一、材料和方法
1.材料:上海BK公司提供的清洁级Sprague-Dawley(SD)雄性大鼠140只,体重(300±20)g, 自由取食进水。饲养温度控制在(20±2)℃,人工光照每日12小时。胰岛素(INS)放免药盒由 中国原子能科学研究院提供,生长抑素(SS)放免药盒由第二军医大学提供,SP试剂盒、抗IN S、SS、胰高血糖素、胰多肽抗体由福州迈新公司提供。
2.类固醇性糖尿病大鼠模型制备:140只大鼠平均随机(采用SAS统计软件包中PLAN过程产生 随机化分配的设计方案)分为4组,根据临床用药换算成大鼠地塞米松剂量〔1〕:(1) 大剂量地塞米松组(HD)0.25 mg/100 g大鼠体重,腹腔注射(ip)q.d,相当于临床剂量0.12 m g/kg。(2)中等剂量地塞米松组(MD)0.08 mg/100 g大鼠体重ip qd,相当于临床剂量0.04 mg /kg。(3)小剂量地塞米松组(LD)0.04 mg/100 g大鼠体重ip qd,相当于临床剂量0.02 mg/kg 。(4)对照组(NS)0.9 % NaCl 1 ml ip qd。按分组剂量每天8:00~9:00对大鼠进行腹腔注射 给药,连续21天。
3.实验方法:(1)分组用药前随机选取50只大鼠眼眶静 脉丛穿刺取血,测空腹血糖。(2)分[ KG(*9 别在地塞米松用药后的 第3、5、8、15、22天8:00,取每组实验大鼠 各5只进行眼眶静脉丛穿刺 取血,测空腹血糖并分离血清留置-20℃冰箱待测空腹血清胰岛素。以上操作前一天20:00开 始对动物禁食至次晨实验结束。(3)分别在地塞米松用药后的第3、5、8、15、22天取每组大 鼠各5只,迅速断头处死开腹取胰腺,匀浆后留-20℃待放免法测SS。(4)实验第15天,迅速 断头处死HD、NS组大鼠各5只开腹取胰腺,组织固定切片后免疫组化法测INS、SS、胰高血糖 素、胰多肽。(5)INS、SS放免测定、SP法免疫组化测定根据试剂手册操作。采用M300图像分 析系统,同等条件下测胰岛INS、胰高血糖素、SS、胰多肽的免疫组化染色阳性部分的平均 光 密度(OD)。
4.统计学处理:实验数据均表达为±s,作组间均 值比较的t检验或方差分析。
二、结果
1.正常大鼠空腹血糖范围为3.2~8.1 mmol/L,设定超过+1.96s即9.1 mmol/L为发生类固醇性糖尿病。
2.地塞米松对大鼠空腹血糖、胰岛素、胰腺SS蛋白表达的影响。
地塞米松给药第8天大鼠空腹血糖升高,HD组与NS组比较差异有显著性〔( 8.47±0.45)mmol/ L vs (6.30±1.30)mmol/L,P<0.05〕。血糖随地塞米松给药时间及剂量进行性升高。第22天,LD组血 糖增高差异也具有显著性〔(9.27±0.64)mmol/L vs[ HT5”SS (5.97±1.38)mmol/L,P<0.05 〕。
大鼠空腹胰岛素在实验第5天HD组较之NS组上升差异具显著性〔(82.87±10.11)mIU/L vs (42.88±18.26)mIU/L,P<0.0 5〕,之后继续升高,第15天HD组INS升高至NS组的7倍。此时LD组INS的改变亦差 异有显著性〔(91.80±6.66)mIU/L vs (49.68±25.84)mIU/L,P<0.05〕。
胰腺SS含量呈地塞米松剂量及时间依赖性,在HD、MD组第二周上升速度最快,第三周速度减 慢,渐趋高峰且走势平坦。
3.HD组地塞米松给药第15天胰岛内分泌细胞激素蛋白表达的免疫组化分析。
细胞激素蛋白含量用免疫组化染色阳性区域的OD值表示,HD 组大鼠β细胞染色阳性区域OD值较NS降低,D细胞染色阳性 区域OD值较NS组升高,两者改变差异均具显著性(P<0.05) 。 α细胞染色阳性区域OD值升高,PP细胞染色阳性区域OD值降低,但其改变与NS组比较差异均无显著性(P[ WT >0.05)。
四、讨论
根据1997年美国糖尿病协会(ADA)提议的糖尿病分类标准,类固醇性糖尿病属于其他类型糖 尿病范畴,其发病率大约为糖尿病的5.5%~14%。关于该病的发生机制人们多归因于糖皮质 激素促进糖异生,抑制周围组织摄取、利用葡萄糖(即INS抵抗)作用,而较少提及在糖代谢 过程中占重要作用的胰岛内分泌腺。本研究以大鼠为动物模型,观察不同剂量地塞米松对胰 岛内分泌细胞激素表达的影响。实验中大鼠空腹血糖、胰岛素、SS随地塞米松给药时间及剂 量进行性升高,在空腹血糖升高至足以发生类固醇性糖尿病前胰岛素、胰腺中的SS表达已 发生显著性改变,且SS的改变早于胰岛素。大鼠发生类固醇性糖尿病时(以HD组地塞米松给 药第15天为例)大鼠胰腺免疫组化结果显示β细胞INS储存减少较NS组差异具显著性,可能是 由于地塞米松刺激INS合成,但INS合成增长速度不及INS释放入血之故。在临床上我们注意 到地塞米松诱发高血糖伴高INS血症时,外源性INS却能较好控制血糖,由此我们推测在地塞 米松干预下虽然免疫活性INS增多,但具生物活性的INS相对不足;或由于INS虽然代偿性分 泌增加,但仍然不能满足血糖增高的需要。在β细胞内90%新合成的胰岛素原在内肽酶(PC2 、PC3)作用下转变为INS,这一过程约需3小时〔2〕。我们推测,外周INS抵抗可造成 对INS的需要量增加,加上地塞米松对β细胞的直接刺激,β细胞合成和释放大量INS,β细 胞负荷过重,胰岛素原不能正常转换成INS即释放入血,使胰岛素原:INS比值升高,INS分 泌功能亦由代偿逐渐进入失代偿状态,葡萄糖耐量降低,血糖升高,导致类固醇性糖尿病发 生。
免疫组化结果还显示胰岛α、PP细胞分别表达的胰高血糖素、胰多肽蛋白含量较之正常对照 组差异无显著性,而δ细胞SS蛋白表达增多,并随地塞米松剂量、时间的增加而升高,HD、 M D组给药第2周SS蛋白表达升高速度最快,这种升高也有限度,至第三周,胰腺SS上升速度减 慢,渐趋高峰且走势平坦。对于这个现象的生理意义目前了解甚少。胰岛不仅是具有独立功 能的α、β、δ及PP细胞的集合体,而且可在基础反馈水平通过血循环或旁分泌途径相互调 节,以利代 谢环境的稳定。Kleiman和Emoto分别通过细胞培养和离体胰腺灌注观察到SS及其类似物有降 低INS mRNA水平和抑制INS分泌的作用〔3,4〕。向红丁等以HIT细胞为模型证实这 种作用是通过直接抑制细胞外钙离子内流所致〔5〕。我们设想,SS抑制INS的合成与 释放,延缓B细胞功能衰竭,这可能是机体的一种自我保护机制,对于胰岛功能及糖代谢平 衡有着重要意义。屠亚红等发现预先注射SS可以防止为STZ所诱发的大鼠糖尿病,半胱胺可 特异耗竭内源性SS则加速或加剧STZ诱发糖尿病〔6〕。外源性SS和半胱胺的这种干 预作用在类固醇性糖尿病发生过程中是否也可观察到,尚有待证实。
参考文献
1,章元沛, 主编. 药理学实验. 北京: 人民出版社, 1996.231-232.
2,Rhodes CJ, Alarcon C. What beta-cell defect could lead to hy perproinsulinemia in NIDDM Some clues from recent advances made in understandin g the proinsulin-processing mechanism. Diabetes, 1994,43:511-516.
3,Kleima P. Regulatory role of intraislet somatostatin on insulin secret ion in the isolated human pancreas. Pancreas, 1994,92:172-176.
4,Emoto T, Miyata M, Izukura M, et al. Stimultaneous observation of endo crine and exocrine function of the pancreas responding to somatostatin in man. R egul Pept, 1997,68:1-8.
5,向红丁, BoydⅢ AE. 生长抑素抑制胰岛素分泌作用的分子机制. 中华内分泌代谢杂志, 1994,10:167-169.
6,屠亚红, 朱文玉. 外源性及内源性SS对链佐霉素糖尿病小鼠糖耐量的影响. 生 理学报, 1987,39:275-278.
(收稿日期:1999-02-22)
