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关键词 2型糖尿病大鼠 游离脂肪酸 胰岛素抵抗 高胰岛素-正葡萄糖钳夹术
Relationship between dyslipoproteinemia and tissue insulin sensitivity with type2diabetes rat
Cao Wenfu，Deng Huacong
The First Affiliated Hospital of Chongqing University of Medical Sciences，Chongqing400016.
【Abstract】 Objective To explore the relationship between changes of blood lipoids and insulin resistance with type2diabetes rat.Methods Wistar rat model with type2diabetes were established by intraperitoneal injection of streptozotocin（STZ），and the body weight，fasting blood glucose（FBG），fasting insulin（FINS），free fat acid（FFA），triglyceride（TG），total cholesterol（TC），low density lipoprotein-cholesterol（LDL-C）of rat were measured，meanˉwhile glucose utilization rate of tissue was evaluated by hyperinsulinism-euglycemic clamp technique.Results FBG，FFA，TG，TC and LDL-C of the rat with type2diabetes are higher significantly than normal（P<0.01）;and glucose utilization rate of tissues lower significantly than normal（P<0.01）.Conclusion Dyslipoproteinemia existed in the rat with type2diabetes may have induced and intensified the insulin resistance of the rat tissues.
Key words type2diabetes Wistar rat free fatty acid insulin resistance hyperinsulinism-euglycemic clamp technique
T2DM时血脂谱异常与IR常同时并存，探讨其相互关系具有重要的理论与实践意义。因此，本文对高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术对T2DM大鼠血脂变化与IR的关系进行了探讨。
1 材料与方法
1.1 动物模型的建立 6周龄Wistar大鼠16只（由第三军医大学附属第三医院动物实验中心提供），平均体重144.13±5.95g，适应性喂养1周后随机分为2组，每组8只。A组为正常对照组，给予常规饲料喂养;B组为高脂饮食T2DM组，在高脂饲料喂养的基础上，按55mg/kg体重腹腔内一次性注射STZ（Sigma公司产品）制备T2DM模型。造模48h后，测定FBG>16.7mmol/L者纳入T2DM组。2组大鼠均自由进水进食，自然照明，室温20～28℃，相对湿度50%。
1.2 实验指标及测定方法 FBG测定采用葡萄糖氧化酶法（德国宝立曼公司血糖试纸）;FFA测定采用酶法（英国Randox公司试剂）;FINS测定采用RIA法（东亚免疫技术研究所试剂）;TG测定采用氧化酶法（上海科华-东菱诊断用品公司试剂）;TC及LDL-C测定采用酶法（日本第一化学药品株式会社试剂）。各种指标测定严格按试剂说明书规定的操作程序进行，生化指标最后在Olympus AU640全自动生化分析仪上测定，RIA指标最后在r-计数仪上测定。
1.3 高胰岛素（INS）-正葡萄糖钳夹试验 大鼠喂养12周后，按Edward方法 ［1］ 进行高INS-正常葡萄糖钳夹试验。大鼠禁食12h后，尾静脉采血测定FBG。10%水合氯醛腹腔内注射麻醉，显效后分离大鼠颈部动、静脉并插管。颈静脉接微量输液泵控制输液，颈动脉接三通管备查血糖和取血样。首先从颈动脉采血测定FBG、FINS、FFA、TG、TC及LDL-C。此后，开始从颈静脉持续恒速输注INS［普通Ins，以生理盐水配成40mIU/ml，以1.67mIU/（kg.min）恒速输入］。输液开始后每5min测1次血糖，当血糖值低于5.0±0.5mmol/L时，则从颈静脉一侧输注10%葡萄糖液［即葡萄糖输注率（GIR），开始速度为5mg/（kg.min）］，此后继续每5min测定血糖1次，并根据血糖水平调整GIR，以保证血糖水平在5.0±0.5mmol/L范围内。当连续3次血糖测定值均维持在5.0±0.5mmol/L范围内时，则视为葡萄糖稳态（钳夹）形成。继续上述过程，直至120min结束实验。以实验最后60min的GIR计算组织葡萄糖代谢率［mg/（kg.min）］。
1.4 统计学处理 采用t检验。
2 结果
2.1 T2DM大鼠体重及血脂谱的变化 见表1。
2.2 T2DM大鼠FBG、FFA、FINS及GIR的变化 见表2。
表1 T2DM大鼠体重及血清脂质谱的变化 （略）
注:与正常对照组比较:钳夹时体重t=4.2447;TG，t=4.5589;TC，t=8.6492;LDL-C，t=6.3001， ˇ P<0.05; ˇˇ P<0.01
表2 T2DM大鼠FBG、FFA、FINS及GIR的变化 （略）
注:与正常对照组比较:FBG，t=19.3678;FFA，t=18.6760;FINS，t=0.2168;GIR，t=5.2154， ˇ P<0.05; ˇˇ P<0.01
3 讨论
高INS-正葡萄糖钳夹技术是目前评价组织INS敏感性的“金标准”，外源性葡萄糖输注率（GIR）相当于外周组织的葡萄糖利用率，为评价机体外周组织INS作用的敏感指标，因此，本文采用该技术研究了T2DM大鼠血脂谱变化与组织INS敏感性的关系。结果显示，T2DM大鼠血清FFA、TG、TC和LDL-C均显著高于正常，而反映外周组织INS敏感性的指标GIR则显著低于正常，提示异常增高的血清脂质，特别是FFA可能是诱导和加重T2DM大鼠IR的重要因素之一。
T2DM时，血脂谱异常与IR常同时并存，而IR和胰岛β功能损害是T2DM发病的两个基本环节。虽然IR普遍存在并贯穿于T2DM的整个发生、发展过程，但导致IR的确切机制目前尚不完全清楚，表现为血脂谱异常的脂毒性可能在其中发挥着重要作用 ［2］ 。
3.1 血脂异常与IR的相互关系 血脂异常表现的FFA、TG、TC和LDL-C增高可以通过脂毒性作用损害INS作用的主要靶器官肝脏和肌肉，从而诱导IR;在IR状态下，脂肪细胞对INS的抗脂解作用敏感性降低，而代偿性高INS血症又使肝细胞产生LDL和VLDL增加，导致高LDL、高TG、高TC血症及FFA增高等脂质代谢紊乱。脂质代谢紊乱，特别是FFA升高又进一步加重IR，形成恶性循环。
3.2 血脂异常介导或加重IR的机制 （1）高脂血症既可抑制INS向靶组织转运，又可抑制靶细胞葡萄糖转运:研究提示，高脂不仅可以降低INS穿越内皮细胞的能力，促进IR的形成 ［3］ ，还可通过降低INS介导的靶组织血流量使相应的靶组织葡萄糖摄取减少。（2）高脂血症抑制外周组织葡萄糖利用:首先，FFA增高可以通过经典的葡萄糖-脂肪酸循环途径（Randle学说） ［4］ 抑制葡萄糖氧化过程。第二，高胆固醇血症时，肌肉组织中胆固醇（Ch）沉积量增加 ［5］ 。沉积的Ch不仅可以增加细胞膜上饱和脂肪酸含量，影响葡萄糖转运蛋白-4（GLUT-4）的转位和INS受体磷酸激酶的活性，加重IR;还可以使获得性INS磷脂酰肌醇-3（PI-3）激酶活性下降，细胞内GLUT-4向质膜转运受阻 ［6］ 。第三，FFA可直接损伤肌肉和脂肪细胞GLUT-4基因表达而影响外周组织葡萄糖转运;还可通过影响细胞内6-磷酸葡萄 糖来实现对葡萄糖摄取的抑制。FFA水平升高可以干扰INS的作用，使INS通过毛细血管内皮细胞转运减少，导致INS作用于骨骼肌的信号减少。门静脉FFA水平升高可以降低肝细胞对INS的摄取 ［7］ 。（3）高脂血症促进糖异生和肝糖输出:FFA增高时，脂肪酸氧化代谢增强，糖异生底物充足而反应活跃，使肝糖输出增加。（4）高脂血症降低靶器官对INS的敏感性:血浆FFA水平增高对骨骼肌和肝脏INS敏感性具有重要的负性作用 ［2］ 。研究表明，FFA可通过上调SD大鼠肝细胞内cPKCα蛋白和RNA，降低Grb2与ERK2的蛋白表达水平来阻滞胰岛素信号传导，引起IR ［4］ 。还可降低INS基因启动转录因子PDX-I表达水平，导致β细胞产生葡萄糖刺激的INS分泌障碍（GSIS） ［8］ 。
T2DM存在多种血清脂质成分异常。异常的血脂成分可以从多途径、多靶位降低组织对INS作用的敏感性，诱导IR;IR又进一步加重血脂成分异常，从而形成恶性循环。因此，采取有效措施改善异常的血脂成分，将有助于改善血脂异常诱导的IR和治疗T2DM。
参考文献
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作者单位:400016重庆重庆医科大学附属第一医院