高铝暴露对大鼠空腹血糖的影响

杨大伟+吴标良

【摘要】目的通过观察Wistar大鼠在高铝暴露环境下的空腹血糖（Fasting blood glucose，FBG）变化情况，探讨高铝暴露对大鼠糖代谢的影响。方法将Wistar大鼠60只分为两组，高铝暴露组造模，对照组则以生理盐水尾静脉注射，同步实验，7天后于空腹抽取大鼠静脉血，使用己糖激酶法测定血糖，比较两组的FBG的变化。结果实验前对照组与高铝暴露组FBG水平比较差异无统计学意义（P>0.05）；与实验前比较，实验后对照组FBG水平变化不大（P>0.05），而高铝暴露组FBG水平则明显升高（P<0.001）；实验后高铝暴露组FBG水平亦明显高于对照组（P<0.001）。结论高铝暴露可导致大鼠血糖升高，引发糖代谢异常。

【关键词】高铝暴露；空腹血糖；糖代谢

中图分类号：R589.1文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2017.03.004

【Abstract】ObjectiveTo investigate the effects of high aluminum exposure on glucose metabolism in Wistar rats by observing the changes of fasting blood glucose （FBG） in Wistar rats exposed to high aluminum.Methods60 Wistar rats were divided into two groups，high aluminum exposure group were used to establish rats model，and control group were injected with saline at caudal vein.Synchronous experiment were carried out between the two groups.7 days later，venous blood were extracted from rats，blood glucose was measured by hexokinase method，and the changes of FBG between the two groups were compared.ResultsBefore experiment，difference of FBG levels between the control group and the high aluminum exposure group was not statistically significant（P>0.05）.Compared with that before experiment，the FBG level of the control group had no significant change after the experiment（P>0.05），but that of the high aluminum exposure group significantly improved（P<0.001），and that of the high aluminum exposure group was significantly higher than that of the control group（P<0.001）.ConclusionHigh aluminum exposure can cause increase of blood glucose，which leads to abnormal glucose metabolism in rats.

【Key words】high aluminum exposure；FBG；carbohydrate metabolism

铝在大自然中蕴藏丰富，现代社会对铝的需求量也在不断增加，大量的人群从事与铝相关的工作。人体对铝的吸收主要通过三个途径：生活性摄入（食物）、医源性摄入（药物）、职业性摄入（接触）。其中，职业性铝接触对从事铝业工人的身体健康有着巨大的威胁[1]，同时还包括了大量周边与其接触的普通人群。而国外的研究有着相同的结果，Obukhova Tiu等对396例铝厂工人定期体检结果进行分析，发现铝产业工人2型糖尿病的发病率较正常人群升高，并且时间提前，并建议有必要对铝产业工人实施保护措施[2]。百色地区位处铝工业地区，周边有多个大型铝矿企业，人们从不同途径摄取铝的机会较正常人群增多，因此研究在高铝暴露环境下对血糖水平的影响十分有必要。

1对象与方法

1.1实验对象本实验所用Wistar大鼠（雌雄各半），全部采购于右江民族醫学院实验中心动物房（CL级，动物许可证号：syxk桂2011-0010），大鼠体重达250～300 g。

1.2研究方法

1.2.1造模方法将Wistar大鼠随机分为两组，每组30只，根据参考文献[3]，制作高铝暴露条件，具体方法：①高铝暴露组大鼠使用三氯化铝40 mg/kg尾静脉注射，每天1次；②对照组大鼠从尾静脉注射生理盐水3 ml/kg，每天1天，同步实验，连续注射7天。抽血备用。血糖均为空腹（大鼠前日6时进食后，不再进食任何食物直至第二天早晨8时）静脉取血，取血量约为1 ml。造模过程中，对照组大鼠死亡1只（原因可能与注射生理盐水速度过快有关），高铝暴露组大鼠死亡2只（原因可能与注射三氯化铝有关）。

1.2.2血糖测定由右江民族医学院附属医院检验科经过专业培训的人员使用日立7600全自动生化分析仪进行检测，采用己糖激酶法，使用配套试剂。

1.3统计学方法采用SPSS 17.0软件分析，计量资料采用（±s）表示，两组间比较采用t检验，检验水准：α=0.05，双侧检验。endprint

2結果

实验前对照组与高铝暴露组FBG水平比较差异无统计学意义（P>0.05）；与实验前比较，实验后对照组FBG水平无显著变化（P>0.05），而高铝暴露组FBG水平则明显升高（P<0.001）；实验后高铝暴露组FBG水平亦明显高于对照组（P<0.001）。见表1。

3讨论

铝对人体各器官的毒害作用，近年来报道很多，有文献提示在急性铝中毒患者中，血糖升高是导致死亡的一个重要因素，并推测其可能与氧化应激相关[4～5]。铝中毒不论急性或者慢性导致血糖升高的具体作用机制仍缺乏相关研究。因此开展铝中毒引起糖代谢紊乱的作用机制研究对于高铝地区来说十分必要。

本研究结果发现高铝暴露组FBG水平明显升高，表明高铝暴露可能对糖代谢及机体生理状况产生巨大影响，具体有以下两方面：（1）高铝暴露导致机体炎症反应。目前发现与糖耐量异常有关的炎症因子有肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素6（IL-6）、C反应蛋白（CRP）等，有研究[6]发现，高铝暴露区居民的IL-6、CRP明显升高，并且与血中铝的水平呈正相关关系。另有研究表明[7]，IL-6可以使胰岛素受体IR-β的表达、IRS-1蛋白的表达、IRS-1酪氨酸磷酸化水平的下降，导致GLUT4表达减少，使胰岛素敏感组织不能有效摄取葡萄糖，从而引起血糖升高。André-Schmutz等的研究[8]表明IL-6可以影响胰岛β细胞分泌胰岛素的功能，在一定范围内可以调整胰岛素的分泌，当血糖升高时，IL-6分泌会增加，促进胰岛素分泌，但当胰岛组织中IL-6过量分泌时，会激活B淋巴细胞分泌过量的IgG，产生细胞毒性作用，使胰岛β细胞死亡，从而加快了糖尿病的进程。有研究[9]发现TNF-α可以通过激活PKC而使IRS-1 Ser307磷酸化，因此可以推测高铝暴露可能因使机体出现慢性炎症，引起体内TNF-α升高而致IRS-1 Ser307磷酸化表达增强，从而诱发胰岛素抵抗的出现，继而引起血糖升高。（2）高铝暴露能诱使机体产生氧化应激增加胰岛素抵抗。Yu L等人[10]进行的一项研究中，通过饮水使大鼠染铝14周后测定GSH、GPx、SOD、CAT、MDA及ALT、BUN等指标，发现大鼠的肝脏及肾脏中均有明显升高，提示慢性染铝可使大鼠产生氧化应激反应，从而导致胰岛素抵抗，进而引起血糖升高。

综上所述，高铝暴露可能是机体糖代谢异常，引发糖尿病的原因之一，但其具体机制仍需进一步探讨。

参考文献

[1]孙中蕾，陈瑶，白静.铝中毒研究进展[J].医学综述，2013，19（15）：2741-2743.

[2]Obukhova TIu，Budkar LN，Tereshina LG，et al.Dissociation of disorders of carbohydrate and lipid metabolism in aluminum industry workers according to medical examination data[J].Gig Sanit，2015，94（2）：67-69.

[3]徐圣秋，严令耕，蒋利和，等.一种大鼠高铝模型制作的探索[J].黑龙江医药，2010，23（5）：701-702.

[4]Mehrpour O，Alfred S，Shadnia S，et al.Hyperglycemia in acute aluminum phosphide poisoning as a potential prognostic factor[J].Hum Exp Toxicol，2008，27（7）：591-595.

[5]Mehrpour O，Abdollahi M，Sharifi MD.Oxidative stress and hyperglycemia in aluminum phosphide poisoning[J].J Res Med Sci，2014，19（2）：196.

[6]覃晓洁，吴标良，王民登.高铝暴露对胰岛素分泌功能及部分炎症因子的影响[J].中国医药导报，2015，12（15）：67-69.

[7]Fridlyand LE，Philipson LH.Reactive species and earlymanifestation of insulin resistance in type 2 diabetes[J].Diab Obes Metab，2006，8（2）：136-145.

[8]André-Schmutz I，Hindelang C，Benoist C，et al.Cellularand molecular changes accompanying the progression frominsulitis to diabetes [J].Eur J Immunol，1999，29（1）：245-255.

[9]Aguirre V，Uchida T，Yenush L，et al.Thec-JunNH（2）-ter-minalkinasep romotes insulinresistance during association with insulin receptor substrate-1 and phosphorylatiom of ser（307）[J].J BiolChem，2000，275（12）：9047-9054.

[10]Yu L，Zhai Q，Yin R，et al.Lactobacillus plantarum CCFM639 Alleviate Trace Element Imbalance-Related Oxidative Stress in Liver and Kidney of Chronic Aluminum Exposure Mice[J].Biol Trace Elem Res，2017，176（2）：342-349.endprint