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随着人们生活质量的提高和生活方式的改变,肥胖已成为一种新的流行性疾病,并常与其他疾病如高血压、脂质代谢障碍、高胰岛素血症、葡萄糖耐量减低和2型糖尿病并存。这种多种心血管危险因素的同时存在,被称为代谢综合征。肥胖特别是腹部肥胖是胰岛素抵抗和代谢综合征的主要发病因素。减轻体重、改善胰岛素抵抗已成为临床治疗代谢综合征的重要目标。大量临床试验已经证实一些血管紧张素Ⅱ受体阻断剂(ARBs)亚型用于高血压治疗时能减少新发2型糖尿病的出现,减少心血管疾病发生的危险。微粒化非诺贝特用于治疗高甘油三酯血症和低高密脂蛋白血症等脂质异常时也能预防和延缓冠心病的发展、改善临床预后。但关于这两种药物的联合应用能否产生更大的临床益处或出现其它的副作用,目前并不十分清楚。因此,本文的研究目的是探讨非诺贝特和替米莎坦对胰岛素抵抗大鼠的胰岛功能和糖脂代谢的影响及其可能作用的机制,为代谢综合征临床治疗对策的选择提供理论依据。
材料与方法:
1、材料
健康雄性Wistar大鼠60只(体重140~200g,购于中国医科大学实验动物中心);微电脑数字显示式注射器泵:Perfusor Compact B.Braun;血糖仪:sure step强生(中国)医疗器材有限公司;大鼠脂联素ELISA试剂盒:美国chemicon公司;大鼠肿瘤坏死因子-αELISA试剂盒:晶美公司;总RNA提取试剂异硫氰酸胍(TriozolReagent):美国Invitrogen Life technologies公司;目的基因引物:大连宝生物公司;DNA MARKER DL2000:大连宝生物公司;RT-PCR试剂盒:大连宝生物公司;Protein A标记的琼脂糖凝胶:碧云天公司; PPARα、 PPARγ抗体:santa cruz公司;碱性磷酸酶标记的二抗:北京中山生物技术有限公司。
2、方法
1)胰岛素抵抗动物模型的建立
健康雄性Wistar大鼠60只(购于中国医科大学实验动物中心),体重140-200g。适应性喂养1周后按体重随机分为2组,正常对照组(NC组)12只,高脂饲料组(HE组)48只。正常对照组给予普通标准大鼠饲料(由中国医科大学实验动物中心提供),其热量组成:碳水化合物占63.4%,脂肪占16.2%,蛋白质占20.4%。高脂饲料:参考文献报道自行配制,其热量组成为,碳水化合物占20%,脂肪占59%,蛋白质占21%。大鼠分笼饲养,每笼6只。动物房温度保持在20~24C,湿度在55%~65%,自由光照。实验期间大鼠可自由摄取食物和水,每日添加饲料和饮水,每周称重一次。连续喂养6周,之后将高脂喂养大鼠再根据体重随机分为4组(每组12只)。其中一组继续高脂饲料喂养,另外3组在高脂饲料基础上给予药物干预。
所有实验动物共分为以下5组:正常对照组(NC),高脂饲料组(HF),非诺贝特(微粒化力平之)组(F),替米沙坦(美卡素)组(T),非诺贝特与替米沙坦联合组(F+T)。非诺贝特和替米沙坦分别以30mg/kg体重和4mg/kg体重的剂量给予。每周调整一次药物剂量。药物每周配制一次,冰箱中保存,灌胃方式给药,每日一次。
2)正常葡萄糖高胰岛素钳夹技术对胰岛素抵抗大鼠模型的评价
第4周末给药处理结束时,随机从每一实验组中选取大鼠4只做葡萄糖钳夹实验研究。实验前大鼠禁食12小时过夜,但仍可自由饮水。第二天上午8时进行葡萄糖钳夹。10%水合氯醛300mg/kg腹腔内注射麻醉大鼠后,仰卧位固定大鼠,灯照以保持大鼠体温。行颈部正中切口分离右颈静脉和左颈动脉,分别插入两枚Y型静脉留置针,缝合线充分固定。颈静脉通路用于输注胰岛素和葡萄糖,颈动脉通路用于取血标本检测葡萄糖浓度。颈动脉导管则接一装有肝素生理盐水(浓度为5(O)U/ml)的注射器进行抗凝。葡萄糖和胰岛素输注速率由微电脑数字显示式注射器泵控制。
手术完毕后先静止30分钟,再抽取动脉血0.5ml测定基础血糖和血清胰岛素水平,然后以恒定速度输注胰岛素,其速率为4mU/kg·min,每间隔5分钟采血一次,用自动血糖仪测定葡萄糖浓度,当血糖低于基础血糖值时开始输注10%的葡萄糖溶液。葡萄糖输注速率从5mg/kg·min开始,根据血糖值调整葡萄糖输注速率,使血糖值保持在基础血糖(mmol/L)±0.5mmol/L范围。当连续3次血糖值均在上述范围时即达到了稳定状态。记录后一小时13次葡萄糖输注速率,取其平均值即为葡萄糖输注率(glucose infusion rate,GIR)。
3)空腹血糖测定
各组大鼠干预处理后采用血糖仪检测清晨空腹鼠尾血糖。
4)大鼠血压测定
干预处理后每组各取出4只大鼠进行有创性颈动脉血压测定。
5)血液标本的采集
大鼠禁食12小时后,10%水合氯醛腹腔注射麻醉后,立即剪开大鼠腹部皮肤,抽取下腔静脉血液,立即于4℃恒温下、2500rpm离心10分钟,取其血清分装于1.0mlEP管中-40℃冰箱内保存待用。
6)鼠内脏标本的采取
大鼠处死后,立即取出大鼠附睾脂肪、肾周围脂肪、肝脏。用滤纸吸干后称重,标本于液氮中速冻后,置于-80℃冰箱中保存待用。
7)血清学参数检测
甘油三酯(TG),总胆固醇(TC),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)测定,采用日立全自动生化仪(7600-110)。
血清胰岛素浓度测定,采用胰岛素放射免疫分析药盒(北京原子高科股份有限公司)。
血清游离脂肪酸测定,采用游离脂肪酸试剂盒(南京建成生物工程研究所)。
血清脂联素和肿瘤坏死因子-α浓度测定,采用ELISA试剂盒(美国chemicon公司,晶美公司)。
8) mRNA表达检测
采用RT-PCR方法检测附睾脂肪中PPARγ、抵抗素和脂联素mRNA表达,检测肝脏中PPARαmRNA表达。
9)蛋白质表达的检测
采用Western方法测定肝脏PPARα蛋白的表达、附睾脂肪PPARγ蛋白的表达。
实验结果:
1、与CN组相比较,HF组大鼠体重逐渐增加,从第4周开始显示出两组间的统计学差异(P<0.01),这种差异持续存在至实验结束。HF组空腹血糖、胰岛素浓度、甘油三酯、游离脂肪酸明显高于CN组(P<0.01),GIR于HF组明显低于CN组(P<0.01)。
2、药物干预后F组、T组和TF组大鼠的体重与HF组相比较均明显减轻(P<0.01);三组大鼠的GIR与HF组相比较获得明显改善(P<0.01);三组大鼠血清甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平均有不同程度的下降、高密度脂蛋白胆固醇增高,与HF组大鼠相比较差异性显著(P<0.05);高脂组大鼠血清脂联素降低(P<0.05)、血清肿瘤坏死因子浓度明显升高(P<0.01),药物干预后,与HF组相比较,联合治疗组脂联素升高最为明显,P<0.01;三个干预组的肿瘤坏死因子-α浓度明显下降,P<0.05或P<0.01;HF组大鼠的血压水平明显升高,P<0.01;F组大鼠的血压也有所升高,与NC组大鼠比较,P<0.05。
3、HF组大鼠PPARα和PPARγ mRNA表达明显下降,与NC组相比较,P<0.01;药物干预后,F组和TF组PPARαmRNA表达明显明显增加,与HF组相比较,P<0.01,T组则无明显变化;T组和F+T组PPARγ mRNA表达显明显增加,与HF组相比较,P<0.01,而F组则无明显变化。
4、PPARα和PPARγ蛋白表达变化趋势与其mRNA表达变化相类似。ResistinmRNA表达在HF组最低,与NC组相比较,P<0.01;F组、T组和F+T组的表达均增加,P<0.05;与HF组相比较差异性显著,P<0.01。
结论:
1、高脂饲料喂养可建立具有临床代谢综合征基本特征的大鼠实验动物模型。
2、非诺贝特和替米沙坦均能够改善胰岛素抵抗大鼠的胰岛素抵抗状态,两者联合应用对某些代谢指标的异常有进一步的改善作用。
3、非诺贝特可使胰岛素抵抗大鼠的血压有所升高,替米沙坦能够抑制其升高血压的不利作用。
4、非诺贝特和替米沙坦在改善胰岛素抵抗同时对细胞因子有调节作用,非诺贝特和替米沙坦联合应用能额外增加血清脂联素水平。
5、胰岛素抵抗可使肝脏细胞PPARαmRNA表达下降,非诺贝特可使PPARαmRNA表达增强,附睾脂肪PPARγ mRNA表达在胰岛素抵抗时也明显下降,替米沙坦能恢复其mRNA表达。
6、菲诺贝特和替米沙坦通过PPARα和 PPAγ时他们的靶基因Resistin起到了调节作用。