氧化应激对诱导糖尿病小鼠模型及其大血管并发症的影响

摘要

背景：2型糖尿病(type2 diabetes mellitus，T2DM)占糖尿病群体的绝大多数，发病率逐年上升，其血管并发症是影响DM患者致残率和致死率的主要因素。越来越多的研究证明氧化应激也是其中的病理生理机制之一。
　　 目的：建立糖尿病小鼠模型，观察氧化应激在糖尿病发病过程中作用和抗氧化剂应用后小鼠体内氧化还原状态的改变以及对其大血管并发症和肝脏糖代谢相关酶的影响，从而完善抗氧化剂改善糖尿病小鼠血管并发症的机制，为今后抗氧化剂应用于临床提供一定的理论依据。
　　 方法
　　 1.健康SPF级雄性昆明小鼠80只，4周龄，适应性饲养1周后随机分为正常对照组(normal control，NC，n=10)，和高脂高糖组(high-fat and glouce model，HFM，n=70)。
　　 2.3周后，HFM组小鼠腹腔注射小剂量链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)150mg/kg，NC组予以等量缓冲液。空腹血糖(fasting blood glouce，FBG)稳定>10.0mmol/L而<11.0mmol/L为早期DM小鼠(5只舍去)。后随机分成DM组(n=10)、硫辛酸组(lipoic acid，LA，n=10)、氧应激组(oxidative stress，OS，n=10)和抗氧化组(anti-oxidative stress，AO，n=35)，氧化应激组饲料改为含0.15％硫酸亚铁高脂高糖饲料，LA组开始灌胃硫辛酸，糖尿病组予以等量生理盐水，干预时间为6周。AO组分为7组(每组5只)：对照组、LA组、科罗索酸组(corosolic acid，CA)、葡萄籽组(grape seed proanthocyanidins，GSPE)、匙羹藤组(gymnema sylvestre，GS)、槲皮素组(quercetin，QC)、茶多酚组(tea polyphenols，TP)，给予高脂高糖饲料开始起灌胃相应药物，干预时间为6周。
　　 3.干预结束后，检测血液中谷胱甘肽氧化型(glutathione，GSH)还原型(oxidizedglutathione，GSSG)比值(GSH/GSSG)、超氧化物歧化酶活性抑制率(the inhibitionratio of super-oxide dismutase，SODI)、空腹胰岛素(fasting insulin，FINS)。
　　 4.在电镜下观察NC组、LA组和DM组腹主动脉和胰岛细胞变化；HE染色观察胰岛的变化；检测肝脏丙酮酸羧化酶和己糖激酶活性。
　　 结果
　　 1.高脂高糖饲料饲养6周，体重较正常组增加(P<0.05)。
　　 2.抗氧化剂应用2周，小鼠体重明显减低(P<0.05)，以TP明显(P<0.05)。
　　 3.OS组用含有0.15%硫酸亚铁高脂高糖饲料2周造成类似T2DM模型(P<0.05)，持续至实验结束。
　　 4.LA干预2周后，LA组FBG明显低于DM组(P<0.05)，持续至实验结束。
　　 5.干预结束后，DM组FBG、FINS、SBG水平较NC组升高(JP<0.05)；LA组FBG、SBG水平较DM组降低(P<0.05)；DM组SODI、GSH/GSSG和Lee's指数高于NC组(P<0.05)，LA组GSH/GSSG和Lee's指数高于NC组(P<0.05)；DM组PC和HK活性高于NC组(P<0.05)，LA组PC活性低于DM组(P<0.05)，HK活性低于DM组(P>0.05)。
　　 6.光镜观察胰腺HE染色：NC组大致正常；DM组胰岛细胞体积缩小，排列紊乱，胞核排列紧密；LA组较DM组有所恢复。
　　 7.电镜观察胰岛细胞亚微结构：NC组正常；DM组胰岛细胞线粒体大部分发生自噬，粗面内质网及高尔基体扩张，外分泌腺粗面内质网扩张，排列紊乱；LA组有所恢复。
　　 8.电镜观察腹主动脉：NC组正常；DM组小鼠腹主动脉大部分内皮细胞脱落，内皮细胞肿胀呈空泡状，细胞间无连接，平滑肌细胞粗面内质网扩张，线粒体肿胀，血栓形成；LA组较DM组有所改善。
　　 结论
　　 1.氧化应激参与DM的发病过程，硫酸亚铁可以诱导糖尿病动物模型。
　　 2.6种抗氧化剂应用说明抗氧化可以预防DM的发生，尤以TP明显。
　　 3.早期应用LA可以有效预防糖尿病大血管并发症的发生和发展。