GK大鼠胃轉(zhuǎn)流術(shù)后空腹血糖及骨髂肌SIRT3酶變化的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景: 糖尿病(DM)是由遺傳和環(huán)境因素相互作用而引起的一組以慢性高血糖為特征的代謝性疾病群，是以體內(nèi)胰島素相對(duì)或絕對(duì)不足或靶細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性降低，或胰島素本身存在結(jié)構(gòu)上的缺陷而引起的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂的慢性疾病。其主要特點(diǎn)是高血糖和糖尿。臨床上表現(xiàn)為多飲、多食、多尿和體重減少，可使一些組織或器官發(fā)生形態(tài)結(jié)構(gòu)改變和功能障礙，并發(fā)酮癥酸中毒、肢體壞疽、多發(fā)性神經(jīng)炎、失明和腎功能衰竭等，是危害人類健康的主要疾病之一。糖尿

2、病分為1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病及其他特殊類型的糖尿病，在眾多糖尿病患者中，2型糖尿病患者比例高達(dá)85％-95％。2型糖尿病(T2DM)是以胰島素抵抗和胰島功能進(jìn)行性減退為特征的一種慢性全身性代謝性疾病。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟在2011年“世界糖尿病日”上公布的數(shù)據(jù)顯示，全球罹患糖尿病的人數(shù)已達(dá)3.66億，每年因糖尿病所致的死亡人數(shù)高達(dá)460萬（平均每7秒1人），是目前致殘的十大疾病一，每年在該病的花費(fèi)達(dá)到驚人的4650億美元。中國

3、的糖尿病現(xiàn)狀同樣非常嚴(yán)峻，據(jù)亞洲糖尿病學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)，截到2012年中國患糖尿病的總?cè)藬?shù)已達(dá)到9240萬，發(fā)病率高達(dá)9.7％。
　　 糖尿病的病因和發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。糖尿病不是單一疾病，而是復(fù)合病因引起的綜合征，是包括遺傳及環(huán)境在內(nèi)的多種因素共同作用的結(jié)果。目前對(duì)于糖尿病的治療手段仍以傳統(tǒng)的飲食、運(yùn)動(dòng)、口服降糖藥物及胰島素注射等內(nèi)科綜合治療為主，但研究證實(shí)，內(nèi)科綜合治療只能將血糖控制在合理的范圍內(nèi)，并不能從根本上阻止糖尿病各種并發(fā)

4、癥的發(fā)生和發(fā)展。
　　 早在20世紀(jì)50年代，臨床觀察就發(fā)現(xiàn)肥胖合并2型糖尿病患者施行減重手術(shù)(baratric surgery)后血糖可以得到良好控制，甚至可以完全脫離糖尿病藥物治療。此后，減重手術(shù)在2型糖尿病患者治療上的應(yīng)用越來越廣泛。這些減重手術(shù)在有效減輕患者體重的同時(shí)，也有效的改善了大部分患者并存的血糖代謝紊亂。現(xiàn)在不斷有研究及證據(jù)證明，這些減重手術(shù)即使對(duì)體重正常的糖尿病患者也有較好的治療效果。目前應(yīng)用于減重以及糖尿病外

5、科的術(shù)式主要有:Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)(RYGBP)、改良簡易型胃腸短路術(shù)(MGB)、膽胰曠置術(shù)(BDP)或十二指腸轉(zhuǎn)位術(shù)(BPD-DS)、袖狀胃切除術(shù)(SG)和可調(diào)節(jié)胃綁帶術(shù)(AGB)。根據(jù)大宗的文獻(xiàn)回顧分析研究，應(yīng)用最廣泛的Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)不僅使肥胖癥患者體重得到顯著的減輕，還可使80％以上肥胖癥伴發(fā)2型糖尿病患者的血糖、胰島素長期處于正常水平。60多年來，研究者們一直試圖弄清其中的機(jī)制，并不斷涌現(xiàn)出各種不同的學(xué)說，但

6、這些學(xué)說都不能很好地詮釋這一現(xiàn)象。目前，研究者們較普遍接受的主要機(jī)理有:(1)減少了食物的攝入與吸收，從而減少能量的攝取與糖代謝負(fù)荷;(2)降低了患者的體重，減少由于肥胖的脂肪堆積所造成的胰島素抵抗;(3)胃腸道重建改變了“腸—胰島素軸”激素的分泌，從而改善糖代謝。由胃腸道分泌、和胰島素相關(guān)的激素與胰島素稱為“腸—胰島素軸”(enteroinsluar axis)。關(guān)于胃腸激素改變影響胰島素分泌的機(jī)制方面有兩種假說:前腸假說（forgu

7、t hypothesis）和后腸假說(hindguthypothesis)。前腸假說認(rèn)為營養(yǎng)物質(zhì)避開對(duì)胃十二指腸的刺激，減少胃腸道中抑制胰島素分泌和（或）合成的激素的分泌，從而促使胰島素的合成和（或）釋放，甚至增加了胰島素的敏感性。后腸假說則認(rèn)為食物過早進(jìn)入遠(yuǎn)端空腸或回腸刺激誘導(dǎo)能促進(jìn)胰島素分泌和（或）合成的腸源性內(nèi)分泌激素的合成和（或分泌），從而增加胰島素合成和（或）釋放，改善外周組織對(duì)胰島素的敏感性。
　　 SIRT3是沉然

8、信息調(diào)節(jié)因子基因家族（Sirtuins家族）中的一員，是一種線粒體煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinam ide adenine dinucleotide NAD)依賴的去乙?；?，主要在調(diào)節(jié)線粒體內(nèi)的能量代謝中起到重要作用。目前，人們對(duì)SIRT3的研究主要集中在其抗衰老的方面，因?yàn)椋恍┭芯勘砻鱏IRT3的基因多態(tài)現(xiàn)象與長壽存在遺傳角度上的聯(lián)系。此外，還有研究表明，SIRT3不但可以改善機(jī)體的肥胖性疾病，還可以通過提高細(xì)胞內(nèi)的ATP

9、水平而保護(hù)機(jī)體處于缺血缺氧能量匱乏狀態(tài)下的細(xì)胞。
　　 人類的SIRT3有兩種表達(dá)形式，一種是44kDa的全長蛋白，一種是在N末端缺少142氨基酸的短蛋白。SIRT3最初被發(fā)現(xiàn)存在于哺乳動(dòng)物的線粒體中，同時(shí)在棕色脂肪組織及白色脂肪組織中也有表達(dá)，尤其在線粒體豐富的棕色脂肪組織中表達(dá)更高。后來的研究發(fā)現(xiàn)，SIRT3也存在于細(xì)胞核中，但在特定條件下可從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到線粒體中，如在氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，SIRT3的N末端信號(hào)肽發(fā)生水解活化而進(jìn)

10、入線粒體。SIRT3在線粒體中作為一個(gè)去乙?；冈谡{(diào)節(jié)全身的線粒體賴氨酸乙?；?dāng)中起到重要作用。在哺乳動(dòng)物，約有20％的線粒體蛋白通過賴氨酸去乙酰化作用被調(diào)控，比細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)都要多。有研究表明，人為敲除小鼠SIRT3后，其線粒體蛋白呈過乙?；癄顟B(tài)。Scher的團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)，人類兩種形式的SIRT3在活體外都能對(duì)組蛋白H4-K16去乙?；诨铙w內(nèi)當(dāng)添加一個(gè)基因后也能對(duì)H4-K16去乙?；?。SIRT3首次與新陳代謝聯(lián)系在一起是因?yàn)樗軌驅(qū)?/p>

11、乙酰輔酶A(AceCS2)去乙?；⒃鰪?qiáng)其活性。AceCS2是一種催化乙酰輔酶A形成的酶，乙酰輔酶A是許多代謝途徑的中間產(chǎn)物，說明SIRT3可調(diào)節(jié)糖類、氨基酸和脂肪的代謝和三羧酸循環(huán)。SIRT3在骨骼肌和其他組織中的過表達(dá)可進(jìn)一步說明其作用，這也許會(huì)成為人類對(duì)抗2型糖尿病的方法。靜息狀態(tài)下骨骼肌70％的能量來源于脂肪的分解代謝，因此，骨骼肌中SIRT3酶的表達(dá)對(duì)脂肪代謝具有重要影響。最近有研究發(fā)現(xiàn)SIRT3酶在患有糖尿病的人類和動(dòng)物的骨

12、骼肌中至少減少一半，并提出若能增加SIRT3酶表達(dá)應(yīng)可以改善糖尿病的癥狀。
　　 胃轉(zhuǎn)流術(shù)可以改善糖尿病，但胃轉(zhuǎn)流術(shù)與SIRT3酶的表達(dá)有無關(guān)系尚未見有研究報(bào)道。因此我們設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)試圖探討這一問題。
　　 目的:
　　 1、建立大鼠Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流手術(shù)模型，術(shù)后至少存活4周。
　　 2、檢測對(duì)比非肥胖自發(fā)型2型糖尿病大鼠（Goto-Kakizaki，GK大鼠）行Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)后的空腹血

13、糖變化。
　　 3、探討GK大鼠行胃轉(zhuǎn)流術(shù)后骨骼肌SIRT3酶的變化及意義。
　　 方法:
　　 1、利用與GK大鼠體型相仿的SD大鼠作為預(yù)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流手術(shù)模型。
　　 2、將24只GK大鼠隨機(jī)分為手術(shù)組（operation group OG組，n=8），假手術(shù)組（sim-operation group SG組，n=8）和對(duì)照組（control group CG組，n=8）;OG組大鼠

14、行Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流手術(shù)，SG組大鼠行假手術(shù)，CG組僅作為對(duì)照組，不作任何干預(yù)，OG組和SG組分別測定術(shù)前、術(shù)后48h和1、2及4周空腹血糖水平。
　　 3、手術(shù)組和假手術(shù)組GK大鼠術(shù)后4周處死取大腿部骨骼肌用western blot法半定量測定其SIRT3酶值;對(duì)照組監(jiān)測空腹血糖水平，4周后處死同法測定大腿骨骼肌SIRT3酶值。
　　 結(jié)果:
　　 1、10只SD大鼠有5只成功完成Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流

15、手術(shù)并存活4周以上。
　　 2、術(shù)前3組大鼠空腹血糖水平相仿，術(shù)后手術(shù)組血糖水平進(jìn)行性下降，2周后血糖水平穩(wěn)定，與假手術(shù)組和對(duì)照組比較明顯降低，假手術(shù)組與對(duì)照組各時(shí)相空腹血糖水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 3、手術(shù)組術(shù)后骨骼肌SIRT3酶表達(dá)明顯增加，與假手術(shù)組和對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)論:
　　 1、參考文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)，成功建立了大鼠Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)模型。
　　 2、首次探討了胃