论文部分内容阅读
第一部分:袖状胃切除加近端小肠旁路术改善糖代谢的作用研究背景近年来,糖尿病(DM)的患病率在全球范围内呈逐年上升的趋势,目前其己经成为威胁人类健康的最主要的慢性非传染性疾病之一。越来越多的观察性研究和临床随机对照研究表明,减重代谢手术具有显著而持久的降糖效果,可用于2型糖尿病(T2DM)的治疗。袖状胃切除术(SG)和Roux-en-Y胃旁路术(RYGB)是目前开展最广泛的两种减重代谢手术。尽管减重代谢手术有较好的治疗糖尿病的效果,但仍有部分患者病情没有缓解,或者术后出现了糖尿病复发的情况,其术后复发相关危险因素包括术前糖尿病持续时间较长、术前使用胰岛素、减重效果差、复胖、依从性差以及术后进食大量高热量饮食等。为进一步加强SG手术的糖尿病控制效果且不显著增加术后并发症,减重代谢外科医生们在SG手术基础上加做小肠的手术或给予其他非手术干预的措施,这类联合治疗的方法被统称为“SG+”手术。SG加十二指肠空肠旁路术(SG-DJB)是基于RYGB肠道旁路的设计理念,在SG基础上加做DJB手术。SG-DJB手术方式最初在猪模型中进行,并逐渐被用于治疗肥胖症合并T2DM。我们课题组前期使用Goto-Kakizaki糖尿病大鼠模型,发现SG和SG-DJB具有相似的降糖效果。然而,近期的临床研究表明,SG-DJB在促进糖尿病缓解方面可能优于SG手术。这种差异的一个可能的原因是SG和SG-DJB两种手术方式都提供了良好的糖尿病治疗作用,在不存在术后不良因素干扰的情况下,抗糖尿病的作用都是迅速和持久的,以至于SG-DJB在我们前期的动物实验中的优势并不明显。研究发现,高脂饮食(HFD)可以作为独立的不良因素影响手术的降糖效果,从而诱发T2DM大鼠术后糖尿病复发。因此在本研究中,我们在术后继续给予HFD喂养,来营造一种术后不良因素干扰的环境,更进一步评估SG和SG-DJB的手术效果差异。除了研究SG-DJB外,我们还同时研究了SG加空肠空肠旁路术(SG-JJB),以明确近端小肠旁路术在“SG+”手术中的作用。研究目的本研究以HFD联合链脲霉素(STZ)诱导的T2DM大鼠为研究动物模型,比较在术后持续IHFD的喂养下的SG加近端小肠旁路术(SG-DJB、SG-JJB)与单纯SG手术对T2DM大鼠糖代谢的影响。研究方法本研究采取HFD联合小剂量STZ的方法将Wistar大鼠诱导成T2DMM大鼠。将T2DM大鼠随机分为SHAM、SG、SG-DJB和SG-JJB四组(每组各10只大鼠)。完善术前准备后,使用1010%水合氯醛溶液(3mg/kg大鼠体重,腹腔注射)进行全身麻醉,然后进行相应手术。术后继续给予与术前相同的HFD饲养大鼠。术后前2周每周测量一次体重、食物摄入量和空腹血糖(FBG),然后每两周测量一次,直到研究结束;在术前和术后2、8和16周进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT),对手术改善糖代谢的效果进行评估。此外,在术后2周和16周通过眼底静脉丛留取外周静脉血进行检测和评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、血清胃饥饿激素(Ghrelin)水平、葡萄糖灌胃后胰高血糖素样肽-1(GLP-1)及胰岛素分泌水平、肝功能(ALT、AST、ALB)及脂代谢指标(Cho、TG、NEFA、HDL、LDL)等。研究结果1.体重和进食量:从术后2周起,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的每日进食量明显低于SHAM组,而体重则从术后4周起出现与此相同的差异。SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠进食量和体重无显著性差异。2.FBG:从术后1周开始,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的FBG明显低于SHAM组。从术后12周开始,SG-DJB组大鼠的FBG明显低于SG组,而SG-JJB组则从术后14周开始显著低于SG组。SG-DJB和SG-JJB两组大鼠FBG无显著性差异。3.OGTT:在术后2周,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的OGTT曲线下面积(AUCOoTT)值都低于SHAM组,并且一直持续到研究结束。在术后16周,SG-DJB和SG-JJB两组大鼠的AUCoGTT值比SG组低。SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠术后16周的AUCOCTT值均显著高于术后2周。在术后任何时间监测点,SG-DJB和SG-JJB两组大鼠的AUCOGTT和血糖曲线均无显著性差异。4.胰岛素抵抗指数:在术后2周,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的HOMA-IR值均比SHAM组低;在术后16周,SG-DJB和SG-JJB两组大鼠的HOMA-IR值仍低于SHAM组,然而SG和SHAM两组之间无显著性差异。SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的HOMA-IR值在术后16周均显著高于术后2周。5.葡萄糖刺激胰岛素分泌情况:在术后2周,SHAM、SG、SG-DJB和SG-JJB四组大鼠的血清胰岛素浓度曲线无显著性差异。而在术后16周,SG、SG-DJB和SG-JJB组胰岛素分泌水平均高于SHAM组。SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的胰岛素分泌水平无显著性差异。6.GLP-1和胃饥饿素分泌情况:在术后2周和16周,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的GLP-1分泌水平均比SHAM组高,而空腹血清胃饥饿素水平均显著低于SHAM组,并且SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的胃饥饿素水平均无显著性差异。在术后16周,SG-DJB和SG-JJB两组大鼠的GLP-1分泌水平均高于SG组。7.肝功能和脂代谢指标:在术后16周,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的空腹血清ALT、AST均显著低于SHAMM组,三组间无显著性差异。在术后任何时间监测点,各组间血清ALB无显著性差异。在术后2周,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的空腹血清TG和NEFA水平均显著低于SHAM组,并且这些差异持续到术后16周。在术后16周,SG、SG-DJB和SG-JJB三组大鼠的空腹血清Cho也显著低于SHAM组。血清HDL和LDL在术后任何时间监测点无显著性差异。SG、SG-DJB和SG-JJB三组间各指标均无显著性差异。结论1.SG、SG-DJB和SG-JJB三种手术方式都具有显著改善糖代谢的作用。在术后持续高脂饮食的喂养下,SG-DJB和SG-JJB具有更持久的降糖效果。2.相比于单纯的SG手术,SG-DJB和SG-JJB改善胰岛素敏感性的长期效果更好,且胰岛素敏感性与糖尿病缓解和复发相一致,提示胰岛素敏感性是糖尿病缓解和复发的关键。3.尽管旷置十二指肠的手术方法具有很强的抗糖尿病作用,但其并不是加强SG手术降糖效果的必要手术步骤。与SG-DJB等包含十二指肠旷置的“SG+”手术相比,SG-JJB保留了十二指肠的完整性,手术侵入性更小,操作更简单,值得进一步的临床研究和推广应用。第二部分:袖状胃切除加近端小肠旁路术改善糖代谢的机制研究研究背景T2DM是由环境和遗传因素共同作用形成的一种慢性非感染性疾病。T2DM起病隐匿,现其发病机制尚不明确,但胰岛素抵抗和胰岛0细胞分泌胰岛素功能缺陷是T2DM发病的基础。在T2DM发生的早期,胰岛素抵抗导致机体葡萄糖摄取和利用率下降,此时胰岛J3细胞代偿性分泌更多的胰岛素,导致高胰岛素血症,以维持血糖水平稳定;当机体胰岛素分泌不足以代偿由胰岛素抵抗造成的血糖水平升高的时候,血糖超过正常范围,导致T2DM的发生。近来的研究发现,机体慢性低度炎症在胰岛素抵抗和T2DM的发生发展中起到重要的作用,而内循环中的脂多糖(LPS)增多则是导致慢性低度炎症的主要促炎因子。大量研究表明,高脂饮食(HFD)能够影响机体肠道紧密连接蛋白的表达水平,还会导致肠道微环境包括肠道菌群的改变,引起肠道炎症反应,损伤肠道屏障功能,造成肠道通透性的增加,进而导致大量LPS进入内循环。当进入内循环的LPS增多时,导致过量的肿瘤坏死因子-a(TNF-α)等非特异性炎症因子释放,从而干扰胰岛素受体底物和磷脂酰肌醇-3-激酶信号传导,降低胰岛素敏感性,这是导致胰岛素抵抗的主要分子机制之一。近年来,减重代谢手术治疗T2DM逐渐成为减重代谢外科研究热点问题之一,全球研究者对其治疗机制进行深入的研究。然而,减重代谢手术治疗T2DM机制目前仍尚未明确。有研究发现,减重代谢手术可以显著降低肥胖和T2DM患者血清LPS水平,缓解机体慢性炎症状态。而LPS水平的降低可能得益于肠道菌群的改善以及肠道屏障功能的修复。目前,关于肠道菌群的研究较为丰富,而对于肠道屏障功能的研究很少,肠道屏障功能在单纯SG手术和SG加近端小肠旁路术后发生何种变化,以及肠道屏障是否参与到增强SG加近端小肠旁路术改善糖代谢作用中,还需要对其进行更进一步的研究。由于SG-JJB手术有存在出现“盲袢综合征”的可能性,可能会影响肠道屏障功能的评估,我们将在另一个课题内对JJB手术进行单独研究。而SG-DJB比较成熟,且在临床应用更广泛,能够反映近端小肠旁路术在增加SG手术降糖效果中的作用机制,因此在本部分研究中我们只关注了SG-DJB和SG手术的比较。研究目的本研究旨在比较在术后持续HFD喂养下,SG-DJB与单纯SG手术对肠道屏障功能和肠道通透性的影响,以明确SG加近端小肠旁路术改善糖代谢的机制。研究方法在本次研究中,继续使用第一部分研究中存留的SHAM、SG及SG-DJB三组大鼠的尿液、血清和末端回肠组织标本。采取乳果糖和甘露醇的糖分子探针法评估肠道通透性,使用高效液相色谱法定量检测尿液中乳果糖和甘露醇的含量,然后计算乳果糖和甘露醇排泄率的比值。通过免疫组化和WWestern Blot检测末端回肠肠道上皮细胞紧密连接蛋白Occludin、Claudin-1和Claudin-3蛋白表达水平,并通过ELISA试剂盒对血清LPS、TNF-α、GLP-2进行检测。研究结果1.乳果糖和甘露醇排泄率的比值:SHAM、SG和SG-DJB三组大鼠在术前、术后8周及术后16周通过使用乳果糖和甘露醇分子探针法评估肠道通透性,比较乳果糖和甘露醇排泄率比值(L/M)。在术前各组间均无显著性差异。在术后8周,SG和SG-DJB组大鼠的L/M比值均显著低于SHAM组,并且SG-DJB组大鼠的L/M比值在术后16周仍显著低于SHAM组。而在术后16周,SG与SHAM组大鼠的L/M比值无统计学差异。在所有时间监测点,SG和SG-DJB两组间无显著性差异。2.肠上皮细胞紧密连接蛋白的表达:SHAM、SG和SG-DJB三组大鼠在术后16周处死后,留取末端回肠,进行免疫组化和Western Blot实验。结果均提示,SG和SG-DJB两组大鼠回肠Occludin、Claudin-1和Claudin-3蛋白表达均高于SHAM组,同时SG-DJB组大鼠Occludin、Claudin-1蛋白表达均高于SG组,但SG和SG-DJB两组大鼠的Claudin-3蛋白表达差异不明显。3.门静脉血清LPS:SG-DJB组大鼠血清LPS水平显著低于SHAM组和SG组。SG和SHAM组大鼠血清LPS水平无统计学差异。4.外周血清TNF-α:SG-DJB组大鼠血清TNF-α水平显著低于SHAM组。SG-DJB组大鼠血清TNF-α水平低于SG组,SG组也低于SHAM组,但均无统计学差异。5.外周血清GLP-2:SG-DJB组大鼠血清GLP-2水平显著高于SHAM组和SG组,SG组大鼠血清GLP-2水平也显著高于SHAM组。结论1.在术后持续高脂饮食的喂养下,T2DM大鼠肠道通透性增高导致的机体慢性炎症可能与SG术后胰岛素敏感性改善后恶化相关。2.联合DJB手术可以显著增加SG术后GLP-2的分泌,上调肠道上皮细胞紧密连接蛋白的表达,修复术后HFD所致的肠道损伤,维持肠道屏障功能,从而缓解机体慢性炎症状态。