新生大鼠接受糖皮质激素治疗对成年后血糖以及能量代谢的影响

摘要

目的：
　　糖皮质激素由于抗炎、免疫抑制等作用，曾在新生儿期被广泛的用于慢性肺疾病的治疗。但是，越来越多的实验表明，生命早期接受糖皮质激素治疗可以带来长期的负面作用，包括的高血压、社会行为的改变、永久改变丘脑-垂体-肾上腺轴的功能，甚至影响寿命。既往研究认为，不良的生命早期因素，可能导致成年后代谢疾病的发病风险增加。目前针对生命早期糖皮质激素应用对成年后机体血糖以及能量代谢情况的研究极少。肝脏作为重要的器官参与机体的多种代谢过程，肝脏病变与功能异常往往与代谢疾病的发病有关。腺苷酸活化蛋白激酶（Adenosine5'-monophosphate activated protein kinase, AMPK）及过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α（Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha, PGC-1α）都是在肝脏中参与能量代谢的关键酶类。本实验旨在探讨新生儿期大鼠接受糖皮质激素治疗后对成年后血糖、机体能量代谢以及肝脏相关基因表达的影响。
　　方法：
　　新出生的雄性Wistar大鼠（n=20），随机分为盐水组（saline, SAL）和地塞米松处理组（dexamethason, DEX）。大鼠在出生后第1天至第3天腹腔内注射不同剂量地塞米松注射液及生理盐水，其剂量与临床治疗新生儿慢行肺疾病剂量相仿（n=10/每组）。大鼠于第24周龄时应用实验室动物代谢监测系统（comprehensive laboratory animal monitoring system, CLAMS）检测能量代谢变化。CLAMS检测大鼠的每小时耗氧量（VO2）、每小时二氧化碳产出量（VCO2）、每小时消耗热量（Heat）、呼吸交换率（RER）、总进食量（Feed Acc）、总进水量（VDM Acc），比较不同组间大鼠的代谢差异。同时选取动物，行口服葡萄糖耐量试验（OGTT）。动物禁食水12小时后每只大鼠按2g/kg胃内灌服50％葡萄糖溶液，分别于灌服前（0min），灌服后30min、60min、120min、180min时用剪鼠尾采血法取尾静脉血，测量血糖及胰岛素水平。于大鼠24周龄测量其体重，麻醉后处死大鼠取下完整肝脏组织称量。Western Blot方法检测肝脏能量代谢基因PGC-1α、AMPK及磷酸化的腺苷酸活化蛋白激酶（Phosphorylated adenosine5'-monophosphate activated protein kinase, p-AMPK）的表达。
　　结果：
　　1在本实验中，与同龄SAL组大鼠相比，新生大鼠接受DEX治疗后未导致24周龄时体重（g）、肝脏重量(g)以及肝脏重量/体重(%)明显变化(体重：DEX vs. SAL:372.88±3.55 vs.365.02±41.99, P>0.05;肝脏重量:DEX vs. SAL:10.31±0.51 vs.9.71±1.14, P>0.05;肝脏重量/体重：DEX vs. SAL:2.78±0.24 vs.2.66±0.05, P>0.05)。
　　2在24周龄时，与SAL组大鼠相比，DEX组大鼠每小时耗氧量、每小时消耗热量、24小时总进食量和总进水量均无统计学差异，但每小时二氧化碳产出量（DEX vs. SAL:1180.30±238.41 vs.2142.04±253.75, P<0.05）和呼吸交换率（DEX vs. SAL:0.45±0.05 vs.0.95±0.08, P<0.05）均明显降低。
　　3 OGTT结果显示， DEX组大鼠于180min的血糖水平明显高于SAL组（DEX vs. SAL:7.92±0.52 vs.6.04±1.29, P<0.05）。与SAL组相比，DEX组胰岛素水平均无明显统计学差异。
　　4与SAL组大鼠相比，24周龄时DEX组大鼠肝脏组织PGC-1α在蛋白水平的表达（DEX vs. SAL:0.63±0.08 vs.1.01±0.10, P<0.01）、p-AMPK／AMPK比值的均明显降低（DEX vs. SAL:0.73±0.19 vs.1.15±0.32, P<0.05）。
　　结论：
　　1在本实验中，未观察到新生大鼠接受糖皮质激素治疗对体重、肝脏相对重量的影响，表明新生大鼠接受糖皮质激素治疗不能导致长期的体重以及肝脏重量变化。
　　2呼吸交换率可以反映机体能量代谢的变化。呼吸交换率升高，表明机体在对能量底物中对碳水化合物的应用增加，而呼吸交换率降低，可能与机体对脂肪酸的氧化增加有关。新生大鼠接受地塞米松治疗可导致成年后二氧化碳生成量和呼吸交换率明显降低，可能与机体对能量底物应用的改变有关。
　　3在本研究中，新生大鼠接受地塞米松治疗后在24周龄糖耐量试验中表现出血糖高峰延迟，提示生命早期接受糖皮质激素治疗可能会影响成年后大鼠的葡萄糖代谢。本实验中DEX组大鼠糖耐量试验中胰岛素水平无统计学差异，新生大鼠对成年后胰岛素分泌的影响仍需进一步验证。
　　4 AMPK，PGC-1α都是在肝脏中参与能量代谢的关键酶类。新生儿期大鼠接受糖皮质激素治疗导致成年大鼠肝脏组织PGC-1α蛋白量表达降低，p-AMPK/AMPK值降低。提示肝脏可能存在对葡萄糖及脂肪代谢异常。

目录

声明

英文缩写

前言

材料与方法

1 材料

2 动物模型的制备和分组

3能量代谢笼

4 OGTT

5 Western Blot

6观察指标

5统计学处理

结果

2能量代谢笼结果

3糖耐量试验结果

4 肝脏基因表达结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述:线粒体功能与机体胰岛素抵抗的研究进展

致谢

个人简历