论文部分内容阅读
前言:糖尿病发病率逐年上升,这与摄入大量的果糖和脂肪及长时间静坐等不良生活方式有关,表现为胰岛素抵抗和血糖升高,可导致严重的大血管和微血管改变,心肌纤维化和心室扩张,最终出现心力衰竭,即糖尿病心肌病。其中心肌细胞凋亡和自噬是糖尿病心肌病是发生发展的主要机制。新近的研究表明经皮双侧肾动脉去交感神经术在降低顽固性高血压患者血压的同时,可改善患者的胰岛素抵抗、减轻心肌肥厚及改善心脏舒张功能,但有动物实验研究发现交感神经系统激活后给予与高糖高脂喂养,反而可改善小鼠的糖耐量及代谢综合征,提示交感神经调控对胰岛素抵抗的作用依赖于喂养方式的不同。由此可见,交感神经、胰岛素抵抗及高糖高脂喂养三者之间的关系十分复杂,亟待进一步的研究来阐明。目的:本研究目的在于观察双侧肾动脉外科去交感神经术对持续高糖高脂喂养的新西兰大白兔的糖耐量、心脏结构和功能的改变,并初步研究其变化的机制。方法:采用高糖、高脂肪饲料(30%白蔗糖,10%猪油)混合60%的基础饲料喂养新西兰大白兔,48周后将动物随机分为四组,正常饮食对照组(Chow,n=8)、假手术组(Sham,n=8)、双侧肾动脉外科去交感神经术组(RDN,n=8)和未手术组(HFD,n=8),除正常饮食组外,其余三组均继续给予高糖高脂喂养(成分同前)8周。RDN组暴露双侧肾动脉,仔细剥离并破坏双侧肾动脉周围的神经,分离出肾交感神经主干,予以两侧结扎后剪断,再用95%的无水酒精擦拭肾动脉周围以达到尽可能多的神经破坏。分别在术后4周和8周行静脉葡萄糖耐量试验,术后8周行经胸心脏超声检查,并处死动物取得心脏标本,采用神经烯醇化酶(NSE)及酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase)染色观察交感神经术后肾动脉周围交感神经的变化,行心肌H&E染色观察心肌细胞大小、Masson三色染色观察心肌纤维化、TUNEL染色观察心肌细胞凋亡及透视电子显微镜观察心肌细胞自噬现象。ELLISA法检测去交感神经术前及术后8周的血清去甲肾上腺素、肾上腺素及降钙素相关基因肽水平,然后用RT-PCR检测心肌B型脑利钠肽(B-type natriuretic Peptide,BNP)、血清Ⅲ型前胶原肽(Procollagen—Ⅲ-peptide,PⅢP)mRNA及骨骼肌葡萄糖转运体4(glucose transport-4,GLUT4)mRNA的表达情况,采用Western blotting法检测骨骼肌细胞膜和细胞质的GLUT4蛋白及Akt 473位点的磷酸化水平,同时检测Beclin-1和LC3B Ⅱ/Ⅰ比值观察心肌自噬及肾脏降钙素相关基因肽的表达情况。结果:本研究发现:(1)高糖高脂喂养56周后新西兰大白兔出现显著的胰岛素抵抗、心肌细胞肥大、心肌间质纤维化、心肌细胞凋亡及左心室舒张功能减退等糖尿病心肌病的特征,(2)术后8周,RDN组动物肾动脉周围组织内的NSE染色阳性颗粒及酪氨酸羟化酶阳性颗粒显著减少,证实RDN手术成功,(3)与HFD组相比,RDN组术后8周时血清去甲肾素上腺素(Noradrenaline,0.61±0.06 ng/ml vs 0.89±0.07 ng/ml,P=0.001)及降钙素相关基因肽(Calcitonin Gene-Related peptide,0.67±0.08 ng/ml vs 0.82±0.10 ng/ml,P=0.002)明显下降,而血清肾上腺素水平却明显增加(Epienphrine,0.87±0.11 vs 0.76±0.10 ng/ml,P=0.01),(4)RDN组术后4周(2692.88±225.40 vs 2268.38±202.99mg/dl/min,P=0.005)和8周时(2662.87±255.08 VS 2266.68±182.40mg/dl/min,P=0.002)的静脉葡萄糖耐量实验曲线下面积高于HFD组,(5)与HFD组相比,RDN组术后8周时心脏舒张功能显著改善,表现为室间隔舒张末期厚度(IVDd,3.28±0.28 mm vs 5.48±0.34 mm,P=0.000)及E/E’(4.31±0.18 vs 6.899±0.76,P=0.000)值均明显降低,E/A 比值明显升高(0.96±0.13 vs 0.58±0.06,P=0.000),同时RDN组心肌细胞肥大、心肌纤维化及心肌细胞凋亡显著减轻,而心肌细胞自噬增强,(6)RT-PCR证实RDN组心肌组织内的BNP及Procollagen Ⅲ的mRNA表达量下降,骨骼肌内GLUT4 mRNA表达量也显著减少,(7)Western Blotting证实RDN组的心肌细胞mTOR表达下降,而心肌细胞的Beclin-1和LC3B Ⅱ/Ⅰ的表达水平增加,骨骼肌细胞的Akt 473位点磷酸化水平降低,GLUT4转膜减少,肾脏的降钙素基因相关肽的表达水平明显降低。而Sham和HFD组的上述研究指标之间的差异无统计学意义。结论:高糖高脂喂养56周可导致新西兰大白兔血糖升高、胰岛素抵抗及形成糖尿病心肌病。双侧肾动脉外科去交感神经术后继续给予高糖高脂喂养反而加重胰岛素抵抗,但去肾动脉交感神经术仍可通过减少心肌细胞的凋亡和增强心肌细胞自噬而表现出心脏保护作用。