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《广州中医药大学》 2010年
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丹酚酸B改善2型糖尿病大鼠IR作用及其机制研究

黄鸣清  
【摘要】: 2型糖尿病本身及其慢性并发症的危害,再加上高额的直接和间接费用,使得2型糖尿病已成为21世纪全球性的重大公共卫生问题。2型糖尿病是一种多基因遗传异质性疾病,其病因及发病机制目前尚未十分清楚,其中胰岛素抵抗被认为是引发2型糖尿病的始发因素。胰岛素抵抗(Insulin Resistance, IR)是指胰岛素作用的靶器官、组织对胰岛素生物效应的反应性降低或丧失而产生的一系列病理和临床表现。IR是2型糖尿病主要发病机制之一,也是2型糖尿病的主要病理生理特征之一,还与2型糖尿病的许多慢性并发症及代谢紊乱相关,并有前瞻性研究显示IR是2型糖尿病的最好预测因子。IR也在糖耐量异常、肥胖、高血压、血脂异常、动脉粥样硬化等的病理生理过程中发挥着重要作用。所以,针对IR的治疗成为预防与治疗2型糖尿病及其慢性并发症的重要环节。 尽管目前对2型糖尿病IR的研究较为深入,但迄今为止,仍没有一种被大家公认的治疗2型糖尿病IR的理想药物。中药的作用机制具有多途径、多环节、多靶点的特点,通过降糖、调脂、纠正代谢紊乱等途径治疗一些代谢性疾病时体现出独特的优势。中医学者通过整体观思想、辨证论治方法治疗2型糖尿病IR取得较满意的临床效果,但缺乏系统而深入地对中医药治疗2型糖尿病IR作用机制进行研究。课题组前期研究结果显示,丹参水溶性部位具有明显改善2型糖尿病大鼠IR作用,且HPLC检测显示丹酚酸B为主要成分(含量53%),由此推测丹酚酸B可能是丹参水溶性部位中改善IR的主要活性成分。笔者检索国内外期刊文献,未发现有丹酚酸B预防或治疗2型糖尿病IR的相关研究报道。因此,本研究意在验证丹参水溶性部位药效作用的基础上,观察丹酚酸B对2型糖尿病IR大鼠糖代谢、脂代谢、氧化应激、脂肪细胞因子、脏器组织病变等方面的影响,客观评价丹酚酸B对IR的改善作用及其对不同作用类型化学降糖药物的辅助治疗作用,并进一步探讨丹酚酸B改善IR的作用机制,从而为丹酚酸B治疗2型糖尿病IR及其相关疾病提供较为确切的实验依据。 本研究从文献研究角度论述了中西医对2型糖尿病IR的研究进展,从实验研究角度对丹酚酸B治疗2型糖尿病IR的疗效及作用机制进行了较为深入的研究。 1文献研究 全面检索近年来与2型糖尿病IR有关的国内外文献报道,并进行较为系统的总结和综述,进而掌握了有关2型糖尿病IR研究及丹酚酸B研究的前沿动态。主要包括以下4个方面:(1)现代医学对于2型糖尿病与IR关系、IR发病机理、治疗方法及评价等研究概况;(2)中医药学对2型糖尿病IR的认识、中药单方及复方治疗IR等研究进展;(3)阐述葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)与2型糖尿病IR、游离脂肪酸(FFA)、瘦素(Laptin)、氧化应激等的关系;(4)丹酚酸B防治与IR相关其他疾病的研究进展。 2实验研究 2.1丹参水溶性部位改善2型糖尿病大鼠IR的实验研究 研究目的:建立2型糖尿病IR大鼠模型,对丹参水溶性部位改善IR作用进行评价及验证。 研究方法:以长期高糖高脂饮食喂养加单次小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射的方法复制2型糖尿病大鼠IR模型,应用丹参水溶性部位(丹酚酸B含量为53.6%)对其治疗4周,以达美康作为阳性对照药,观察药物对2型糖尿病IR大鼠糖代谢、脂代谢、胰岛素敏感指数(ISI)、肾功能等方面的影响。 研究结果:(1)模型评价:该实验模型动物表现为高血糖、高血脂、高胰岛素血症、低胰岛素敏感性,符合2型糖尿病IR的临床特点。该模型成模率较高,可操作性强,经济成本适宜,是研究2型糖尿病IR的理想载体。(2)药效研究:糖代谢研究结果表明,丹参水溶性部位能够维持IR大鼠血糖稳定,降低Ins水平,并提高ISI,改善IR;脂代谢研究结果表明,丹参水溶性部位能够明显降低血清TC、TG含量。肾功能研究结果表明,丹参水溶性部位能够明显降低血清BUN含量。提示丹参水溶性部位能够明显改善2型糖尿病IR大鼠的糖、脂代谢异常,提高胰岛素敏感性而改善IR,证实了丹参水溶性部位具有改善IR的作用。 2.2丹酚酸B改善2型糖尿病大鼠IR的实验研究 研究目的:客观评价丹酚酸B对2型糖尿病大鼠IR的改善作用,并初步探讨其作用机制。 研究方法:应用100、200mg丹酚酸B/kg对IR大鼠治疗6周,以罗格列酮作为阳性对照药,观察药物对2型糖尿病IR大鼠糖代谢、脂代谢、ISI、肾功能、氧化应激及FFA、Laptin、TNF-a水平等的影响。 研究结果:(1)药效研究:糖代谢研究结果表明,丹酚酸B给药6周能够使IR大鼠血糖维持稳定,并明显降低Ins水平,提高ISI,改善IR;脂代谢研究结果表明,丹酚酸B能够明显降低血清TC、TG含量。肾功能研究结果表明,丹酚酸B能够明显降低血清BUN含量。提示丹酚酸B能够明显改善2型糖尿病IR大鼠的糖、脂代谢异常,提高胰岛素敏感性而改善IR,证明了丹酚酸B具有改善IR的作用。(2)机理探讨:脂肪细胞因子检测结果表明,丹酚酸B能够明显降低IR大鼠血清FFA、Laptin水平,但对TNF-α水平没有明显影响。抗氧化应激结果表明,丹酚酸B能够明显降低血清MDA含量,提高SOD活性。提示丹酚酸B可能通过影响FFA、Leptin等脂肪细胞因子表达及抗氧化应激作用而起到改善IR及糖、脂代谢异常的作用。 2.3丹酚酸B对2型糖尿病IR大鼠脏器组织的保护作用研究 研究目的:客观评价丹酚酸B对2型糖尿病IR大鼠病变脏器及组织的保护作用,以及丹酚酸B对达美康的辅助治疗作用。 研究方法:在2型糖尿病IR大鼠模型的基础上,通过延长实验观察时间以造成动物出现部分脏器及组织的病变,以此观察丹酚酸B、丹酚酸B与达美康合用连续给药10周对IR大鼠糖代谢、脂代谢、ISI、FFA水平、氧化应激等方面的影响,并客观评价各药物对主要病变脏器及组织的保护作用。 研究结果:100mg丹酚酸B/kg连续给药10周能够明显降低TC、TG、MDA水平和提高SOD活性,但其维持血糖稳定、降低FFA水平、改善IR等作用均逐渐减弱,而通过与达美康联合使用,其改善作用均得到明显增强。同时,丹酚酸B能够明显改善IR大鼠胰腺、肝脏、肾脏及足趾的各种病变,而且丹酚酸B和达美康合用能够明显改善达美康对病变脏器及组织保护作用的不足。提示丹酚酸B能够改善2型糖尿病大鼠胰腺、肝脏、肾脏及足趾的病变,其作用可能与丹酚酸B抗氧化作用有关。丹酚酸B与达美康合用,能够明显改善IR大鼠糖脂代谢、糖原合成、IR,并延缓各种慢性并发症的发展,表明丹酚酸B可用于辅助促胰岛素分泌类降糖药物。 2.4丹酚酸B体外抗α-糖苷酶作用研究 研究目的:选择α-淀粉酶及大鼠小肠粘膜蔗糖酶、麦芽糖酶对丹酚酸B进行体外抗α-糖苷酶试验考察,客观评价丹酚酸B对各种α-糖苷酶的抑制活性及抑制作用类型,以明确改善IR作用是否丹酚酸B改善糖代谢作用的主要原因。 研究方法:分别以α-淀粉酶及大鼠小肠粘膜蔗糖酶、麦芽糖酶为α-糖苷酶,建立针对不同类型底物的各种α-糖苷酶抑制剂筛选模型,以阿卡波糖为阳性对照,测定丹酚酸B对α-淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶的抑制活性,Lineweaver-Burk作图判断丹酚酸B对各种α-糖苷酶的抑制作用类型。 研究结果:丹酚酸B在较高浓度下(1.3088mg/ml)对α-淀粉酶无明显抑制作用。丹酚酸B对大鼠小肠粘膜蔗糖酶和麦芽糖酶活性具有一定抑制作用,IC50分别达到0.6537、0.4921mg/ml,其对蔗糖酶和麦芽糖酶的抑制类型均为非竞争性抑制。推测较高浓度丹酚酸B对蔗糖酶和麦芽糖酶的抑制作用并非丹酚酸B改善糖代谢作用的主要原因。 2.5丹酚酸B改善2型糖尿病大鼠IR作用机制研究 研究目的:在前期药效学试验研究基础上,从外周组织葡萄糖转运功能角度探讨丹酚酸B改善IR作用的分子机制,观察丹酚酸B对2型糖尿病IR大鼠骨骼肌、脂肪组织中GLUT-4 mRNA表达的影响。 研究方法:应用RT-PCR法观测丹酚酸B对2型糖尿病IR大鼠骨骼肌、脂肪组织中GLUT-4 mRNA表达的影响。 研究结果:100、200mg丹酚酸B/kg给药6周可以上调IR大鼠骨骼肌、脂肪组织中GLUT-4 mRNA的表达,改善Ins受体后缺陷,进而改善IR状态。结合文献及前期药效学研究结果,提示丹酚酸B上调骨骼肌、脂肪组织中GLUT-4mRNA表达作用,可能主要与其影响FFA、Leptin等脂肪细胞因子表达及抗氧化应激作用有关。 2.6结论 (1)通过长期高糖高脂饮食喂养加单次小剂量STZ腹腔注射可成功复制2型糖尿病IR大鼠模型。(2)丹参水溶性部位能够改善2型糖尿病IR大鼠的糖、脂代谢异常,提高胰岛素敏感性而改善IR。(3)丹酚酸B可通过影响FFA、Leptin等脂肪细胞因子表达及抗氧化应激作用而改善IR及糖、脂代谢异常。(4)丹酚酸B长期给药对维持血糖稳定、降低FFA水平、改善IR等的作用均逐渐减弱。(5)丹酚酸B能够明显改善IR大鼠胰腺、肝脏、肾脏及足趾的病变程度,并可用于辅助促胰岛素分泌类降糖药物。(6)较高浓度的丹酚酸B对蔗糖酶和麦芽糖酶活性具有一定抑制作用,其对蔗糖酶和麦芽糖酶的抑制类型均为非竞争性抑制。(7)丹酚酸B可通过上调骨骼肌、脂肪组织中GLUT-4mRNA的表达而对Ins受体后缺陷有改善作用。
【学位授予单位】:广州中医药大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R285.5

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