郭劍輝 張俊晶 孟興凱 牛劍祥(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院普通外科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010055)

目前用于治療2型糖尿病的方法主要包括飲食控制、運動、口服降糖藥物、胰島素注射等，由于這些措施均需長期實施、維持終生，不僅治療費用高昂、患者依從性較差，而且這些治療只能延緩疾病的發(fā)展，不能從根本上治愈2型糖尿病。前期研究發(fā)現(xiàn)，肥胖癥患者接受胃腸道手術(shù)后，不僅體重顯著下降，而且其伴發(fā)的2型糖尿病也意想不到地得到了治愈或改善〔1〕。此后，外科手術(shù)成功應(yīng)用于肥胖患者合并2型糖尿病的治療。胃旁路術(shù)(GBP)是目前臨床上最為常用的術(shù)式，對2型糖尿病的治愈率可達(dá)83%左右〔2，3〕，但治療機(jī)制尚未闡明。本實驗旨在探討GBP對SD大鼠糖尿病模型的降糖作用及其可能的機(jī)制進(jìn)行初步。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 電子分析天平(AEL-200型，日本島津LIBROR公司);羅氏血糖儀為美國Roche公司產(chǎn)品。短效胰島素為上海第一生化藥業(yè)公司產(chǎn)品;大鼠胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)、葡萄糖依賴性促胰島素激素(GIP)ELISA試劑盒為美國ADL公司產(chǎn)品。

1.2 動物分組 60只已成功制備好的(腹腔注射鏈尿佐菌素)2型糖尿病SD大鼠模型，隨機(jī)分為兩組，A組即2型糖尿病胃旁路手術(shù)組(GBP組)，Sham-A組即2型糖尿病對照組(假手術(shù)組)，每組30只。A組和Sham-A組大鼠術(shù)前體重分別為(285±14.5)g、(288±15.0)g，攝食量分別為24 g、25 g，無明顯差異(P＞0.05)，具有可比性。

1.3 手術(shù)方法 兩組動物術(shù)前均禁食12 h，10%水合氯醛2 ml/kg腹腔注射麻醉。A組施胃容量保持不變的胃旁路術(shù)，取腹部中線橫切口入腹，自幽門處斷十二指腸，距離Treitz韌帶遠(yuǎn)端8 cm處離斷空腸，近端空腸與距吻合口12 cm處空腸行端側(cè)吻合，遠(yuǎn)端空腸直接與幽門吻合，完成吻合后，排列腸道，以大網(wǎng)膜覆蓋，連續(xù)縫合關(guān)腹。平均手術(shù)時間約1.5 h，術(shù)中均保留原始胃容積。Sham-A組于手術(shù)組相應(yīng)的腸道位點做腸切開及腸吻合術(shù)，并保證相同的麻醉方法和手術(shù)時間。

1.4 檢測方法 血糖儀測定兩組大鼠手術(shù)前空腹、25%葡萄糖溶液灌胃30 min后，以及術(shù)后1、2、4、8 w血糖值;隔夜禁食12 h后空腹抽取大鼠眼眶靜脈血，放射免疫法測定上述時間點FINS胰島素水平;并計算胰島素敏感指數(shù)(IAI)=1/(FPG×FINS)。取兩組大鼠手術(shù)前空腹、25%葡萄糖溶液灌胃30 min后，以及術(shù)后 1、2、4、8 w 靜脈血，1 000 r/min 離心 15 min 收集血漿，按照大鼠酶聯(lián)免疫分析ELISA試劑盒說明書，測定GLP-1值和GIP值。

上述時間點每組處死大鼠3只，取胰腺組織，常規(guī)方法提取總RNA，設(shè)計并合成大鼠GLP-1R、GIPR基因引物，同時以GAPDH為內(nèi)參照，RT-PCR測定 GLP-1R mRNA、GIPR mRNA的表達(dá)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS16.0軟件進(jìn)行處理，劑量資料用±s表示，行t檢驗。

2 結(jié)果

2.1 兩組大鼠血糖水平比較 空腹血糖:A組術(shù)后各時相點血糖明顯低于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯低于Sham-A組(P＜0.05)。手術(shù)2 w后A組血糖值明顯低于術(shù)前(P＜0.05)，且與Sham-A組相比，A組血糖值明顯下降(P＜0.05)。見表1。2.2 兩組空腹胰島素水平比較 A組術(shù)后各時點胰島素水平明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯高于Sham-A組(P＜0.05)。手術(shù)2 w后A組胰島素水平明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，且與Sham-A組相比，術(shù)后A組胰島素水平明顯升高(P＜0.05)。見表2。2.3 兩組胰島素敏感指數(shù)(IAI)比較 A組術(shù)后各時相點IAI明顯低于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯低于Sham-A組(P＜0.05)。手術(shù)2 w后A組IAI明顯低于術(shù)前(P＜0.05)，且與Sham-A組相比，術(shù)后A組IAI明顯下降(P＜0.05)。見表3。

表1 兩組血糖值比較(mmol/L，±s)

表1 兩組血糖值比較(mmol/L，±s)

與術(shù)前比較:1)P＜0.05;與Sham-A組比較:2)P＜0.05;下表同

時間 空腹血糖 葡萄糖灌胃30 min后A組 Sham-A組A組 Sham-A組術(shù)前 22.05±3.50 21.65±2.25 32.45±2.65 31.95±2.75術(shù)后1 w 15.55±1.451)2) 22.95±3.25 31.05±2.25 33.86±2.45術(shù)后2 w 10.45±1.351)2) 23.28±3.02 27.36±1.381)2) 30.92±2.12術(shù)后4 w 6.20±1.201)2) 21.36±2.96 15.02±1.251)2) 31.32±1.82術(shù)后8 w 5.85±0.721)2) 21.05±2.05 12.68±1.341)2)32.05±2.06

表2 兩組胰島素水平比較(μU/ml，±s)

表2 兩組胰島素水平比較(μU/ml，±s)

時間 空腹胰島素 葡萄糖灌胃30 min后A組 Sham-A組A組 Sham-A組術(shù)前7.55±3.15 7.65±2.85 19.45±2.55 18.95±2.65術(shù)后1 w 10.55±2.351)2) 8.85±3.05 21.25±2.65 20.86±2.25術(shù)后2 w 16.45±2.451)2) 9.38±3.12 35.35±2.681)2) 20.92±2.42術(shù)后4 w 18.20±2.321)2) 9.36±2.58 35.42±2.451)2) 21.32±2.58術(shù)后8 w 14.85±2.521)2) 9.65±2.35 36.86±2.551)2)22.05±2.26

表3 兩組IAI比較(±s)

表3 兩組IAI比較(±s)

時間 空腹IAI葡萄糖灌胃30 min后A組 Sham-A組A組 Sham-A組術(shù)前0.32±0.12 0.35±0.15 0.21±0.08 0.19±0.09術(shù)后1 w 0.25±0.101)2) 0.29±0.12 0.16±0.07 0.18±0.08術(shù)后2 w 0.15±0.061)2) 0.21±0.11 0.12±0.031)2) 0.17±0.06術(shù)后4 w 0.14±0.051)2) 0.22±0.13 0.13±0.041)2) 0.16±0.07術(shù)后8 w 0.12±0.061)2) 0.20±0.12 0.13±0.051)2)0.17±0.08

2.4 兩組大鼠GLP-1、GIP值變化 A組術(shù)后各時相點空腹GLP-1值明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯高于 Sham-A組(P＜0.05);空腹GIP值明顯低于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯低于Sham-A組(P＜0.05)。25%葡萄糖灌胃后A組術(shù)后各時相點GLP-1值明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯高于 Sham-A組(P＜0.05);GIP值明顯低于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯低于Sham-A組(P＜0.05)。見表4，表5。

2.5 兩組大鼠GLP-1R mRNA、GIPR mRNA的表達(dá)變化 空腹GLP-1R mRNA、GIPR mRNA值:A組術(shù)后各時相點空腹GLP-1R mRNA值明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯高于Sham-A組(P＜0.05);空腹GIPR mRNA值與術(shù)前和Sham-A組比較無明顯異常(P＞0.05)。葡萄糖灌胃后A組術(shù)后各時相點GLP-1R mRNA值明顯高于術(shù)前(P＜0.05)，且明顯高于Sham-A組(P＜0.05)，GIPR mRNA值與術(shù)前和Sham-A組比較無明顯異常(P＞0.05)。見圖1，圖2。

表4 兩組GLP-1值變化(pmol/L，±s)

表4 兩組GLP-1值變化(pmol/L，±s)

時間 空腹GLP-1葡萄糖灌胃30 min后A組 Sham-A組A組 Sham-A組術(shù)前 16.86±0.85 16.92±0.86 21.05±3.02 21.38±2.80術(shù)后1 w 22.72±1.551)2) 17.86±0.85 43.45±3.261)2) 23.62±2.32術(shù)后2 w 26.32±1.621)2) 17.66±0.75 60.26±3.351)2) 21.15±2.05術(shù)后4 w 35.58±2.151)2) 17.68±0.65 82.84±4.081)2) 21.46±2.16術(shù)后8 w 33.68±2.021)2) 17.72±0.68 82.56±5.051)2)21.52±2.21

表5 兩組GIP值變化(pmol/L，±s)

表5 兩組GIP值變化(pmol/L，±s)

時間 空腹GIP葡萄糖灌胃30 min后A組 Sham-A組A組 Sham-A組術(shù)前7.65±0.75 6.72±0.70 8.25±0.02 8.52±0.26術(shù)后1 w 6.28±0.341)2) 6.86±0.82 6.45±0.351)2) 8.25±0.25術(shù)后2 w 5.02±0.261)2) 6.85±0.76 4.86±0.721)2) 8.52±0.22術(shù)后4 w 4.62±0.151)2) 6.62±0.62 3.52±0.051)2) 8.36±0.08術(shù)后8 w 4.28±0.081)2) 6.83±0.65 3.35±0.231)2)8.22±0.06

圖1 GLP-1R mRNA的變化

圖2 GIPR mRNA的變化

3 討論

作為療效最好的減肥手術(shù)方式之一的GBP，不僅能明顯減輕肥胖癥患者體重，而且能長期穩(wěn)定控制肥胖癥患者伴發(fā)的2型糖尿病〔2，3〕。GBP的獨特之處在于改變了食物的正常生理流向，治療2型糖尿病的關(guān)鍵是通過轉(zhuǎn)流使未被完全消化的食物減少與近端消化道接觸的機(jī)會，同時增加食物與遠(yuǎn)端消化道的接觸，進(jìn)而產(chǎn)生一系列胃腸道激素的變化，從而對2型糖尿病產(chǎn)生治療效果〔4〕。

值得關(guān)注的是體重正常的2型糖尿病是否也能通過GBP達(dá)到血糖控制作用?本研究提示GBP后2型糖尿病大鼠不僅血糖明顯下降，而且可以將下降后的血糖維持較長時間。與Schauer等〔5〕、張新國等〔6〕研究相符。這些為數(shù)不多的臨床研究表明GBP有望成為有效治療2型糖尿病的新方法、新手段。

GBP治療2型糖尿病的機(jī)制目前尚不十分明確，限制了臨床大范圍應(yīng)用。腸促胰島素(Incretin)是胃腸道激素，包括胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)和葡萄糖依賴性促胰島素激素(GIP)，其中以GLP-1最受關(guān)注。GLP-1是一種肽類激素，主要由結(jié)腸和回腸黏膜的L細(xì)胞分泌，為腸胰高血糖素原的主要轉(zhuǎn)化終產(chǎn)物。GLP-1的主要作用有:腸促胰島素分泌作用，且為血糖依賴性，其分泌作用隨著血糖下降而減弱，因此其降血糖作用具有自限性;加速胰島素(原)的合成;使外周組織對胰島素的敏感性增加;使胰高血糖素的分泌受抑;促進(jìn)β細(xì)胞再生和抑制其凋亡等。對于2型糖尿病患者，GLP-1的分泌水平下降，促胰島素分泌作用降低/喪失，胰島β細(xì)胞對GLP-1的敏感性降低，從而導(dǎo)致腸促胰島素效應(yīng)顯著降低甚或喪失〔7～10〕。前期研究顯示2型糖尿病的發(fā)病主要是未消化或者部分消化的食物通過近端小腸，刺激近端小腸壁上存在的一種的K細(xì)胞，使其釋放GIP水平增加，從而造成胰島素抵抗，引起血糖水平增加，造成2型糖尿病。行GBP術(shù)后，減少或停止的對近端小腸的刺激，從而減少了K細(xì)胞釋放GIP，解除了胰島素抵抗。因此2型糖尿病獲得了長期的治愈。本實驗也提示GLP-1分泌增加與GIP分泌減少可能在GBP后SD大鼠糖尿病模型血糖下降的機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。

研究表明糖尿病大鼠胰腺組織GLP-1R、GIPR的表達(dá)顯著低于正常大鼠〔11〕，糖尿病的發(fā)生、發(fā)展可能與GLP-1R和GIPR表達(dá)下調(diào)存在一定的關(guān)系。結(jié)合本實驗結(jié)果，推測GBP后SD大鼠糖尿病模型血糖下降的可能機(jī)制是:術(shù)后過早到達(dá)回、結(jié)腸的未消化和(或)未完全消化的食物，能夠刺激此處的L細(xì)胞分泌GLP-1增加，同時促進(jìn)GLP-1R的表達(dá)，從而影響GLP-1促進(jìn)胰島素分泌和/或增加胰島素敏感性，從而達(dá)到控制血糖的作用。

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