胃旁路术对非肥胖型2型糖尿病大鼠糖代谢的影响

曹 超，周晓磊，尤胜义

胃旁路术对非肥胖型2型糖尿病大鼠糖代谢的影响

曹 超1，周晓磊2，尤胜义2

目的:观察胃旁路术对非肥胖型2型糖尿病大鼠（GK大鼠）糖代谢的影响。方法:GK大鼠20只，Wistar大鼠10只，随机分为GK手术组、GK假手术组和Wistar假手术组，每组10只；手术组行胃旁路术；测定术前1周及术后第1、2、4、8、12周各组体质量、空腹血糖(FPG)、糖化血红蛋白（HbA1c）水平和血清胰岛素(INS)含量。结果：术后12周，GK手术组大鼠体质量由术前的（255.10±21.09）g上升到（364.55±25.73）g，FPG和HbA1c分别由术前的（11.36±1.14）mmol/L和（8.91±0.36）%下降到（8.36±0.62）mmol/L和（6.35±0.46）%，而血清INS由术前（32.76±2.37）μIU/mL上升到（55.14±5.45）μIU/mL。结论:胃旁路术可以明显降低GK大鼠的空腹血糖，改善糖代谢障碍。

2型糖尿病；胃旁路术；GK大鼠

近年来，国外学者通过分析接受减肥手术病人的临床资料时意外发现，合并2型糖尿病（Type 2 diabetesmellitus，T2DM）的肥胖患者，在接受了胃旁路术（gastric bypass，GBP）等减肥手术后，糖尿病迅速得到了缓解，无需继续接受药物治疗就能维持正常的空腹血糖和胰岛素水平。相关临床研究也得到证实[1]。但对于非肥胖型糖尿病是否同样具有治疗作用，还需进一步研究。非肥胖型2型糖尿病大鼠（Goto-kakizaki rats）（GK大鼠）是一种自发性非肥胖型2型糖尿病大鼠，是目前公认的T2DM模型之一，也是建立GBP模型的最佳动物。本研究拟通过对GK大鼠行GBP，观察术后糖代谢情况，探讨GBP对非肥胖2型糖尿病的治疗作用，从而为临床外科手术治疗糖尿病提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 动物与分组 雄性GK大鼠20只，8周龄，体质量220～240 g，购自上海斯莱克实验动物有限公司。雄性Wistar大鼠10只，8周龄，体质量200～230 g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，合格证号：SCXK(京)2007-0001。实验前适应环境2周，严格在无特殊致病菌的条件下饲养。2周后30只大鼠分成3个组：GK手术组、GK假手术组和Wistar假手术组。

1.2 动物模型建立 所有大鼠均在10周龄行手术。术前各组大鼠禁食16 h，硫喷妥钠（1.0 mL/kg）腹腔注射麻醉，取上腹正中切开腹腔，行远端胃大部切除，缝合关闭十二指肠残端，距Treiz韧带8 cm处切断空肠，远端肠袢与胃壁行端侧吻合，近端肠袢在距胃-空肠吻合口以远10 cm处与空肠做端侧吻合。假手术组开腹将胃肠道拉出体外后再放回，并保持手术时间与手术组一致。

1.3 检测指标 体质量：使用电子天平（赛多利斯，德国）,在清晨空腹时测量术前1周及术后第1、2、4、8、12周各组大鼠体质量。

空腹血糖：术前1周及术后第1、2、4、8、12周采集大鼠尾静脉血液，使用血糖仪（强生公司，美国）检测空腹血糖(FPG)。

糖化血红蛋白水平：术前1周及术后第1、2、4、8、12周内眦静脉取血，采用免疫抑制比浊法测定HbAlc，并计算糖化血红蛋白（HbA1C）百分率。

血清胰岛素：大鼠禁食过夜，于术前1周、术后第1、2、4、8、12周，尾静脉取血2 mL，立即在4℃下3000 r/m离心10 min，分离血清,-70℃低温冰箱保存。采用放射免疫法检测血清胰岛素（INS）水平，胰岛素放免试剂盒购于上海源叶生物科技有限公司，批内变异系数＜10%。

2 结果

2.1 体质量变化 术前GK手术组、GK假手术组和Wistar假手术组体重比较无差异（P＞0.05）。术后各组大鼠体质量呈增长趋势，第12周GK手术组与GK假手术组比较，无统计学意义（P＞0.05），与Wistar假手术组比较，第4、8、12周GK手术组大鼠体质量低于Wistar假手术组同期体质量，差异有统计学意义（P＜0.05）（见表1）。

2.2 FPG变化 术前GK手术组与GK假手术组大鼠FPG比较，差异无统计学意义（P＞0.05），而与Wistar假手术组大鼠比较，术前GK手术组与GK假手术组FPG均高于术前Wistar假手术组FPG，差异有统计学意义（P＜0.05）。术后第1周GK手术组大鼠FPG与术前相比明显降低（P＜0.05），术后1、2、4、8、12周GK手术组大鼠FPG均低于GK假手术组同期水平（P＜0.05），而各个时间点均高于Wistar假手术组同期FPG（P＜0.05）（见表2）。

2.3 HbA1c变化 术前GK手术组与GK假手术组HbA1c水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。GK手术组在术后2、4、8、12周的HbA1c水平均低于术前，而与GK假手术组同期比较均显著降低（P＜0.05）。与Wistar假手术组比较，GK手术组术前及术后1、2、4、8周HbA1c水平均显著高于同期Wistar假手术组，差异有统计学意义（P＜0.05），而12周GK手术组HbA1c水平与Wistar假手术组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（见表3）。

2.4 血清INS 术前GK手术组与GK假手术组血清INS比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。GK手术组术后2、4、8、12周INS水平均高于术前，且均高于GK假手术组同期INS水平（P＜0.05）。与Wistar假手术组比较，GK手术组术前及术后1周血清INS显著低于Wistar假手术组同期水平（P＜0.05），而术后2、4、8、12周同期比较，两组差异无统计学意义（P＞0.05）（见表4）。

表1 各组大鼠手术前后体质量变化比较（g，±s）

表1 各组大鼠手术前后体质量变化比较（g，±s）

注：与GK假手术组相比，a P＜0.05；与Wiatar假手术组比较，b P＜0.05

n GK假手术组GK手术组Wiatar假手术组10 10 10术前248.66±18.44 256.10±21.09 238.95±12.66第1周279.83±16.31 254.26±27.88 251.73±16.83第2周300.25±24.30 272.10±24.27 294.62±18.93第4周325.72±26.22 293.47±17.31b344.62±29.84a第8周361.58±29.06 328.03±21.75b448.38±36.22a第12周377.93±23.84 364.55±25.73b497.85±28.55a

表2 各组大鼠手术前后血糖变化比较（mmol/L，±s）

表2 各组大鼠手术前后血糖变化比较（mmol/L，±s）

注：与术前相比，aP＜0.05；与GK假手术组比较，bP＜0.05；与Wistar假手术组比较，cP＜0.05

组别GK假手术组GK手术组Wiatar假手术组n 10 10 10术前11.33±1.17 11.36±1.14c4.46±0.52第1周11.27±1.05 9.51±1.83a、b、c 4.89±0.32第2周11.37±1.13 8.59±1.45a、b、c 4.66±0.48第4周12.07±1.22 9.12±0.92a、b、c 4.67±0.52第8周12.25±1.13 8.30±0.85a、b、c 4.69±0.50第12周12.47±1.30 8.36±0.62a、b、c 5.06±0.68

表3 各组大鼠手术前后糖化血红蛋白变化比较（%，±s）

表3 各组大鼠手术前后糖化血红蛋白变化比较（%，±s）

注：与术前相比，aP＜0.05；与GK假手术组比较，bP＜0.05；与Wistar假手术组比较，cP＜0.05

组别GK假手术组GK手术组Wiatar假手术组n 10 10 10术前8.83±0.38 8.91±0.36c5.12±0.36第1周8.64±0.69 8.68±0.64c5.50±0.51第2周8.76±0.73 8.12±0.64a、b、c 5.19±0.46第4周8.76±0.65 7.61±0.58a、b、c 5.08±0.42第8周9.04±0.73 6.57±0.52a、b、c 4.72±0.43第12周9.11±0.68 6.35±0.46a、b5.46±0.56

表4 各组大鼠手术前后血清胰岛素变化比较（μIU/m L，±s）

表4 各组大鼠手术前后血清胰岛素变化比较（μIU/m L，±s）

注：与术前相比，aP＜0.05；与GK假手术组比较，bP＜0.05；与Wistar假手术组比较，cP＜0.05

组别GK假手术组GK手术组Wiatar假手术组n 10 10 10术前32.53±2.33 32.76±2.37c43.29±5.05第1周32.64±2.96 33.79±5.56c42.77±5.32第2周34.01±3.77 42.62±4.90a、b46.24±4.66第4周37.40±3.45a45.03±3.77a、b50.10±5.51第8周33.94±2.30 56.94±4.70a、b51.04±5.08第12周29.81±2.65 55.14±5.45a、b、c 52.33±4.22

3 讨论

随着生活水平的提高和生活方式的改变，糖尿病的发病率迅速增加。目前全球糖尿病患者愈1.7亿[2]，预计2025年将达3.33亿，其中T2DM约占90%以上。因此，T2DM的治疗越来越受到人们的关注。糖尿病的内科治疗，主要措施包括控制饮食、加强运动、口服降糖药物和使用胰岛素等，但是由于其不良反应、费用昂贵以及需要终身维持等因素，导致患者的依从性差，难以保证患者的血糖恢复至正常水平，不能有效避免各种糖尿病并发症的发生和进展。

Pories等[3]通过对608名接受GBP治疗的肥胖症患者的长期随访发现，除体重稳定减轻外，146名T2DM患者中的83%和152名糖耐量异常患者中的99%，术后血糖、血清胰岛素和糖化血红蛋白水平恢复正常，并在随后14年的随访中上述指标长期处于正常水平，与糖尿病有关的并发症的发病率也显著降低，达到了治愈T2DM的效果。这一研究成果为T2DM的外科治疗开拓了新思维。国内也有学者回顾性分析了7例合并T2DM的患者，因外科疾患接受胃大部切除（毕Ⅱ式）术前后血糖变化情况，结果显示，患者术后的糖尿病症状全部得到改善[4]。国内的张士虎等通过动物实验证实，GBP能显著降低链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的血糖[5]。我们选择的GK大鼠一种自发性非肥胖型2型糖尿病大鼠，更接近于人类T2DM的糖代谢变化，血糖变化值较链脲佐菌素诱导的糖尿病模型稳定。在本实验中，我们动态地观察了GBP对GK大鼠糖代谢的影响，GBP术后1周GK手术组大鼠的空腹血糖较术前开始下降，且差异有统计学意义(P＜0.05)。随着观察周期的延长，GK手术组大鼠2、4、8、12周血糖值始终显著低于术前水平(P＜0.05)，且低于GK假手术组同期血糖值，差异有统计学意义(P＜0.05)。同时GK手术组术后糖化血红蛋白较术前也显著下降，说明GBP术后第1周开始就能显著改善GK大鼠血糖水平，降低糖化血红蛋白水平，改善糖代谢障碍。结果显示，各组大鼠术后体重较术前均显著升高，说明术后血糖代谢的改善不是因为体重减轻引起的。胰岛素是维持血糖正常最重要的激素，GBP术后GK大鼠的血清胰岛素水平明显升高，且差异有统计学意义(P＜0.05)，同时也高于GK假手术组，接近于Wistar假手术组。提示GBP改善GK大鼠糖代谢的治疗机制，可能与提高胰岛素分泌有关，但其具体分子信号机制有待于进一步探究。

由此可见，临床开展GBP治疗T2DM可能具有广阔前景。但外科手术毕竟是一种有创性治疗，且术后并发症[6]，如切口感染、吻合口溃疡、吻合口漏、肠梗阻等应引起足够重视。本实验仅局限于GK大鼠，尚需继续研究以寻求疗效稳定、创伤更小、并发症少的术式，而且其作用机制有待于进一步深入探讨。

[1]Cummings D E,Flum D R.Gastrointestinal surgery as a treatment for diabetes[J].JAMA,2008,299(3):341-343.

[2]Papadopoulos AA,Kontodimopopoulos N,Frydas A,et al.Predic⁃tors of health-related quality of life in typeⅡ diabetic patients in Greece[J].BMC Public Health,2007,7（1）:186.

[3]Pories WJ,Swanson MS,MacDonald KG,et al.Who would have thought it?An operation proves to be themost effective therapy for adult-onset diabetesmellitus[J].Ann Surg,1995,222(3):339-350.

[4]李磊,郑成竹.胃大部切除毕Ⅱ式胃空肠吻合对2型糖尿病的疗效分析[J].中国微创外科杂志,2008,8(10):951-953.

[5]张士虎,苗毅.胃旁路术对非肥胖型糖尿病大鼠的降糖作用[J].南京医科大学学报,2006,26（3）：176-179.

[6]刘斌,王瑜.正确认识胃旁路术后并发症[J].中国现代普通外科进展,2010,13（10）：806-808.

（收稿：2011-07-06 修回：2011-08-10）

（责任编辑 刘洪斌）

Effect of Gastric Bypass Surgery on Glucose Metabolism of Non-obese Type 2 Diabetes Mellitus in Go⁃to-Kakizaki Rats

Cao Chao,Zhou Xiao-lei,You Sheng-yi. Graduate School of Tianjin Medical University,Tianjin（300070）China

ObjectiveTo investigate the influence of gastric bypass surgery on glucose metabolism in Go⁃to-Kakizaki(GK)rats. Methods Twenty male GK rats and 10 male Wistar rats were randomized into 3 groups：GK operation，GK sham-operation and Wistar sham-operation groups,gastric bypass surgery was pro⁃cessed in the GK operation group.Body weight，fast⁃ing plasma glucose(FPG)，glycosylated hemoglobin (HbA1c)level and serum insulin(INS)were moni⁃tored at 1 week before surgery and at the 1st,2nd,4th,8th and 12th week after surgery. Result In the GK operation group the weight increased from 255.10±21.09 g before surgery to 364.55±25.73 g,and the FPG de⁃creased from 11.36±1.14 mmol/L before surgery to 8.36±0.62 mmol/L，and HbA1c decreased from 8.91±0.36%to 6.35±0.46%at the 12th week after surgery in GK operation rats．Meanwhile the serum INS increased from 32.76±2.37 μIU/mL before surgery to 55.14±5.45 μIU/mL at the 12th week after surgery in the GK operation rats，with statistical significance(P＜0.05). Conclusion Gastric bypass surgery can significantly reduce fast⁃ing plasma glucose levels,and improve glycometabolism in non—obese type 2 diabetes GK rats.

Type 2 diabetes mellitus,Gastric bypass,Goto—Kakizaki rats

R654.4

A

1007-6948(2012)01-0051-04

10.3969/j.issn.1007-6948.2012.01.015

1天津医科大学研究生院（天津300070）

2天津医科大学总医院中西医结合外科（天津300052）

尤胜义,E-mail:shengyiyou@hotmail.com.