代谢手术对链脲佐菌素所致大鼠胰岛损伤的保护作用

单雨静　郑　阳　王长友

华北理工大学研究生学院,①附属医院　河北唐山　063000



代谢手术对链脲佐菌素所致大鼠胰岛损伤的保护作用

单雨静郑阳王长友①

华北理工大学研究生学院,①附属医院河北唐山063000

①目的探讨代谢手术对链脲佐菌素 (STZ) 所致大鼠胰腺损伤的保护作用及其机制。②方法健康成年雄性 SD 大鼠 50 只，随机分为 5 组，空白对照组、STZ 注射组、代谢手术组、术前注射组、术后注射组，各 10 只。空白对照组大鼠不做任何处理；STZ注射组大鼠于实验第 7 天腹腔注射STZ；代谢手术组大鼠于实验第1天(T0)行代谢手术；术前注射组大鼠于实验第7天腹腔注射STZ，第14天行代谢手术;术后注射组大鼠于第1天行代谢手术，第 7 天腹腔注射STZ。5 组大鼠均于实验第 21 天(T1)、28天(T2)、35天(T3)检测血糖变化。第 35 天ELISA法检测血浆 C 肽、炎症因子TNF变化情况。③结果T1、T2、T3时 STZ 注射组及术前、术后注射组大鼠血糖均高于空白对照组与代谢手术组(均P<0.05)；T3时血浆C肽浓度均低于空白对照组(均P<0.05)，TNF浓度均高于空白对照组(均P<0.05)。术前注射组大鼠与STZ注射组大鼠血糖、TNF浓度、血浆C肽浓度在各时间点差异均无统计学意义(均P>0.05)；而术后注射组血糖、TNF浓度均低于STZ注射组(均P <0.05)，血浆C肽浓度高于STZ注射组(均P<0.05)。④结论代谢手术对STZ所致大鼠胰腺损伤有保护作用，其机制可能与代谢手术抑制了STZ诱导胰腺的炎性反应有关。

代谢手术糖尿病大鼠链脲佐菌素胰岛损伤

1963年Rakieten等[1]发现链脲佐菌素(STZ)是一种抗生素，目前广泛用于糖尿病动物模型的建立。Arison等[2]认为STZ具有特异性损伤胰岛β细胞作用，另有学者[3,4]通过STZ诱导β细胞凋亡、自由基损伤、介导炎症反应、β细胞特异性细胞毒作用、免疫损伤等途径杀伤β细胞。代谢手术即胃十二指肠转流手术，通过改变胃肠道解剖结构、调节胃肠激素分泌、促进胰岛素合成和分泌、改善胰岛素敏感性、抑制胰岛β细胞凋亡、促进胰岛β细胞增殖、抑制机体炎症反应等机制，发挥对胰岛功能和血糖代谢的调节作用[5,6]，近年来广泛应用于糖尿病、肥胖等代谢综合征的临床治疗。本研究探讨代谢手术对STZ所致胰岛损伤的预防性保护作用，并探讨其作用机制，对深入理解代谢手术作用机制及临床作用、糖尿病发病机制、抗糖尿病药物的研发具有重要的科学意义和临床应用价值。

1　材料与方法

1.1实验动物体质量250～300g、8～10周龄的健康雄性SD大鼠50只，购自北京维通利华实验动物技术有限公司。饲养于华北理工大学动物实验中心，12小时照明循环，进食饲料，清洁饮水。

1.2主要试剂链脲佐菌素(streptozocin，STZ)，S0130、水合氯醛，大鼠C肽酶联免疫吸附测定试剂盒、TNF炎性因子试剂盒(购自上海凌峰化学试剂有限公司)。

1.3实验动物分组

1.3.1分组。将50只大鼠，随机分为5组：空白对照组、STZ注射组、代谢手术组、术前注射组、术后注射组，各10只。空白对照组不做任何处理，STZ注射组于实验第7天腹腔注射STZ 65mg/kg,代谢手术组于实验第1天行代谢手术，术前注射组于实验第7天腹腔注射STZ 65mg/kg,第14天行代谢手术，术后注射组于实验第1天行代谢手术，第7天腹腔注射STZ 65mg/kg。

1.3.2大鼠代谢手术模型的建立。0.5%戊巴比妥钠(50mg/kg)腹腔内注射，麻醉后固定于手术台。无菌条件下取上腹部正中切口，于Treitz韧带以远10cm处与肠壁胃做侧侧吻合。完成吻合后用甲硝唑溶液5mL冲洗腹腔后关腹。手术当天禁食水，术后第1天喂食糖盐水，术后第2天给予无渣饮食(果冻)，术后第3天恢复正常鼠粮饲养。

1.3.3大鼠糖尿病模型的建立。将大鼠禁食12h，不限饮水，腹腔注射STZ 65mg/kg，注射后给予正常饮食。

1.4检测指标或方法各组大鼠分别取实验开始第1天(T0)、第21天(T1)、第28天(T2)、第35天(T3)空腹状态下尾静脉血,监测血糖变化；于T3时ELISA法检测血浆C肽浓度、血浆炎性因子(TNF)浓度。

2　结果

2.1各组小鼠空腹血糖比较在T1、T2、T3时，STZ注射组、术前注射组、术后注射组的大鼠血糖均高于空白对照组与代谢手术组(均P<0.05)；而代谢手术组大鼠血糖与空白对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)；术后注射组血糖均低于STZ注射组(均P<0.05)，且于T1、T2、T3逐渐下降，但均高于T0时(均P<0.05)；术前注射组大鼠血糖值在T1、T2、T3各时间点差异无统计学意义(P>0.05)，且与STZ注射组之间差异无统计学意义(P>0.05)，与术后注射组比较，差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1　大鼠用药前后空腹血糖变化

注：与空白对照组与代谢手术组比较,*P<0.05；与STZ注射组比较，#P<0.05；与术后注射组比较,▲P<0.05

2.2各组小鼠血浆C肽检测在T3时STZ注射组、术前注射组、术后注射组大鼠的C肽浓度均低于在T1时(均P<0.05)；术后注射组大鼠高于STZ注射组及术前注射组大鼠(均P<0.05)；术前注射组与STZ注射组大鼠差异无统计学意义(均P>0.05)，见表2。

表2　各组大鼠血浆C肽浓度

注：与术前注射组比较，*P<0.05;与空白对照组比较，#P<0.05

表3　各组大鼠炎性因子TNF浓度

注：与空白对照组比较，*P<0.05; 与术前注射组比较，#P<0.05

2.3各组小鼠TNF炎性因子检测在T3时STZ注射组、术前注射组、术后注射组大鼠的炎性因子TNF浓度均高于T1时，差异均有统计学意义(均P<0.05)；术后注射组低于STZ注射组、术前注射组大鼠，差异均有统计学意义(均P<0.05)；术前注射组与STZ注射组之间差异无统计学意义(均P>0.05)，见表3。

3　讨论

全球糖尿病患者逐年增多，我国为糖尿病第2大国。糖尿病患者中2型糖尿(T2DM)病约占85%[7,8]。STZ可能是通过免疫机制使β细胞不断破坏而致糖尿病,与人类1型糖尿病( T1DM)有许多相似之处,是研究 T1DM的较好模型[9]。STZ对大鼠胰岛β细胞的毒性作用有高度选择性,对胰腺损伤的严重程度与STZ的剂量相关[10],糖尿病一旦发病即表明胰岛β细胞功能已丧失 80%以上[11]。Kasper等发现，在一定条件下，成年大鼠胰岛β细胞也具有一定的增殖能力，主要是通过胰岛β细胞的自身复制和再生得以实现。

代谢手术治疗T2DM的主要机制是通过改变胃肠道的解剖结构，使近端消化道分泌的抑制胰岛β细胞功能、产生胰岛素抵抗(IR)的胰岛抑制性激素减少，而远端消化道分泌的肠促胰岛激素增加，刺激胰岛β细胞对胰岛素的分泌和释放、增强胰岛素的敏感性、抑制胰岛β细胞凋亡、促进胰岛β细胞增殖等，改善糖尿病患者的胰岛功能和胰岛素抵抗，最终取得治疗T2DM的效果。由代谢手术的原理推测，代谢手术治疗糖尿病的效果依赖于患者自身的胰岛功能。

本组研究结果显示，在T1、T2、T3时，STZ注射组、术前注射组、术后注射组的大鼠血糖均高于空白对照组(均P<0.05)，其中术后注射组血糖均低于STZ注射组(均P<0.05)，且于T1、T2、T3时逐渐下降，均高于T0时(均P<0.05)；术前注射组大鼠在各时间点差异无统计学意义(P>0.05)，并与STZ注射组之间差异无统计学意义(P>0.05)。而代谢手术组大鼠血糖与空白对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。大鼠血糖越高说明胰岛损伤的程度越重，从实验结果看出术后注射组大鼠与STZ注射组及术前注射组比较胰腺损伤轻。从而推断出代谢手术对胰腺损伤有一定的预防作用。

T3时，STZ注射组、术前注射组、术后注射组大鼠的C肽浓度均低于在T1，差异均有统计学意义(均P<0.05)；术后注射组大鼠高于STZ注射组及术前注射组大鼠，差异均有统计学意义(均P<0.05)；术前注射组与STZ注射组差异无统计学意义(均P>0.05)。说明STZ具有破坏大鼠胰岛功能的作用，而术后注射组与术前注射组及STZ注射组之间比较，大鼠的血浆C肽浓度要高。由此看出，代谢手术可以在一定程度上减轻STZ对胰腺的损伤。本次实验采用剂量为65mg/kg的STZ注射，导致了大鼠胰岛损伤过于严重，残存的胰岛细胞过少，虽然代谢手术引起胃肠激素的分泌，但缺少作用靶点，手术治疗也是没有任何效果；而术前注射组大鼠的血浆C肽浓度较高，可以看出代谢手术对术前注射组大鼠是有治疗作用的，可能是腹腔注射后大鼠的胰腺虽然受到了一定的损伤，但尚残存着胰岛β细胞，也体现了代谢手术对STZ所损伤的胰腺保护及预防作用。

本研究中，T3时，STZ注射组、术前注射组、术后注射组大鼠的炎性因子TNF浓度均高于T1时(均P<0.05); 术后注射组大鼠低于STZ注射组及术前注射组大鼠，差异均有统计学意义(P<0.05)。术前注射组与STZ注射组比较差异无统计学意义(P>0.05)。代谢手术对STZ所致大鼠胰腺损伤的保护作用，其机制可能与代谢手术抑制了STZ的诱导胰腺炎性反应有关。

[1]方厚华.医学实验模型动物[M].北京:军事医学科学出版社,2002.572-580

[2]Arison R N,Ciaccio E I,Glitzer M S,et al.Light and electronmi croscopy of lesions in rat s rendered diab et ic w it h st reptoz otocin[J].Diabetes,1967,16:51-54

[3]Szkudelski J.T he mechanism of alloxan and streptozotocin actionin B cell s of th e rat pancreas[J].Phy sics Res,2001,50(6):537-546

[4]Liu K,Parterson A J,Chin E,et al.Glucose stimulates protein modif iation by o-li nked G lcN A C pancreast ic bet a cell:Li nkage of o-linked G lcN A C to b et a cell deat h[J].PN A S,2000,97(6):2820

[5]颖丹,何剪太,张阳德.2型糖尿病的外科治疗[J].中国现代医学杂志,2011,21(9):837-840

[6]Flatt P R. Dorothy Hodgkin Lecture 2008. Gastric inhibitory polypeptide(GIP) revisitedia new therapeutic target for obesity-diabetes[J].Diabet Med,2008,25:759-764

[7]Yang WY，Lu JM，Weng JP，et al.Prevenlance of diabetes among men and women in China[J].N Engl J Med，2010，362(12)：1090-1101

[8]中国卫生部疾病控制司.中国糖尿病防治指南[M].北京：北京大学出版社，2005.2-3

[9]刘学政,萧鸿.链脲佐菌素致大鼠糖尿病模型的研究[J].锦州医学院学报,2001，22(4):11-14

[10]余传林,朱正光,雷林生,等.链脲佐菌素糖尿病模型动 物血糖及体征动态变化的研究[J].南方医科大学学报,2008,28(1):132-133

[11]王妲.糖尿病的分型、病因及发病机制[M]．见：史轶繁，主编.协和内分泌和代谢学.北京：科学出版社,1999.1304-1315

(2016-03-10收稿)(张爱国编辑)

Protective effect of metabolic surgery on the injury of rat pancreatic islets induced by streptozocin

SHANYujing,ZHENGYang,WANGChangyou

(NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan063000,China)

ObjectiveTo investigate the protective effect of metabolic surgery on the pancreatic injury induced by STZ in rats.MethodsA total of 50 rats were randomly divided into five groups:normal control group,stz injection group,surgery group,preoperative injection group,postoperative injection group,each group of 10 rats.The rats of normal control group did not do any processing,The rats of stz injection group were given intraperitoneal injection of STZ in the seventh day,The rats of surgery group were given metabolic surgery in the first day.The rats of preoperative injection group were given intraperitoneal injection in the seventh day and were given metabolic surgery in the fourteen day.The rats of postoperative injection group were given metabolic surgery in the first day and were given intraperitoneal injection of STZ in the seventh day.The rats of each groups were detected the change of blood glucose in 21,28,35days and were detected the change of plasma C peptide and TNF by ELISA in 35 day.ResultsThe blood suger in STZ injection group,preoperative injection group and postoperative injection group was higher than normal control group and preoperative injection group in 21 day(P<0.05),and the plasma C peptide was lower than the normal control group(P<0.05),and the TNF were higher than normal control group's (P<0.05).There was no significant difference among blood glucose,TNF and plasma C peptide between preoperative injection group and stz injection group (P>0.05),and the plasma C peptide was higher than STZ injection group (P<0.05).ConclusionMetabolic surgery has a protective effect on the injury of pancreatic injury.The mechanism may be related to the inhibition of the inflammatory response of the pancreas by metabolic surgery.

Metabolic surgery. Diabetes rats.Streptozocin.Pancreatic injury

单雨静(1988-)，女，研究生。研究方向：普通外科。

王长友。

R 616

A

2095-2694(2016)04-264-04