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随着社会的不断发展,在人们生活水平日益提高的大环境下,糖尿病已逐渐成为威胁人类健康,甚至导致死亡的重大疾病之一。糖尿病患者病程相对较长,并且在此过程中常常伴有脑、足和眼等不同器官的并发症。其中糖尿病患者脑部并发症过程主要是轻度认知损伤,后期发展为认知障碍甚至导致痴呆。所以对糖尿病脑病的研究也成为近些年海内外专家关注的焦点。众所周知,糖尿病患者机体对葡萄糖等部分营养物质的摄取能力与正常人存在本质性差异,其能量代谢过程也存在明显变化。本课题主要是通过对糖尿病认知损害大鼠的海马组织进行能量代谢过程中相关机制检测,寻找糖尿病认知损害与海马组织能量代谢过程变化的联系。目的:通过对能量代谢过程中关键酶活力水平,主要代谢产物含量以及代谢过程中关键代谢产物转运蛋白的表达进行检测,来研究糖尿病致认知损害大鼠与大鼠海马组织细胞能量代谢变化之间的关系。方法:1、将雄性96只Wistar大鼠随机分为对照组和糖尿病模型组。模型组腹腔注射链脲佐菌素(STZ)复制糖尿病模型,在模型建立第75d用Morris水迷宫法检测糖尿病大鼠学习记忆能力,从而将糖尿病认知损害大鼠筛选出来进行后续实验。2、采用酶联免疫法(ELISA)对各组大鼠海马组织中能景代谢过程关键酶己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)和三羧酸循环中的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)的活力水平进行检测。3、采用酶联免疫法(ELISA)对大鼠海马组织中能量代谢过程中的主要代谢产物——丙酮酸、乳酸和能量代谢终产物ATP的含量进行检测。4、采用Western-blot法分析大鼠海马组织内葡萄糖转运体-4(GLUT-4)、低氧诱导因子-1α(HIF-1α)和单羧基转运体-4(MCT-4)的蛋白表达水平。结果:腹腔注射STZ 72h后有63只大鼠成模,成模率为77.8%。在模型建立第80d天后,通过水迷宫筛选得到糖尿病认知损害的大鼠模型数量为5只。1、通过对照组、糖尿病非认知障碍组和糖尿病认知障碍组大鼠海马组织中关键酶和标志性酶的活力检测组间比较发现:与对照组相比,糖尿病非认知障碍组大鼠海马组织中HK活力水平升高,有显著性差异(P<0.05),PK活力水平和SDH活力水平同样上升明显,有非常显著性差异(P<0.01);与对照组相比,糖尿病认知障碍组HK、PK和SDH活力水平有升高趋势,但无显著性变化(P>0.05)。但与糖尿病非认知障碍组比较,糖尿病认知障碍组HK活力水平下降,无显著性变化(P>0.05),但PK和SDH活力水平下降而且存在显著性差异(P<0.05)。2、通过对照组、糖尿病非认知障碍组和糖尿病认知障碍组大鼠海马组织中相关代谢产物含量检测并进行组间比较发现:与对照组相比,糖尿病非认知障碍组海马组织中丙酮酸含量、乳酸含量和ATP含量均无显著性差异(P>0.05);与对照组相比,糖尿病认知障碍组丙酮酸含量和ATP含量呈下降趋势,存在显著性差异(P<0.05),但是乳酸含量无显著性差异(P>0.05);与糖尿病非认知障碍组相比,糖尿病认知障碍组丙酮酸含量、乳酸含量和ATP含量同样呈下降趋势,无显著性差异(P>0.05)。3、Western-blot检测结果显示:与对照组相比,糖尿病非认知障碍组和糖尿病认知障碍组海马组织中GLUT-4表达量均有显著性下降(P<0.05);但与糖尿病非认知障碍组相比,糖尿病认知障碍组大鼠海马组织中GLUT-4表达量无显著性差异(P>0.05)。与对照组相比,糖尿病非认知障碍组大鼠海马组织中MCT-4的表达量有显著性升高(P<0.05),糖尿病认知障碍组中MCT-4的表达量降低但无显著性差异(P>0.05);与糖尿病非认知障碍组相比,糖尿病认知障碍组大鼠海马组织中MCT-4表达量无显著性差异(P>0.05)。对照组和糖尿病非认知障碍组、糖尿病认知障碍组海马组织中缺氧诱导因子HIF-1α的表达进行组间比较无显著性差异(P>0.05)。结论:糖尿病非认知障碍组和糖尿病认知功能障碍组大鼠海马组织细胞对葡萄糖的摄取能力都有所降低,但糖尿病模型大鼠海马组织细胞糖酵解中的己糖激酶、丙酮酸激酶和三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶活力增强,代谢产物丙酮酸、乳酸和ATP没有增加,表明海马组织细胞代偿性增强酶的活力,调节能量代谢,仍能够满足细胞对能量的需求来维持细胞的正常生理功能。与糖尿病非认知障碍组比较,糖尿病认知功能障碍组海马组织细胞相应的糖酵解和三羧酸循环的酶活力明显降低,丙酮酸和ATP含量减少,海马组织细胞由于产能下降,导致细胞生理功能发生改变,造成认知功能障碍。推测当糖尿病发展到一定阶段,由于能量代谢受到影响,能量生成不足而引起海马细胞生理功能改变,导致糖尿病认知功能障碍产生。