胰高血糖素樣肽1類似物Exendin-4對(duì)嚴(yán)重燙傷大鼠胰腺結(jié)構(gòu)和功能的影響及機(jī)制研究.pdf

1、以高糖血癥為主要表征的糖代謝障礙是嚴(yán)重?zé)齻髾C(jī)體代謝紊亂的重要特征,可導(dǎo)致機(jī)體感染易感性增加、免疫力下降、創(chuàng)面愈合延緩,嚴(yán)重影響預(yù)后。目前的研究認(rèn)為,嚴(yán)重?zé)齻笠葝u素分泌相對(duì)不足與這種以高糖血癥為主要表現(xiàn)的糖代謝障礙發(fā)生密切相關(guān)。胰島素是由胰島β細(xì)胞合成與分泌,在葡萄糖代謝中發(fā)揮著重要作用,但鮮見關(guān)于嚴(yán)重?zé)齻笠葝uβ細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能變化的報(bào)道。
　　Exendin-4是胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)類似物,具有血糖依賴性促胰島素釋

2、放作用。課題組既往研究發(fā)現(xiàn),嚴(yán)重燙傷后血清中GLP-1濃度明顯下降,補(bǔ)充外源性GLP-1后,能夠抑制胰島細(xì)胞內(nèi)凋亡蛋白Caspase-3表達(dá),促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá),達(dá)到抗胰島細(xì)胞凋亡和保護(hù)胰島細(xì)胞功能的作用。
　　目的:
　　本研究采用嚴(yán)重燙傷大鼠模型,通過隨機(jī)、對(duì)照研究探討嚴(yán)重燙傷后:
　?、乓认俳M織結(jié)構(gòu)與功能的變化規(guī)律、生物學(xué)機(jī)制,及其與糖代謝障礙的關(guān)系;
　　(2) Exendin-4對(duì)嚴(yán)重燙傷大鼠

3、胰腺組織結(jié)構(gòu)、功能和糖代謝障礙的影響及其機(jī)制。
　　方法:
　　1.實(shí)驗(yàn)分組及動(dòng)物模型建立:將7周齡健康雄性Wistar大鼠隨機(jī)分為假傷組、假傷治療組、燙傷組、燙傷治療組,每組98只大鼠。燙傷大鼠背部浸于94℃熱水12秒、腹部6秒,造成50％總體表面積(TBSA)Ⅲ度皮膚燙傷,假傷大鼠背部、腹部浸于37℃溫水模擬相同面積假傷。治療組大鼠按4mg/kg劑量皮下注射Exendin-4,2次/天,假傷和燙傷對(duì)照組大鼠同樣給予相同體

4、積的滅菌注射水。研究觀察的時(shí)間點(diǎn)為大鼠傷后6小時(shí)及傷后1、3、5和7天。
　　2.血清學(xué)關(guān)聯(lián)指標(biāo)檢測(cè):放免法檢測(cè)血清皮質(zhì)醇、TNF-α和IL-1β濃度。
　　3.胰腺結(jié)構(gòu)研究:(1)大體觀察胰腺形態(tài)變化;(2)胰腺組織HE染色觀察胰島病理結(jié)構(gòu)變化;(3)透射電鏡觀察胰島β細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化;(4)TUNEL染色分析胰島β細(xì)胞凋亡情況;(5)胰島細(xì)胞核DAPI染色,分析計(jì)算胰島β細(xì)胞數(shù)量;(6)核磁共振動(dòng)態(tài)研究胰腺形態(tài)變化:每組

5、取8只大鼠,核磁共振掃描的時(shí)間點(diǎn)為傷前2天及傷后1、3、5和7天。大鼠麻醉后依次采用T1加權(quán)成像(T1WI)、T2加權(quán)成像(T2WI)和彌散加權(quán)成像(DWI)序列掃描,采用圖像后處理軟件,測(cè)量大鼠胰腺ADC和eADC值。
　　4.胰腺功能研究:(1)免疫熒光染色分析胰島內(nèi)胰島素和胰高血糖素的表達(dá)情況;(2)放免法檢測(cè)大鼠血清胰島素、胰高血糖素濃度;(3)大鼠糖代謝能力:檢測(cè)大鼠空腹血糖水平及腹腔糖耐量試驗(yàn)時(shí)血糖水平。
　　結(jié)

6、果:
　　1.動(dòng)物模型燙傷程度:經(jīng)病理切片證實(shí),燙傷創(chuàng)面病變?yōu)镮II度燙傷。
　　2.血清學(xué)相關(guān)指標(biāo)檢測(cè):與假傷大鼠相比,燙傷組血清胰島素、胰高血糖素、皮質(zhì)醇、TNF-α和IL-1β均顯著升高;與燙傷組相比,燙傷治療組血清胰島素各時(shí)間點(diǎn)均顯著升高,胰高血糖素、TNF-α和IL-1β均顯著降低,皮質(zhì)醇變化不顯著。
　　3.胰腺結(jié)構(gòu)變化研究:
　　(1)胰腺大體觀察發(fā)現(xiàn):①燙傷組傷后6小時(shí)和傷后1天可見胰腺組織水腫樣

7、表現(xiàn),體積增大;傷后3天和傷后5天,可見胰尾部水腫,胰腺體積與假傷組相比明顯萎縮;傷后7天,大鼠胰腺局部水腫消退,體積仍明顯小于假傷組;②燙傷治療組傷后6小時(shí)和傷后1天胰腺形態(tài)及體積與燙傷組相比未見明顯差異;傷后3天水腫程度明顯輕于燙傷組,胰腺體積明顯大于燙傷組,與假傷組相比明顯萎縮;傷后5天和傷后7天胰腺組織未見水腫改變,胰腺體積明顯大于燙傷組,與假傷組相比仍有輕度萎縮。
　　(2)胰腺HE染色發(fā)現(xiàn):①燙傷組傷后胰島纖維組織破壞

8、,輪廓欠圓潤,胰島萎縮,胰島細(xì)胞與腺泡細(xì)胞間隙增寬,邊界欠清楚,胰腺可見充血、透明血栓、細(xì)胞水腫、間隙增寬和數(shù)量減少等表現(xiàn);②與燙傷組相比,燙傷治療組傷后各時(shí)間點(diǎn)胰島損傷程度顯著輕于燙傷組,形狀較為規(guī)則,形態(tài)較為完整,邊界相對(duì)清晰,胰島內(nèi)水腫樣和空泡化樣表現(xiàn)的β細(xì)胞數(shù)量明顯減少,β細(xì)胞數(shù)量顯著增多,體積稍大。
　　(3)透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn):①燙傷組胰島β細(xì)胞核形狀不規(guī)則,染色質(zhì)邊集凝結(jié)成塊,線粒體腫脹,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增寬,胞漿內(nèi)空泡數(shù)量增加

9、,分泌顆粒數(shù)量較假傷組明顯減少,呈現(xiàn)凋亡早期改變。細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)損傷情況在傷后6小時(shí)即出現(xiàn),在傷后3天達(dá)到高峰,隨后逐漸減輕;②燙傷治療組大鼠在傷后6小時(shí)、傷后1天和傷后3天β細(xì)胞內(nèi)均可見類似燙傷組超微結(jié)構(gòu)損傷改變,但損傷程度較輕,與燙傷組大鼠相比,胞漿內(nèi)空泡樣改變較少,分泌顆粒數(shù)量明顯增加。傷后5天和傷后7天,胰島β細(xì)胞內(nèi)均未見明顯超微結(jié)構(gòu)損傷改變。
　　(4)胰腺組織TUNEL染色顯示:燙傷組傷后各時(shí)間點(diǎn)胰島β細(xì)胞凋亡指數(shù)明顯升

10、高,燙傷治療組各時(shí)間點(diǎn)β細(xì)胞的凋亡指數(shù)與燙傷組比較均顯著降低,但仍顯著高于假傷組。
　　(5)胰腺細(xì)胞核DAPI染色顯示:與假傷組相比,燙傷組胰島內(nèi)每100μm2內(nèi)β細(xì)胞數(shù)量在各時(shí)間點(diǎn)均明顯減少;與燙傷組相比,燙傷治療組傷后3天、5天和7天胰島內(nèi)每100μm2內(nèi)β細(xì)胞數(shù)量明顯增多。
　　(6)核磁共振動(dòng)態(tài)研究胰腺形態(tài)變化:與假傷組相比,DWI成像顯示燙傷組各時(shí)間點(diǎn)胰腺組織均有高信號(hào)表現(xiàn),ADC值總體水平顯著升高,eADC值總

11、體水平顯著降低。燙傷治療組胰腺組織信號(hào)均輕度低于燙傷組,ADC值總體水平顯著下降,eADC值總體水平顯著升高。
　　4.胰腺功能變化研究:
　　(1)胰島素和胰高血糖素免疫熒光雙染分析顯示:假傷治療組傷后5d和傷后7d可見新生胰島組織。燙傷治療組傷后7天胰腺內(nèi)可見新生胰島。與假傷組相比,燙傷組胰島內(nèi)胰島素的表達(dá)區(qū)域面積百分比在傷后1、3、5和7天均明顯下降,胰高血糖素表達(dá)區(qū)域面積百分比各時(shí)間點(diǎn)均明顯升高,二者表達(dá)面積和累計(jì)表

12、達(dá)量的比值均明顯下降。與燙傷組相比,燙傷治療組傷后1、3、5和7天胰島內(nèi)胰島素表達(dá)區(qū)域面積比均明顯升高,胰高血糖素的表達(dá)區(qū)域面積比明顯下降,二者表達(dá)面積和累計(jì)表達(dá)量的比值明顯升高。
　　(2)與假傷組相比,燙傷組血清胰島素、胰高血糖素均顯著升高;與燙傷組相比,燙傷治療組血清胰島素顯著升高,胰高血糖素顯著降低。
　　(3)大鼠糖代謝能力研究:①空腹血糖結(jié)果發(fā)現(xiàn):與假傷組大鼠比較,燙傷組大鼠空腹血糖水平總體顯著升高;燙傷治療組大

13、鼠空腹血糖水平總體顯著下降。②腹腔糖耐量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):與假傷組大鼠相比,燙傷組大鼠傷后6小時(shí)及傷后1、3和5天糖耐量試驗(yàn)時(shí)血糖水平明顯升高。與燙傷組相比,燙傷治療組大鼠傷后6小時(shí)及傷后1、3和5天糖耐量試驗(yàn)時(shí)血糖血糖水平明顯下降,傷后7天與假傷組接近。
　　結(jié)論:
　　本研究發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重燙傷后血清皮質(zhì)醇和炎癥因子水平顯著增高,胰腺組織發(fā)生水腫,胰島β細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷,凋亡數(shù)量增多,造成胰島β細(xì)胞的胰島素合成分泌功能發(fā)生缺陷,機(jī)體內(nèi)胰