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目的:糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)是糖尿病(diabetes mellitus,DM)的特异性慢性并发症,与DM病人的高心力衰竭发生率和高死亡率密切相关。大量研究显示DCM的主要病理改变是心肌细胞肥大增殖、局灶性坏死、间质重构及心肌纤维化等。脂联素(adiponectin)被认为是脂肪组织所表达和分泌的多种产物中与胰岛素抵抗关系最紧密的一个特异性细胞因子,其与脂联素受体结合后,准确有效地发挥相应的功能,但与DM心肌病变的关系尚有待揭示。罗格列酮作为一种噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂,近年来研究显示对于DM心肌病变有一定的防治作用。本研究通过高糖高脂膳食饲养Sprague-Dawlay(SD)大鼠,再注射小剂量链脲佐菌素(streptozotocin,STZ),诱发胰岛素抵抗和高血糖,从而复制2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠模型。在此基础上通过检测实验动物血清脂联素水平及其受体1(adiponectin receptor 1, AdipoR1)在心肌组织中的蛋白表达,探讨血清脂联素、AdipoR1与DM心肌病变的关系;并给予DM大鼠罗格列酮干预治疗,以研究其对DM心肌病变的防治作用及其作用机制。方法:使用随机数字表法从40只SD大鼠中随机抽取10只作为正常对照组(A组),其余作为实验组。对照组喂以常规饲料,实验组喂以高糖高脂饲料(常规饲料中加入2.5%胆固醇、20%蔗糖、15%熟猪油)。4周后实验组大鼠出现胰岛素抵抗,再给予STZ 30 mg/kg腹腔注射,破坏部分胰腺。于实验第6周末选取空腹血糖(FBG)>7.8 mmol/L且伴有胰岛素敏感性降低者作为T2DM动物模型,并随机分为2组,即T2DM模型组(B组)、T2DM罗格列酮治疗组(C组)。实验共持续18周。于第4、6周末测量大鼠体重,测定FBG、空腹胰岛素(FINS)、胰岛素敏感指数(ISI)、血清三酰甘油(TG)和总胆固醇(TC)水平。于第18周末测量大鼠体重,测定FBG、FINS、ISI、TG、TC、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)以及极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)含量;取大鼠左心室心肌,进行光镜(HE染色)、电镜观察;酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清脂联素水平;应用免疫组化法检测AdipoR1在心肌组织中的蛋白表达,使用计算机图像分析系统进行图像分析,计算AdipoR1的积分光密度值(IOD)。使用SPSS11.0统计软件处理实验数据,两组比较采用t/t’检验,组间比较采用方差分析,相关分析采用直线相关。结果1实验第4周末各项检测指标:实验组大鼠的体重高于正常对照组(P<0.05),FBG(6.33±0.65)mmol/L、FINS 30.19(29.05,31.65)mIU/L、TG、TC水平也均高于正常对照组FBG(5.13±0.46)mmol/L、FINS 19.45(17.99,20.99)mIU/L(均P<0.01),而ISI 0.0053(0.0050,0.0054)低于正常对照组ISI 0.0101(0.0100,0.0102)(P<0.01)。2实验第6周末各项检测指标:注射STZ两周后,实验组大鼠FINS 18.79(18.23,19.29)mIU/L较前降低,与对照组18.35(17.95,18.98)mIU/L比较无统计学差异(P>0.05),其他特征继续存在, FBG(13.18±1.47)mmol/L高于正常对照组(5.04±0.46)mmol/L,ISI 0.0048(0.0045,0.0053)低于正常对照组0.0106(0.0103,0.0112)(均P<0.01),至此T2DM模型复制成功。3实验第18周末生化指标:A组大鼠FBG(4.89±0.35) mmol/L、FINS17.66(16.83,18.27)mIU/L、ISI 0.0111 (0.0104,0.0121),B组大鼠FBG(12.43±1.48)mmol/L、FINS 20.95(19.81,22.11)mIU/L及TG、TC、LDL-C、VLDL-C水平均高于A组,HDL-C水平及ISI 0.0039(0.0036,0.0041)均低于A组(均P<0.05);C组大鼠FBG(9.01±1.14)mmol/L、FINS 18.45(17.97,18.76)mIU/L和TG、TC、LDL-C、VLDL-C水平均低于B组,HDL-C水平及ISI 0.0065(0.0057,0.0069)均高于B组(均P<0.05)。4血清脂联素:实验第18周末,B组大鼠脂联素水平(1.01±0.27)μg/mL低于A组(1.73±0.32)μg/mL(P<0.05);C组大鼠脂联素水平(1.34±0.43)μg/mL高于B组(P<0.01)。相关分析表明大鼠脂联素水平与FBG、FINS、LDL-C含量呈负相关(分别r=-0.656、-0.359和-0.637,均P<0.01),与HDL-C、ISI呈正相关(r=0.614、0.615,均P<0.01)。5心肌AdipoR1免疫组化染色:免疫组化图像分析显示,B组大鼠心肌AdipoR1蛋白表达的IOD值(34.45±9.97)是A组(66.42±7.1)的52%,C组大鼠心肌AdipoR1蛋白表达的IOD值(49.32±16.28)是B组的1.43倍(均P<0.01)。相关分析表明大鼠心肌AdipoR1表达水平与FBG、LDL-C呈负相关(分别r=-0.665、-0.702,均P<0.01),与HDL-C、ISI呈正相关(分别r=0.733、0.684,均P<0.01)。6组织形态:HE染色显示A组大鼠心肌纤维排列整齐、横纹清晰,细胞核形态正常,细胞间隙无增宽及狭窄;B组大鼠心肌纤维排列紊乱、局灶性坏死,局部脂肪细胞浸润;C组大鼠心肌病变较B组有所减轻。电镜观察可见A组大鼠心肌细胞中肌原纤维排列整齐,明暗带清晰,线粒体结构清楚;B组大鼠则出现肌原纤维排列紊乱,线粒体结构异常,肌浆网扩张,间质CL增生,糖原、脂褐素沉积等病理改变,C组大鼠心肌病变较B组有所减轻。结论1通过高糖高脂饮食及小剂量STZ诱导的T2DM大鼠模型与人类T2DM具有相似特征,可用于T2DM及其并发症的研究。2 T2DM大鼠血清脂联素水平下降,病变心肌组织中AdipoR1的蛋白表达下降,提示脂联素及AdipoR1与糖尿病心肌病变的发生、发展存在密切关系。3各观测指标的相关分析表明血清脂联素、AdipoR1与T2DM时糖、脂代谢紊乱及胰岛素敏感性有关,提示针对脂联素及AdipoR1的研究有可能为DM心肌病变的防治提供新的理论依据。4罗格列酮可能通过改善全身代谢,增加血清脂联素及心肌AdipoR1的蛋白表达等途径来发挥其在T2DM中的心脏保护作用。5心肌细胞肥大变性,肌纤维排列紊乱,局灶性坏死,脂肪浸润,线粒体水肿、嵴断裂、融合,是T2DM心肌病变的主要病理基础。