急性血糖波动对胰岛素分泌功能及其敏感性影响＊

首都医科大学教学医院北京电力医院心内科 （北京100073）

赵 晟 杨智勇△ 王艳军▲ 张 薇# 李 艳☆

血糖是调节胰岛素分泌的重要的因素，大量研究显示高血糖能诱导β细胞凋亡增加，导致胰岛素分泌下降。目前国内外研究多集中于持续性高血糖对胰腺功能的影响，针对血糖波动对胰腺功能影响的研究较少，本研究通过间断输注高浓度葡萄糖的方法建立急性血糖波动的动物大鼠模型，探讨急性血糖波动对活体雄性Wistar大鼠胰腺功能影响及机制。

材料和方法

1 实验材料

1．1 实验动物：选取7周清洁度Ⅰ级健康雄性Wistar大鼠20只，体重280～350g，由中国医科大学实验动物中心提供，，常规饲料自由饮水，温度22±1℃，湿度50%左右，明／暗周期为12h。

1．2 实验试剂：大鼠血清胰岛素酶联免疫试剂盒购自武汉博士德公司；血清丙二醛（MAD）、超氧化物歧化酶（SOD）检测试剂盒，购自南京建成生物工程研究所。

2 实验方法

2．1 建立血糖波动动物模型：大鼠适应实验室环境3～5d后，用10%水合氯醛（按体重0．35mg／kg）腹腔麻醉，将聚乙烯导管2根，分别植入右颈内静脉用于输液和左颈动脉用于采血。大鼠术后恢复3d，进行输液。予25%葡萄糖注射液间断输注，每小时检测血糖一次，使血糖在5mmol／L与20mmol／L之间波动，每2h变动血糖值一次，持续2h。所有实验大鼠输液时间为48h［1，2］。

2．2 标本采集：分别于实验开始（0h）、2h、14h、26h及46h在无菌操作下取血1ml，1500转／min离心15min，取上清于－70℃保存备用，沉积的红细胞以肝素注射液溶解回输大鼠体内；输注48h后，以10%水合氯醛按0．3ml／100g腹腔注射麻醉动物，固定于解剖台，剪去胸腹部毛发，迅速开胸腹腔，心内取血5ml，3000转／分离心15min，取上清于－70℃保存备用。

2．3 指标检测：①用酶联免疫法测定血清胰岛素；用比色法法测定血清MDA、SOD；血糖测定采用葡萄糖氧化酶法测定血糖（BIOSEN5030，德国）。②胰岛素敏感指数（ISI）的计算公式：ISI＝ 100×（GIR／serum insulin）［3］。

结 果

1 血清 MDA、SOD及 MDA／SOD比较 见表1。在本研究中显示血清MDA的水平随实验时间的延长逐渐升高（P＜0．05），而血清SOD的水平在实验的初期随实验时间的延长呈逐渐升高的态势（P＜0．05），在14h时达到高峰，而后逐渐下降（P＜0．05）；但是，MDA／SOD的比值随着实验时间的延长显著下降（P＜0．05）。

2 GIR、血清Ins及ISI的比较 见表2。在本研究中显示GIR、血清Ins的水平在实验的初期随实验时间的延长呈逐渐升高的态势（P＜0．05），在26h时达到高峰，而后逐渐下降（P＜0．05）；但是，随着实验时间的延长显著下降ISI（P＜0．05）。

表1 血清MDA、SOD及MDA／SOD比较（n＝20）

表2 GIR、血清胰岛素（Serum Ins）及ISI的比较（n＝20）

3 相关性分析 GIR与血清Ins水平呈显著的正相关的关系（r＝0．87，P＜0．05）；ISI与 MDA／SOD呈显著的正相关的关系（r＝0．63，P＜0．05）。

讨 论

随着对糖尿病认识的深入，血糖波动对机体组织细胞的影响正在成为糖尿病研究领域中的热点问题。目前，针对急性血糖波动对活体体内胰岛功能影响的研究较少。本研究通过建立急性血糖波动活体大鼠模型，观察急性血糖波动对体内胰岛素的分泌及敏感性的影响。

本研究是正胰岛素－高葡萄糖钳夹实验［3］的扩展，由于本研究没有使用外源性胰岛素，因此可以直接观察血糖波动对大鼠胰岛素分泌影响，也可以间接评价机体组织的胰岛素敏感指数。

本研究显示随着实验时间的延长血清MDA的水平逐渐升高，而SOD在本研究中出现了先升高后降低的表现。这样结果提示机体内氧自由基的蓄积，机体的抗氧化能力渐趋衰竭，导致机体的氧化应激水平持续升高，这一结果与既往持续性高血糖导致机体体内氧化应激增加的研究结果相一致［4～6］。高血糖导致氧化应激增加的机制主要有：①高糖状态下，葡萄糖自身氧化显著增加，产生大量的ROS，这是糖毒性导致机体氧化应激增强的主要机制；②糖基化终末产物（AGE）堆积；③细胞在高糖状态下，线粒体内电子传递链功能障碍，线粒体内氧被单电子还原，导致ROS产生增加；④高糖状态下，氨基己糖通路表达增强，也是ROS表达增加的重要原因［7］。

此外，本研究发现在实验初期为保持高糖平台期，必须给予较高的输注速率，这是因为高血糖刺激活体大鼠体内胰岛β细胞分泌胰岛素的增加，但是随着实验进行血糖波动次数的增加，胰岛素分泌呈下降，同时葡萄糖输注率相应下降，在对血清Ins与高血糖平台期的GIR呈正相关（P＜0．05）；而与血清Ins的变化不同的是，作为机体组织细胞对Ins反应的指标SI随着实验时间的延长呈下降趋势，而且SI与MDA／SOD的比值呈正相关性（P＜0．05），说明急性血糖波动导致机体氧化应激增强，导致机体组织细胞对Ins的反应下降。综上所述，急性血糖波动能导致机体氧化应激反应增加，后者导致机体分泌胰岛素功能障碍及机体组织细胞胰岛素反应性下降，出现胰岛素抵抗。

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