糖尿病大鼠腦額葉皮層血流量的經(jīng)時(shí)變化

楊明艷，王 玥，畢田田，畢玉瑩，王冬雪，趙 瑛

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

糖尿病大鼠腦額葉皮層血流量的經(jīng)時(shí)變化

楊明艷，王 玥，畢田田，畢玉瑩，王冬雪，趙 瑛

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

目的探討糖尿病大鼠腦額葉皮層血流量的動(dòng)態(tài)變化，初步研究其與主要血管活性物質(zhì)變化的關(guān)系，為進(jìn)一步研究糖尿病認(rèn)知障礙以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能變化提供前期基礎(chǔ)。方法34只♂ Wistar大鼠隨機(jī)分為空白對(duì)照組和糖尿病模型組。模型組腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)60 mg·kg-1復(fù)制糖尿病模型，葡萄糖氧化酶法測(cè)定72 h空腹血糖≥16.7 mmol·L-1作為成模標(biāo)準(zhǔn)，血糖儀連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)定FBG，Morris水迷宮檢測(cè)糖尿病大鼠學(xué)習(xí)記憶能力，雙通道激光多普勒血流儀檢測(cè)大鼠90 d額葉皮層血流量。另取34只♂ Wistar大鼠分組造模同前，連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)造模d 0、7、14、21、28、35、42、56、75額葉皮層血流量；ELISA法檢測(cè)腦脊液中iNOS、cNOS和ET-1的濃度。結(jié)果Morris水迷宮檢測(cè)顯示，糖尿病模型組大鼠從訓(xùn)練第6次逃避潛伏期明顯延長(zhǎng)(P<0.05)，額葉皮層血流量/100 g體重明顯降低(P<0.05)；額葉皮層血流量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，糖尿病大鼠造模d 21腦血流量/100 g體重下降(P<0.05)，并在相似水平持續(xù)到成模d 75(P<0.01，P<0.05)；與對(duì)照組相比，模型組腦脊液中iNOS和cNOS濃度明顯升高(P<0.05)，ET-1濃度明顯下降(P<0.01)。結(jié)論糖尿病認(rèn)知障礙大鼠額葉皮層血流量減少，提示腦血流量的減少可能是導(dǎo)致糖尿病發(fā)生認(rèn)知障礙的因素之一。糖尿病動(dòng)態(tài)腦血流量檢測(cè)顯示腦血流量減少發(fā)生在糖尿病早期，之后并無(wú)明顯繼續(xù)惡化。腦血流減少可能與NO、ET-1濃度變化無(wú)明顯關(guān)系，但腦血流的變化趨勢(shì)可能與二者變化有關(guān)。

糖尿??；腦額葉皮層；腦血流量；雙通道激光多普勒血流儀；NOS；ET-1糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一種以高血糖為主要特征的慢性代謝性疾病，其發(fā)病率逐年增高[2]，并伴有多種并發(fā)癥，涉及心臟、眼、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)等[1]。有關(guān)DM中樞神經(jīng)病變及其與血管病變的關(guān)系，近年正逐漸引起重視。文獻(xiàn)報(bào)道，DM患者及DM動(dòng)物模型中常伴有腦血流量(cerebral blood flow，CBF)減少的現(xiàn)象[2-3]。同時(shí)，有報(bào)道稱臨床DM患者腦血流量下降多出現(xiàn)在DM早期[4-5]。那么，DM大鼠腦血流下降發(fā)生在何時(shí)，呈現(xiàn)什么樣的變化趨勢(shì)，是否與糖尿病認(rèn)知障礙發(fā)生發(fā)展有關(guān)，機(jī)制如何？為此，本論文采用鏈脲佐菌素(streptozocin，STZ)復(fù)制DM大鼠模型，在明確DM認(rèn)知障礙大鼠腦血流量變化的基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)DM大鼠模型建立后，額葉皮層血流量的連續(xù)變化，分析變化趨勢(shì)，并初步探討其變化的機(jī)制。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物♂Wistar大鼠，SPF級(jí)，購(gòu)自長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司。許可證號(hào)：SCXK(吉)-2011-0004，合格證號(hào)：201600012587。控制室溫在(23±2)℃的范圍內(nèi)，相對(duì)濕度45%～55%，動(dòng)物自由飲水?dāng)z食。

1.2試劑與儀器鏈脲佐菌素(美國(guó)Sigma公司)；水合氯醛(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)；內(nèi)皮素-1(endothelin 1，ET-1)試劑盒(上海酶聯(lián)生物科技有限公司)；一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)試劑盒(南京建成生物科技有限公司)；葡萄糖測(cè)定試劑盒(上海榮盛生物藥業(yè)有限公司)。moorVMS雙通道激光多普勒監(jiān)測(cè)儀(英國(guó)Moor instruments公司)；Stoelting標(biāo)準(zhǔn)型單臂腦立體定位儀(美國(guó)Stoelting公司)；RT-6000酶標(biāo)分析儀(RAYTO公司)；T6紫外分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)；血糖儀(測(cè)利得雅思血糖儀公司)。

1.3實(shí)驗(yàn)動(dòng)物頭顱預(yù)處理實(shí)驗(yàn)前1周，所有大鼠麻醉后俯臥，放置于腦立體定位儀上，固定頭部，采取平顱固定法進(jìn)行大鼠頭顱的立體定位。之后頭部剃毛，剪開(kāi)頭部皮膚2 cm，用過(guò)氧化氫擦拭清除軟組織，暴露出顱骨。參照Paxions-Watson大鼠腦立體定位圖譜(第6版)[6]，確定額葉(FrA)位置(中心點(diǎn)為前囟前5 mm，矢狀縫右側(cè)旁開(kāi)2 mm)，為后期正式實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

1.4麻醉、生物節(jié)律對(duì)腦血流量變化的影響

1.4.1麻醉時(shí)間對(duì)腦血流量變化的研究 取♂Wistar大鼠8只，體質(zhì)量180～220 g，適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，腹腔注射10%水合氯醛0.3 g·kg-1麻醉，用moorVMS激光多普勒血流檢測(cè)儀(LDF)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理，將多普勒光纖探頭固定至額葉處，記錄麻醉10、20、30、40、50 min后腦血流量，并在不同時(shí)間點(diǎn)均連續(xù)觀測(cè)10 min，通過(guò)軟件分析每10 min的平均腦血流量(Flux)、紅細(xì)胞濃度(Conc)、紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度(Speed)、回光強(qiáng)度(DC)。

1.4.2生物節(jié)律對(duì)大鼠腦血流量變化的影響 動(dòng)物適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，取♂Wistar大鼠9只，體質(zhì)量180～220 g，在8 ∶00測(cè)定腦血流，連續(xù)測(cè)定3 d，隨后在12 ∶00測(cè)定腦血流，連續(xù)測(cè)定3 d，最后在16 ∶00測(cè)定腦血流，連續(xù)測(cè)定3 d，觀察日間不同時(shí)間點(diǎn)的Flux、Conc、Speed、DC變化。另取♂Wistar大鼠9只，分別在同一天8 ∶00、12 ∶00、16 ∶00 3個(gè)時(shí)間段測(cè)定Flux、Conc、Speed、DC，測(cè)定方法與“1.4.1”中步驟相同。

1.5DM認(rèn)知障礙大鼠腦額葉皮層血流量變化研究

1.5.1動(dòng)物模型建立 34只♂ Wistar大鼠，體質(zhì)量180～220 g。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為對(duì)照組(n=10)、DM模型組(n=24)。禁食不禁水16 h，以冰浴的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液將STZ粉末溶解，冰浴避光操作，新鮮配制1%的STZ溶液。模型組按照給藥劑量60 mg·kg-1腹腔注射，冰上避光操作，10 min內(nèi)注射完畢，避免STZ溶液失效。對(duì)照組腹腔注射相同劑量檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。

1.5.2血糖水平連續(xù)測(cè)定 STZ腹腔注射72 h后，測(cè)空腹血糖，實(shí)驗(yàn)前1 d更換墊料，禁食12 h，自由飲水。采用肝素化的毛細(xì)管，眼底靜脈叢取血0.5 mL，3 500 r·min-1離心10 min，分離血漿，采用葡萄糖氧化酶法測(cè)定血糖，具體操作按試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。選擇空腹血糖≥16.7 mmol·L-1動(dòng)物納入實(shí)驗(yàn)[7-8]。造模后d 30、45、60、80用血糖儀測(cè)定空腹血糖(fast blood glucose，F(xiàn)BG)。血糖恢復(fù)的動(dòng)物剔除。

1.5.3Morris水迷宮實(shí)驗(yàn) 造模d 80對(duì)各組大鼠進(jìn)行水迷宮實(shí)驗(yàn)，所有大鼠在正式實(shí)驗(yàn)前1 d，在不放平臺(tái)及標(biāo)記物的水迷宮中自由游泳2 min，以適應(yīng)水中環(huán)境，避免大鼠應(yīng)激反應(yīng)。Morris水迷宮為直徑150 cm、高50 cm的圓形水池，水池內(nèi)壁被漆為黑色，水池被4個(gè)等距點(diǎn)分為4個(gè)象限，分別在4個(gè)象限池壁的中心貼上不同標(biāo)記物，為三角形、正方形、圓形和五角星白色紙片。平臺(tái)放入其中1個(gè)象限的中心，低于水面2 cm，控制水溫在(23.0±2.0)℃。對(duì)大鼠進(jìn)行Morris水迷宮學(xué)習(xí)訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)時(shí)將大鼠在除目標(biāo)象限(平臺(tái)所在象限)之外的3個(gè)象限隨機(jī)面對(duì)池壁放入水中，記錄大鼠的登臺(tái)時(shí)間(逃避潛伏期，以下統(tǒng)稱潛伏期)作為評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成績(jī)的指標(biāo)，潛伏期下降即學(xué)習(xí)成績(jī)提高。大鼠在90 s內(nèi)找到平臺(tái)后，允許大鼠在平臺(tái)上停留10 s，潛伏期為大鼠找到平臺(tái)的時(shí)間；如果大鼠在90 s內(nèi)未找到平臺(tái)，則潛伏期記為90 s，然后將大鼠引導(dǎo)登上平臺(tái)，允許其在平臺(tái)上停留10 s，讓其根據(jù)4個(gè)象限的參照物進(jìn)行空間學(xué)習(xí)記憶，并減少大鼠緊張。每次訓(xùn)練完成后將大鼠取出擦干，以防止低體溫造成的應(yīng)激。

1.5.4DM認(rèn)知障礙大鼠腦額葉皮層血流量測(cè)定 在模型建立d 90，大鼠腹腔注射10%水合氯醛0.3 g·kg-1麻醉，用moorVMS激光多普勒血流檢測(cè)儀(LDF)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理，將多普勒光纖探頭固定至額葉處，麻醉20 min后，連續(xù)觀測(cè)10 min，通過(guò)軟件分析每10 min的平均Flux，并計(jì)算Flux/100 g=Flux÷大鼠體質(zhì)量×100 g。

1.6DM大鼠腦額葉皮層血流量的動(dòng)態(tài)測(cè)定

1.6.1DM模型建立 另取34只♂Wistar大鼠，體質(zhì)量180～220 g。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為對(duì)照組(n=10)、DM模型組(n=24)。造模方法見(jiàn)“1.5.1”。

1.6.2血糖測(cè)定水平連續(xù)測(cè)定 測(cè)定方法與“1.5.2”操作步驟相同。分別在造模后d 3、18、32、46、60、73用血糖儀測(cè)定FBG，造模后d 11、25、39、53、67用血糖儀測(cè)定隨機(jī)血糖(random blood glucose，RBG)。

1.6.3大鼠腦額葉皮層血流量的動(dòng)態(tài)測(cè)定 測(cè)定方法與“1.5.4”操作步驟相同。分別在造模d 0、7、14、21、28、35、42、56、75測(cè)定大鼠腦血流量，并計(jì)算Flux/100 g=Flux÷大鼠體質(zhì)量×100 g。

1.7大鼠腦脊液中NOS和ET-1的測(cè)定大鼠采用10%水合氯醛0.3 g·kg-1腹腔注射麻醉。將大鼠固定于腦立體定位儀上，保證操作臺(tái)水平，兩側(cè)耳桿在同一直線，門齒桿較耳桿低0.33 cm。以食指摸后腦的三角區(qū)域，在三角區(qū)域上方插入已磨至2～3 mm的頭皮針，末端連接1 mL注射器，慢慢抽取腦脊液。若未見(jiàn)腦脊液流出，可輕微旋轉(zhuǎn)針體。采集腦脊液后，用ELISA法檢測(cè)結(jié)構(gòu)型一氧化氮合酶(constitutive nitric oxide synthasec，NOS)=神經(jīng)型(neuronal nitric oxide synthase，nNOS)+內(nèi)皮型(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(induced nitric oxide synthase，iNOS)和ET-1的濃度，各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定嚴(yán)格參照試劑盒說(shuō)明書操作。

2 結(jié)果

2.1麻醉、生物節(jié)律對(duì)大鼠腦血流量的影響

2.1.1麻醉后不同時(shí)間對(duì)大鼠腦血流量的影響 大鼠在麻醉后10、20、30、40、50 min分別使用多普勒血流儀檢測(cè)，由Tab 1可見(jiàn)，F(xiàn)lux、Conc、Speed、DC均沒(méi)有明顯變化(P>0.05)，即在麻醉后10～50 min內(nèi)選擇任意時(shí)間開(kāi)始檢測(cè)腦血流均可。本研究在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，每只大鼠均在腹腔注射水合氯醛后20 min開(kāi)始測(cè)腦血流量。

2.1.2生物節(jié)律對(duì)大鼠腦血流量的影響 Tab 2～4結(jié)果顯示，大鼠日間、日內(nèi)Flux、Conc、Speed、DC均沒(méi)有明顯變化(P>0.05)。生物節(jié)律對(duì)大鼠腦血流量的測(cè)定沒(méi)有影響。

2.2DM認(rèn)知障礙大鼠實(shí)驗(yàn)中相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.2.1DM成模狀況 本次實(shí)驗(yàn)以注射STZ 72 h后，空腹血糖≥16.7 mmol·L-1為成模標(biāo)準(zhǔn)，24只模型組大鼠，成模19只，成模率為79.2%。整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間死亡8只，死亡率為42.1%。

2.2.2DM大鼠空腹血糖變化 如Fig 1所示，造模d 3、30、45、60、80，模型組大鼠的血糖明顯高于對(duì)照組(P<0.01)，一直維持高血糖狀態(tài)。

2.2.3Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果 Tab 5水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，DM大鼠從訓(xùn)練第6次開(kāi)始，與對(duì)照組相比潛伏期明顯延長(zhǎng)(P<0.01)，并持續(xù)至訓(xùn)練第10次。DM大鼠在行為學(xué)上出現(xiàn)認(rèn)知障礙表現(xiàn)。

2.2.4DM認(rèn)知障礙大鼠腦血流量比較 DM認(rèn)知障礙大鼠在造模d 90測(cè)定腦血流量變化，如Fig 2所示，與對(duì)照組相比，DM模型鼠腦血流量明顯降低(P<0.05)。

Tab 1 Anesthesia at different time of CBF in rats(±s, n=8)

Tab 2 Day 8 ∶00 AM and 12 ∶00 AM cerebral blood flow changes(±s, n=9)

Tab 3 Day 16 ∶00 cerebral blood flow changes(±s, n=9)

Tab 4 Intraday cerebral blood flow changes(±s, n=9)

Tab 5 Morris water maze latency(±s，s)

*P<0.05,**P<0.01vscontrol

Fig 1 Fast blood glucose level(±s)

**P<0.01vscontrol

Fig 2 Cerebral blood flow changes(±s)

*P<0.05vscontrol

2.3DM大鼠動(dòng)態(tài)腦額葉皮層血流量的變化中相關(guān)指標(biāo)結(jié)果

2.3.1DM成模狀況及代謝情況 24只模型組大鼠，成模20只，成模率為83.3%，整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間死亡6只，死亡率為30%。模型組的食量、水量，在造模的d 8、15、22、29、36、43、50、57、64均明顯高于對(duì)照組。模型組體質(zhì)量從造模d 15開(kāi)始，與對(duì)照組相比差異有顯著性，且模型組體質(zhì)量在50 d內(nèi)一直維持恒定(Tab 6)。

2.3.2血糖水平變化 模型組的FBG在造模的第72 h(注射STZ的d 4)、d 18、32、46、60、73均明顯高于對(duì)照組(P<0.01)；模型組的RBG在造模的d 11、25、39、53、67均明顯高于對(duì)照組(P<0.01)，見(jiàn)Fig 3、4。

Fig 3 Changes in fast blood glucose level(±s )

**P<0.01vscontrol

Fig 4 Changes in random blood glucose level(±s)

**P<0.01vscontrol

2.3.3DM大鼠腦額葉皮層血流量動(dòng)態(tài)變化 實(shí)驗(yàn)期間，對(duì)照組大鼠體質(zhì)量有明顯變化，為避免體質(zhì)量對(duì)腦血流量的影響，腦血流量各指標(biāo)均采用每100 g體重值比較(Tab 7)。DM模型建立75 d內(nèi)，對(duì)照組Flux/100 g沒(méi)有明顯變化(P>0.05)，模型組Flux/100 g在造模d 21自身比較有明顯降低(P<0.05)，并持續(xù)至d 75。

2.4DM大鼠腦脊液中iNOS、cNOS和ET-1的變化如Tab 8所示，DM造模d 75，與對(duì)照組相比，模型組大鼠腦脊液中iNOS和cNOS明顯升高(P<0.05)，ET-1明顯下降(P<0.01)。提示DM腦血流量的降低引發(fā)機(jī)體腦內(nèi)發(fā)生自我保護(hù)反應(yīng)。

3 討論

經(jīng)顱多普勒較常用于大鼠腦血流量的檢測(cè)，但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變化因素較多，麻醉時(shí)間、生物節(jié)律等是否會(huì)對(duì)大鼠腦血流量產(chǎn)生影響，尚不明確。為了客觀描述這些因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，本實(shí)驗(yàn)首先對(duì)以上兩個(gè)方面對(duì)大鼠腦血流量的影響進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，麻醉后10～50 min內(nèi)，各時(shí)間點(diǎn)之間大鼠腦血流量沒(méi)有明顯變化，選擇其中任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始檢測(cè)腦血流量均可，在后期實(shí)驗(yàn)研究中選擇注射水合氯醛20 min后開(kāi)始檢測(cè)腦血流量。人和動(dòng)物都存在有規(guī)律的循環(huán)往復(fù)的周期性運(yùn)動(dòng)，即“生物節(jié)律”。本研究發(fā)現(xiàn)，在8 ∶00、12 ∶00、16 ∶00大鼠腦血流量無(wú)論是日間還是日內(nèi)均沒(méi)有明顯變化。因此，生物節(jié)律對(duì)腦血流量的變化無(wú)影響，且麻醉次數(shù)對(duì)腦血流量也沒(méi)有影響，日間每天麻醉1次、連續(xù)麻醉3 d、日內(nèi)1 d麻醉3次，對(duì)腦血流量均沒(méi)有影響。排除生物節(jié)律對(duì)腦血流量的影響后，為了進(jìn)一步防止時(shí)間順序可能造成的影響，在實(shí)驗(yàn)中又采用隨機(jī)數(shù)字表抽取實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

Tab 6 Changes in body weight, food intake and water intake

**P<0.01vscontrol

Tab 7 Changes in Flux/100 g in control group and diabetic group(±s,PU)

*P<0.05,**P<0.01vsd 7

Tab 8 Comparison of iNOS, cNOS and ET-1

*P<0.05,**P<0.01vscontrol

本實(shí)驗(yàn)采用STZ 60 mg·kg-1一次性大劑量注射復(fù)制DM大鼠模型，與對(duì)照組大鼠相比，DM大鼠在90 d內(nèi)血糖升高并維持穩(wěn)定，體質(zhì)量下降，食量、水量均明顯增多，符合DM大鼠模型特征[9-10]。通過(guò)經(jīng)典的Morris水迷宮方法對(duì)兩組大鼠進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶能力的行為學(xué)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)STZ誘導(dǎo)的DM模型大鼠較對(duì)照組大鼠潛伏期延長(zhǎng)，出現(xiàn)學(xué)習(xí)記憶能力下降的表現(xiàn)。

腦血流量的變化是很多腦血管疾病的病理生理基礎(chǔ)之一。DM患者和動(dòng)物中多伴有腦血流量減少的現(xiàn)象[2-3]，但DM認(rèn)知障礙大鼠是否也有腦血流量的異常變化，未見(jiàn)報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)首先對(duì)DM認(rèn)知障礙大鼠在模型建立d 90測(cè)定腦額葉皮層血流量，發(fā)現(xiàn)認(rèn)知障礙大鼠腦額葉皮層血流量明顯降低。但DM發(fā)生認(rèn)知障礙前，大鼠腦血流量的動(dòng)態(tài)變化軌跡以及何時(shí)出現(xiàn)腦血流量減少？實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DM大鼠在造模d 21 Flux/100 g開(kāi)始出現(xiàn)明顯減少，并持續(xù)至d 75，說(shuō)明DM在發(fā)生認(rèn)知障礙前腦血流量就出現(xiàn)明顯降低，提示腦血流量的減少可能是導(dǎo)致DM發(fā)生認(rèn)知障礙的因素之一。與臨床中DM患者腦血流量下降出現(xiàn)在DM早期的結(jié)果相符[4-5]。腦血流指標(biāo)均采用每100 g體重值比較，實(shí)驗(yàn)期間對(duì)照組大鼠體質(zhì)量出現(xiàn)明顯增多，為更科學(xué)地比較腦血流量變化，對(duì)照組與模型組均用Flux/100 g比較。

DM認(rèn)知障礙大鼠腦血流量下降的原因尚不明確，腦缺血可以引發(fā)嚴(yán)重的神經(jīng)損傷，影響病人的神經(jīng)功能恢復(fù)和預(yù)后[11]。iNOS、cNOS和ET-1作為血管活性物質(zhì)，檢測(cè)其在腦脊液中的濃度發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，DM大鼠cNOS、iNOS濃度明顯升高，ET-1濃度明顯下降，其原因可能是腦血流量的減少引發(fā)機(jī)體本身發(fā)生自我保護(hù)作用(即自身調(diào)節(jié)功能)所致；而DM腦脊液內(nèi)cNOS、iNOS濃度升高，ET-1濃度下降，也可能是DM后期腦血流量不再持續(xù)下降的原因之一。iNOS作為病理性的一氧化氮合酶，其濃度增加可能使NO生成增多，NO作為活性氧，誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，腦內(nèi)出現(xiàn)氧化損傷，進(jìn)而造成腦組織的氧化損傷，這也可能是造成認(rèn)知障礙的因素之一。腦血流量下降的原因可能是：① DM患者長(zhǎng)期高血糖引起毛細(xì)血管基底膜增厚，患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)纖維出現(xiàn)神經(jīng)元退行性病變，神經(jīng)元功能減退，葡萄糖利用減少而導(dǎo)致腦局部供血量不足[4-5]；② DM患者常伴隨脂質(zhì)代謝紊亂，造成血液黏稠度升高，血流緩慢，基底膜糖類沉積，脂肪樣和透明樣變性，微小血管內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)，長(zhǎng)期DM患者的腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)受損，導(dǎo)致腦血流減少[12]；③ 患有DM時(shí)，有血內(nèi)韋氏因子和血小板黏附力增加，對(duì)二磷酸腺苷、腎上腺素、膠原纖維、花生四烯酸的敏感性增加，血管收縮強(qiáng)烈，可明顯增加血流阻力，使腦缺血程度明顯加重，腦缺血時(shí)間明顯延長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)室將在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步對(duì)其下降機(jī)制進(jìn)行研究。

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Dynamicchangesofbloodflowinfrontalcortexofdiabeticrats

YANG Ming-yan, WANG Yue, BI Tian-tian, BI Yu-ying, WANG Dong-xue, ZHAO Ying

(1.CollegeofPharmacy,HarbinUniversityofCommerce,Harbin150076,China)

AimTo investigate the changes of cerebral blood flow in rats with diabetic cognitive impairment by two-channel laser Doppler flowmeter, and to explore the changes of cerebral blood flow in diabetic rats with cognitive impairment and to investigate the changes of cerebral blood flow lesions and the central nervous system function changes in the study to provide pre-foundation.MethodsThirty-four male Wistar rats were randomly divided into two groups: blank control group and diabetic model group. The rats in the model group were treated with streptozotocin(STZ) 60 mg·kg-1, and the glucose oxidase method was used to determine fasting blood glucose≥16.7 mmol·L-1as the standard of the model. The Water maze was used to observe the behavioral changes of diabetic rats. Dual-channel laser doppler flowmeter was used to measure cerebral blood flow in diabetic rats with cognitive impairment. Another 34 male Wistar rats were randomly divided into two groups: control group and diabetic model group. Dual-channel laser doppler flowmeter was used to dynamically monitor cerebral blood flow on 0 d, 7 d, 14 d, 21 d, 28 d, 35 d, 42 d, 56 d and 75 d. ELISA was applied to detect the concentration of iNOS, cNOS and ET-1 in cerebrospinal fluid.ResultsMorris water maze test showed that the time of the platform (latency) was significantly longer than that of the blank control group(P<0.05). The cerebral blood flow/100 g of diabetic rats with cognitive impairment was significantly lower than that of the control group(P<0.05), and the blood flow in the model group was significantly lower than that in the model group(P<0.05).Compared with control group, iNOS and cNOS concentrations were markedly elevated, while ET-1 concentration obviously decreased.ConclusionsThe decrease of blood flow in the frontal cortex of diabetic rats with cognitive impairment suggests that it may be one of the factors leading to cognitive impairment in diabetes mellitus. Cerebral blood flow reduction occurs in the early stages of diabetes, followed by no significant deterioration. Cerebral blood flow may not be related to the changes of NO and ET-1, but the trend of cerebral blood flow may be related to the change of the two.

diabetes mellitus; brain frontal cortex; CBF; dual-channel laser doppler flowmeter; NOS; ET-1

A

1001-1978(2017)11-1517-07

R-332；R322.81；R331.37；R338.64；R587.1

時(shí)間：2017-10-10 10:05 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20171010.1005.018.html

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.11.009

2017-08-15,

2017-09-10

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 81673871)

楊明艷(1992-)，女，碩士生，研究方向：中藥防治重大疾病，E-mail：664296882@qq.com； 趙 瑛(1960-)，女，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：中藥防治重大疾病，通訊作者，E-mail：zhaoy219@163.com