寧康健， 蔣 濤， 李 磊， 呂錦芳

(安徽科技學(xué)院 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100)

胰島素作為目前唯一已知的可起到降血糖作用的激素，正廣泛應(yīng)用于各類糖尿病的治療。胰島素由胰腺中β-胰島細(xì)胞分泌，它是胰高血糖素，腎上腺素等升血糖激素的拮抗激素，通過促進(jìn)糖原合成，抑制糖異生，促進(jìn)脂肪和蛋白質(zhì)的合成并抑制它們的降解從而達(dá)到降低血糖的作用。

1922年以來，胰島素應(yīng)用于治療糖尿病至今，對(duì)于胰島素的種類、使用方法、作用機(jī)制及作用已被廣泛研究并被發(fā)現(xiàn)[1-3]。在前人的研究中詳細(xì)說明了胰島素分泌的調(diào)節(jié)及其作用機(jī)制[4-5]。胰島素參與機(jī)體多種代謝途徑，乃至對(duì)多種疾病都有所影響[6]。目前，在胰島素的抵抗現(xiàn)象[7-8]，高血糖動(dòng)物模型的試驗(yàn)等方面報(bào)道很多[9]，而針對(duì)于正常動(dòng)物的研究相對(duì)較少，此次試驗(yàn)采用正常小鼠作為試驗(yàn)對(duì)象，觀察外源性胰島素對(duì)限飼小鼠血糖水平，肝糖原、肌糖原含量的影響，為進(jìn)一步研究外源性胰島素對(duì)小鼠體內(nèi)糖代謝影響提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

昆明種小鼠，體重27～30 g，由安徽科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。小鼠室溫飼養(yǎng)，自由采食、飲水，適應(yīng)性飼喂7 d，測(cè)定各組平均采食量。小鼠日糧營(yíng)養(yǎng)水平：粗蛋白≥18%、粗脂肪≥4%、粗纖維≤5%、粗灰分≤8%、鈣1.0%～1.8%、磷0.6%～1.2%(由南京市江寧區(qū)青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng)提供)。

1.2 藥品與試劑

肌糖原及肝糖原測(cè)定試劑盒(南京建成生物工程研究所，批號(hào):20170928)；葡萄糖試劑盒(上?？菩郎锛夹g(shù)研究所，批號(hào):20171015)；胰島素注射液(江蘇萬邦生化醫(yī)藥股份有限公司)；無菌水等。

1.3 主要儀器

722N分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；HH-S恒溫水浴鍋(江蘇國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠)；JY6001型電子天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司)；TDL80-IB 離心機(jī)(上海安亭科技儀器廠)；移液器等。

1.4 試驗(yàn)方法

取昆明種小鼠40 只，雌雄各半，隨機(jī)均分4 組，Ⅰ～Ⅳ組分別為對(duì)照組(皮下注射等量無菌水，自由采食)，不限飼組(皮下注射胰島素1 U，自由采食)；低限飼組(皮下注射胰島素1 U，供給正常采食量的80%日糧)，中限飼組(皮下注射胰島素1 U，供給正常采食量的60%日糧)，每天給藥一次，試驗(yàn)期14 d，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)禁食12 h，不禁水，摘眼球采血，離心，制備血清，處死小鼠，肝左葉腹面中部、胸部前鋸肌、左腿部股二頭肌分別采樣，生理鹽水漂洗，濾紙吸干，稱重。

1.5 觀察指標(biāo)

測(cè)定小鼠血糖，肝糖原，前鋸肌糖原，股二頭肌糖原的含量。測(cè)定方法按血糖及糖原測(cè)定試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.6 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 胰島素對(duì)小鼠血糖水平及肝糖原含量的影響

血糖水平：與對(duì)照組比較，不限飼組小鼠血糖水平無差異。與不限飼組比較，低限飼組小鼠血糖水平降低(P<0.05) 中限飼組小鼠血糖水平顯著降低(P<0.01)，低、中限飼組之間沒有差異(P>0.05)，可見補(bǔ)充外源性胰島素的條件下，小鼠限飼程度越高，血糖水平越低。

肝糖原含量：與對(duì)照組比較，不限飼組小鼠的肝糖原含量升高(P<0.05)，低、中限飼組的肝糖原含量差異不顯著(P>0.05)。與不限飼組比較，低、中限飼組肝糖原含量極顯著降低(P<0.01)，低、中限飼組之間無差異(P>0.05)?？梢?，在補(bǔ)充外源胰島素的條件下，小鼠飼料供給越多，肝糖原含量越高。

表1 小鼠血糖及肝糖原含量的比較

注:同列不同大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。下同。

2.2 胰島素對(duì)胸部前鋸肌及股二頭肌糖糖原含量的影響

前鋸肌糖原含量：與對(duì)照組的比較，不限飼組糖原含量無明顯變化(P>0.05)，低、中限飼組糖原含量升高(P<0.01)；與不限飼組比較，低、中限飼組糖原含量升高(P<0.01)；中劑量糖原含量高于低劑量組(P<0.05)?？梢姡谘a(bǔ)充外源胰島素的條件下，小鼠限飼程度越高，前鋸肌糖原含量越高。

股二頭肌糖原含量：與對(duì)照組比較，不限飼組糖原含量升高(P<0.05)，低、中限飼組糖原含量升高(P<0.01)；與不限飼組比較，中限飼組升高(P<0.05)。可見，在補(bǔ)充外源胰島素的條件下，小鼠限飼程度越高，股二頭肌的糖原含量越高。

表2 小鼠前鋸肌和股二頭肌糖原含量的比較

3 結(jié)論與討論

糖是人體內(nèi)提供能量來源的主要物質(zhì)，在人體內(nèi)的形式主要是血液中的葡萄糖和儲(chǔ)存在肌肉、肝臟中的糖原。血液中的葡萄糖直接循環(huán)至機(jī)體組織，供給能量以滿足組織對(duì)能量的需要。當(dāng)飲食后，血糖水平會(huì)上升，機(jī)體會(huì)通過血液循環(huán)將血糖轉(zhuǎn)移到肝臟或肌肉中，用來合成肝糖原或肌糖原作為儲(chǔ)存。饑餓時(shí)，血糖水平降低，肝糖原又轉(zhuǎn)化為血糖進(jìn)入血液中維持血糖水平。

小鼠在補(bǔ)充1 U/d的胰島素時(shí)，測(cè)得不限飼組的血糖水平較對(duì)照組要高，但差異不顯著，在肝糖原含量上，不限飼組極顯著高于對(duì)照組，說明在飼料供給充足時(shí)，注射一定量的外源胰島素可顯著提高肝糖原含量，而對(duì)血糖水平不產(chǎn)生顯著作用；在前鋸肌的肌糖原含量上，對(duì)照組與不限飼組差異不明顯，而在股二頭肌的肌糖原含量上，不限飼組顯著高于對(duì)照組，可見外源胰島素可一定程度上提高肌糖原含量，但提高程度不同。

隨著飼料供給水平的降低，小鼠血糖和肝糖原逐步降低，不限飼組小鼠的肝糖原水平也極顯著高于限飼的兩組，可見限飼并配合外源胰島素可有效控制小鼠的血糖和肝糖原。低、中限飼組前鋸肌、股二頭肌的肌糖原含量顯著高于不限飼組，說明在限飼條件下，限飼程度越高，胰島素對(duì)骨骼肌葡萄糖攝取的提升越明顯，肌糖原含量越高。

結(jié)合上述胰島素的作用及作用機(jī)理和試驗(yàn)結(jié)果做出以下推測(cè)：機(jī)體作為一個(gè)多激素體系的系統(tǒng)，其激素間有拮抗效果。當(dāng)有外源胰島素注入時(shí)，機(jī)體自身產(chǎn)生的胰島素含量減少，甚至不分泌。胰島素有降低血糖升高肝糖原的作用，當(dāng)機(jī)體的血糖值過低時(shí)，機(jī)體會(huì)促進(jìn)胰高血糖素，腎上腺素等具有升血糖作用的激素加大分泌。此類升血糖激素的分泌會(huì)通過第二信使途徑促進(jìn)肝糖原和脂肪的分解，從而升高血糖，維持機(jī)體的血糖水平在一個(gè)相對(duì)正常的范圍內(nèi)。不限飼組小鼠在試驗(yàn)周期內(nèi)注射胰島素使其積累了大量的肝糖原，在最后一次注射胰島素及禁食的12 h內(nèi)會(huì)將大量的肝糖原和脂肪轉(zhuǎn)化為血糖，從而表現(xiàn)出較高的血糖水平，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)上表現(xiàn)為有較對(duì)照組有更高的血糖水平和肝糖原含量。

骨骼肌由于缺少葡萄糖-6-磷酸酶，胞內(nèi)的葡萄糖-6-磷酸不能被水解成游離的葡萄糖和磷酸，即不能轉(zhuǎn)化為血糖。伴隨胰島素的注射，使骨骼肌細(xì)胞攝取大量葡萄糖，表現(xiàn)為注射胰島素的三組小鼠的前鋸肌和股二頭肌糖原含量較對(duì)照組有顯著提升。且限飼程度越高的小鼠，其肌糖原含量越高。補(bǔ)充1 U/d的胰島素，對(duì)小鼠的血糖水平?jīng)]有影響，但能顯著提高其肝糖原的含量。外源胰島素結(jié)合限飼可有效降低小鼠的血糖和肝糖原，但能顯著提高小鼠的肌糖原含量，且限飼60%比限飼80%明顯。