1型糖尿病酮癥酸中毒幼鼠不同腦區(qū)代謝物1H-NMR波譜研究.pdf

1、目的：
　　糖尿病是一種常見的代謝性疾病，以高血糖、伴隨由于胰島素分泌不足或作用缺乏而引起的糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大代謝紊亂為特點。1型糖尿病是一種以胰島素B細胞破壞，進而以胰島素生成不足為特征的自身免疫性疾病。1型糖尿病多見于兒童和青少年，糖尿病酮癥酸中毒是1型糖尿病常見的嚴重的急性并發(fā)癥，可引起致死性的腦損傷，而其好發(fā)年齡的特殊性增加了糖尿病酮癥酸中毒發(fā)生的概率。本實驗運用基于1H-NMR的代謝組學方法研究糖尿病酮癥酸中毒對幼鼠大

2、腦整體代謝的影響，并結(jié)合病理學檢查探討酮癥酸中毒對幼鼠腦損傷機制，闡述腦中膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元的變化及其神經(jīng)遞質(zhì)循環(huán)改變，比較糖尿病酮癥酸中毒組與正常組在腦組織代謝模式及機制上的差異。
　　方法：
　　將4周齡健康雄性SD大鼠隨機分為糖尿病酮癥酸中毒組（DKA組，22只）和正常組（11只）。各組大鼠禁食12h，糖尿病酮癥酸中毒組:STZ(150mg/KG)腹腔注射后第一個24h內(nèi)予以無限制地喂食10％葡萄糖水(D10W)，24h

3、后予以正常飲食，每周2-3次監(jiān)測體重，用尿液分析試紙監(jiān)測尿糖、酮酸（乙酰乙酸鹽），尿糖≥110mmol/L，尿酮體≥15680umol/L則DKA模型成功（剔除未成模鼠）。同時，對照組注射等量檸檬酸緩沖液，第一個24h同樣予以10％葡萄糖水，其后每日自由飲水、予以普通飼料。實驗期觀察各組大鼠的進食水量、尿量、毛發(fā)等。造模完成后每組均隨機選取9只大鼠分離額、頂、枕葉皮層和紋狀體進行1H-NMR波譜檢測，余下2只進行病理學檢查（HE及GFA

4、P染色）。
　　結(jié)果：
　　1.血糖、血尿素氮、血pH及尿酮體、尿糖變化
　　實驗期間DKA組和正常組血糖值分別為32.99±0.91 mmol/L、8.23±0.38mmol/L。
　　DKA組注射STZ造模后尿酮體及尿糖分別達到大于等于15680ummol/l，110mmol/l水平，血PH值稍下降為7.35±0.18，血尿素氮為13.11±3.90mmol/L;正常組幼鼠尿酮體及尿糖均為陰性，血PH值為7.

5、52±0.08，血尿素氮3.03±0.47mmol/L。
　　2.臨床表現(xiàn)及體重變化
　　DKA組表現(xiàn)為精神萎靡、昏睡、體溫下降、活動減少、進食減少、皮膚蒼白、毛發(fā)枯燥并掉落較明顯，嚴重者出現(xiàn)抽搐、少數(shù)死亡。造模完成后，兩組幼鼠體重有顯著變化。造模之前，DKA組與正常組體重均值分別為為137.43±3.67g，139.00±10.98g。造模完成后，DKA組及正常組體重均值分別為142.13±24.84g、232.27±19

6、.75g，兩組之間比較有顯著性差異(P＜0.05)。
　　3.大鼠額、頂、枕葉皮層及紋狀體代謝物變化
　　相比正常組，DKA組中四個腦區(qū)代謝物均有顯著性變化(P＜0.05)，額葉、頂葉、枕葉及紋狀體中部分代謝物變化相同，但濃度變化程度不同，乳酸(Lau)、?；撬?Tau)均增高，N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、谷氨酸(Glu)及天冬氨酸(Asp)均下降;另額葉中丙氨酸(Ala)、琥珀酸(Suc)及膽堿(Cho)下降，頂葉中γ-

7、氨基丁酸(GABA)、丙氨酸(Ala)及膽堿(Cho)下降，肌酸(Cre)升高，紋狀體及枕葉中肌醇(m-Ins)升高，且紋狀體中膽堿(Cho)亦下降。
　　4.HE及GFAP染色
　　HE染色示DKA組額葉、項葉及枕葉皮層組織小血管周圍間隙增寬，毛細血管稍擴張，DKA組紋狀體及正常組各腦區(qū)均未見明顯異常改變，組織結(jié)構(gòu)清晰，兩組神經(jīng)元細胞形態(tài)正常，排列整齊緊湊，細胞核小而圓，位于中央。
　　GFAP染色示DKA組相比正常

8、組，額、項、枕葉皮層及紋狀體的星形膠質(zhì)細胞數(shù)目稍顯增加，但無明顯統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。四個腦區(qū)間差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　結(jié)論：
　　1.糖尿病酮癥酸中毒腦內(nèi)代謝物改變存在區(qū)域性差異，四個腦區(qū)中頂葉皮層代謝變化最多，枕葉皮層代謝物變化相對較少。
　　2.糖尿病酮癥酸中毒腦損傷主要作用于神經(jīng)元，其機制與神經(jīng)遞質(zhì)及能量代謝紊亂或障礙有關(guān)。
　　3.糖尿病酮癥酸中毒組幼鼠抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA在頂