黃 琦,吳 芹,李 菲,王令儀,石京山
(1.遵義醫(yī)學院藥理學教研室暨貴州省基礎藥理重點實驗室,貴州 遵義 563099;2.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 內(nèi)分泌科,貴州遵義 563099)
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一種與胰島素抵抗和遺傳易感密切相關的代謝應激性肝臟損傷。2型糖尿病和高脂血癥患者NAFLD患病率分別為 28% ~ 55% 和 27% ~ 92%[1-2]。NAFLD 的危險因素包括:高脂肪高熱量膳食結構、胰島素抵抗、代謝綜合征及其組分(肥胖、高血壓、血脂紊亂和2型糖尿病)[2]。隨著經(jīng)濟發(fā)展及人民生活水平提高,糖尿病患者日益增多,由中華醫(yī)學會糖尿病學分會(CDS)組織的糖尿病流行病學調查結果顯示,在20歲以上的人群中,年齡標化的糖尿病患病率為9.7%,而糖尿病前期的比例更高達15.5%[3],隨之糖尿病合并NAFLD患者數(shù)劇增。二甲雙胍作為一種經(jīng)典的降糖藥物在臨床已廣泛應用多年,其主要作用機制為抑制肝葡萄糖輸出,增加對葡萄糖的攝取和利用。本實驗采用高脂高糖飲食聯(lián)合小劑量STZ誘導糖尿病大鼠模型,觀察二甲雙胍對糖尿病大鼠NAFLD的影響。
1.1 藥品和試劑 鏈脲佐菌素(Sigma公司),鹽酸二甲雙胍片(貴州天安藥業(yè)公司),大鼠超敏胰島素放免試劑盒(美國LINCO公司),游離脂肪酸試劑盒(英國RANDOX公司),AU2700型全自動生化分析儀(日本 OLYMPUS公司),GAMBYTCR型Y放免儀 (Gcr-2010)(中國科大中佳公司)。
1.2 高脂高糖飼料 配比參照Srinivasan等和周迎生等的方法改良[4-5],含 20%豬油、10%蔗糖、5%蛋黃。
1.3 模型制備及給藥 雄性SD大鼠,清潔級,體重160~180 g,由第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院實驗動物中心提供(許可證:SCXK-軍2007-017)?;A飼料飼養(yǎng)1周后,按體重隨機分為2組:正常對照組10只,繼續(xù)普通飼料飼養(yǎng);模型組25只,給予高脂高糖飼料(基礎飼料+20%豬油+10%蔗糖+5%蛋黃)飼養(yǎng)?;A飼料由第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院實驗動物中心提供。予高脂高糖飼料連續(xù)飼養(yǎng)6周,禁食8 h后腹腔注射STZ 40 mg/kg一次(臨用前用pH 4.4的0.1 mol/L檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液配制),于注射后第3天禁食8 h,剪尾取血,篩選出血糖≥11.1 mmol/L,并持續(xù)保持上述標準1周不變者定為糖尿病大鼠,剔除不成模的大鼠并按血糖隨機分為2組:模型組、二甲雙胍組(100 mg/kg),繼續(xù)高脂高糖飼料飼養(yǎng)。每日灌胃給藥1次,連續(xù)4周,正常對照組及模型組給予相應體積的雙蒸水灌胃。
1.4 指標檢測 ① 生化指標:最后一次給藥后,禁食8 h后將各組大鼠斷尾取血,采用全自動血生化分析儀分別測定各組大鼠的空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(CHOL)水平,應用放射免疫法測定空腹胰島素(FINS),酶法測定游離脂肪酸(FFA);②計算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)=FBG ×FINS/22.5[6];③肝組織 HE 染色:取大鼠肝臟組織固定后行HE染色,觀察各組大鼠肝臟形態(tài)學變化。
2.1 二甲雙胍對糖尿病大鼠血糖、血脂的影響與正常對照組比較,模型組FBG、FINS、HOMAIR明顯升高(P <0.05);與模型組比較,二甲雙胍組FBG、FINS、HOMA -IR 顯著降低(P <0.05);與正常對照組比較,模型組大鼠FFA、TG明顯升高(P <0.05);與模型組比較,二甲雙胍組FFA、TG無顯著差異(P >0.05,見表1)。
2.2 二甲雙胍對糖尿病大鼠肝臟脂肪變性的影響 正常對照組大鼠肝小葉結構清楚,肝細胞結構正常,而模型組大鼠肝小葉內(nèi)肝細胞索排列紊亂,肝細胞出現(xiàn)脂變,表現(xiàn)為空泡狀,細胞核被脂滴擠向一邊,形似脂肪細胞。二甲雙胍100 mg/kg組大鼠肝小葉結構較清楚,肝細胞內(nèi)脂滴明顯減少(見圖1)。
表1 二甲雙胍對糖尿病大鼠FBG、FINS、HOMA-IR、FFA、TG、CHOL的影響(x ± s,n=10)
圖1 二甲雙胍對糖尿病模型大鼠肝臟脂肪變性的影響(HE×400)
高脂飲食可引起肝臟和外周組織的胰島素抵抗,血中的FFA增加,當進入肝細胞的FFA超過肝臟的氧化能力時就會轉化為TG,而TG在肝細胞內(nèi)沉積,導致肝臟發(fā)生脂肪變性。
在本研究中,給予高脂高糖飼料喂養(yǎng)及腹腔注射 STZ后,模型大鼠 FBG、FINS、HOMA -IR、FFA、TG均顯著增高,肝臟發(fā)生脂肪變性,成功復制2型糖尿病大鼠模型,實驗結果表明糖尿病大鼠模型存在不同程度胰島素抵抗,且合并脂代謝紊亂及肝臟脂肪變性,與文獻報道相符合[7-8]。
2型糖尿病由于胰島素抵抗致糖代謝障礙、脂肪動員增加、FFA釋放相應增加,一方面肝細胞對FFA的攝取及用于合成TG相繼增多,造成肝內(nèi)脂肪蓄積;另一方面,F(xiàn)FA的“脂毒性”加重了胰島β細胞的損害及胰島素抵抗,形成惡性循環(huán)。因此,胰島素抵抗是糖尿病并脂肪肝的共同發(fā)病基礎[9],且有研究顯示,胰島素增敏劑對改善2型糖尿病導致的肝病療效明確[10-11]。
本研究中二甲雙胍100 mg/kg能夠降低糖尿病大鼠FINS、HOMA-IR水平,同時 FBG明顯下降,但仍較正常大鼠水平高,表明二甲雙胍改善了糖尿病大鼠胰島素抵抗,增加胰島素敏感性,從而參與發(fā)揮降低血糖及減輕肝臟脂肪變性的作用。二甲雙胍治療2型糖尿病尚伴有血脂譜改善是其治療作用之一,而在本研究中二甲雙胍100 mg/kg對糖尿病大鼠血清FFA、TG水平有一定的降低趨勢,但無顯著改善作用,考慮與其單獨應用且用量較小有關。
綜上所述,二甲雙胍100 mg/kg對高脂高糖聯(lián)合小劑量鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠不僅有降血糖作用,還對糖尿病合并的NAFLD有一定的治療作用,其作用機制與改善胰島素抵抗有關,具體的作用機制有待進一步研究。
[1]de Alwis N M,Day C P.Non - alcoholic fatty liver disease:the mist gradually clears[J].J Hepatol,2008,48(Suppl)1:104-112.
[2]Fan J G,Saibara T,Chitturi S,et al.What are the risk factors and settings of non-alcoholic fatty liver disease in Asia-Pacific[J].J Gastroenterol Hepatol,2007,22:794 -800.
[3]Yang W,Lu J,Wang J ,et al.Prevalence of Diabetes among Men and Women in China[J].N Engl J Med,2010,362:1090-1101.
[4]Srinivasan K,Viswanad B,Asrat L,et al.Combination of high-fat diet-fed and low-dose streptozotocin-treated rat:a model for type 2 diabetes and pharmacological screening[J].Pharmacol Res,2005,52:313 -320.
[5]周迎生,高妍.高脂喂養(yǎng)聯(lián)合鏈脲佐菌素注射的糖尿病大鼠模型特征[J].中國實驗動物學報,2005,13(3):154.
[6]張家慶.新的HOMA-IR-從空腹血糖、空腹胰島素測胰島素抵抗[J].中華糖尿病雜志,2005,13(4):245 -246.
[7]梁海霞,原海燕,李煥德,等.高脂喂養(yǎng)聯(lián)合低劑量鏈脲佐菌素誘導的2型糖尿病大鼠模型穩(wěn)定性觀察[J].中國藥理學通報,2008,24(4):551 -555.
[8]李國生,劉栩晗,黃瀾,等.2型糖尿病中國地鼠脂肪肝相關胰島素抵抗的形成機制[J].世界華人消化雜志,2011,19(5):457 -466.
[9]肖鳳英,胡愛明.糖肝煎對糖尿病性脂肪肝模型大鼠糖脂代謝及轉胺酶的影響[J].中國老年學雜志,2007(16):1560-1562.
[10]Portincasa P,Grattagliano I,Palmieri VO,et al.Current pharmacological treatment of nonalcoholic fatty liver[J].J Curr Med Chem,2006,13(24):2889 -2900.
[11]Chavez- Tapia N C,Barrientos-Gutierrez T,Tellez-Avila FI,et al.Insulin sensitizers in treatment of nonalcoholic fatty liver disease:Systematic review[J].World J Gastroenterol,2006,12(48):7826 - 7831.