王 凱,陳 敏,武冬梅,李 潔,張明升,張軒萍
據(jù)最新調(diào)查顯示[1],我國(guó)成人糖尿病發(fā)病率已高達(dá)9.7%,而且還在不斷增長(zhǎng),且有向年輕化發(fā)展的趨勢(shì)。微血管病變作為糖尿病的特征性并發(fā)癥之一,是糖尿病患者致死、致殘的主要原因。糖尿病微血管并發(fā)癥主要有糖尿病腎病(DM)和糖尿病視網(wǎng)膜病變,同時(shí)也對(duì)腸系膜等組織的微循環(huán)造成影響。由于腸系膜微循環(huán)系統(tǒng)是機(jī)體最大的血管床之一,且易于進(jìn)行捕捉觀察,故腸系膜微循環(huán)是研究臟器微循環(huán)較理想的部位之一[2]。有報(bào)道研究糖尿病大鼠離體腸系膜血管對(duì)去甲腎上腺素(NE)的反應(yīng)性下降[3],而有關(guān)NE對(duì)在體腸系膜微循環(huán)的研究鮮有報(bào)道,故本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用BI-2000生物醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng),觀察局部滴加NE對(duì)正常大鼠及STZ誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠腸系膜微循環(huán)的影響。
1.1 藥品與試劑 鏈脲佐菌素(STZ):美國(guó)Sigma公司,批號(hào)20130809-7#。去甲腎上腺素:Sigma公司,批號(hào)086K1540。HEPES:AMRESCO公司,批號(hào)CAS號(hào)7365-45-9。甲磺酸酚妥拉明注射液:上海旭東海普有限公司,批號(hào)120606。生理鹽溶液(physiological salt solution,PSS):NaCl 144 mmol/L,KCl 5.8 mmol/L,MgCl21.2 mmol/L,CaCl22.5 mmol/L,Glucose 11.1 mmol/L,HEPES 5 mmol/L,加 入 1 mol/L 的NaOH將PSS液pH分別調(diào)節(jié)為7.4、7.6、7.8、8.0、8.2。
1.2 儀器與設(shè)備 HW-2000微循環(huán)數(shù)字恒溫儀系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司);彩色攝像機(jī)(成都泰盟科技有限公司);BI-2000微循環(huán)觀測(cè)系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司);強(qiáng)生穩(wěn)豪?倍易型血糖儀;ONE TOUCH Ultra血糖試紙。
1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 Sprague-Dawley(SD)雄性大鼠30只,體重180 g~220 g,由鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(豫)2005-0001。所有大鼠飼養(yǎng)在23℃~25℃室內(nèi),自由飲水,自由攝食。適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,隨機(jī)選取12只作為對(duì)照組,其余18只腹腔注射 STZ 60 mg/kg[4],72 h后尾靜脈采血,空腹血糖>16.7 mmol/L為造模成功,將12只造模成功大鼠列為實(shí)驗(yàn)組(STZ組)。
1.4 微循環(huán)實(shí)驗(yàn)方法 右側(cè)腹壁剪毛后,開(kāi)一長(zhǎng)約2 cm切口,輕取出回腸段腸管置于37℃恒溫浴槽內(nèi)的觀測(cè)槽上,在光學(xué)顯微鏡下(×400)選擇內(nèi)徑100μm以下的毛細(xì)血管進(jìn)行觀察。在浴槽的觀測(cè)槽、顯微鏡視野下局部滴加100μL NE,滴加的濃度依次為10-12mol/L,10-11mol/L,10-10mol/L,10-9mol/L,10-8mol/L,10-7mol/L,10-6mol/L,10-5mol/L,10-4mol/L,記錄滴加藥物后1 min時(shí)腸系膜微動(dòng)、靜脈血管的直徑大小,統(tǒng)計(jì)并計(jì)算直徑變化率。酚妥拉明(濃度為1.6×10-5mol/L)孵育1 min,局部滴加4×10-9mol/L的NE,記錄滴加藥物后1 min時(shí)腸系膜微動(dòng)、靜脈血管的直徑大小,統(tǒng)計(jì)并計(jì)算直徑變化率。用37℃pH7.4的HEPES液沖洗3次,達(dá)到靜息狀態(tài)時(shí)的血管直徑后繼續(xù)滴加下一濃度,記錄靜息及灌胃藥物后腸系膜微動(dòng)、靜脈血管的直徑大小,用系統(tǒng)中自帶的卡尺分別測(cè)量微動(dòng)脈和微靜脈直徑3次,并計(jì)算其平均值。所有結(jié)果均計(jì)算其直徑變化率,直徑變化率(%)=(給藥后直徑-靜息直徑)/靜息直徑。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,多組間比較采用方差分析,所有實(shí)驗(yàn)資料采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件處理,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 兩組血糖值、體重比較(見(jiàn)表1、表2) 腹腔注射STZ72 h后尾靜脈采血,采用強(qiáng)生穩(wěn)豪?倍易型血糖儀及ONE TOUCH Ultra血糖試紙測(cè)量血糖。腹腔注射STZ前、1周后分別對(duì)大鼠稱量體重,并觀察到STZ組大鼠出現(xiàn)明顯的多飲、多尿、多食和消瘦“三多一少”的糖尿病癥狀。
表1 兩組血糖比較(x±s) mmol/L
95 STZ組 192.27±7.08 157.87±7.371)與空白對(duì)照組比較,1)P<0.05。組別 給藥前 給藥后空白對(duì)照組 197.75±8.76 231.35±5.
2.2 NE對(duì)STZ誘導(dǎo)糖尿病大鼠腸系膜微血管的影響 局部滴加100μL NE 1 min后對(duì)照組大鼠腸系膜微動(dòng)脈的直徑濃度依賴性減小,對(duì)微動(dòng)脈血管的最大收縮效應(yīng)(Emax)為(24.62±0.84)%,半最大效應(yīng)濃度(EC50)為(4.14±0.35)×10-9mol/L。與對(duì)照組相比,STZ組大鼠腸系膜微動(dòng)脈對(duì)NE的反應(yīng)性較對(duì)照組明顯減弱(見(jiàn)圖1),對(duì)微動(dòng)脈血管的Emax為(14.62±0.57)%,EC50為(5.39±0.29)×10-8mol/L(見(jiàn)圖1)。
局部滴加100μL NE 1 min后對(duì)照組大鼠腸系膜微靜脈的直徑濃度依賴性減小,對(duì)微靜脈血管的Emax為(22.70±0.57)%,EC50為(2.95±0.48)×10-8mol/L。與對(duì)照組相比,STZ組大鼠腸系膜微靜脈對(duì)NE的反應(yīng)性較對(duì)照組明顯減弱(見(jiàn)圖1),對(duì)微靜脈血管的Emax為(13.47±0.68)%,EC50為(4.78±0.39)×10-8mol/L(見(jiàn)圖1)。
圖1 NE對(duì)STZ誘導(dǎo)糖尿病大鼠腸系膜微血管的影響
2.3 酚妥拉明孵育后NE對(duì)STZ誘導(dǎo)糖尿病大鼠腸系膜微血管的影響 酚妥拉明孵育1 min后,局部滴加4×10-9mol/L的NE,NE對(duì)對(duì)照組大鼠腸系膜微血管的收縮作用明顯強(qiáng)于STZ組(見(jiàn)圖2)。
圖2 酚妥拉明孵育后NE對(duì)STZ誘導(dǎo)糖尿病大鼠腸系膜微血管的影響
糖尿病已成為繼心腦血管疾病和腫瘤之外的第三大非傳染性疾病,控制糖尿病的發(fā)病率具有重要意義。微血管病變是糖尿病的常見(jiàn)并發(fā)癥,是糖尿病并發(fā)多種器官損害的病理學(xué)基礎(chǔ)[5,6]。疾病發(fā)生時(shí)毛細(xì)血管及其前、后的括約肌對(duì)血管活動(dòng)物質(zhì)的反應(yīng)極為活躍和復(fù)雜[7],因而血管活性物質(zhì)往往成為支配微循環(huán)血?jiǎng)恿Φ闹饕蛩亍?/p>
鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠是目前比較成熟的研究糖尿病的經(jīng)典動(dòng)物模型。鏈脲佐菌素可通過(guò)GLUT2葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT2 glucose trasport protein)獨(dú)立進(jìn)入細(xì)胞,對(duì)胰腺胰島β-細(xì)胞具有毒性,造成胰島素分泌絕對(duì)或相對(duì)不足。血液中高濃度的葡萄糖及其代謝產(chǎn)物是參與糖尿病患者血管損傷的重要物質(zhì)[8,9]。本實(shí)驗(yàn)著重探討NE對(duì)實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠腸系膜微循環(huán)的影響。
本實(shí)驗(yàn)中NE濃度依賴性收縮大鼠腸系膜微動(dòng)、靜脈直徑,且對(duì)微動(dòng)脈的收縮作用強(qiáng)于微靜脈,這與NE激動(dòng)α1受體引起血管收縮的機(jī)制相符。與空白對(duì)照組相比,STZ誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性糖尿病大鼠腸系膜微循環(huán)對(duì)NE的反應(yīng)性明顯減弱。酚妥拉明是α受體阻斷劑,微血管在酚妥拉明孵育后,表現(xiàn)為NE對(duì)STZ組大鼠腸系膜微循環(huán)的收縮率較對(duì)照組明顯減弱,提示在糖尿病時(shí)NE對(duì)受體的作用減弱。因此在臨床需要應(yīng)用NE救治時(shí),應(yīng)該考慮NE對(duì)微血管的收縮作用減弱這一情況。
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