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研究背景及目的糖尿病是由多种病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢紊乱。胃肠道是糖尿病较易累及的主要系统之一。糖尿病胃轻瘫是指糖尿病患者并发胃蠕动减慢或缺如以及胃排空延迟等消化系统症候群,如恶心、呕吐、早饱、腹胀、腹痛、食欲不振等。据报道,糖尿病胃轻瘫发病率高达30~50%,而大约半数的糖尿病患者存在胃排空障碍,其机制主要与高血糖及其导致的自主神经神经病变、胃肠激素分泌异常、胃肠平滑肌变性、微血管病变及代谢紊乱等有关,其中高血糖是主要的基础病因。Ghrelin是近年来新发现的一种由28个氨基酸残基组成的脑肠肽激素,主要由胃底部黏膜泌酸腺X/A细胞合成并分泌入血,其氨基酸序列与胃动素相似,受体之间也有50%的同源性,因此Ghrelin也称胃动素相关肽,可以自由通过血-脑屏障。Ghrelin主要通过与中枢和(或)外周,激活迷走神经通路及胆碱能通路,产生神经冲动,进而产生一系列生物效应:如刺激垂体前叶释放生长激素(GH)、增加食欲、调节能量平衡、促进摄食、胃酸分泌和胃肠蠕动,加速胃排空等。为此,我们推测Ghrelin可能在糖尿病胃轻瘫的发生和发展方面起重要作用,并进行了以下三个方面的研究:1.研究糖尿病胃轻瘫患者胃黏膜Ghrelin的表达与血糖水平、胃排空变化的关系。2.研究血糖变化对糖尿病大鼠胃排空功能与胃组织Ghrelin表达的影响,探讨不同病期糖尿病胃排空延迟与Ghrelin表达的关系。3.研究5-羟色胺4(5-HT4)受体部分激动剂(马来酸替加色罗)对糖尿病大鼠胃排空功能及胃组织Ghrelin、P物质表达的影响,探讨5-HT4受体部分激动剂对糖尿病胃轻瘫的作用机制及其可能的治疗作用。方法1.收集30例DGP患者并按近1周血糖控制水平,血糖小于9mmol/L和大于或等于9mmol/L分为糖尿病胃轻瘫A、B两组;根据功能性胃肠病罗马Ⅲ分类标准,收集20例临床表现类似消化不良,经全面检查排除器质性消化不良,拟诊为功能性消化不良(FD)的患者做为对照组(FD组),分别采用核素法与免疫组化技术检测两组患者的胃液体排空功能及胃黏膜Ghrelin的表达。2.购置60只Wistar大鼠随机分为正常对照组(NC组)、糖尿病组(DM组)、胰岛素干预组(INS组)。糖尿病组与胰岛素干预组大鼠以60mg/kg的剂量一次性腹腔注射1%STZ(用柠檬酸缓冲液配制)。注射后72h剪尾取血,用血糖仪测随机血糖≥16.7mmol/L确定为糖尿病模型建立。胰岛素干预组大鼠于给药后第4天开始隔日皮下注射长效胰岛素2U。注射链脲佐菌素后1周、4周,各组随机取一半数量的大鼠,称体重、测空腹血糖,进行实验。用酚红灌胃法检测胃排空;用免疫组化、半定量RT-PCR技术检测大鼠胃组织Ghrelin及其mRNA的表达。3.将50只Wistar大鼠随机分为正常对照组(NC组)、糖尿病组(DM组)、低剂量替加色罗治疗组(TEG-L组)、中剂量替加色罗治疗组(TEG-M组)、高剂量替加色罗治疗组(TEG-H组)。腹腔注射链脲佐菌素(STZ)制备糖尿病大鼠模型,8周后分别以0.1mg/kg、0.5 mg/kg、1mg/kg的剂量给予TEG-L、M、H组大鼠腹腔注射替加色罗连续3天,采用酚红灌胃法检测胃排空,用免疫组化技术检测各组大鼠胃黏膜Ghrelin与胃窦组织SP的表达。结果1.临床实验研究发现,所有患者口服99mTc-DTPA标记的生理盐水后,早期胃显影清晰,形态规则,放射性分布均匀,随时间延长胃显影逐渐变淡。连续观察2h,经线性平滑校正后,DGP-A组患者平均胃半排空时间为24.57min,明显快于FD组患者(P<0.01);DGP-B组患者平均胃半排空时间为41.92min,较DGP-A组与FD组明显减慢(P<0.01;q=9.22,P<0.01)。各组胃黏膜Ghrelin阳性染色主要位于固有层腺体内,为棕黄色颗粒沉积。DGP-A、B两组胃黏膜腺体内Ghrelin阳性染色均较FD组明显变淡,部分腺体呈空泡状,其积分吸光度较FD组显著降低(P<0.01;q=10.25,P<0.01)。其中DGP-B组胃黏膜大部分腺体呈空泡状,肉眼观其腺体内Ghrelin含量较DGP-A组减少,积分吸光度也低于DGP-A组,但差异无显著性(P>0.05)。FD组患者平均血糖水平、胃半排空时间与Ghrelin积分吸光度之间均无相关性(P>0.05;P>0.05)。DGP-A、B组患者平均血糖水平与Ghrelin积分吸光度均呈负相关(P<0.01;P<0.05),而其胃半排空时间与平均血糖水平、Ghrelin积分吸光度之间均无相关性。2.实验动物研究结果发现,大鼠腹腔注射STZ 3天后开始出现多饮、多食、多尿症状,1周时糖尿病组大鼠出现精神萎靡,活动迟缓。至4周时与正常对照组大鼠相比,糖尿病组与胰岛素干预组大鼠仍有多饮、多食、多尿,但明显消瘦、懒动,毛色干枯,无光泽。注射STZ 1周后,各组大鼠体重无明显差异;糖尿病组与胰岛素干预组大鼠空腹血糖均明显高于正常对照组(P<0.01;P<0.01),胃排空率均较正常对照组显著下降(P<0.01;P<0.01);胰岛素干预组大鼠空腹血糖低于糖尿病组(P<0.01),胃排空率较糖尿病组增加(P<0.01)。注射STZ 4周后,糖尿病组与胰岛素干预组大鼠空腹血糖也均明显高于正常对照组(P<0.01;P<0.01),体重与胃排空率则均较正常对照组显著下降(P<0.01;P<0.01;P<0.01;P<0.01);胰岛素干预组大鼠空腹血糖低于糖尿病组(P<0.01),而体重、胃排空率与糖尿病组无显著性差异。大鼠胃黏膜Ghrelin阳性染色主要位于固有层腺体内,为棕黄色颗粒沉积。注射STZ 1周后,糖尿病组大鼠胃黏膜腺体内Ghrelin阳性染色较正常对照组明显变淡(见图2.1B)。胰岛素干预组大鼠胃黏膜腺体内Ghrelin阳性染色强度与积分光密度较糖尿病组显著增加(P<0.01),但仍低于正常对照组(P<0.05)。注射STZ 4周后,糖尿病组与胰岛素干预组大鼠胃黏膜腺体内Ghrelin含量均较正常对照组明显减少,腺体呈空泡状,较正常对照组显著下降(P<0.01;P<0.01);糖尿病组与胰岛素干预组之间差异无显著性。注射STZ 1周后,糖尿病组大鼠胃组织Ghrelin mRNA的表达较正常对照组显著下降(P<0.01),胰岛素干预组大鼠胃组织Ghrelin mRNA的表达较糖尿病组显著增加(P<0.01),但仍低于正常对照组(P<0.05)。注射STZ 4周后,糖尿病组与胰岛素干预组大鼠胃组织Ghrelin mRNA的表达差异无显著性,均较正常对照组增加(P<0.05;P<0.05)。3.动物干预实验发现,DM组大鼠胃排空率较NC组明显降低(P<0.01);TEG各组大鼠胃排空率虽然也低于NC组(P<0.01;P<0.01;P<0.01),但较DM组明显增加(P<0.01;q=7.56,P<0.01;P<0.05);其中TEG-L组与TEG-M组大鼠胃排空率无明显差异(P>0.05),均高于TEG-H组(P<0.01:P<0.01)。DM组大鼠胃黏膜腺体内Ghrelin阳性染色较NC组明显变淡,其积分光密度较NC组显著降低(P<0.01);而TEG各组大鼠胃黏膜腺体内Ghrelin阳性染色强度与积分光密度均较DM组显著增加(P<0.05;P<0.05;P<0.05),但仍低于NC组(P<0.05;P<0.01;P<0.011,其中TEG-L、TEG-M、TEG-H三组之间差异无显著性。免疫组化染色显示大鼠胃窦组织SP阳性产物呈棕色沉淀,在黏膜层、腺腔内及黏膜下层表达较多,而在肌层、肌间神经丛中表达较少。DM组大鼠胃窦组织SP阳性产物的积分光密度较NC组显著降低(P<0.01);而TEG各组大鼠胃窦组织SP阳性产物的积分光密度均较DM组显著增加(P<0.01;P<0.01;P<0.01),但仍低于NC组(P<0.01;P<0.01;P<0.01),其中TEG-L组与TEG-M组大鼠胃窦组织SP阳性产物的积分光密度无明显差异(P>0.05),均高于TEG-H组(P<0.05;P<0.05)。结论1.临床研究结果提示,糖尿病患者多数存在不同程度的胃排空障碍;糖尿病患者的消化不良症状的产生多数与胃排空障碍有关;糖尿病胃轻瘫患者胃黏膜Ghrelin的表达、释放与糖尿病病程长短、血糖水平高低有关,而与糖尿病胃轻瘫胃排空异常无关;根据研究结果判断糖尿病胃轻瘫患者胃排空异常是多种因素综合作用的结果。2.动物模型研究结果提示,短期血糖升高可能通过抑制胃组织Ghrelin的表达参与了胃排空延迟的发生;而长期高血糖可能通过促进Ghrelin的表达、释放来增加摄食、维持能量平衡。3.动物干预研究结果提示,5-HT4受体部分激动剂能够改善糖尿病大鼠的胃排空功能,对糖尿病胃轻瘫具有治疗作用;对糖尿病胃轻瘫的作用机制之一是促进胃组织Ghrelin与SP的表达、释放来改善糖尿病大鼠延迟的胃排空;不同剂量其促动力作用不同,适当剂量的5-HT4受体部分激动剂对糖尿病胃轻瘫有明显的治疗作用。研究结果分析,Ghrelin在糖尿病胃轻瘫中的作用,与病程、血糖水平有直接关系;糖尿病患者的胃排空功能障碍与许多因素有关;糖尿病时内源性Ghrelin可能与外源性的Ghrelin的作用途径或机制不同。研究5-HT4受体部分激动剂为胃轻瘫的治疗提供了新的思路。曾因严重副作用而被停用的替加色罗,新近国外又重新开始了替加色罗的临床研究。