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目的:糖尿病心肌病是糖尿病的严重并发症之一。它是以心肌肥大增生、心肌纤维化、心肌细胞凋亡、心肌细胞功能下降、细胞水平钙转运缺陷和脂肪酸代谢异常等为特征的心肌病变。可导致心力衰竭、心律失常、心绞痛、心源性休克和猝死。其发病机制还不清楚。胰高血糖素是胰岛α细胞分泌的一种多肽激素,其主要生理作用是促进糖原分解、抑制糖原合成和增强糖异生,使血糖升高。近年来对胰高血糖素也有了进一步的认识,强调了胰高血糖素在2型糖尿病发病机制中的地位。本研究拟证实胰高血糖素对新生大鼠心肌细胞是否有非升糖促生长作用,是否可引起心肌脂代谢异常,并进一步探讨高胰高血糖素血症在糖尿病及其心肌病变中的作用,为阐明糖尿病及其并发症发生发展的机制和研发新的治疗策略寻找理论依据。方法:采用胶原酶消化法和差速贴壁法分离新生大鼠心肌细胞并做原代培养。常规培养心肌细胞72h后,更换为无血清的DMEM(Dulbecco modified Eagle medium)培养液。每5孔细胞为一组,共分7组,换培养基的同时给药:第一组为正常对照组,不给予药物;第二组为给予浓度10-10mol/L胰高血糖素的高胰高血糖素组;第三组为给予25.5mmol/L葡萄糖的高糖组;第四组为给予10-7mol/L胰岛素的高胰岛素组;第五组为给予25.5mmol/L葡萄糖和10-10mol/L胰高血糖素的高糖高胰高血糖素组;第六组为给予25.5mmol/L葡萄糖和10-7mol/L胰岛素的高糖高胰岛素组;第七组在第六组基础上加入10-10mol/L胰高血糖素的高糖高胰岛素高胰高血糖素组。给药后每天在倒置相差显微镜下进行细胞形态学的观察。给药48 h后进行各项指标的测定。(1)倒置相差显微镜下观察处理前后心肌细胞形态学变化,台盼蓝染色法计数处理后各组细胞数目。(2)末端脱氧核苷酸转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferas, TdT)介导的生物素酰化脱氧尿苷三磷酸(deoxyuridine triphosphate, dUTP)生物素原位缺口末端标记法(TdT mediated dUTP nick end labeling, TUNEL)检测心肌细胞凋亡情况,并计算心肌细胞凋亡率。(3)紫外分光光度法检测细胞内游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)和脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase, LPL)含量;生化法检测细胞培养上清液心肌酶[乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)、肌酸激酶(creatine kinase, CK)和肌酸激酶同工酶(MB isoenzyme of creatine kinase, CK-MB)]水平。结果:(1)新生大鼠心肌细胞原代培养成功。(2)分组给药后各实验组心肌细胞数目均较对照组增多,细胞计数:正常对照组8.0×105/ml,高胰高血糖素组9.0×105/ml,高糖组9.1×105/ml,高胰岛素组8.8×105/ml,高糖加高胰高血糖素组9.7×105/ml,高糖高胰岛素组9.0×105/ml,高糖高胰岛素高胰高血糖素组10.0×105/ml。(3)分组给药后检测心肌细胞凋亡情况,镜下各组均可见棕褐色核细胞,但多少不一,高糖组心肌细胞凋亡率32.80±2.64% ,凋亡细胞较正常对照组明显增多( t=20.941, P=0.000),差异有统计学意义;高胰高血糖素组与正常对照组比较(t=1.796, P=0.110),差异无统计学意义;高胰岛素组与正常对照组比较(t=0.460, P=0.658),差异无统计学意义; 3个混合组与正常对照组比较,差异也无统计学意义(P>0.05)。(4)高胰高血糖素组心肌细胞内FFA(t=26.422, P=0.000)、LPL(t=6.295, P=0.002)均较正常对照组明显升高,差异有统计学意义;高糖组FFA(t=39.269, P=0.000)、LPL(t=13.591, P=0.000)均较正常对照组明显升高,差异有统计学意义;高胰岛素组FFA(t=4.615, P=0.002)、LPL(t=4.913, P=0.001)均较正常对照组明显升高,差异有统计学意义;高糖高胰高血糖素组FFA(t=8.415, P=0.001)、LPL(t=14.052, P=0.000)均较正常对照组也明显升高,差异有统计学意义;高糖高胰岛素高胰高血糖素组LPL较正常对照组明显升高(t=2.768, P=0.024),差异有统计学意义,两组FFA比较(t=-1.948, P=0.087),差异无统计学意义;而高糖高胰岛素组FFA(t=-0.146, P=0.887)、LPL(t=0.948, P=0.371)与正常对照组比较,差异均无统计学意义。(5)细胞培养液LDH水平高胰高血糖素组( t=5.090, P=0.001)、高糖组(t=2.601, P=0.032)及高糖高胰高血糖素组(t=3.228, P=0.012)与对照组比较,差异均有统计学意义;其余各实验组与对照组比较,差异均无统计学意义。CK、CK-MB水平各实验组与对照组比较,差异均无统计学意义。结论:(1)高胰高血糖素对新生大鼠心肌细胞有非升糖促生长作用,同高糖、高胰岛素一样可引起心肌细胞增生。(2)高糖可促进心肌细胞凋亡,高胰高血糖素未见此方面作用。(3)高胰高血糖素可促进心肌脂肪分解,引起心肌脂肪酸代谢异常。高胰高血糖素可能在糖尿病心肌病的发生发展过程中起了重要作用。