慢性刺激對鏈脲佐菌素誘導(dǎo)糖尿病大鼠的影響
〔摘 要〕 目的 觀察慢性刺激(CMS)對大鼠糖尿。 DM)發(fā)病及進(jìn)程的影響及其在 DM 發(fā)生、發(fā)展中的作用。 方法 應(yīng)用鏈脲佐菌素( STZ)加高脂高糖飲食誘導(dǎo) DM 大鼠的過程中,增加 CMS 因素,觀察 CMS 對大鼠生化指標(biāo)和行為學(xué)的影響。 結(jié)果 與正常組相比,DM 組和 DM+ CMS 組大鼠血糖及血清胰島素水平均升高(P< 0. 05) ,出現(xiàn)了明顯的胰島素抵抗現(xiàn)象;與正常組大鼠相比,CMS 組、DM 組及 DM+ CMS 組大鼠的上竄時(shí)間均縮短,不動(dòng)時(shí)間延長(均 P< 0. 05) ;DM+ CMS 組大鼠進(jìn)入開放臂的次數(shù)和停留時(shí)間亦明顯縮短(P< 0. 05) ;與正常組相比,各實(shí)驗(yàn)組大鼠血清皮質(zhì)醇水平均明顯升高(P< 0. 05) 。 結(jié)論 慢性刺激本身并不能直接誘發(fā) DM,但它的存在可加重大鼠的胰島素抵抗,促進(jìn) DM 的發(fā)生和發(fā)展。
〔關(guān)鍵詞〕 慢性刺激;糖尿;強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn);高架十字迷宮
大量資料顯示,慢性刺激(CMS)對人類的健康具有非常重要的影響,尤其是對糖尿病(DM)病人影響更大,但 CMS 對DM 的發(fā)生、發(fā)展會(huì)造成什么樣的結(jié)果還不十分清楚。 本實(shí)驗(yàn)在應(yīng)用鏈脲佐菌素( STZ)誘導(dǎo) DM 的基礎(chǔ)上增加了 CMS 的因素,觀察了 CMS 因素對大鼠血糖、抑郁和焦慮行為、血清皮質(zhì)醇及胰島素水平的影響,從而確定 CMS 對大鼠 DM 發(fā)生、發(fā)展的影響。
1 材料與方法
1. 1 動(dòng)物分組與模型制備 將 48 只清潔級 Wistar 雄性大鼠隨機(jī)分成四組,正常組:12 只,不做任何處理;DM 模型組(DM組):12 只,腹腔注射 STZ(25 mg / kg 溶于 0. 1 mol / L 檸檬酸緩沖液,pH= 4. 45),同時(shí)給予高脂高糖飲食,以空腹血糖值高于13. 6 mmol / L 者為 DM 造模成功;CMS 組:12 只,給予電擊足底30 min,45℃熱刺激 5 min,黑白顛倒 24 h、禁食 40 h、禁水 24 h、4℃冰水游泳 5 min、夾尾 1 min、無刺激 24 h,28 d 為 1 個(gè)循環(huán),每天采取一種刺激,同種刺激不連續(xù)出現(xiàn);DM+ CMS 組:12 只,在腹腔注射 STZ+ 高脂高糖飲食的基礎(chǔ)上增加 CMS因素。 DM組死亡 4 只,DM+ CMS 組死亡 2 只。
1. 2 標(biāo)本采集及指標(biāo)檢測
1. 2. 1 強(qiáng)迫游泳(由上海欣軟信息科技有限公司提供)行為學(xué)測定 CMS 前后對大鼠進(jìn)行行為絕望探究試驗(yàn),記錄 5 min 內(nèi)大鼠上竄和不動(dòng)時(shí)間,觀察大鼠 CMS前后產(chǎn)生抑郁的行為學(xué)變化,實(shí)驗(yàn)方法詳見參考文獻(xiàn)。
1. 2. 2 高架十字迷宮(由上海欣軟信息科技有限公司提供)行為學(xué)測定 記錄 5min 內(nèi) CMS 前后大鼠十字迷宮的行為學(xué)指標(biāo):①進(jìn)入開放臂次數(shù)(OE):進(jìn)入到任一開放臂的次數(shù),以大鼠 4 個(gè)爪子均進(jìn)入到臂內(nèi)為準(zhǔn),中途一個(gè)爪子從該臂中完全退出則為該次進(jìn)行活動(dòng)完成;②進(jìn)入開放臂時(shí)間(OT);③進(jìn)入封閉臂次數(shù)(CE):進(jìn)入任一封閉臂的次數(shù),以大鼠 4 個(gè)爪子均進(jìn)入到臂內(nèi)為準(zhǔn)。 OE% =OE / (OE+CE)× 100%;OT%= OT/ 300 s× 100%。
1. 2. 3 血糖測定 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對大鼠禁食 12 h,且乙醚麻醉后內(nèi)眥靜脈取血應(yīng)用電化學(xué)方法檢測血糖水平。
1. 2. 4 血清胰島素及皮質(zhì)醇水平測定 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后禁食12 h,乙醚麻醉后內(nèi)眥靜脈取血,分離血清,應(yīng)用放射免疫分析法測定血清胰島素和皮質(zhì)醇水平。 胰島素抵抗指數(shù)(HOMA)=空腹胰島素× 空腹血糖/ 22. 5。
1. 3 藥物及試劑 STZ:美國 Sigma 公司。 胰島素試劑盒:北京北方生物技術(shù)研究所。 皮質(zhì)醇試劑盒:北京北方生物技術(shù)研究所。
1. 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用 SPSS21. 0 軟件進(jìn)行單因素方差分析、LSD 檢驗(yàn)和 t 檢驗(yàn)。
3 討 論
CMS 通過對動(dòng)物長時(shí)間、無規(guī)律的刺激,導(dǎo)致動(dòng)物心理狀態(tài)改變,抵抗外界刺激的敏感性下降,機(jī)體自身調(diào)節(jié)能力降低,神經(jīng)- 內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂,出現(xiàn)情緒和行為障礙,從而可導(dǎo)致抑郁癥等多種疾病的發(fā)生。 DM 作為一種慢性疾病,近年來發(fā)病率呈現(xiàn)逐年增加的趨勢,成為當(dāng)今社會(huì)威脅人們健康的一個(gè)主要因素。 隨著人們生活節(jié)奏的加快,在日常生活中各種 CMS因素也逐漸增多。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明 MCS 對動(dòng)物的心理改變并不足以誘發(fā)DM 的發(fā)生,但當(dāng) CMS 與其他因素合并作用于機(jī)體時(shí)就會(huì)大大地促進(jìn) DM 的發(fā)生、發(fā)展。 這可能是由于 CMS 本身對機(jī)體造成心理紊亂狀態(tài)和行為上的改變,導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)分泌功能失調(diào),出現(xiàn)激素水平上的變化,這些變化又進(jìn)一步加重糖代謝紊亂的發(fā)生,從而加速了 DM 的發(fā)生和發(fā)展。 此結(jié)果與國外實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果一致。
強(qiáng)迫游泳是評價(jià)大鼠抑郁行為的一個(gè)公認(rèn)指標(biāo),我們發(fā)現(xiàn) DM 大鼠在未受到 CMS 的情況下也均表現(xiàn)出了不同程度的抑郁,CMS 則又加重了這種抑郁狀態(tài)。 CMS 和 DM 本身雖然可導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)輕微的焦慮狀態(tài),但實(shí)驗(yàn)前后并無顯著性差異,而 CMS 合并 DM 卻可導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)明顯的焦慮行為。 此結(jié)果進(jìn)一步證明了 CMS 可加重 DM 的發(fā)展進(jìn)程。 CMS 以一種心理應(yīng)激形式作用于 DM 大鼠,使大鼠機(jī)體內(nèi)糖代謝紊亂,糖耐量降低,胰島素水平增加,使得胰島素抵抗顯著增加,從而導(dǎo)致血糖升高,加重 DM 的進(jìn)程。海馬是應(yīng)激損傷的敏感區(qū),也是 HPA 軸應(yīng)激反應(yīng)的高級調(diào)節(jié)中樞,CMS 作為一種應(yīng)激源,能夠使機(jī)體產(chǎn)生負(fù)性心理和行為狀態(tài)的改變,從而造成海馬結(jié)構(gòu)和功能損傷,而海馬的損傷又使得 HPA 軸對多種應(yīng)激源的敏感性增強(qiáng),最終導(dǎo)致皮質(zhì)醇的分泌升高,而這一分泌升高又會(huì)促進(jìn)糖異生,增加胰島素抵抗,促進(jìn)DM 的發(fā)生、發(fā)展。 本研究中結(jié)果顯示,DM 和CMS 都可引起皮質(zhì)醇的升高,這可能是 CMS 加速 DM 發(fā)生、發(fā)展的一個(gè)主要因素。
綜上所述,CMS 本身并不是誘發(fā) DM 的原因,但 CMS 可加速和加重 DM 的發(fā)生和發(fā)展。 這為臨床 DM 病人的護(hù)理提供了一個(gè)可靠的理論依據(jù),應(yīng)盡量減少對 DM 病人心理和環(huán)境的刺激,這樣有利于減少并發(fā)癥和病情的控制。