王 暉,李映紅,戎志斌,郭文鵬,吳正治,賈秀琴,張永鋒
(廣東省深圳市第二人民醫(yī)院,廣東深圳518035)
目前大多數學者認為,胰島素抵抗(IR)和胰島β細胞分泌胰島素不足是2型糖尿病(T2DM)發(fā)病的基礎。眾多研究表明,細胞物質代謝紊亂是胰島β細胞分泌功能異常的關鍵因素之一[1],肥胖是導致胰島素抵抗最主要的因素[2]。臨床研究發(fā)現,存在有慢性高血糖的同時,絕大多數T2DM患者常伴有不同程度的脂代謝異常,在T2DM中75%患者伴有肥胖。糖胰敏是根據T2DM“濕熱痰瘀”的中醫(yī)關鍵病理病機,按照“清利濕熱,除痰化濁”治法科學組方、參照多年臨床經驗優(yōu)化篩選的由虎杖、胡黃連等組成的純天然中藥復方。其功效主要為清熱利濕、活血化濁,主治糖尿病痰濕藴熱證。本研究擬采用高熱量飲食聯合腹腔注射低劑量鏈脲佐菌素(STZ)制備T2DM大鼠模型,采用糖胰敏灌胃治療,驗證其降糖作用的同時,探討其對糖尿病大鼠脂代謝紊亂及胰島素抵抗的影響,旨在通過基礎實驗進一步驗證糖胰敏治療T2DM的效果及機制,為開展糖胰敏的分子基因藥效學研究以及其臨床廣泛推廣應用提供一定的實驗室科學依據。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 6~8周齡雄性SPF級Wistar大鼠90只,體質量(200±20)g,購自廣東省醫(yī)學實驗動物中心,實驗動物生產許可證號為SCXK(粵)2008-0002,實驗動物使用許可證號為SYXK(粵)2008-0002。適應性飼養(yǎng)1周后用于實驗。
1.1.2 實驗藥物 糖胰敏由虎杖、胡黃連、姜黃等組成,生藥飲片購自亞洲大藥房(深圳),各組分按照一定比例常規(guī)水提取2次,收集揮發(fā)油,提取液濃縮干燥,加入揮發(fā)油,制粒,裝膠囊,每粒 0.3 g,含生藥 6.53 g。臨用前以蒸餾水溶解為10%濃度,4℃保存?zhèn)溆谩φ账庍_美康即格列齊特,規(guī)格80 mg/片,天津華津制藥廠生產,批號:9L34T,臨用前研磨成粉末,純凈水充分溶解為2 mg/mL混懸液,4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.3 主要試劑和儀器 美國強生穩(wěn)豪血糖儀及其配套試紙;STZ,Sigma公司;ELISA試劑盒、Beckman-CX7全自動生化儀為美國貝克曼庫爾特有限公司產品;FMJ-182全自動放射免疫γ計數器由中國科學院上海原子核研究所生產。其他試劑均為國產分析純。
1.2 方法 T2DM模型建立、分組及藥物干預 將大鼠90只分為正常對照組(15只)和T2DM模型建立組(75只)。適應性飼養(yǎng)1周后,進行實驗。T2DM模型組進行T2DM胰島素抵抗模型建立及篩選,參照文獻[3]方法,SPF級飼養(yǎng)環(huán)境,環(huán)境溫度為20~25℃,12/12 h晝夜規(guī)律。高糖高脂飼料飼養(yǎng),即普通飼料中加入20%的脂肪(50%豬油和50%蛋黃粉)和20%蔗糖。高糖高脂飼料喂養(yǎng)4周后一次性腹腔注射低劑量 STZ(30 mg/kg,溶于0.1 mmol/L 枸櫞酸緩沖液,pH 4.4,終濃度為4%,冰浴,現配現用)。正常對照組(15只)大鼠按0.1 mL/100 g體質量劑量腹腔注射枸櫞酸緩沖液。所有大鼠自由飲水,喂食時間為每天下午5點至次日上午8點。分別在STZ注射第2天(48 h)和第9天時進行灌胃葡萄糖耐量試驗(OGTT)。于注射STZ后72 h測定空腹血糖(FBG),FBG≥16.7 mmol/L并伴有胰島素抵抗者入選為實驗性T2DM大鼠模型。T2DM模型大鼠隨機分為模型對照組、中藥組(糖胰敏高、中、低劑量組)和達美康對照組;各組大鼠自造模成功第10天開始分別進行相應灌胃干預。中藥組給予高、中、低劑量糖胰敏灌胃處理,糖胰敏劑量分別為3.8 g/(kg·d)、0.38×3.33 mg/(kg·d)、0.38 g/(kg·d);模型對照組及正常對照組用等容積蒸餾水灌胃處理,達美康對照組給予達美康混懸液灌胃處理,達美康的動物藥物劑量均以臨床60 kg成人劑量按照等效劑量法換算,大鼠每天等效劑量=成人劑量(80 mg/d)×0.018/0.2,即大鼠達美康用藥劑量為 7.2 mg/(kg·d)。藥物灌胃干預持續(xù)8周。
1.3 動物隨機FBG測定 觀察期間定期檢測動物體質量、隨機FBG。取大鼠尾靜脈血測定血糖,用美國強生公司的血糖儀(One Touch Ultra)以及配套試紙定期監(jiān)測。
1.4 外周血液生化測定 采用美國強生穩(wěn)豪血糖儀測定FBG;應用Beckman-CX7全自動生化儀測定血清總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C);以放射免疫檢測法檢測外周血空腹胰島素(FINS)含量。
1.5 胰島素抵抗(IR)有關指數計算 參照相關公式分別計算胰島素敏感指數(ISI)和胰島素分泌指數(IS)、胰島素抵抗指數(IRI)。①ISI:ISI=Ln[l/(FBG ×FINS)];②IS:IS=FINS/FBG;③IRI:IRI=(FBG ×FINS)/22.5。
2.1 各組血糖及血胰島素水平比較 模型對照組FBG和FINS水平均較正常對照組顯著升高(P均<0.01);經治療4周后,各組FINS水平較模型對照組有所升高,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);糖胰敏低劑量組各指標與模型對照組比較變化均不明顯(P均>0.05);糖胰敏中劑量組、高劑量組及達美康對照組FBG水平顯著降低(P均<0.01)。見表1。
表1 各組血糖、血胰島素水平比較(±s)
表1 各組血糖、血胰島素水平比較(±s)
注:①與正常對照組比較,P<0.01;②與糖胰敏模型對照組比較,P <0.01。
組別 n FBG/(mmol/L) FINS/(mIU/L)正常對照組15 6.12 ±0.29 4.52 ±0.39模型對照組 15 19.91±2.61① 9.96±3.61①糖胰敏低劑量組 15 18.15 ±2.32 10.67 ±2.97糖胰敏中劑量組 15 10.85±2.01② 10.89±3.05糖胰敏高劑量組 15 8.12±1.99② 10.75±3.13達美康對照組 15 7.76 ±2.01②11.53 ±3.56
2.2 各組血脂水平比較 模型對照組大鼠血TC及TG、LDLC水平較正常對照組顯著增高(P均<0.01),而HDL-C水平明顯降低(P<0.01);治療后,糖胰敏低劑量組血TC、TG、LDL-C、HDL-C水平變化不明顯(P均>0.05),糖胰敏中、高劑量組治療4周后血TC、TG、LDL-C水平降低,HDL-C水平升高,與模型對照組比較差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05);達美康對照組血TC、LDL-C水平明顯降低(P均<0.05)、HDL-C水平明顯升高(P<0.05),但血TG水平與模型對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。
表2 各組血脂水平比較(±s,mmol/L)
表2 各組血脂水平比較(±s,mmol/L)
注:①與正常對照組比較,P <0.01;②與模型對照組比較,P <0.05。
組別 n TC TG LDL-C HDL-C正常對照組15 2.12±0.36 1.47±0.50 1.82±0.32 0.83±0.07模型對照組 15 3.02±0.41① 3.69±0.32① 2.75±0.26① 0.52±0.03①糖胰敏低劑量組 15 2.86±0.53 3.50±0.58 2.63±0.19 0.60±0.08糖胰敏中劑量組 15 2.30±0.61② 2.81±0.60② 2.40±0.21② 0.71±0.06②糖胰敏高劑量組 15 2.20±0.59② 2.73±0.39② 2.12±0.18② 0.77±0.05②達康美對照組 15 2.01±0.63② 3.22±0.47 2.30±0.20② 0.79±0.03②
2.3 各組胰島素敏感性及胰島素抵抗情況比較 與正常對照組比較,模型對照組ISI和IS均明顯降低(P均<0.01),而IRI明顯升高(P<0.01)。治療4周后,各組FINS水平與模型對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05);糖胰敏低劑量組各指標與模型組比較變化不明顯(P均>0.05);而糖胰敏中劑量、高劑量組以及達美康對照組ISI、IS較模型對照組明顯升高(P均 <0.01),FBG、IRI則顯著降低(P均 <0.01)。見表3。
表3 各組胰島素敏感性及胰島素抵抗情況比較(±s)
表3 各組胰島素敏感性及胰島素抵抗情況比較(±s)
注:①與正常對照組比較,P<0.01;②與模型對照組比較,P<0.05;③與模型對照組比較,P <0.01。
組別 n ISI IS IRI正常對照組15 -3.29 ±0.17 0.74 ±0.09 1.29 ±0.22模型對照組 15 -5.19 ±0.44① 0.48 ±0.13① 9.28 ±2.31①糖胰敏低劑量組 15 -5.38±0.20 0.62±0.11 10.08±2.63糖胰敏中劑量組 15 -4.65±0.29② 1.03±0.26② 6.11±1.54③糖胰敏高劑量組 15 -4.34±0.33② 1.32±0.31② 4.46±0.69③達美康對照組 15 -4.28 ±0.30② 1.51 ±0.30② 4.28 ±0.82③
以往認為脂代謝紊亂是疾病的一個并發(fā)狀態(tài),然而近年來的研究顯示其在T2DM發(fā)生和發(fā)展過程中起著重要的作用。循環(huán)中過多的游離脂肪酸(FFA)和TG不僅僅造成機體的胰島素抵抗,同時可引起過多的脂質在β細胞內堆積,導致β細胞分泌功能障礙和凋亡,后者被稱為β細胞脂毒性[4-5]。脂毒性是指高濃度的循環(huán)FFA或高含量的細胞內脂在糖尿病形成中的毒性損害作用,其主要作用部位為肝臟、肌肉、胰腺。研究表明:血FFA的毒性損害作用與IR和胰島細胞分泌功能障礙均有密切關系,FFA與腫瘤壞死因子α(TNF-α)及瘦素在IR的發(fā)生機制中起著關鍵性的作用,FFA和TG引發(fā)T2DM,主要涉及IR[6-7];故此,美國學者Mc Garry[8]提出宜將糖尿病改稱為“糖脂病”。Huazhong[9]研究發(fā)現,FFA抑制胰島素刺激葡萄糖的攝取可能與調控GLUT4運輸的蛋白及GLUT4基因的表達有關,通過對T2DM大鼠進行游泳減肥降脂可以促進GLUT4mRNA表達。迄今對脂毒性導致IR和β細胞功能障礙的機制尚未明確,也還未研制出能夠有效改善脂毒性和IR的藥物。
中醫(yī)藥在糖尿病研究及治療方面積累了豐富的經驗,“肥人多痰”是中醫(yī)的經典理論之一,凡恣食膏粱酒醴、過度安逸、情志失常、年老久病等影響臟腑功能,使水液運化失司皆可致消渴。糖尿病與肥胖的關系已有肯定的結論。因此,筆者認為“恣食膏粱,痰濕內生,化熱生瘀,耗氣傷陰”為其主要的病因病理演變規(guī)律,而以“痰濕蘊熱”為其病機關鍵?!吧棥崩碚撜J為,中藥改善脂毒性及IR的作用具有多途徑、多靶點、多環(huán)節(jié)、多層次的特點[10-11]。而且,天然中藥具有低毒或無毒、不良反應輕等特點,同時中醫(yī)藥在促進胰島再生、改善IR和臨床癥狀、防治糖尿病及其并發(fā)癥等多方面的優(yōu)勢越來越明顯。
糖胰敏即是本研究所基于傳統(tǒng)醫(yī)學關于T2DM“痰濕蘊熱”的病機關鍵,結合多年臨床經驗,以“清利濕熱,除痰化濁”立法組方、優(yōu)化篩選,科學組方而成的天然中藥復方。本研究結果發(fā)現,糖胰敏具有良好的降血糖,降血TC、LDL-C、TG,同時升高血HDL-C的效果,且其降TG的效果優(yōu)于達美康。另外,糖胰敏在一定程度上升高血清胰島素水平,可顯著改善T2DM大鼠對胰島素的敏感性,降低IR。這表明,糖胰敏的作用機制可能是通過調節(jié)糖脂代謝,改善T2DM的糖脂代謝紊亂,增加胰島素活性,從而發(fā)揮降低血糖、改善脂毒性和IR的作用,達到治療糖尿病的療效??傊?,糖胰敏降糖降脂藥效的機制尚可能涉及與代謝因素及基因表達相關的其他多個環(huán)節(jié),有待進一步深入研究。
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