠,按體重隨機(jī)分組為造模組 25只和非造模組20只。對造模組25只制造糖尿病大鼠的模型,正常飲食1周,2d后按35mg/kg,于左下腹穿刺,腹腔內(nèi)一次注射1%的 STZ溶液,一周和2周后空腹情況下取大鼠尾靜脈血,快速血糖儀檢測,兩次均大于或等于13.6mmol/L為成功模型,穩(wěn)定5d為成功模型,共有22只成模[3]。成模率88%。

1.3 實(shí)驗(yàn)分組

實(shí)驗(yàn)動物分組將非造模組隨機(jī)分為假手術(shù)組(NC)和手術(shù)組(NO),造模組隨機(jī)分為造模假手術(shù)組(DC)和造模+手術(shù)組 (DO)。每組 10只 (其余鼠備用 )。術(shù)前 NC、 NO、DO、 DC組之間體重、平均進(jìn)食量無顯著性差異。

1.4 檢測方法

用全自動血糖儀檢測血糖值。DPP-IV測定方法:大鼠采用斷尾取血法采血,將收集于血清分離管的全血標(biāo)本在室溫靜置30min,然后3000r/min離心離心20min,取上清即可檢測,或?qū)⑸锨逯糜?20℃或-80℃冰箱保存,統(tǒng)一時間用DPP-Ⅳ酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒檢測。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 血糖

與術(shù)前相比,DO組術(shù)后第72小時空腹血糖已開始下降(P＜0.05),術(shù)后各時相點(diǎn) DO組的空腹血糖明顯低于相應(yīng)時間點(diǎn) DC(P＜0.05);NO組、DC組、NC組手術(shù)前后空腹血糖無明顯改變,術(shù)前術(shù)后血糖變化無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＞ 0.05)。見表 1。

表1 各組血糖變化 (± s,mmol/L)

表1 各組血糖變化 (± s,mmol/L)

注:DO組與術(shù)前相比較*P＜0.05;DO組與 DC組比較☆P＜0.05。

組別 DO DC NO N C術(shù)前 20.84± 1.98 20.79± 1.70 4.67± 0.19 4.45± 0.12術(shù)后 72h 12.50± 0.82* 22.02± 0.64☆ 4.89± 0.17 4.57± 0.20術(shù)后1周 11.29± 0.62* 21.40±0.64☆ 4.74±0.14 4.59± 0.15術(shù)后4周 5.47± 0.47* 22.21±1.05☆ 4.54±0.19 4.37± 0.55術(shù)后8周 5.58± 0.11* 21.44±0.68☆ 4.78±0.68 4.35± 0.09

2.2 DPP-IV

與術(shù)前相比,D0組手術(shù)后第72小時空腹血清 DPP-Ⅳ已開始明顯下降 (P ＜0.05)。N0組術(shù)后72h空腹血清 DPP-Ⅳ下降 (P＜0.05);術(shù)后各時相點(diǎn) DO組的空腹血清 DPP-Ⅳ明顯低于相應(yīng)時間點(diǎn) DC組 (P＜0.05),術(shù)后各時相點(diǎn)NO組的空腹血清 DPP-Ⅳ明顯低于相應(yīng)時間點(diǎn) N C組(P＜0.05);DC組,NC組手術(shù)前后空腹血清 DPP-Ⅳ值無明顯變化。見表2。

表2 各組 DPP-IV變化 (± s,μ g/L)

表2 各組 DPP-IV變化 (± s,μ g/L)

注:DO、NO組與術(shù)前相比較*P ＜0.05;DO組與 DC、NO組與 NC組比較▲P ＜0.05。

組別 DO DC NO N C術(shù)前 530.2± 26.4 518.6± 18.0 512.3± 20.1 517.1± 25.5術(shù)后 72h 477.3± 22.2* 518.9± 30.2▲ 486.2± 22.6* 507.3± 16.9▲術(shù)后1周 381.6± 14.8* 529.2±18.3▲ 371.1±16.3* 513.4±26.0▲術(shù)后4周 158.6± 13.5* 520.4±20.3▲ 207.2±15.9* 511.4±20.2▲術(shù)后8周 153.4±9.2* 523.9±19.9▲ 185.2±14.5* 512.0±14.5▲

3 討論

3.1 胃轉(zhuǎn)流術(shù)對2型糖尿病的治療作用

GBP術(shù)降低血糖的機(jī)制剛開始認(rèn)為是 GBP后肥胖癥患者飲食減少和體重下降的結(jié)果[4],但后來對 GBP術(shù)后更長期的隨訪以及動物實(shí)驗(yàn),否定了此觀點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)使用 SD雄性大鼠制造非肥胖的2型糖尿病模型,GBP術(shù)后糖尿病大鼠的空腹血糖由術(shù)前的(20.84±1.98)mmol/L下降至術(shù)后第 8周的 (5.58±0.11)mmol/L(P ＜ 0.05)。2008年黑龍江省第一例 GBP手術(shù)是由我院首次開展,患者術(shù)后2個月后停用所有藥物和胰島素,且飲食正常,血糖、胰島素、糖基化血蛋白保持正常水平,目前隨訪血糖未出現(xiàn)反彈。

3.2 DPP-IV與 GBP后糖尿病大鼠血糖改善中的關(guān)系

目前大多數(shù)研究傾向于手術(shù)機(jī)制可能與腸-胰島軸的分泌改變有關(guān)。正常情況下食物經(jīng)過胃、十二指腸、空腸和回腸,并被消化吸收,胃轉(zhuǎn)流手術(shù)的獨(dú)特之處在于改變了食物的正常生理流向,手術(shù)通過阻斷胃、胃腸吻合、腸腸吻合等步驟最終完成。術(shù)后消化道功能分為兩個區(qū)域:(1)食物轉(zhuǎn)流區(qū):遠(yuǎn)端的胃、十二指腸及部分近段空腸,這段上消化道術(shù)后不再受食物刺激,導(dǎo)致分泌及合成“致糖尿病因子”減少,如DPP-IV;(2)食物流經(jīng)區(qū):近端胃、遠(yuǎn)段空腸及回腸,這段消化道提前接納未消化或未完全消化的食物,導(dǎo)致降糖類分泌激素增加如 GLP- 1。目前認(rèn)為以 DPP-IV和 GLP-1這 2種激素最受關(guān)注,其中以 DPP-IV為最終點(diǎn),且市場上已出現(xiàn)了 DPP-IV的抑制劑,發(fā)展最好的 DPP-Ⅳ抑制劑有默克公司的 sitagliptin(Januvia)中文名叫捷諾維 ,于2006年10月經(jīng)美國 FDA批準(zhǔn)上市,本實(shí)驗(yàn)亦是根據(jù)此藥得到的啟發(fā)。DPP-IV[5]最初被認(rèn)為是一種 T細(xì)胞活化抗原 CD26。DPP-Ⅳ在哺乳動物組織中表達(dá)較廣泛,但以十二指腸,近端空腸表達(dá)為主,DPP-Ⅳ可以迅速且特異性地裂解胰高血糖素樣肽-1(GLP-1),從而使其失去活性,影響 GLP-1的血糖調(diào)節(jié)等生理反應(yīng)。GLP-1的主要作用有:① GLP-1刺激胰島素分泌,抑制胰高血糖素分泌;② GLP-1改善β細(xì)胞功能;③GLP-1延緩胃排空;④GLP-1作用于胰島 α細(xì)胞 ,呈葡萄糖濃度依賴性抑制胰高血糖素的分泌。但由于天然 GLP-1在體內(nèi)很快被 DPP-Ⅳ降解,其半衰期僅有 1～ 2min,補(bǔ)充外源性 GLP-1,很快會被 DPP-IV降解,臨床價值不大。目前上市的 DPP-IV口服抑制劑被證明可以降低 DPP-IV的含量和活性,從而提高內(nèi)源性 GLP-1水平,延長其活性,使其能夠在血糖升高時控制糖尿病患者的血糖水平[6]。本實(shí)驗(yàn) GBP大鼠 DPP-IV由術(shù)前(530.2±26.4)μg/L至術(shù)后第8周下降為 (153.4± 9.2)μg/L(P ＜ 0.05)。提示 DPP-IV在 GBP改善糖尿病大鼠血糖中起重要作用。NO組 DPPIV由術(shù)前的 (512.3± 20.1)μ g/L下降到術(shù)后 8周的 (185.2±14.5)μg/L(P＜0.05),但手術(shù)對于 NO組大鼠血糖無影響,表明該手術(shù)不會影響正常大鼠血糖值。唯一的解釋是 GLP-1可能具有血糖依賴性的腸促胰島素分泌作用,隨著血糖水平下降,GLP-1促胰島素分泌作用減弱,故 GLP一 l的降血糖作用是自限性的,不會發(fā)生低血糖。

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