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实验性X综合征大鼠模型的建立

标签: X综合征 大鼠模型

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1988年Reaven提出X综合征,目前多称“代谢综合征”,也称“胰岛素抵抗综合征”(Syndrom of insulin resistance,SIR),它不等同于胰岛素抵抗(insulin resistance,IR),而是一组临床和实验室的征候群,其主要表现为:IR、高血压、高胰岛素血症及脂质代谢紊乱,其核心问题是IR。该病的发生既有遗传因素,也有环境因素共同作用的可能。流行病学研究调查提示:高糖饮食是致胰岛素抵抗和糖尿病发病的高度危险因素,高果糖最易造成IR。近年来临床医师发现原发性高血压病人常伴随糖、胰岛素和脂蛋白代谢异常,而继发性高血压病人中无此现象。现有的研究资料仅对IR或糖尿病动物模型报道较多,但有关典型X综合症动物模型报道甚少且成功率和重复率低。为此,我们经反复探索,找到了一种成功率高、重复性好的造模方法:即利用两肾一夹(two-kidney,one-clipped:2K1C)加高果糖喂养SD大鼠建立X综合症动物模型,为X综合症的实验研究提供了一种理想的动物模型。

1、材料和方法

1.1 实验动物和分组 清洁级雄性SD大鼠20只,体重(200±20)g。大鼠随机分成两组:对照组9只,普通饲料喂养8周;肾性高血压+高果糖组11只,即模型组。

1.2 主要仪器和试剂 鼠尾动脉测压仪(HX-1型);HITACH 717全自动生化分析仪;全自动放射免疫γ计数仪;D果糖购于上海生工生物工程有限公司;胰岛素检测试剂盒。

1.3 模型制备方法 清洁级雄性SD大鼠20只,普通饲料喂养1周后,于清醒状态下(上午10~12h)用尾套法(尾动脉血压计与心电图机相连)测大鼠的收缩压(systolic blood pressure,SBP)。术前禁食过夜,自由饮水,用4%戊巴比妥钠(40mg/kg)腹腔麻醉,无菌状态下,分离左肾动脉,用一间隙为0.25mm的U型银夹使左肾动脉部分狭窄,右肾及动脉不触及,制造2K1C大鼠模型。对照组大鼠施以假手术,除不结扎肾动脉外,其他操作相同。术后大鼠普通饲料喂养,术后约3d动物恢复正常,之后每周末按前述方法测收缩压。术后4周筛选出SBP>140mmHg的大鼠,改用高果糖饲料喂养4周。高果糖饲料中三大能量物质按热卡计算:糖占75%,脂肪占12%,蛋白质占13%;普通饲料中糖占60%,脂肪占11%,蛋白质占29%。

1.4 糖耐量实验 在8周末,大鼠空腹过夜,第二天早晨,从尾动脉采血0.4ml作对照血样本,之后按2g/(kg·w)的剂量给每只大鼠腹腔注射50%的葡萄糖,15、30、60、90 min后,分别从各实验组大鼠尾动脉采集血液0.4ml,立即离心,置-4℃冰箱,用于分析血糖,血胰岛素。血糖、血胰岛素的测定分别采用葡萄糖氧化酶化法和放射免疫法。

1.5 空腹血糖、血脂的测定 术后第8周作空腹血糖、血脂的测定。实验前禁食、禁水12h,按40mg/(kg·w)以4%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉大鼠,开胸暴露心脏,用12号针头直接从心脏采血测定以下指标:①空腹血糖(Fasting Blood Sugar,FBS):采用葡萄糖氧化酶化法。②血脂(甘油三酯Triglyceride,TG;总胆固醇total cholesterol,TC;低密度脂蛋白胆固醇low density lipoprotein cholesterol,LDLC;高密度脂蛋白胆固醇high density lipoprotein cholesterol,HDLC ):采用酶法。以上各项指标均由HITACH 717全自动生化分析仪测定。③空腹血清胰岛素(Fasting Serum Insulin,FSI):采用放射免疫法测定,按试剂盒要求测定并计算胰岛素敏感指数(Insulin Sensitive Index,ISI)。

1.6 统计学分析 所有结果用SPSS10.0处理。组间比较采用非配对t检验,P<0.05为有显著性差别。

2、结果

2.1 血压的变化 对照组收缩压变化不明显,模型组术后收缩压开始升高,于术后第3周达到一拐点,之后2周血压较平稳,大约在第6周开始血压又开始有上升趋势。

2.2 糖耐量实验 8周后,模型组无论在基础状态还是腹腔注射葡萄糖后15、30、60、90 min,血糖、血胰岛素均较对照组高,在30min时两组血糖和血胰岛素均达到高峰。

2.3 空腹血糖、血脂的变化 与对照组相比,术后第8周模型组FBS、FSI、TG、TC、LDLC显著增加,而HDLC、ISI显著降低。

3、讨论

随着对Ⅱ型糖尿病基础与临床研究的深入,目前认为IR不仅是启动Ⅱ型糖尿病发生的初始原因之一,而且还与许多代谢性疾病有关,如糖代谢异常、脂代谢紊乱、高血压、冠心病等。我们把多种代谢异常集中到某一个体的异常的病理生理现象称为胰岛素抵抗综合症(SIR)。由于SIR临床发病率高,是动脉粥样硬化和冠心病的重要危险因素,动物实验仍然是研究SIR的主要途径。有人用自发性高血压大鼠研究某中药复方制剂对SIR的综合治疗效应,自发性高血压大鼠各方面表现与SIR相对接近,但这种动物个体差异性较大,饲养和繁殖条件要求较高,价格昂贵,能提供给实验用的数量很有限。特殊饲料喂养诱导的SIR大鼠模型虽具有价格合理、喂养方便、容易复制等多种优点,但现有文献报道的大鼠一般均为Wistar大鼠,且1个月血糖升高不明显,长时间高果糖喂养可致血糖升高。目前还未发现SD大鼠用高果糖或高脂饮食诱导SIR,为拓宽SIR动物模型品系的选择范围,我们综合上述两种对SIR研究的模型,采用雄性SD大鼠通过两肾一夹4W制备肾性高血压模型,再在高血压的基础上高果糖喂养4周。实验结果表明,模型组与对照组相比:糖耐量显著降低,SBP、FSI、FBS、TG显著升高,TC、HDLC、ISI明显降低,符合SIR的主要特征,即出现典型的X综合症的各种表现,说明造模成功。其发生机制一方面可能与高血压和果糖共同导致肾素-血管紧张素系统的激活有关,另一方面果糖喂养既能影响胰岛素的结合又能影响胰岛素刺激的糖转运,导致糖耐量降低,还能影响肝脏的脂肪代谢,使肝脏的甘油三酯合成和输出增高,提高循环或骨骼肌中的甘油三酯水平;同时血管对胰岛素的舒张作用的反应减弱、动脉一氧化氮合成酶活性降低,主动脉血管平滑肌增殖等作用有关。本模型具有很多与X综合症病人类似的特点,造模方法简单易行,综合了高血糖、高血压、高胰岛素血症及脂代谢紊乱,因此它将是研究X综合症及其心血管疾病的一个非常理想的模型,也可用于其发病机制及药物治疗学方面的研究。

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