高脂饮食对胃旁路术后正常大鼠糖脂代谢和K、L细胞的影响

【摘要】：目前2型糖尿病仍然影响着全世界超过2亿人口的健康,更为严重的是在未来10年内与糖尿病相关的死亡率会上升超过50%。因此,如何寻找一种可靠的治疗2型糖尿病的方法成为目前亟待解决的问题。80年代外科医生发现伴随2型糖尿病的肥胖症病人实施减肥手术后,糖尿病症状能获得显著缓解甚至达到完全治愈并能长期维持,并且改变了胃肠道顺序的胃旁路手术的效果要明显优于单纯胃容积限制手术。2008年,胃旁路手术(Gastric bypass surgery, GBP)治疗糖尿病获得美国国立卫生研究院及美国糖尿病协会的批准,但其治疗糖尿病的机制至今仍未明确,有待进一步研究。 K/L细胞是分布在胃肠道的肠内分泌细胞,分别分泌葡萄糖依赖性胰岛素释放肽(Glucose-dependent insulinotropic polypeptide, GIP)和胰高血糖素样肽-1(Glucagon-like peptide-1, GLP-1)。其中GIP是十二指肠及空肠上段K细胞合成、分泌的一种肠促胰岛素,主要是由饮食刺激其分泌,尤以脂肪为主。其过度的分泌会导致脂质在外周组织(肝脏、肌肉等)和胰岛p细胞的沉积,从而引起胰岛素抵抗和分泌功能受损,而抑制GIP的分泌可以明显改善与肥胖相关的2型糖尿病；GLP-1是远端回肠L细胞合成、分泌的一种肠促胰岛素,食物中的葡萄糖和脂肪是刺激它释放的最主要营养物质,GLP-1可以促进糖原合成及脂肪分解,抑制胃排空和胰高血糖素分泌,增加胰岛素的基因表达及胰岛素前体的合成,同时还促进p细胞增生与抑制凋亡。研究表明胃旁路手术治疗2型糖尿病的重要原因可能是手术对近端小肠的旷置和食物快速进入远端回肠,从而使GIP分泌的减少以及GLP-1分泌的增加。 高脂肪饮食会导致肥胖和糖脂代谢紊乱的发生,而肥胖患者发展成为糖尿病的风险远远高于正常人,本研究拟通过对接受胃旁路手术后的正常SD大鼠模型,给予高脂肪饮食诱导,观察其糖脂代谢的变化,以及不同浓度高脂肪饮食对K/L细胞分布和GIP/GLP-1分泌的影响,初步探讨胃旁路手术,K/L细胞分布及GIP/GLP-1在高脂肪饮食诱导的糖脂代谢紊乱中的作用。 第一章不同浓度高脂饮食对SD大鼠K、L细胞分布和糖脂代谢的影响 目的：探讨不同浓度高脂饮食对SD大鼠糖脂代谢,K/L细胞分布以及GIP/GLP-1分泌的影响。 方法：SD大鼠随机分为三组,分别给予普通饲料,36.3%和45%脂肪供能的高脂饲料12周,观察SD大鼠食量、体重、糖脂代谢相关指标、K/L细胞的分布以及GIP/GLP-1水平的变化。 结果：12周时三组大鼠之间进食量及L细胞的分布情况没有差异(P0.05),在体重,空腹血糖、糖耐量、血清胰岛素、胰岛素敏感性指数、胰岛素抵抗指数、胰岛p细胞功能指数、甘油三酯、总胆固醇、游离脂肪酸、K细胞分布和GIP/GLP-1水平上两组高脂饮食的大鼠要明显高于正常饮食组(P0.05)。45%脂肪供能的高脂组的K细胞在十二指肠和空肠的分布以及GIP水平要明显高于36.3%脂肪供能的高脂组(P0.05),GLP-1在两组高脂饮食大鼠中无明显差异。K细胞主要分布在十二指肠和空肠。L细胞主要分布在回肠、结肠和直肠(胃部只有少量分布),K细胞在空肠和十二指肠的分布与饮食中的脂肪浓度有关(r=0.309/0.548,Pearson检验,P0.05),L细胞的分布和饮食中的脂肪浓度无关(Pearson检验,P0.05),GIP的释放水平和饮食中的脂肪浓度有关(r=0.528,Pearson检验,P0.05),GLP-1的释放水平和饮食中的脂肪浓度无关(r=0.285,Pearson检验,P0.05), 结论： 1.高脂肪饮食会导致SD大鼠出现明显的糖脂代谢紊乱； 2.K细胞在胃肠道的分布主要在十二指肠和空肠；L细胞在肠道的分布主要集中在回肠、结肠和直肠(胃部只有少量分布)； 3.K细胞的分布和GIP的水平与饮食中的脂肪浓度有关； 4.L细胞的分布和GLP-1的水平与饮食中的脂肪浓度无关。 第二章胃旁路手术对SD大鼠K、L细胞分布和糖脂代谢的影响 目的：建立稳定的胃旁路手术SD大鼠模型,探讨保留胃容积的胃旁路手术对正常SD大鼠的糖脂代谢,K/L细胞分布以及GIP/GLP-1分泌的影响。 方法：正常SD大鼠随机分为三组：空白组,胃旁路手术组(手术方式为保留胃容积的胃旁路手术：幽门处切断十二指肠,缝闭断端,Treitz韧带远端10cm处切断空肠,远端空肠与胃大弯侧吻合,近端空肠与距吻合口10cm处的空肠吻合),假手术组(在手术组相应的位点行肠切除和肠吻合),观察手术前后肝肾功能的变化,记录手术的成功率以及术后并发症和死亡情况。术后12周内,观察各组大鼠的食量、体重、糖脂代谢相关指标、K/L细胞的分布以及GIP/GLP-1水平的变化。 结果：所有手术大鼠均顺利完成手术,术后2周肝肾功能恢复正常,术后无大鼠死亡,也未发生严重的不良事件。术后12周时三组大鼠进食量、空腹血糖、糖耐量、血清胰岛素、胰岛素敏感性指数、胰岛素抵抗指数、胰岛p细胞功能指数、甘油三酯、总胆固醇、游离脂肪酸、K/L细胞分布以及GIP/GLP-1水平没有差异(P0.05),胃旁路手术组的体重要低于其它两组(P0.05)。 结论：1.胃旁路手术SD大鼠模型的建立是可行并且稳定的。 2.胃旁路手术对于正常SD大鼠的糖脂代谢和K/L细胞分布以及GIP/GLP-1的分泌无明显影响。 第三章高脂饮食对胃旁路术后的SD大鼠K、L细胞分布和糖脂代谢的影响 目的：探讨接受胃旁路手术之后的SD大鼠,在高脂饮食的诱导下糖脂代谢以及K/L细胞分布和它们分泌的GIP/GLP-1的变化。 方法：接受胃旁路手术后的SD大鼠随机分为两组,分别给予普通饲料和高脂饲料12周,观察各组大鼠的食量、体重、糖脂代谢相关指标、K/L细胞的分布以及GIP/GLP-1水平的变化。 结果：12周时两组大鼠进食量、空腹血糖、糖耐量、血清胰岛素、胰岛素敏感性指数、胰岛素抵抗指数、胰岛p细胞功能指数、甘油三酯、总胆固醇、游离脂肪酸、K细胞分布和GIP水平没有差异(P0.05),高脂组大鼠的体重,GLP-1水平以及L细胞在回肠、结肠和直肠的分布要明显高于普通饲料组(P0.05)。 结论：近端小肠的旷置,L细胞的分布及GLP-1分泌的增加是胃旁路手术改善高脂饮食导致的糖脂代谢紊乱的关键因素之一。 第四章K/L细胞分布及其分泌的GIP/GLP-1在高脂饮食诱导的SD大鼠糖脂代谢紊乱中的作用 目的：探讨K/L细胞分布及其分泌的GIP/GLP-1在高脂饮食诱导的SD大鼠糖脂代谢紊乱中的作用 方法：正常SD大鼠随机分为四组：胃旁路手术组,胃空肠吻合手术(Gastrojejunostomy surgery, GJ)组(Treitz韧带远端l0cm处提起空肠与胃大弯侧吻合)以及相应的两组假手术组,给予高脂饲料12周,观察各组大鼠的食量、体重、糖脂代谢相关指标、K/L细胞的分布以及GIP/GLP-1水平的变化。 结果：胃旁路手术组在糖耐量、空腹血清胰岛素、胰岛素敏感性指数、胰岛素抵抗指数和血脂上,要明显优于胃空肠吻合手术组和假手术组(P0.05),两组手术后的大鼠在空腹血糖和胰岛p细胞功能指数要优于假手术组(P0.05),而在两组手术大鼠之间没有差异(P0.05)。在糖耐量、空腹血清胰岛素水平上胃空肠吻合组要高于胃旁路手术组,却远远低于假手术组(P0.05),假手术组和胃空肠吻合术组大鼠的GIP明显高于胃旁路手术组(P0.05),手术组GLP-1水平要高于假手术组,而胃空肠吻合术组和胃旁路手术组之间GLP-1水平没有差异。胃空肠吻合术组和胃旁路手术组L细胞的分布在后肠明显增加,而K细胞的分布则只在胃空肠吻合术组的前肠明显增加。 结论：1.分布于前肠的K细胞增加及对GIP过度的分泌引起的脂代谢紊乱会最终导致糖代谢功能受损,是高脂饮食诱导的糖脂代谢紊乱的“致病因素”,它主要在高脂饮食诱导的糖脂代谢紊乱的发病过程中起主要作用。 2.分布于后肠的L细胞增多及对GLP-1分泌的增加可以部分改善糖代谢,但在前肠未旷置的情况下,并不能完全纠正高脂肪饮食导致的糖脂代谢紊乱,GLP-1可能主要在对高脂饮食诱导的糖脂代谢紊乱的治疗过程中起主要作用。