背景：糖尿病（Diabetes mellitus）严重危害着人类的身心健康，其发病呈快速增长和低龄化的态势。全球糖尿病患者预计到2030年将达到439亿，约3/4的糖尿病患者死于心血管疾病。糖尿病心肌病（diabetic cardiomyopathy，DCM）是由糖尿病引起的一种心脏结构和功能障碍，独立于高血压、冠状动脉粥样硬化性心脏病、心脏瓣膜病及其他已知心脏疾病。DCM引起舒张期和(或)收缩期心功能改变，最终可能引发心肌缺血和心衰，成为糖尿病患者的重要致死原因之一。DCM的发病机制非常复杂，目前尚未完全阐明，现有研究表明糖脂代谢紊乱、氧化应激、炎症、心肌纤维化、细胞凋亡等在DCM的发病中发挥关键作用。因此，对DCM的发病机制进行探讨，并积极寻求有效防治DCM新药具有重要的意义。姜黄素（Curcumin，Cur）是从中药姜黄中提取的一种酚性色素，分子式为C21H20O6，主链为不饱和脂族及芳香族基团，是一类多效的天然活性物质，毒性极低。印度和中国古代曾用Cur治疗糖尿病，现代药理研究表明Cur具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、降血脂等药理作用。近20余年来，国内外学者对Cur进行了大量的基础研究，发现Cur可以逆转胰岛素抵抗，治疗高血糖、高脂血症、肥胖以及肥胖相关的代谢性疾病。据报道，Cur对糖尿病小鼠肾病具有保护作用。然而，Cur是否对DCM具有保护作用目前尚未见报道。目的：本研究通过高糖高脂喂养联合小剂量的链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）诱导2型糖尿病大鼠模型，给予Cur干预治疗，探讨Cur对DCM的防治作用及可能机制，为其应用于临床防治DCM提供实验及理论依据。方法：雄性Wistar大鼠75只，随机抽取10只大鼠作为正常对照组（control组）给予普通饲料喂养，其余65只大鼠给予高糖高脂饮食（基础饲料基础上加入20%蔗糖和20%猪油）喂养8周造成胰岛素抵抗后，STZ40mg/kg一次性腹腔注射诱导2型糖尿病大鼠模型，STZ给药72h和7d后分别测定大鼠空腹血糖。两次空腹血糖≥11.6mmol/L为糖尿病模型成功大鼠，共有44只大鼠模型成功。将糖尿病模型成功大鼠随机分为3组：①DCM组；②Cur小剂量治疗组（DCM+Cur100mg/kg）；③Cur大剂量治疗组（DCM+Cur200mg/kg）。药物治疗16周后，戊巴比妥钠麻醉后彩色超声多普勒检测大鼠心功能变化；腹主动脉取血后分离心脏并称量，测定心脏质量/体质量比（heartweight/body weight，HW/BW）；全自动生化分析仪检测血清心肌酶谱和脂质变化；黄嘌呤氧化酶法测定心肌组织中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、比色法测定心肌组织中谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性、硫代巴比妥酸（thibabituric acid，TBA）法测定组织中丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量变化；酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测肿瘤坏死因子α（tumour necrosis factor-alpha，TNF-α）、白介素-1β（interleukin-1beta，IL-1β）以及肌钙蛋白I（cardiac troponin I，cTnI）的变化；HE染色观察心脏显微结构变化；Masson三色染色观察心脏纤维化程度；电镜观察心肌超微结构变化；免疫组织化学法测定心肌凋亡相关Bax、Bcl-2、Caspase-3以及晚期糖基化终末产物（advancedglycation end products，AGEs）表达变化；Caspase-3活性检测试剂盒检测心肌组织中Caspase-3活性变化；末端脱氧核苷酸转移酶介导的原位缺口末端标记（Terminaldeoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling，TUNEL）方法检测心肌细胞凋亡变化；GST-pull down技术检测心肌组织中Rac1活性；NADP+/NADPH试剂盒检测心肌组织中NADP+/NADPH比值；RT-PCR方法检测心肌中糖基化终末产物受体（receptor for advanced glycation end products，RAGE）mRNA基因表达；Western blot方法检测心肌Bcl-2，Bax，RAGE，gp91phox，p47phox，蛋白激酶B（Protein kinase B，Akt）和糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3beta，GSK-3β）蛋白表达。结果：1.动物体重及生化指标测定结果显示：实验末，DCM组动物体重下降明显，空腹血糖、甘油三脂（triglycerides，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）和HW/BW明显升高（P<0.05），与control组比较具有显著性差异（P<0.05）。与DCM组相比，Cur治疗组大鼠空腹血糖显著降低（P<0.05），动物体重增加，HW/BW和TG下降明显（P<0.05），但TC变化无显著差异（P>0.05）。2.超声心动图结果显示：与control组比较，DCM组大鼠心率(heart rate，HR)明显降低，心室内径包括左室舒张期内径（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）和左室收缩期内径（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）显著扩大（P<0.05），左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LWPWT）和室间隔厚度（interventricular septal diastolic wall thickness，IVSD）增厚（P<0.05），左室短轴缩短率（fractional shortening，FS）和左室射血分数（ejection fraction，EF）均显著降低（P<0.05）；与DCM组相比，Cur组尤其是DCM+Cur200mg/kg治疗组可显著升高DCM大鼠HR，降低左室内径（P<0.05），使IVSD变薄（P<0.05），增加FS和EF（P<0.05）。3.心肌酶谱和心肌肌钙蛋白I（cardiac troponin I，cTnI）结果显示：与control组比较，DCM组血清中肌酸激酶-MB（creatine kinase-MB，CK-MB）、乳酸脱氢酶（lactatedehydrogenase，LDH）、谷草转氨酶（aspartate amino transferase，AST）的活力以及cTnI的含量明显升高（P<0.05），而Cur可显著降低DCM心肌酶和cTnI的释放，表现出良好的剂量依赖性（P<0.05）。4.炎症因子结果显示：与control组比较，DCM组血清中炎症因子TNF-α和IL-1β明显升高（P<0.05），给予Cur200mg/kg治疗后DCM大鼠血清TNF-α和IL-1β含量明显降低，与DCM组比较有显著性差异（P<0.05）。5.氧化应激结果显示：与control组比较，DCM组心肌组织中SOD和GSH-Px活力显著减低（P<0.05），而MDA含量显著升高（P<0.05）。Cur各剂量治疗组SOD、GSH-Px活力显著升高（P<0.05），MDA含量在DCM+Cur200mg/kg组中显著降低，与DCM组比较有显著差异性（P<0.05）。6.心肌显微结构显示：Control组大鼠心肌组织结构层次清晰，细胞排列整齐，细胞核蓝染清晰可见，胞膜完整，胞浆染色均匀。DCM组大鼠心肌细胞排列紊乱，细胞空泡样变性明显，微血管基底膜增厚。Cur治疗组心肌纤维完整，心肌细胞排列较规整，几乎无空泡样变性。7. Masson染色结果显示：心肌细胞染色呈红色，间质胶原呈蓝绿色。Control组胶原组织分布均匀，相邻细胞的胶原纤维网完好；DCM组心肌纤维化明显增多，主要表现为血管周围纤维化明显；Cur组心肌纤维化较DCM组明显减少。8.心肌超微结果显示：Control组心肌细胞完整，肌纤维排列整齐，Z线、M线清晰，线粒体含量丰富且结构正常，核膜完整。DCM组部分肌丝溶解断裂，线粒体肿胀变性，局部或整个线粒体嵴断裂出现溶解和空泡化。Cur治疗组心肌纤维结构基本正常，线粒体轻度肿胀，可见少数肌丝断裂，心肌损伤较DCM组明显减轻。9.细胞凋亡结果显示：DCM组大鼠心肌细胞凋亡指数（apoptotic index，AI）显著高于control组（P<0.05），抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白表达减少，促凋亡蛋白Bax表达增加，Caspase-3酶活性增强（P<0.05）。与DCM组比较，Cur治疗组可升高Bcl-2蛋白表达，抑制Bax蛋白表达和Caspase-3酶活性，从而降低AI（P<0.05）。10.心肌组织中AGEs和RAGE表达：与control组比较，DCM组心肌组织中AGEs蛋白表达增加，RAGE的mRNA基因和蛋白表达均增加（P<0.05）。Cur可逆转上述改变，使DCM组大鼠心肌组织的AGEs和RAGE表达减少（P<0.05）。11.心肌组织中NADPH氧化酶变化：与control组比较， DCM组心肌组织中NADP+/NADPH比值升高，NADPH氧化酶亚基gp91phox和gp47phox蛋白表达升高，Rac1活性增强（P<0.05）。Cur治疗后可减低NADP+/NADPH比值、抑制亚基gp91phox和gp47phox蛋白表达以及Rac1活性，与DCM组比较有显著性差异（P<0.05）。12. Akt/GSK-3β通路结果显示：与control组比较，DCM组Akt和GSK-3β磷酸化减少（P<0.05）。与DCM组比较，Cur各治疗组Akt和GSK-3β磷酸化增加，具有显著性差异（P<0.05）。四组之间总Akt和GSK-3β变化无显著性差异（P﹥0.05）。结论：应用高糖高脂饮食喂饲联合小剂量STZ腹腔注射，本实验成功的制备了2型糖尿病大鼠心肌病模型。Cur对2型糖尿病大鼠心肌病的具有保护作用，其机制可能与抑制心肌纤维化、氧化应激、炎症反应以及细胞凋亡途径有关。此外，可能也通过激活Akt信号，阻断GSK-3β激活途径从而达到保护心肌的作用。