急性血糖波動(dòng)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(xì)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(dòng)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(dòng)的動(dòng)物大鼠模型，探討急性血糖波動(dòng)對活體雄性Wistar大鼠胰腺功能影響及機(jī)制。

材料和方法

1 實(shí)驗(yàn)材料

1．1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方法

2．1 建立血糖波動(dòng)動(dòng)物模型：大鼠適應(yīng)實(shí)驗(yàn)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(dòng)脈用于采血。大鼠術(shù)后恢復(fù)3d，進(jìn)行輸液。予25%葡萄糖注射液間斷輸注，每小時(shí)檢測血糖一次，使血糖在5mmol／L與20mmol／L之間波動(dòng)，每2h變動(dòng)血糖值一次，持續(xù)2h。所有實(shí)驗(yàn)大鼠輸液時(shí)間為48h［1，2］。

2．2 標(biāo)本采集：分別于實(shí)驗(yàn)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?，沉積的紅細(xì)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(dòng)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(biāo)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(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長逐漸升高（P＜0．05），而血清SOD的水平在實(shí)驗(yàn)的初期隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長呈逐漸升高的態(tài)勢（P＜0．05），在14h時(shí)達(dá)到高峰，而后逐漸下降（P＜0．05）；但是，MDA／SOD的比值隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)驗(yàn)的初期隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長呈逐漸升高的態(tài)勢（P＜0．05），在26h時(shí)達(dá)到高峰，而后逐漸下降（P＜0．05）；但是，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)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(rèn)識的深入，血糖波動(dòng)對機(jī)體組織細(xì)胞的影響正在成為糖尿病研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題。目前，針對急性血糖波動(dòng)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(dòng)活體大鼠模型，觀察急性血糖波動(dòng)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(shí)驗(yàn)［3］的擴(kuò)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(dòng)對大鼠胰島素分泌影響，也可以間接評價(jià)機(jī)體組織的胰島素敏感指數(shù)。

本研究顯示隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)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(jī)體內(nèi)氧自由基的蓄積，機(jī)體的抗氧化能力漸趨衰竭，導(dǎo)致機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)體氧化應(yīng)激增強(qiáng)的主要機(jī)制；②糖基化終末產(chǎn)物（AGE）堆積；③細(xì)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(dá)增強(qiáng)，也是ROS表達(dá)增加的重要原因［7］。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)初期為保持高糖平臺期，必須給予較高的輸注速率，這是因?yàn)楦哐谴碳せ铙w大鼠體內(nèi)胰島β細(xì)胞分泌胰島素的增加，但是隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行血糖波動(dòng)次數(shù)的增加，胰島素分泌呈下降，同時(shí)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(jī)體組織細(xì)胞對Ins反應(yīng)的指標(biāo)SI隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激增強(qiáng)，導(dǎo)致機(jī)體組織細(xì)胞對Ins的反應(yīng)下降。綜上所述，急性血糖波動(dòng)能導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)增加，后者導(dǎo)致機(jī)體分泌胰島素功能障礙及機(jī)體組織細(xì)胞胰島素反應(yīng)性下降，出現(xiàn)胰島素抵抗。

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