营养素对STZ糖尿病大鼠胰岛β细胞数及功能的影响

【摘要】：病毒感染、自身免疫反应、环境毒素导致的胰岛β细胞减少、胰岛素绝对缺乏是Ⅰ型糖尿病的病理基础，恢复糖尿病个体β细胞数及其功能正常是治愈糖尿病的关键。 近年，在正常怀孕大鼠、肥胖大鼠及STZ诱导的糖尿病大鼠、95 % 胰腺切除的成年大鼠和接受肾囊胰岛移植的STZ糖尿病小鼠均发现有β细胞的再生和胰岛β细胞数的增加。体内及体外的研究表明：一些营养素如氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素可以诱导或促进β细胞再生和胰岛β细胞数增加，并且，这些营养素也可以拮抗高血糖高血脂对β细胞生长及功能的毒性作用。 营养素的这些作用提示，它们在维持正常机体β细胞功能稳定及β细胞数恒定方面发挥重要作用，糖尿病个体营养素平衡的异常改变或许是糖尿病状态下β细胞数及β细胞功能不可恢复的一个主要原因，也是单一营养素并未最终在体内阻止实验动物高血糖出现的根本原因。 我们推测，生理状态下，各种营养素在某一特定浓度比范围内对胰岛β细胞数动态平衡的维持和胰岛功能稳定至关重要，糖尿病时，营养素的这一浓度比异常紊乱，因此，改变糖尿病状态下这些营养素的浓度比使其最接近正常比值，有可能恢复胰岛β细胞数和胰岛功能。 WP=5 糖尿病的实验研究中，就胰岛β细胞数改变及其与血糖、胰岛素水平关系的阐述对认识糖尿病的严重程度和治疗效果十分重要。为此，本研究探讨了STZ糖尿病大鼠血糖、胰岛素及C肽水平与胰岛β细胞数的关系及多种营养素的联合应用对STZ诱发的糖尿病大鼠胰岛β细胞数和胰岛功能的影响。 第一部分 STZ糖尿病大鼠血糖、胰岛素及C肽水平 与胰岛β细胞数的关系 目的 本研究通过分析不同剂量STZ诱导的糖尿病大鼠体内血糖、胰岛素和C肽水平的变化，拟探讨STZ糖尿病大鼠胰岛β细胞数减少与糖尿病严重程度的关系。 方法 选用健康SD大鼠50只，雄性，体重210—230 g ，随机取出6只作为正常对照，其余大鼠饥饿12 hr ，以新鲜配制的1 % STZ拧檬酸钠液（0.1 M, pH 4.5）给大鼠腹腔注射（i.p），三组实验大鼠的STZ剂量分别为：4 mg/kg，50 mg/kg和57 mg/kg 。 三个剂量处理组分别作为A组，B组和C组。STZ处理两周后，眼眶静脉丛采血，制备血清，测定空腹血糖、胰岛素和C肽水平。每组取空腹血糖大于7.2 mM者为实验糖尿病动物。 将各组糖尿病大鼠戊巴比妥（2%）麻醉大鼠，迅速取出胰腺，固定、包埋、切片，进行免疫组化染色，按Point conuting morphoretry法计数β细胞。 结果 血糖、胰岛素和C肽水平的变化 WP=6 三个剂量STZ均引起大鼠血糖水平升高，胰岛素和C肽水平相应降低，各STZ处理组与正常大鼠组差异显著，p 0.05。43 mg/kgSTZ引起的血糖、胰岛素和C肽变化幅度小。50 mg/kg 与 57 mg/kg STZ导致大鼠血糖、胰岛素和C肽水平的显著变化，但两个剂量组间血糖、胰岛素和C肽水平无显著差异。 2 胰岛β细胞数的变化 与正常大鼠胰岛β细胞数相比，43 mg/kg STZ引起大鼠胰岛β细胞减少52.61 % ，50mg/kg STZ和57 mg/kg STZ造成的大鼠胰岛β细胞减少分别为77.4 %和 80.26 %，与正常组相比，具有显著差异（p 0.05）。但后两个剂量组造成的大鼠胰岛β细胞减少没有显著差异。 3 胰岛β细胞数与血糖、胰岛素和C肽水平的关系 胰岛β细胞数为正常的20%左右时，平均空腹血糖高达26.63±10.58 mmol/L，胰岛素和C肽水平极低; 当胰岛β细胞数由20%增加到正常的50%，平均空腹血糖迅速降低。胰岛素和C肽随胰岛β细胞增加呈直线增加。 结论 43 mg/kg STZ导致胰岛β细胞数52.6%降低，诱导轻度糖尿病，而50mg/kg和57mg/kg STZ引起胰岛β细胞数近80%的降低，形成重度糖尿病。 第二部分 营养素对STZ糖尿病大鼠胰岛β细胞数 及功能的影响 目的 拟观察多种营养素的联合应用对STZ轻度和重度糖尿病大鼠胰岛β细胞数和胰岛功能的影响 WP=7 方法 选用健康SD雄性大鼠，体重210—230 g ，随机取出18只作为正常对照，其余大鼠空腹12小时分为两部分，以新鲜配制的1 % STZ枸橼酸钠液（0.1 M, pH 4.5,）给大鼠腹腔注射，一部分大鼠用43 mg/kg 的STZ处理，2 wk 后，眼眶静脉丛采血，测定空腹血糖，连续两次空腹血糖7.2–11 mM者作为轻度糖尿病大鼠模型。另一部分大鼠用57 mg./kg的STZ 处理，连续两次空腹血糖16.7 mM以上，且尿糖阳性者作为重度糖尿病大鼠模型。 轻度糖尿病大鼠分为糖尿病模型组，胰岛素处理组，和营养素治疗组，每组9只。营养素治疗组，每日三次腹腔注射营养素，剂量为250 mg/kg/time（氨基酸总含量）。胰岛素处理组，每日三次皮下注射短效胰岛素，剂量为40 mIU/g /day。各组治疗时间为7 wk 。 重度糖尿病大鼠分为糖尿病模型组，营养素治疗组，胰岛素+养素治疗组，每组9只。营养素：日三次腹腔注射，剂量为250 mg/kg/time（氨基酸含量）， 胰岛素：日三次皮下注射短效胰岛素，剂量为40 mIU/g /day。各组治疗时间为7 wk 。 以上所有实验动物常规饲料饲养，自由进水，保证室温。各组处理前，采血分析血糖、胰岛素和C肽水平，并取3只大鼠，戊巴比妥麻醉大鼠，取胰腺，固定，包埋，切片，免疫组化染色，按point conuting morphonetry法计数β细胞数。治疗过程中的1、3、5、7wk，