單雨靜　鄭　陽(yáng)　王長(zhǎng)友

華北理工大學(xué)研究生學(xué)院,①附屬醫(yī)院　河北唐山　063000

?

代謝手術(shù)對(duì)鏈脲佐菌素所致大鼠胰島損傷的保護(hù)作用

單雨靜鄭陽(yáng)王長(zhǎng)友①

華北理工大學(xué)研究生學(xué)院,①附屬醫(yī)院河北唐山063000

①目的探討代謝手術(shù)對(duì)鏈脲佐菌素 (STZ) 所致大鼠胰腺損傷的保護(hù)作用及其機(jī)制。②方法健康成年雄性 SD 大鼠 50 只，隨機(jī)分為 5 組，空白對(duì)照組、STZ 注射組、代謝手術(shù)組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組，各 10 只?？瞻讓?duì)照組大鼠不做任何處理；STZ注射組大鼠于實(shí)驗(yàn)第 7 天腹腔注射STZ；代謝手術(shù)組大鼠于實(shí)驗(yàn)第1天(T0)行代謝手術(shù)；術(shù)前注射組大鼠于實(shí)驗(yàn)第7天腹腔注射STZ，第14天行代謝手術(shù);術(shù)后注射組大鼠于第1天行代謝手術(shù)，第 7 天腹腔注射STZ。5 組大鼠均于實(shí)驗(yàn)第 21 天(T1)、28天(T2)、35天(T3)檢測(cè)血糖變化。第 35 天ELISA法檢測(cè)血漿 C 肽、炎癥因子TNF變化情況。③結(jié)果T1、T2、T3時(shí) STZ 注射組及術(shù)前、術(shù)后注射組大鼠血糖均高于空白對(duì)照組與代謝手術(shù)組(均P<0.05)；T3時(shí)血漿C肽濃度均低于空白對(duì)照組(均P<0.05)，TNF濃度均高于空白對(duì)照組(均P<0.05)。術(shù)前注射組大鼠與STZ注射組大鼠血糖、TNF濃度、血漿C肽濃度在各時(shí)間點(diǎn)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)；而術(shù)后注射組血糖、TNF濃度均低于STZ注射組(均P <0.05)，血漿C肽濃度高于STZ注射組(均P<0.05)。④結(jié)論代謝手術(shù)對(duì)STZ所致大鼠胰腺損傷有保護(hù)作用，其機(jī)制可能與代謝手術(shù)抑制了STZ誘導(dǎo)胰腺的炎性反應(yīng)有關(guān)。

代謝手術(shù)糖尿病大鼠鏈脲佐菌素胰島損傷

1963年Rakieten等[1]發(fā)現(xiàn)鏈脲佐菌素(STZ)是一種抗生素，目前廣泛用于糖尿病動(dòng)物模型的建立。Arison等[2]認(rèn)為STZ具有特異性損傷胰島β細(xì)胞作用，另有學(xué)者[3,4]通過(guò)STZ誘導(dǎo)β細(xì)胞凋亡、自由基損傷、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、β細(xì)胞特異性細(xì)胞毒作用、免疫損傷等途徑殺傷β細(xì)胞。代謝手術(shù)即胃十二指腸轉(zhuǎn)流手術(shù)，通過(guò)改變胃腸道解剖結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)胃腸激素分泌、促進(jìn)胰島素合成和分泌、改善胰島素敏感性、抑制胰島β細(xì)胞凋亡、促進(jìn)胰島β細(xì)胞增殖、抑制機(jī)體炎癥反應(yīng)等機(jī)制，發(fā)揮對(duì)胰島功能和血糖代謝的調(diào)節(jié)作用[5,6]，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于糖尿病、肥胖等代謝綜合征的臨床治療。本研究探討代謝手術(shù)對(duì)STZ所致胰島損傷的預(yù)防性保護(hù)作用，并探討其作用機(jī)制，對(duì)深入理解代謝手術(shù)作用機(jī)制及臨床作用、糖尿病發(fā)病機(jī)制、抗糖尿病藥物的研發(fā)具有重要的科學(xué)意義和臨床應(yīng)用價(jià)值。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體質(zhì)量250～300g、8～10周齡的健康雄性SD大鼠50只，購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司。飼養(yǎng)于華北理工大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，12小時(shí)照明循環(huán)，進(jìn)食飼料，清潔飲水。

1.2主要試劑鏈脲佐菌素(streptozocin，STZ)，S0130、水合氯醛，大鼠C肽酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定試劑盒、TNF炎性因子試劑盒(購(gòu)自上海凌峰化學(xué)試劑有限公司)。

1.3實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組

1.3.1分組。將50只大鼠，隨機(jī)分為5組：空白對(duì)照組、STZ注射組、代謝手術(shù)組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組，各10只?？瞻讓?duì)照組不做任何處理，STZ注射組于實(shí)驗(yàn)第7天腹腔注射STZ 65mg/kg,代謝手術(shù)組于實(shí)驗(yàn)第1天行代謝手術(shù)，術(shù)前注射組于實(shí)驗(yàn)第7天腹腔注射STZ 65mg/kg,第14天行代謝手術(shù)，術(shù)后注射組于實(shí)驗(yàn)第1天行代謝手術(shù)，第7天腹腔注射STZ 65mg/kg。

1.3.2大鼠代謝手術(shù)模型的建立。0.5%戊巴比妥鈉(50mg/kg)腹腔內(nèi)注射，麻醉后固定于手術(shù)臺(tái)。無(wú)菌條件下取上腹部正中切口，于Treitz韌帶以遠(yuǎn)10cm處與腸壁胃做側(cè)側(cè)吻合。完成吻合后用甲硝唑溶液5mL沖洗腹腔后關(guān)腹。手術(shù)當(dāng)天禁食水，術(shù)后第1天喂食糖鹽水，術(shù)后第2天給予無(wú)渣飲食(果凍)，術(shù)后第3天恢復(fù)正常鼠糧飼養(yǎng)。

1.3.3大鼠糖尿病模型的建立。將大鼠禁食12h，不限飲水，腹腔注射STZ 65mg/kg，注射后給予正常飲食。

1.4檢測(cè)指標(biāo)或方法各組大鼠分別取實(shí)驗(yàn)開(kāi)始第1天(T0)、第21天(T1)、第28天(T2)、第35天(T3)空腹?fàn)顟B(tài)下尾靜脈血,監(jiān)測(cè)血糖變化；于T3時(shí)ELISA法檢測(cè)血漿C肽濃度、血漿炎性因子(TNF)濃度。

2　結(jié)果

2.1各組小鼠空腹血糖比較在T1、T2、T3時(shí)，STZ注射組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組的大鼠血糖均高于空白對(duì)照組與代謝手術(shù)組(均P<0.05)；而代謝手術(shù)組大鼠血糖與空白對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；術(shù)后注射組血糖均低于STZ注射組(均P<0.05)，且于T1、T2、T3逐漸下降，但均高于T0時(shí)(均P<0.05)；術(shù)前注射組大鼠血糖值在T1、T2、T3各時(shí)間點(diǎn)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，且與STZ注射組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，與術(shù)后注射組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1　大鼠用藥前后空腹血糖變化

注：與空白對(duì)照組與代謝手術(shù)組比較,*P<0.05；與STZ注射組比較，#P<0.05；與術(shù)后注射組比較,▲P<0.05

2.2各組小鼠血漿C肽檢測(cè)在T3時(shí)STZ注射組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組大鼠的C肽濃度均低于在T1時(shí)(均P<0.05)；術(shù)后注射組大鼠高于STZ注射組及術(shù)前注射組大鼠(均P<0.05)；術(shù)前注射組與STZ注射組大鼠差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2　各組大鼠血漿C肽濃度

注：與術(shù)前注射組比較，*P<0.05;與空白對(duì)照組比較，#P<0.05

表3　各組大鼠炎性因子TNF濃度

注：與空白對(duì)照組比較，*P<0.05; 與術(shù)前注射組比較，#P<0.05

2.3各組小鼠TNF炎性因子檢測(cè)在T3時(shí)STZ注射組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組大鼠的炎性因子TNF濃度均高于T1時(shí)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)；術(shù)后注射組低于STZ注射組、術(shù)前注射組大鼠，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)；術(shù)前注射組與STZ注射組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，見(jiàn)表3。

3　討論

全球糖尿病患者逐年增多，我國(guó)為糖尿病第2大國(guó)。糖尿病患者中2型糖尿(T2DM)病約占85%[7,8]。STZ可能是通過(guò)免疫機(jī)制使β細(xì)胞不斷破壞而致糖尿病,與人類1型糖尿病( T1DM)有許多相似之處,是研究 T1DM的較好模型[9]。STZ對(duì)大鼠胰島β細(xì)胞的毒性作用有高度選擇性,對(duì)胰腺損傷的嚴(yán)重程度與STZ的劑量相關(guān)[10],糖尿病一旦發(fā)病即表明胰島β細(xì)胞功能已喪失 80%以上[11]。Kasper等發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，成年大鼠胰島β細(xì)胞也具有一定的增殖能力，主要是通過(guò)胰島β細(xì)胞的自身復(fù)制和再生得以實(shí)現(xiàn)。

代謝手術(shù)治療T2DM的主要機(jī)制是通過(guò)改變胃腸道的解剖結(jié)構(gòu)，使近端消化道分泌的抑制胰島β細(xì)胞功能、產(chǎn)生胰島素抵抗(IR)的胰島抑制性激素減少，而遠(yuǎn)端消化道分泌的腸促胰島激素增加，刺激胰島β細(xì)胞對(duì)胰島素的分泌和釋放、增強(qiáng)胰島素的敏感性、抑制胰島β細(xì)胞凋亡、促進(jìn)胰島β細(xì)胞增殖等，改善糖尿病患者的胰島功能和胰島素抵抗，最終取得治療T2DM的效果。由代謝手術(shù)的原理推測(cè)，代謝手術(shù)治療糖尿病的效果依賴于患者自身的胰島功能。

本組研究結(jié)果顯示，在T1、T2、T3時(shí)，STZ注射組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組的大鼠血糖均高于空白對(duì)照組(均P<0.05)，其中術(shù)后注射組血糖均低于STZ注射組(均P<0.05)，且于T1、T2、T3時(shí)逐漸下降，均高于T0時(shí)(均P<0.05)；術(shù)前注射組大鼠在各時(shí)間點(diǎn)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，并與STZ注射組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而代謝手術(shù)組大鼠血糖與空白對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。大鼠血糖越高說(shuō)明胰島損傷的程度越重，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出術(shù)后注射組大鼠與STZ注射組及術(shù)前注射組比較胰腺損傷輕。從而推斷出代謝手術(shù)對(duì)胰腺損傷有一定的預(yù)防作用。

T3時(shí)，STZ注射組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組大鼠的C肽濃度均低于在T1，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)；術(shù)后注射組大鼠高于STZ注射組及術(shù)前注射組大鼠，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)；術(shù)前注射組與STZ注射組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。說(shuō)明STZ具有破壞大鼠胰島功能的作用，而術(shù)后注射組與術(shù)前注射組及STZ注射組之間比較，大鼠的血漿C肽濃度要高。由此看出，代謝手術(shù)可以在一定程度上減輕STZ對(duì)胰腺的損傷。本次實(shí)驗(yàn)采用劑量為65mg/kg的STZ注射，導(dǎo)致了大鼠胰島損傷過(guò)于嚴(yán)重，殘存的胰島細(xì)胞過(guò)少，雖然代謝手術(shù)引起胃腸激素的分泌，但缺少作用靶點(diǎn)，手術(shù)治療也是沒(méi)有任何效果；而術(shù)前注射組大鼠的血漿C肽濃度較高，可以看出代謝手術(shù)對(duì)術(shù)前注射組大鼠是有治療作用的，可能是腹腔注射后大鼠的胰腺雖然受到了一定的損傷，但尚殘存著胰島β細(xì)胞，也體現(xiàn)了代謝手術(shù)對(duì)STZ所損傷的胰腺保護(hù)及預(yù)防作用。

本研究中，T3時(shí)，STZ注射組、術(shù)前注射組、術(shù)后注射組大鼠的炎性因子TNF濃度均高于T1時(shí)(均P<0.05); 術(shù)后注射組大鼠低于STZ注射組及術(shù)前注射組大鼠，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)前注射組與STZ注射組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。代謝手術(shù)對(duì)STZ所致大鼠胰腺損傷的保護(hù)作用，其機(jī)制可能與代謝手術(shù)抑制了STZ的誘導(dǎo)胰腺炎性反應(yīng)有關(guān)。

[1]方厚華.醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)物[M].北京:軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社,2002.572-580

[2]Arison R N,Ciaccio E I,Glitzer M S,et al.Light and electronmi croscopy of lesions in rat s rendered diab et ic w it h st reptoz otocin[J].Diabetes,1967,16:51-54

[3]Szkudelski J.T he mechanism of alloxan and streptozotocin actionin B cell s of th e rat pancreas[J].Phy sics Res,2001,50(6):537-546

[4]Liu K,Parterson A J,Chin E,et al.Glucose stimulates protein modif iation by o-li nked G lcN A C pancreast ic bet a cell:Li nkage of o-linked G lcN A C to b et a cell deat h[J].PN A S,2000,97(6):2820

[5]穎丹,何剪太,張陽(yáng)德.2型糖尿病的外科治療[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2011,21(9):837-840

[6]Flatt P R. Dorothy Hodgkin Lecture 2008. Gastric inhibitory polypeptide(GIP) revisitedia new therapeutic target for obesity-diabetes[J].Diabet Med,2008,25:759-764

[7]Yang WY，Lu JM，Weng JP，et al.Prevenlance of diabetes among men and women in China[J].N Engl J Med，2010，362(12)：1090-1101

[8]中國(guó)衛(wèi)生部疾病控制司.中國(guó)糖尿病防治指南[M].北京：北京大學(xué)出版社，2005.2-3

[9]劉學(xué)政,蕭鴻.鏈脲佐菌素致大鼠糖尿病模型的研究[J].錦州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2001，22(4):11-14

[10]余傳林,朱正光,雷林生,等.鏈脲佐菌素糖尿病模型動(dòng) 物血糖及體征動(dòng)態(tài)變化的研究[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(1):132-133

[11]王妲.糖尿病的分型、病因及發(fā)病機(jī)制[M]．見(jiàn)：史軼繁，主編.協(xié)和內(nèi)分泌和代謝學(xué).北京：科學(xué)出版社,1999.1304-1315

(2016-03-10收稿)(張愛(ài)國(guó)編輯)

Protective effect of metabolic surgery on the injury of rat pancreatic islets induced by streptozocin

SHANYujing,ZHENGYang,WANGChangyou

(NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan063000,China)

ObjectiveTo investigate the protective effect of metabolic surgery on the pancreatic injury induced by STZ in rats.MethodsA total of 50 rats were randomly divided into five groups:normal control group,stz injection group,surgery group,preoperative injection group,postoperative injection group,each group of 10 rats.The rats of normal control group did not do any processing,The rats of stz injection group were given intraperitoneal injection of STZ in the seventh day,The rats of surgery group were given metabolic surgery in the first day.The rats of preoperative injection group were given intraperitoneal injection in the seventh day and were given metabolic surgery in the fourteen day.The rats of postoperative injection group were given metabolic surgery in the first day and were given intraperitoneal injection of STZ in the seventh day.The rats of each groups were detected the change of blood glucose in 21,28,35days and were detected the change of plasma C peptide and TNF by ELISA in 35 day.ResultsThe blood suger in STZ injection group,preoperative injection group and postoperative injection group was higher than normal control group and preoperative injection group in 21 day(P<0.05),and the plasma C peptide was lower than the normal control group(P<0.05),and the TNF were higher than normal control group's (P<0.05).There was no significant difference among blood glucose,TNF and plasma C peptide between preoperative injection group and stz injection group (P>0.05),and the plasma C peptide was higher than STZ injection group (P<0.05).ConclusionMetabolic surgery has a protective effect on the injury of pancreatic injury.The mechanism may be related to the inhibition of the inflammatory response of the pancreas by metabolic surgery.

Metabolic surgery. Diabetes rats.Streptozocin.Pancreatic injury

單雨靜(1988-)，女，研究生。研究方向：普通外科。

王長(zhǎng)友。

R 616

A

2095-2694(2016)04-264-04