溫控型胰島素液體肛門栓對糖尿病兔的降血糖作用*

姜宗文，肖秋生，楊文慧，2，肖金寶，張寶寶

（1.中國人民解放軍第208醫(yī)院461臨床部，吉林 長春 130021； 2.內(nèi)蒙古林業(yè)總醫(yī)院，內(nèi)蒙古 牙克石 022150）

溫控型胰島素液體肛門栓對糖尿病兔的降血糖作用*

姜宗文1，肖秋生1，楊文慧1，2，肖金寶1，張寶寶1

（1.中國人民解放軍第208醫(yī)院461臨床部，吉林 長春 130021； 2.內(nèi)蒙古林業(yè)總醫(yī)院，內(nèi)蒙古 牙克石 022150）

目的 考察溫控型胰島素液體肛門栓對糖尿病兔的降血糖作用。方法 采用四氧嘧啶制備糖尿病兔模型，測定給藥前后糖尿病兔的血糖值和血清胰島素濃度；以陽性對照組（皮下注射胰島素）作為對照，比較不同劑量的溫控型胰島素液體肛門栓的降血糖作用和給藥后糖尿病兔的血清胰島素水平。結(jié)果 溫控型胰島素液體肛門栓給藥后，各劑量組糖尿病兔血糖下降、血清胰島素濃度上升，與陽性對照組比較有顯著性差異（P＜0.05）；低、中、高劑量組相對生物利用度（Fr）分別為33.08%，18.99%，15.35%，藥理相對生物利用度（Fp）分別為19.4%，13.3%，11.6%。結(jié)論 溫控型胰島素液體肛門栓給藥后可明顯降低糖尿病兔的血糖，升高血清胰島素水平。

胰島素；液體肛門栓；糖尿病兔；血糖；血清胰島素

糖尿病是由胰島素分泌絕對不足或相對不足、胰島素抵抗或兩者皆有引起的以高血糖為特征的代謝性疾病［1］。胰島素是糖尿病治療中控制血糖最重要的手段，1923年始用于治療糖尿病，至今已有90多年的歷史。胰島素的給藥方式一直以注射為主，這給患者長期用藥帶來了諸多不便與痛苦，且常伴有大量不良反應(yīng)發(fā)生。因此，胰島素的非注射給藥途徑研究成為一個熱點［2］。目前，胰島素的非注射給藥途徑主要有肺部吸入給藥［3］、鼻腔給藥［4］、口腔給藥［5］、眼部給藥［6］和直腸給藥［7］。本研究中的胰島素液體肛門栓直腸給藥，可避免藥物從肛門漏出，直腸黏膜吸收藥物又可避免首過效應(yīng)，提高藥物生物利用度（Fr）。本研究中利用糖尿病兔模型考察了溫控型胰島素液體肛門栓的降血糖效果，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

動物：健康日本大耳兔，雌雄各半，體重1.8～2.4 kg，由長春生物制品研究所有限責任公司提供，動物試驗許可證號SCXK（吉）2013－0002；飼養(yǎng)于中國人民解放軍第208醫(yī)院實驗動物中心，飼養(yǎng)環(huán)境溫度20～25℃，相對濕度40%～70%，通風良好。

儀器及試藥：溫控型胰島素液體肛門栓（中國人民解放軍第208醫(yī)院自制，批號為20131020，規(guī)格為100 IU／mL）為胰島素注射液（徐州萬邦生化制藥公司，批號為120924，規(guī)格為每支400 IU：10 mL）；四氧嘧啶（美國Sigma公司，批號為A7413－10G）；胰島素檢測試劑盒（北京泰格科信生物科技有限公司，批號為20130912，規(guī)格為48人份／盒）。血糖試紙（德國羅氏診斷有限公司，批號為23458953，規(guī)格為50條／盒）；CP225D型微量電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；DL－5B型離心機（上海菲恰爾分析儀器有限公司）；化學發(fā)光免疫分析儀（北京泰格科信生物科技有限公司）；血糖儀（羅康全活力型血糖儀）。

1.2 方法

糖尿病兔模型建立［8］：取45只健康日本大耳兔，購買后飼養(yǎng)1周。禁食8 h后，將四氧嘧啶用生理鹽水配制成5%的溶液，按100 mg／kg于半分鐘內(nèi)由兔耳緣靜脈注射入兔體內(nèi)，可自由進食和水。為了提高兔的成活率，在給藥3～4 h，7～8 h，14～15 h，24～25 h隨時測定血糖，若出現(xiàn)血糖值低于2 mmol／L，則立即靜脈注射50%葡萄糖注射液；若血糖值高于35 mmol／L，則皮下注射5 U／kg的胰島素注射液。48 h后基本渡過危險期，至72 h時測定空腹血糖值高于15 mmol／L，則視為造模成功。

分組與給藥：造模成功后，取36只糖尿病兔，隨機分為6組，每組6只。即陰性對照生理鹽水組（A組），空白栓劑組（B組），陽性對照皮下注射胰島素溶液組（5 U／kg，C組），溫控型胰島素液體肛門栓低劑量組（10 U／kg，D1組）、中劑量組（20 U／kg，D2組）；高劑量組（30 U／kg，D3組）。

觀察指標及檢測方法：將糖尿病兔編號、稱重。每只糖尿病兔在用藥前及用藥后0，30，60，90，120，180，240，300，360 min于耳緣靜脈采血2 mL，測定血糖值；同時，將血樣于3 000 r／min離心5 min后，取上層血清，置－20℃保存，測定血清胰島素。采用羅康全活力型血糖儀測定糖尿病兔的血糖，按說明書操作。采用人血清胰島素試劑盒測定糖尿病兔的血清胰島素濃度，試劑盒采用夾心法，使1株抗體包被微孔板制成固相抗體，另一株則采用HRP標記，使其成為HRP－抗體；向包被抗體的孔中加入待測樣本、HRP抗體，形成包被抗體－抗原－HRP抗體復(fù)合物；發(fā)生免疫反應(yīng)后除去未結(jié)合的HRP－抗體，再加入發(fā)光底物，使用光子計數(shù)儀測定待測樣本的發(fā)光值［5］。隨著待測樣本中胰島素濃度的升高，發(fā)光值逐漸上升且呈一定的線性關(guān)系。血清胰島素測定的濃度在5.0～180.0 μIU／mL范圍內(nèi)與發(fā)光值呈良好線性關(guān)系，回歸方程為 Y＝0.804 15X－6.136 87（r＝0.997 1）。

1.3 統(tǒng)計學處理

2 結(jié)果

2.1 試驗結(jié)果

給藥前后血糖值及胰島素濃度變化結(jié)果見表1和表2。

表1 溫控型胰島素液體肛門栓給藥前后糖尿病家兔血糖及血清胰島素濃度變化情況（±s，n＝6）

表1 溫控型胰島素液體肛門栓給藥前后糖尿病家兔血糖及血清胰島素濃度變化情況（±s，n＝6）

時間（min）0 30 60 90 120 180 240 300 360血糖（mmol／L）血清胰島素濃度（μU／mL）A組B組C組D1組D2組D3組A組B組C組D1組D2組23.8±8.8 23.1±8.3 22.6±7.5 22.9±8.1 23.0±8.4 23.0±9.4 23.0±8.8 22.8±7.0 23.7±8.4 29.0±6.1 29.7±6.3 28.9±6.3 29.8±6.4 28.8±5.3 29.0±6.5 29.0±5.1 29.3±6.5 29.2±5.4 29.0±2.2 21.8±3.2 14.6±6.6 11.8±4.0 11.3±5.3 14.1±4.2 20.4±5.3 24.8±6.8 26.1±4.6 21.2±6.3 18.0±5.2 14.2±4.5 12.8±5.1 13.5±4.2 15.6±5.3 18.0±7.2 19.9±7.6 22.8±6.5 26.0±7.9 22.6±7.3 17.9±6.2 17.9±6.2 17.6±7.6 20.2±7.7 23.2±7.8 25.6±7.9 27.1±7.4 24.0±4.1 18.2±5.5 13.6±6.0 14.2±5.3 15.5±5.4 17.7±6.2 20.9±6.1 23.1±5.8 24.4±4.9 12.0±5.2 11.3±3.1 14.7±4.8 16.1±7.7 14.6±10.4 13.4±10.5 12.7±11.5 13.0±4.8 13.4±7.6 20.7±17.1 15.8±16.7 16.8±5.5 14.6±3.7 13.9±7.3 19.6±9.2 16.9±7.2 14.7±6.5 15.4±7.6 16.3±7.9 52.4±18.9 84.4±24.8 128.4±16.8 144.6±32.2 93.5±19.6 81.1±17.9 56.2±20.7 27.1±19.9 14.1±4.3 47.4±16.1 79.4±25.5 98.0±17.6 92.3±41.3 64.6±10.4 39.3±11.6 29.6±20.3 11.4±5.3 15.8±9.4 50.6±14.9 91.5±20.5 105.8±16.5 97.6±9.9 64.8±18.6 47.7±18.3 26.8±15.5 14.5±6.8 D3組27.1±13.9 87.7±37.9 137.6±50.4 123.2±42.9 129.2±31.8 89.0±30.7 50.3±27.7 37.9±26.3 23.1±7.8

表2 不同劑量組數(shù)據(jù)分析（±s，n＝6）

表2 不同劑量組數(shù)據(jù)分析（±s，n＝6）

注：與A組比較，*P＜0.05，**P＜0.01。

組別A組C組D1組D2組D3組劑量（U／kg）20 5 10 20 30 AUC 5 470.5±1 599.1 29 385.7±3 267.8 19 439.2±2 658.9*22 319.0±2 632.2**27 058.2±9 235.1*AAC 87.5±20.4 3 348.0±544.9 1 302.0±476.0*1 780.3±346.1**2 340.5±320.0**Fr（%）Fp（%）33.08 18.99 15.35 19.4 13.3 11.6

2.2 結(jié)果分析

相對生物利用度（Fr）：采用梯形面積法計算血清胰島素藥物濃度曲線下面積（AUC），以皮下注射5 U／kg胰島素溶液的 AUC為對照，其他給藥組 AUC與其相比得到相應(yīng)的 Fr值。AUC的計算方法為：

AUC＝SUM［（ti＋1－ti）×（ci＋1＋ci）］／2×100%

Fr（%）＝AUC0－t×isg×Dose×sc／（AUC0－t×sc）×Dose×isg× 100%

式中 ti及 ci分別為各取血點所對應(yīng)的時間值和血清胰島素值。0－t為0～t min時間內(nèi)經(jīng)計算得到的值。isg及sc為溫控型胰島素液體肛門栓和皮下注射［9］。

藥理相對生物利用度（Fp）：采用梯形面積法計算血糖曲線上面積（AAC），以皮下注射5 U／kg胰島素的 AAC作為對照，其他各組給藥的AAC與其相比得到相應(yīng)的 Fp值。AAC的計算方法與AUC的計算方法類似。

AAC＝SUM｛（ti＋1－ti）×［（100－ci）＋（100－ci＋1）］／2｝

Fp（%）＝AAC0－t×isg×Dose×sc／（AAC0－t×sc×Dose×isg）× 100%

式中 ti及 ci分別為各取血點所對應(yīng)的時間值和血糖值。0－t為0～t min時間內(nèi)經(jīng)計算得到的值。isg及sc為溫控型胰島素液體肛門栓和皮下注射。

數(shù)據(jù)分析：藥效學數(shù)據(jù)見表1。可見，A組和B組糖尿病兔的血糖值及血清胰島素水平無明顯變化；糖尿病兔給予溫控型胰島素液體肛門栓后30～90 min為血糖的下降期，91～180 min為血糖的維持期，181～360 min為血糖的上升期，這表明糖尿病兔直腸黏膜對溫控型胰島素液體肛門栓有較好的吸收效果。糖尿病兔給予溫控型胰島素液體肛門栓后30～90 min為血清胰島素的上升期，91～120 min基本達最大濃度，121～360 min為血清胰島素的下降期，這表明溫控型胰島素液體肛門栓可提高糖尿病兔體內(nèi)的胰島素水平。因此，溫控型胰島素液體肛門栓用于糖尿病兔可升高血清胰島素水平、降低血糖。

3 討論

本研究中采用血糖儀測定糖尿病兔的血糖，采用放射免疫分析法測定血清胰島素濃度，2種方法均較成熟，經(jīng)常用于胰島素制劑的體內(nèi)研究，并且經(jīng)方法學考察，其準確度均符合要求［9］。本試驗結(jié)果表明，糖尿病兔給藥后各劑量組的相對生物利用度大于藥理相對生物利用度，可能是由于2種檢測方法的不同而造成。比較2種檢測方法，由于體內(nèi)胰島素及其他內(nèi)源性物質(zhì)的干擾，導致血清胰島素的測定結(jié)果相對偏差較大，不如血糖測定結(jié)果準確，但這2種測定方法可從2個不同的方面評價溫控型胰島素液體肛門栓的吸收情況。另外，低劑量組的藥理相對生物利用度和相對生物利用度均大于高劑量組，這與國內(nèi)外研究報道相似［5，10］。隨著劑量的增加，溫控型胰島素液體肛門栓對糖尿病兔的降血糖作用逐漸增強，血清胰島素水平亦逐漸增加，顯示出該制劑的生物效應(yīng)隨劑量的增加呈遞增趨勢；不同劑量（X）與 AUC之間呈線性關(guān)系，AUC＝380.9 X＋15 320，r＝0.990 2。

同A組比較，各劑量組的血清胰島素濃度升高，說明糖尿病兔胰島內(nèi)的β細胞大量被破壞，致使體內(nèi)血清胰島素水平明顯下降（而血糖上升）。糖尿病兔肛門給予不同劑量的肛門栓后，血清胰島素水平有不同程度的增加，且與劑量呈正比，表明溫控型胰島素液體肛門栓有提高糖尿病兔血清胰島素水平的趨勢。

綜上所述，溫控型胰島素液體肛門栓具有降低血糖、升高血清胰島素的作用，表明該劑型的給藥途徑是可行的；從血清胰島素－經(jīng)時變化曲線看，本劑型的作用大小與皮下注射接近，說明該劑型的釋藥速率與皮下注射相當，且兩者生物效應(yīng)相似；同時，直腸給藥避免了首過效應(yīng)，且給藥方便，溫控型胰島素液體肛門栓有望成為皮下注射胰島素的替代方式。

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Hypoglycemic Effect of Thermo-Regulated Insulin Liquid Anal Suppository in Diabetic Rabbit

Jiang Zongwen1，Xiao Qiusheng1，Yang Wenhui1，2，Xiao Jinbao1，Zhang Baobao1
（1.Department of 461 Clinic，208 Hospital of PLA，Changchun，Jilin，China 130021； 2.Neimenggu Forestry General Hospital，Yakeshi，Neimenggu，China 022150）

ObjectiveTo investigate the hypoglycemic effect of the thermo-regulated insulin liquid anal suppository in diabetic rabbit.MethodsThe diabetic rabbit model was prepared by adopting alloxan.The blood sugar and serum insulin concentration before and after medication in the diabetic rabbits were detected.With the positive control group（subcutaneous injection of insulin）as control，the hypoglycemic effects of different doses of thermo-regulated insulin liquid anal suppository and the serum insulin levels after medication were compared.ResultsCompared with the positive control group，the blood sugar levels after giving the thermo-regulated insulin liquid anal suppository in the various doses groups were decreased and the serum insulin levels were increased，the differences had statistical significance（P＜0.05）；the relative bioavailability（Fr）in the low，medium and high dose groups was 33.08%，18.99% and 15.35% respectively；the pharmacological relative bioavailability（Fp）of low，medium and high dose groups was 19.4%，13.3% and 11.6% respectively.ConclusionThe thermo-regulated insulin liquid anal suppository can obviously reduce the blood sugar and increase the serum insulin level in diabetic rabbit.

insulin；liquid anal suppository；diabetic rabbit；blood sugar；serum insulin

R965；R977.1＋5

A

1006－4931（2015）02－0042－03

姜宗文，碩士研究生，副主任藥師，研究方向為醫(yī)院藥學和新藥研發(fā)，（電話）0431－86946285（電子信箱）jzw461＠163.com；肖秋生，碩士研究生，副主任藥師，研究方向為藥劑學和醫(yī)院管理，本文通訊作者，（電話）0431－86946285（電子信箱）jiangzw5637＠163.com。

2014－04－12；

2014－08－04）

*吉林省科技發(fā)展計劃項目，項目編號：201205033。