左旋肉毒碱对糖尿病兔勃起功能改善的研究

赵禹++++++李迎新++++++王明久等

[摘要] 目的 观察左旋肉毒碱对糖尿病兔勃起功能障碍的改善作用。 方法 选取70只新西兰大耳白兔，将其分为对照组（20只）和糖尿病兔组（50只）[注射链脲佐菌素（STZ，65 mg/kg）建立糖尿病模型]。建模成功后，再将糖尿病兔组随机分为糖尿病兔A组（生理盐水5 mL/d，连续灌胃4周）及糖尿病兔B组（左旋肉毒碱5 mL/d，连续灌胃4周），分别观察各组血糖变化及勃起功能情况。 结果 糖尿病兔组在注射STZ后血糖明显升高，糖尿病A组和B组分别为（21.2±1.2）mmol/L和（19.5±1.5）mmol/L（均>11.1 mmol/L）；糖化血红蛋白值亦明显升高，糖尿病A组和B组分别为（16.2±2.2）%和（14.3±2.0）%；实验前后血糖、糖化血红蛋白比较差异有高度统计学意义（P < 0.01）。对照组实验前后血糖、糖化血红蛋白比较差异无统计学意义（P > 0.05）。糖尿病兔A组兔阴茎勃起实验阳性构成比为32%，糖尿病兔B组兔阴茎勃起实验阳性构成比为53%，两组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。 结论 左旋肉毒碱在动物实验早期（6周）中能够部分逆转勃起功能障碍，为其进一步应用于临床奠定了基础。

[关键词] 左旋肉毒碱；糖尿病动物模型；勃起功能障碍

[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2015）02（c）-0014-04

糖尿病（diabetes mellitus，DM）目前已成为全球性的流行病。全世界已达3亿患者。我国最新的流行病学资料显示，糖尿病患病率高达11.6%[1]。糖尿病引起的勃起功能障碍（erectile dysfunction，ED）多见于病史较长的男性糖尿病患者，可对患者的生活质量造成严重影响，占病史10年以上男性患者的50%左右。糖尿病性ED的发病机制尚未完全阐明，以往的研究多集中在神经病变和血管病变的影响，影响一氧化氮（NO）介导的海绵体血管壁平滑肌放松。其他因素，如阴茎血管或海绵体纤维化、海绵体神经分布减少、性腺功能减退、龟头炎、吸烟等亦可造成糖尿病ED。目前治疗糖尿病ED的一般药物如尿道内栓剂、海绵体内药物注射等只能谨慎选择应用。磷酸二酯酶5型特异抑制剂等也存在着疗效不肯定、价格昂贵及具有一定的副作用等缺点。

左旋肉毒碱（L-Carnitine，LC，又名左卡尼汀）一种具有生物活性的天然化合物，常以盐酸盐形式存在，人体主要在肌肉、心肌、骨骼肌中含量较高。人体内肉毒碱可以从食物中摄取，但主要在肝、肾、脑中由赖氨酸和蛋氨酸生化合成。有越来越多的证据表明，肉毒碱在糖类的代谢中也同样重要。经研究发现，肉毒碱能调节乙酰CoA与CoA的比率，从而激活丙酮酸脱氢酶复合体的活性，从这一角度看，肉毒碱是糖利用的一个调节因子。更重要的是，研究发现肥胖鼠其骨骼肌中自由肉毒碱的含量是下降的，而饮食补充左旋肉毒碱可部分恢复代谢灵活性。在这个试验中，左旋肉毒碱补充剂可降低血清瘦素水平及抑制因高脂饮食致肥胖鼠的腹部脂肪含量[2]。一项韩国糖尿病研究显示，在韩国糖尿病患者中存在显著的脂代谢及肉毒碱代谢异常。补充左旋肉毒碱及其他抗氧化物后可提高糖尿病患者血脂谱及肉毒碱代谢。因此，LC能有效地提高胰岛素刺激的葡萄糖利用，并且能逆转2型糖尿病相关的代谢异常[3]。

关于糖尿病动物模型的建立，目前国内主要利用实验性、自发性和转基因糖尿病动物方法制备的链脲佐菌素（STZ）诱导的Wistar大鼠、BB大鼠、中国地鼠、胰岛素受体底物基因敲除大鼠等鼠模型常见，而糖尿病兔、猪、狗等也有构建成功的报道。近期对猕猴、食蟹猴和树鼩糖尿病模型亦有零星报道。为观察勃起功能，鼠模型就不适合了。故本研究拟构建糖尿病ED兔模型，尝试应用LC来改善糖尿病ED兔的勃起功能，为进一步应用于临床奠定基础。

1 材料与方法

1.1 动物

实验动物采用新西兰大耳白兔70只，体重200～220 g，由哈尔滨医科大学动物中心提供。给予高脂肪饮食。实验室工作人员每天更换笼中的垫料，并保持干燥清洁。环境温度保持在20～24℃；采用人工光照：白天12 h。

1.2药物、试剂与仪器

LC购自长春富春制药有限公司（批号：1359903），用无菌生理盐水溶解；STZ由南京奥生化学技术有限公司提供，用柠檬酸缓冲液（0.01 mol/L，pH 4.0）溶解，均为每日新鲜配制。采用美国Bio-Rad DiaSTAT糖化血红蛋白仪。其他试剂均为国产分析纯。

1.3 实验分组

将70只雄性白兔适应性饲养1周后，将其分为3组，即对照组20只，糖尿病兔组50只，糖尿病组均采用高脂高糖饲料加小剂量STZ（60 mg/kg）联合诱导的方法建立2型糖尿病动物模型，2周后以空腹血糖（FBG）≥11.0 mmol/L作为造模成功的标准[4]，检测仪器采用强生公司的SmartScanTM血糖仪及其配套的血糖试纸。将造模成功的糖尿病兔再随机分成2组，分别为糖尿病兔A组，给予生理盐水，每天5 mL，连续灌胃4周；糖尿病兔B组，给予LC（300 mg/kg）溶液，每天5 mL，连续灌胃4周。

1.4 阴茎勃起实验

灌胃4周后，给所有存活下来的兔进行称重，然后放在一个观察箱中（透明的，尺寸为100 cm×80 cm×60 cm）中，适应环境10 min，同时尽量保持室内安静，调低光线。将阿朴吗啡溶解于生理盐水中，调整体积为5 mL/kg。每只兔在颈项背部皮下注射阿朴吗啡（浓度为100 μg/kg）。注射后观察30 min，并予以记录阴茎有无勃起。龟头充血及阴茎体增长记录为阴茎勃起1次。

1.5 统计学方法

采用SPSS 12.0统计软件进行数据分析，计量资料采用均数±标准差（x±s）表示，采用单因素方差分析进行；计数资料比较采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组兔血糖、体重和糖化血红蛋白值比较

50只糖尿病兔注射STZ一次成功38只，成模率为76%（其中死亡3只），故糖尿病兔A组和B组各19只。对照组兔无死亡或患病情况。糖尿病兔组出现了糖尿病的一般常见症状，如多尿、多饮及白内障。所有成模的白兔3周后空腹血糖仍大于11.1 mmol/L。表1为糖尿病兔组及对照组兔注射STZ前及注射后其血糖、糖化血红蛋白和体重的变化。由表1可见，实验前两组（糖尿病兔组和对照组）血糖浓度、糖化血红蛋白值比较差异无统计学意义（P > 0.05）。对于成模的糖尿病兔组，观察到其在注射STZ后血糖明显升高（均大于11.1 mmol/L），糖化血红蛋白值也明显升高，实验前后血糖、糖化血红蛋白差异有高度统计学意义（P < 0.01）。对照组实验前后其血糖、糖化血红蛋白比较差异无统计学意义（P > 0.05）。在体重变化方面，糖尿病兔组6个月后体重无明显变化，而对照组经6个月高脂饮食时饲养后体重增加明显，两组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。

表1 注射链脲佐菌素前后三组兔血糖、体重和糖化血红蛋白值（x±s）

注：与本组用药前比较，※P < 0.01；与对照组比较，※※P < 0.05

2.2 三组兔勃起功能比较

应用STZ 6周后，糖尿病兔组表现出显著的勃起功能抑制，糖尿病兔A组兔阴茎勃起实验阳性6只，阳性构成比占32%，糖尿病兔B组兔阴茎勃起实验阳性10只，阳性构成比占53%，两组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。对照组所有兔的阴茎勃起实验均为阳性。

3 讨论

目前，虽然开发的糖尿病动物模型很多，但与人类糖尿病仍有偏差，至今还没有与人类糖尿病完全吻合的动物模型，如运用化学物质特异破坏胰岛细胞诱发动物高血糖来造模，方法简便，形成率高，是目前研究中最常用的动物模型，但此方法所造的模型也只能称为药物性糖尿病模型，其并未真正模拟出临床常见的1型、2型糖尿病[3]。本研究在前期工作基础上构建成功糖尿病兔ED模型，为观察肉毒碱是否可以改善勃起功能提供了理想的动物模型。

左旋肉毒碱是一种内生的代谢物质及外源性营养物，它在脂代谢中发挥重要作用。关于左旋肉毒碱对2型糖尿病代谢效应的最新系统回顾及Meta分析由Vidal-Casariego等[5]完成，他们在Pubmed、TripDatabase和Cochrane图书馆中共查到大型随机对照临床实验4个（纳入患者284例）。口服左旋肉毒碱可降低空腹血糖14.3 mg/dL（95%CI：-23.2～-5.4；P = 0.002），总胆固醇7.8 mg/dL（95%CI：-15.5～-0.1；P = 0.09），低密度脂蛋白8.8 mg/dL（95%CI：-12.2～-8.5；P < 0.0001），脂蛋白B 1007.6 mg/dL（95%CI：-13.6～-1.6；P = 0.013）和脂蛋白A 16.0 mg/dL（95%CI：-10.5～-1.5；P = 0.523），而对三酰甘油、脂蛋白A或糖化血红蛋白的影响不明显。因此，目前已明确，对于2型糖尿病患者，给予左旋肉碱可以提高血糖控制水平及改善血脂谱。

而对于左旋肉毒碱是否可以改善糖尿病患者目前研究的不多。本研究证实了一些文献上的报道[6-8]，即STZ诱导的糖尿病鼠或兔其勃起功能亦受损害。不仅如此，本研究也提示了，左卡尼汀在动物实验早期（6周）中能够部分逆转ED。原因如下：

Parving[9]证实STZ致糖尿病兔其自主神经功能存在障碍，神经传导速率降低，并且其性激素（睾酮、黄体生成素、卵泡刺激素、催乳素）较对照组明显下降。因此认为STZ诱导的糖尿病动物其ED与性激素水平下降有关。在人类1型糖尿病患者亦发现ED与低雄激素水平相关[10]。肉毒碱具有小量雄激素替代作用，故笔者推测LC可用于改善糖尿病的ED。

糖尿病ED患者，尤其是2型糖尿病多存在着肥胖、高血脂、高血压等代谢综合征。血脂紊乱-即脂肪的慢性炎症也是导致糖尿病发生发展的重要原因[11-12]。而LC能够使酰基辅酶A进出线粒体，增加酰基和乙酰基组群流出线粒体，从而减少了脂肪酸的β氧化中间产物的堆积[13-14]。故左旋肉毒碱是机体脂肪酸代谢中具有重要作用的物质。从这一点考虑，其用于糖尿病ED也是有根据的。

在糖尿病患者及STZ诱导的糖尿病动物模型观察到的ED，神经传导缺陷是一个重要的原因[15]。Cameron等[16]研究发现，神经内膜的血流下降可能在STZ诱导的糖尿病动物神经传导速度下降方面起了关键作用。而且在STZ诱导的大鼠其他血管组织其血流速度也下降。经STZ诱导的糖尿病大鼠，ED可经胰岛素治疗而短期（6个月内）逆转。阴茎海绵体内的一氧化氮合成酶NO是正常的，但其对硝基-L-精氨酸甲酯的反应是下降的。LC具有抗氧化作用，同时在许多细胞中的抗凋亡作用已经被观察到。Kanter等[17]研究亦发现LC可增加糖尿病鼠的胰岛素敏感性，降低由放射损伤引发的睾丸生精细胞的凋亡。康宁等[18]应用LC（300 mg/kg）灌胃糖尿病大鼠6周，发现LC可使糖尿病大鼠生精细胞凋亡减少、附睾精子数量增加、精子活动率提高，故左卡尼汀能够部分逆转ED。

本课题创新性地将左旋肉毒碱应用于2型糖尿病兔勃起功能改善的研究中，通过观察客观指标证明其在糖尿病勃起功能方面存在确切的治疗价值，为今后下一步临床应用奠定基础。

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（收稿日期：2014-09-22 本文编辑：张瑜杰）