依托咪酯对胰岛素抵抗大鼠胸主动脉的舒血管作用研究

薛文鑫，李静

（煤炭总医院 药学部，北京100028）

依托咪酯对胰岛素抵抗大鼠胸主动脉的舒血管作用研究

薛文鑫，李静

（煤炭总医院 药学部，北京100028）

目的研究依托咪酯对胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）大鼠胸主动脉舒血管作用的可能机制。方法将24只大鼠随机分成对照组（n=12）和高果糖组（n=12）。记录苯肾上腺素预收缩的离体大鼠主动脉环张力变化，观察依托咪酯的舒血管作用及不同工具药对其作用的影响。结果依托咪酯（1×10-6～1×10-4mol/L）对正常大鼠和IR大鼠血管环均有内皮依赖的、浓度依赖的舒张作用。在内皮完整的血管环，左旋硝基精氨酸甲酯（L-NAME，0．1 mmol/L）能明显抑制2组大鼠依托咪酯的血管舒张作用，而且L-NAME对IR大鼠舒血管作用的抑制程度显著高于正常大鼠（P＜0．05）。吲哚美辛（10 μmol/L）对IR大鼠依托咪酯的血管舒张作用无明显影响。K+通道阻断剂格列本脲（10 μmol/L）能明显抑制依托咪酯对IR大鼠的舒血管作用，而4-氨基吡啶（1 mmol/L），Iberiotoxin（100 nmol/L）和BaCl2（1 mmol/L）无影响。结论依托咪酯可引起大鼠胸主动脉的舒张，IR增强了依托咪酯的舒张作用。依托咪酯对IR大鼠主动脉的舒张作用是内皮依赖性的，此作用可能和ATP敏感钾通道和NO的参与有关。

胰岛素抵抗；依托咪酯；主动脉；内皮功能；钾通道

1.2 方法

1.2.1 动物分组及模型建立 清洁级Sprague.Dawley（SD）大鼠，体重180～200 g，由山西医科大学实验动物中心提供（合格证号：070110）。大鼠置于温度（22±2）℃，昼夜周期 12 h，自由饮水的环境中适应性喂养1周。SD大鼠随机分为2组。对照组（NC组，n=12）；普通饲料喂养 4周；高果糖组（IR组，n=12）：高果糖饲料喂养4周。对照组以碳水化合物60%、脂肪11%、蛋白质29%的普通标准饲料喂养；高果糖组以碳水化合物75%（其中果糖60%）、脂肪11%、蛋白质14%的高果糖饲料喂养。

1.2.2 大鼠离体主动脉环标本的制备 造模成功后将大鼠颈椎脱臼处死，打开胸腔，分离胸主动脉，将取下的胸主动脉放入 4℃的 HEPES液（NaCl 144 mmol/L，KCl 5.8 mmol/L，CaCl22.5 mmol/L，MgCl21.2 mmol/L，葡萄糖 11.1 mmol/L，HEPES 5 mmol/L，pH 7.38）中。去除血管周围的脂肪及结缔组织，将动脉剪成2～3 mm的小段。在去内皮实验中，用与血管内径相适的棉棒从管腔擦过，连续2次。血管环用2根不锈钢微型挂钩贯穿血管管腔，横向悬挂在10 mL浴管内，下方固定，上方以一细钢丝连于张力换能器，其静息张力调节为2 g，使用

MS 4000 U1计算机生物信号采集分析系统（广州市龙飞达科技有限公司）记录血管环张力变化。浴液为HEPES液，浴槽中通以95%O2和5%CO2混合气，37℃平衡1 h，每15 min换液1次。以KCl 120 mmol/L收缩动脉环3次，直到收缩稳定。用PE 1 μmol/L预收缩动脉环，待收缩稳定加入ACh 10 μmol/L检验血管内皮的完整性，当ACh不产生舒张作用或舒张幅度小于预收缩的10%时，认为已去除内皮。

1.2.3 血糖、胰岛素及甘油三酯测定 空腹血糖（fasting blood-glucose，FBG）采用葡萄糖氧化酶化法，血甘油三酯（glycerin trilaurate，TG）采用酶法，空腹血胰岛素（fasting serum insulin，FSI）采用放射免疫法，严格按试剂盒要求测定。按李氏[4-5]方法计算胰岛素敏感指数[ISI＝-ln（FBS×FSI）]。

1.2.4 大鼠主动脉舒张作用测定 采用内皮完整或去内皮的胸主动脉环，加入PE（1 μmol/L），待血管环收缩达到稳定后，累积加入依托咪酯使浴管中的终浓度依次递增为1×10-6、3×10-6、1×10-5、3×10-5、1×10-4mol/L，观察血管环的舒张反应，制作依托咪酯的累积浓度-血管反应曲线，并以PE诱发的血管环的最大收缩幅度为100%，计算依托咪酯各浓度的舒张百分比。

观察不同工具药对对照组和高果糖组依托咪酯舒血管作用的影响时，主动脉环用PE（1 μmol/L）预收缩，待收缩达坪值后，2组分别加入L-NAME（0.1 mmol/L）、Indo（10 μmol/L）、K+通道阻断剂 4-AP（1 mmol/L）、iberiotoxin（100 nmol/L）、Gli（10 μmol/L）或BaCl2（1 mmol/L），当血管环收缩再次达到坪值后，对照组和高果糖组均累积加入依托咪酯，浓度同上。

观察依托咪酯对ACh的舒血管作用的影响时，主动脉环用PE（1 μmol/L）预收缩，待收缩达坪值后，2组分别加入etomidate（5×10-6mol/L或5×10-5mol/L），当血管环收缩再次达到坪值后，对照组和高果糖组均累积加入ACh（1×10-9～1×10-5mol/L）。

SPSS 13.0作统计分析，两样本间比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组大鼠血压、空腹血糖、胰岛素、胰岛素抵抗指数及甘油三酯的变化 与对照组相比，高果糖组大鼠第4周血压，血胰岛素升高，胰岛素敏感指数降低，血甘油三酯升高，差异均有显著性（P＜0.01，见表 1）。

表1 高果糖饮食对大鼠血压、空腹血糖、胰岛素、胰岛素抵抗指数及甘油三酯的影响Tab.1 Effects of high fructose diet on SBP, FBS, FSI, ISI and TG of SD rats

2.2 依托咪酯对2组大鼠PE预收缩主动脉环的影响 依托咪酯（1×10-6～1×10-4mol/L）对正常大鼠胸主动脉有浓度依赖性的舒血管作用，最大舒张率为（95.15±3.09）%，去内皮明显抑制依托咪酯对胸主动脉的舒血管作用（P＜0.01），且依托咪酯的舒血管作用显著高于脂肪乳的舒血管作用（P＜0.01，见图1a）。依托咪酯对IR大鼠胸主动脉有浓度依赖性的舒血管作用，最大舒张率为（83.79±4.06）%，IR大鼠内皮完整血管环与去内皮血管环最大舒血管作用分别为95.15%和86.48%，去内皮明显抑制依托咪酯对IR大鼠胸主动脉的舒血管作用（P＜0.01，见图1b）。依托咪酯对正常大鼠和IR大鼠胸主动脉的舒血管作用有显著差异（P＜0.01，见图1c）。

图1 依托咪酯对2组大鼠PE预收缩主动脉环均有浓度依赖性舒张作用a. 比较依托咪酯和脂肪乳对正常大鼠胸主动脉环的浓度依赖性舒血管作用；b. 比较依托咪酯对IR大鼠胸主动脉内皮完整血管环与去内皮血管环的舒血管作用；c. 比较依托咪酯对正常大鼠和IR大鼠胸主动脉环的舒血管作用舒张百分比是指张力引起的PE百分比的变化，各点代表平均值标准误差﹟﹟P＜0.01，与内皮是否完整相比；**P＜0.01，与对照组相比Fig.1 Etomidate-induced relaxation on precontraction induced by PE (1 μmol/L) in aortic rings isolated from NC and IR rat.a. etomidate -induced dose-dependent relaxation in comparison with Intralipid control in endothelial-intact(+EC) and denuded(-EC) aortas isolated from NC rat. b. etomidate-induced relaxation in +EC and-EC aortas isolated from IR rat.c. etomidate-induced relaxation in +EC aortas isolated from NC and IR rat Percent relaxation refers to the percent change in tension induced by PE. Each point represents mean±SEM﹟﹟P＜0.01，compared with respective denuded；**P＜0.01， compared with respective control

2.3 K+通道阻滞剂对依托咪酯舒血管作用的影响 在PE预收缩的内皮完整血管环上，K+通道阻滞剂iberiotoxin（10 μmol/L），4-AP（1 mmol/L）和BaCl2（1 mmol/L）对正常大鼠和IR大鼠的舒血管作用均无明显影响（见图2a）；Gli（10 μmol/L）明显抑制了正常大鼠和IR大鼠的舒血管作用（P＜0.01，见图2b）；去内皮对Gli对正常大鼠和IR大鼠舒血管作用的抑制作用无显著影响（见图2c）。

图2 K+通道阻滞剂对依托咪酯的2组大鼠PE预收缩主动脉环舒血管作用的影响主动脉环用PE（1 μmol/L）预收缩达坪值后，分别加入K+通道阻断剂Gli（10 μmol/L）、4-AP（1 mmol/L）、BaCl2（1 mmol/L）、iberiotoxin（100 nmol/L）10分钟。当血管环收缩再次达到坪值后，对照组（A）和高果糖组（B）均累积加入依托咪酯(1×～1×10-4mol/L)。C.比较Gli（10 μmol/L）对IR大鼠胸主动脉内皮完整血管环与去内皮血管环的舒血管作用各点代表平均值标准误差**P＜0.01，与对照组相比Fig.2 Etomidate-induced relaxation on precontraction induced by PE in the absence or presence of K+ channel inhibitors in aortic rings isolated from NC and IR ratWhen the contraction was steady， one of following inhibitors was added 10 min before stepwise addition of etomidate (1×10-6～1×10-4mol/L)：glibenclamide (Gli，10 μmol/L)，4-aminopyridine (4-AP，1 mmol/L)， BaCl2(1 mmol/L)，iberiotoxin(Iber，100 nmol/L). Etomidate-induced relaxation in the absence or presence of K+ channel inhibitors in endothelial-intact aortas isolated from NC(A) and IR(B) rat.C.etomidate-induced relaxation in the absence or presence of glibenclamide in endothelial-intact (+EC) and denuded (-EC) aortas isolated from NC and IR rat Each point represents mean±SEM**P＜0.01， compared with respective control

2.4 L-NAME对依托咪酯舒血管作用的影响 本实验结果显示，在PE预收缩的正常大鼠和IR大鼠内皮完整血管环上，Indo（10 μmol/L）对2组大鼠依托咪酯的血管舒张作用均无明显影响。一氧化氮合酶（eNOS）抑制剂 L-NAME（0.1 mmol/L）能显著抑制依托咪酯的血管舒张作用（P＜0.01），L-NAME对IR大鼠舒血管作用的抑制程度显著高于正常大鼠（P＜0.01，见图3）。

图3 L-NAME及indomethacin(Indo)对依托咪酯的2组大鼠PE预收缩主动脉环舒血管作用的影响。主动脉环用PE（1 μmol/L）预收缩达坪值后，分别加入L-NAME(0.1 mmol/L)或Indo(10 μmol/L)10分钟。当血管环收缩再次达到坪值后，对照组（A）和高果糖组（B）均累积加入依托咪酯(1×10-6～1×10-4mol/L)各点代表平均值标准误差**P＜0.01，与对照组相比Fig.3 Etomidate-induced relaxation on precontraction induced by PE in the absence or presence of L-NAME or indomethacin (Indo) in aortic rings isolated from NC(A) and IR(B) rat.When the contraction induced by PE (1 μmol/L) was steady-going，L-NAME(0.1 mmol/L) or Indo (10 μmol/L)was added 10 min before stepwise addition of etomidate(10-6～10-4mol/L)Each point represents mean±SEM**P＜0.01，compared with respective control.

3 讨论

依托咪酯广泛用于麻醉的诱导，较异丙酚有更好的维持全麻患者血流动力学稳定的特点，0.3 mg/kg依托咪酯进行麻醉诱导时，血浆浓度峰值约为1×10-5mol/L，因有76.5%与血浆蛋白结合，游离血浆药物浓度约为1×10-6mol/L，心脏病患者和普通患者的心率、平均动脉压、平均肺动脉压、肺毛细血管楔压、中心静脉压、心脏每搏量、心脏指数、肺血管阻力及外周血管阻力几乎无变化[6]。表明依托咪酯对未发生血管功能和病理改变患者的血流动力学无显著影响，但是，离体实验研究证实依托咪酯可引起大鼠胸主动脉舒张[3]。有意思的是，另有研究发现依托咪酯可抑制犬肺动脉[7]及人类肾动脉[8]的舒张，证明依托咪酯的舒血管作用存在种属或血管特异性。但是目前这些研究仅集中在正常血管的研究，而对于依托咪酯对IR血管的作用目前未见报道。大量研究报道证实IR是引起血管（包括主动脉，冠状动脉，肠系膜动脉，大脑中动脉等）损伤的独立危险因素[9-13]。本实验采用高果糖饲料制备的IR模型研究依托咪酯对IR大鼠胸主动脉的作用并探讨其作用机制。

本实验研究发现，依托咪酯可引起IR大鼠主动脉舒张，其舒张作用明显强于正常大鼠。已有研究证实依托咪酯引起大鼠胸主动脉的舒血管作用与内皮相关[14]，本实验研究发现去内皮可抑制正常大鼠和IR大鼠的胸主动脉的舒血管作用，但并不能完全阻断其舒血管作用。表明依托咪酯的舒血管作用存在内皮依赖性和内皮非依赖性两种机制。

目前认为内皮介导的血管舒张功能障碍是内皮功能紊乱的主要特征之一，与胰岛素抵抗同时并存[1-2]。血管内皮细胞可以产生并释放多种血管活性因子，包括舒张因子：NO、前列腺素I2（PGI2）及内皮源性超极化因子（EDHF）。普遍认为NO和PGI2通常在较大血管发挥主要的扩张血管作用，而EDHF通常在中小血管中发挥作用[15]。本研究从NO途径，PG途径及EDHF途径探讨依托咪酯对胰岛素抵抗大鼠内皮依赖性舒血管作用。目前大量研究表明果糖喂养IR大鼠NO介导的内皮依赖性舒血管作用受损[9-13]。本实验研究发现NO合酶抑制剂可明显抑制正常大鼠和IR大鼠的舒血管作用，说明依托咪酯对IR胸主动脉的作用部分通过NO途径产生。而L-NAME对IR大鼠舒血管作用的抑制程度明显低于正常大鼠，这可能与IR大鼠NO介导的内皮依赖性舒血管作用受损。PG途径是影响内皮依赖性舒血管作用非常重要的一条途径，研究发现前列腺素合成酶抑制剂可抑制异丙酚对家兔肠系膜动脉的舒张[16-17]，但是Horibe等[18]发现前列环素未参与大鼠肺动脉的舒张。本研究发现前列腺素合酶抑制剂吲哚美辛对IR大鼠依托咪酯的舒血管作用无明显影响，说明依托咪酯不通过PG途径发挥作用。

除NO途径和PG途径之外，EDHF途径也会影响内皮依赖性的血管舒张作用，但EDHF的本质及其信号通路目前并不完全清楚。目前认为EDHF包括K+，H2O2等，但不同物种、不同组织器官中的EDHF不尽相同。Edwards等[19]研究表明，在肠系膜动脉，K+通过激活性KIR发挥作用，另外，依托咪酯对犬肺动脉[7]的血管舒张是通过激活KATP通道发挥作用，而在人肾动脉[8]则激活Ca2+依赖性K+通道（BKCa）。本研究通过观察内向整流K+通道（KIR）阻断剂BaCl2、电压依赖性K+通道（KV）阻断剂4-AP、KATP通道阻断剂Gli和Ca2+依赖性K+通道（BKCa）阻断剂iberiotoxin对依托咪酯舒血管作用的影响，探讨依托咪酯舒血管作用与钾离子通道的关系。本实验研究发现KATP通道阻断剂Gli可抑制正常大鼠和胰岛素抵抗大鼠依托咪酯诱导的舒血管作用，该作用是内皮依赖性的，但4-AP，iberiotoxin和氯化钡显示对依托咪酯的舒血管作用无明显影响。这表明，依托咪酯的舒血管作用部分是由通过内皮细胞KATP通道发挥作用的。

综上所述，依托咪酯对正常大鼠和IR大鼠胸主动脉的舒张作用是内皮依赖性的，IR增强了依托咪酯对大鼠胸主动脉的舒张作用，KATP通道和NO的介导了依托咪酯的舒张作用。然而，有许多文献报道，在胰岛素抵抗状态NO介导的血管舒张作用的受损可能与氧自由基有关[20-22]。氧自由基对依托咪酯引起IR大鼠主动脉舒血管作用的影响还需要进一步探讨。

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The vasodilating effects induced by etomidate in aortas of insulin resistant rats

XUE Wen-xin, LI Jing
(Department of Pharmacy, Meitan General Hospital, Beijing 100028, China)

ObjectiveTo investigate the effects of etomidate on aorta isolated from IR rats, and explore its underlying endothelium-related mechanism(s).MethodsThe IR animal model was made by feeding rats with high fructose diet for 8 weeks. Aortic rings were isolated and suspended in a tissue bath, and tensions were recorded isometrically. The effects of etomidate on provoked contractions of the rings were assessed in absence or presence of potassium channel blockers or NO-synthase inhibitors.ResultsEtomidate-induced relaxation in IR rings was greater than NC rings.NG-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) or glibenclamide (Gli) inhibit significantly etomidate-induced relaxation in IR rings, and the inhibition of Gli was disappeared in endothelial-denuded aortic rings.ConclusionEtomidate cause vasodilation in IR rat aortas by an endothelial-dependent and independent manner. Impaired NO- and KATP channel-mediated relaxation and etomidate-induced increased availability of may involve in endothelial-dependent relaxation of etomidate in IR rat aortas.

insulin resistance; etomidate ; aorta; endothelial function; K+channel

R 965

A

1005-1678(2014)02-0051-04

胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）是代谢综合征的共同病理生理基础。越来越多研究证明，胰岛素抵抗常伴有内皮功能受损[1-2]。依托咪酯具有抑制心血管作用轻微的特点，在麻醉诱导、门诊手术麻醉等领域的应用广泛。离体实验证实，依托咪酯可引起血管舒张[3]，这与IR的发生发展过程中内皮受损可能会影响依托咪酯对血管的舒缩功能。本实验采用高果糖饮食喂养的方法复制IR模型，观察依托咪酯对IR大鼠离体胸主动脉舒缩功能的影响、并对相关机制进行探讨。

1 材料与方法

1.1 药品与试剂 依托咪酯（etomidate）购自江苏恩华药业股份有限公司，脂肪乳注射液（Intralipid）购自华瑞制药有限公司，乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）、4-氨基吡啶（4-aminopyridine，4-AP）、格列本脲（glibenclamide，Gli）、iberiotoxin、左旋硝基精氨酸甲酯（NG-nitro-L-arginine methyl ester，L-NAME）和吲哚美辛（indomethacin，Indo）均购自Sigma公司。苯肾上腺素（phenylephrine，PE）为上海禾丰制药有限公司产品。其余试剂为市售分析纯。果糖为美国ADM公司产品；血糖与血脂测定试剂盒购自浙江东瓯生物工程有限公司；胰岛素试剂盒购自北京原子能生物研究所。

薛文鑫，女，博士，主管药师，研究方向：心血管药理学，E-mail：xuewx 200866@163.com。