伊班膦酸鈉對2型糖尿病性心肌病心肌重構(gòu)與心功能影響的實驗研究.pdf

1、背景:
　　心肌纖維肥厚、心肌間質(zhì)纖維化和心肌血管周圍的改變是糖尿病性心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)最常見的病理變化。伊班膦酸鈉(Ibandronate)，為一含氮雙膦酸鹽(N-BPs)，為法尼基焦磷酸合成酶(Farnesyl pyrophosphatesynthase，F(xiàn)PPS)強有效抑制劑之一，通過抑制FPPS活性使其活性下降從而干擾小GTP蛋白異戊二烯化過程，最終通過各種信號轉(zhuǎn)導通路影響細胞

2、分化、增殖及細胞外膠原纖維、基質(zhì)的沉積等各種生物學過程。研究發(fā)現(xiàn)N-BPs可以使高血壓肥厚性心肌病大鼠心肌肥厚及纖維化程度明顯減輕，但N-BPs是否可以改善糖尿病心肌病心肌重構(gòu)與功能并未見報道。
　　目的:
　　1、探討高脂高糖飲食一段時間后，再于空腹腹腔注射小劑量STZ是否可以構(gòu)建2型DCM大鼠動物模型;
　　2、探討伊班膦酸鈉是否可改善DCM大鼠左室心肌組織重構(gòu)與心力衰竭。
　　方法:
　　1、選擇清潔

3、級健康雄性SD大鼠50只，體重約120±20g左右。適應性喂養(yǎng)1周后，分別給每只大鼠行腹腔葡萄糖耐量試驗(IPGTT)及腹腔胰島素耐量試驗(IPITT)后隨機分為4組:正常對照組10只（control組）、高脂高糖組10只(HFG組)、糖尿病組15只(DM組)、糖尿病+伊班膦酸鈉組15只（DM+IB組）。control組大鼠喂以普通飼料，主要組成份為:20％粗蛋白、4％粗脂肪、5％粗纖維、其它71％（包括碳水化合物、微量元素等）。HFG

4、、DM、DM+IB組大鼠喂以高脂高糖飼料，主要成份為:10％豬油、10％蔗糖、2.5％膽固醇、1.0％膽酸鈉、76.5％普通飼料。28天后再次行葡萄糖耐量試驗及腹腔胰島素耐量試驗，DM與DM+IB組呈現(xiàn)胰島素抵抗者給予一次性腹腔注射STZ30mg/Kg;同時正常對照組與高脂高糖組大鼠腹腔接受相等劑量的拘櫞酸鈉緩沖。上述每組SD大鼠繼續(xù)以原飼料喂養(yǎng)7天后，獲得各組SD大鼠空腹血糖(FBG)水平和空腹胰島素(FINS)水平，并根據(jù)空腹胰島素

5、和空腹血糖值算出胰島素敏感指數(shù)(ISI)，其中ISI=In(FINSxFBG)-1。胰島素敏感性減低并且連續(xù)FBG≥16.7mmol/L，并且同時出現(xiàn)典型“三多一少”現(xiàn)象的SD大鼠納入本實驗研究。DM+IB組SD大鼠每天早晨8-9點鐘左右在背部肩胛骨位置皮下注射5ug/Kg劑量伊班膦酸鈉溶液;其它各組大鼠在相同位置皮下接受相等劑量的生理鹽水注射作為對照處理。
　　2、IPGTT與IPITT試驗:四組大鼠禁食不禁水12h過夜后，取大

6、鼠尾靜脈測定空腹血糖后，隨即腹腔給予注射1g/Kg葡萄糖，于注射葡萄糖后定時從尾靜脈取血測大鼠血糖水平，間隔時間為15min、30min、60min、120min。使用IPGTT試驗值算出血糖曲線下面積(AUC)，AUC=0.5*(FBGo+FBG3o)/2+0.5*(FBG30+FBG6o)/2+1*(FBG60+FBG120)/2。四組大鼠禁食不禁水8h過夜后，腹腔給予注射1unit/Kg普通胰島素，余同IPGTT。
　　3、

7、血液生化指標測定:禁食不禁水12h過夜后尾靜脈抽取血液2-3ml裝于醫(yī)用生化管中，靜至30分鐘后分離血清，采用日本OLYMPUS生化分析儀測定FBG、總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)和FINS，并計算ISI。
　　4、大鼠心臟超聲監(jiān)測:采用超聲心動圖連續(xù)觀察糖尿病心肌病發(fā)生過程中心臟左心室收縮功能和舒張功能變化以及伊班膦酸鈉對2型DCM發(fā)生、發(fā)展過程中的影響。
　　5

8、、血流動力學測定:實驗末，采用PE50導管測定血流動力學各種參數(shù)，這些參數(shù)包含左室收縮壓(LVSP)、左室舒張末壓(LVDP)、左室壓力上升最快速度(+dp/dt)、左室壓力下降最快速度(-dp/dt)、心率(HR)等。
　　6、病理學檢測:HE染色對心肌細胞形態(tài)學變化進行觀察并同時計算心肌纖維細胞大小，Masson復合染色觀察心肌纖維化程度并計算膠原體積分數(shù)與管周膠原面積/管腔面積。
　　結(jié)果:
　　1、2型糖尿病性

9、心肌病大鼠動物模型的建立
　　1.1、實驗末各組大鼠一般情況比較
　　在整個實驗過程中，共死亡大鼠7只，未成模4只，39只完成全部實驗。
　　1.2、高脂高糖喂養(yǎng)4周后，高脂高糖組與糖尿病組大鼠已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的胰島素抵抗。
　　1.3、糖尿病成模4周后各組SD大鼠葡萄糖耐量試驗(IPGTT)與胰島素耐量試驗(IPITT)結(jié)果。
　　1.4、糖尿病成模12周后各組SD大鼠葡萄糖耐量試驗(IPGTT)與胰島素耐

10、量試驗(IPITT)結(jié)果。
　　1.5、糖尿病成模16周（實驗末）后各組SD大鼠葡萄糖耐量試驗(IPGTT)與胰島素耐量試驗(IPITT)結(jié)果。
　　1.6生化指標的監(jiān)測
　　(1)血脂水平比較
　　實驗初各組SD大鼠TC、TG、LDL、HDL等血脂指標均無明顯差異。
　　(2)血糖水平比較
　　實驗開始階段各組大鼠FBG、FINS、ISI均未見明顯差異。
　　1.7、心臟超聲結(jié)果
　　實

11、驗初，各組SD大鼠相關(guān)超聲指標間無明顯統(tǒng)計學差異。
　　實驗末，與對照組SD大鼠相比，高脂高糖組SD大鼠LVPWd、LVEDd、LVEDs明顯增加(P＜0.01)，IVSd有所增加(P＜0.05)，LVEF和左心室短縮分數(shù)明顯下降(P＜0.01);與對照組SD大鼠相比，糖尿病組SD大鼠IVSd、LVPWd、LVEDd、LVEDs明顯增加(P＜0.01)，而LVEF和左心室短縮分數(shù)明顯下降(P＜0.01);與高脂高糖組SD大鼠相比，

12、糖尿病組SD大鼠LVPWd、LVEDd和LVEDs值都明顯增大(P＜0.01)，然而LVEF和左心室短縮分數(shù)明顯下降(P＜0.01)，室間隔略有增加但未達到統(tǒng)計學意義。
　　1.8、血流動力學結(jié)果
　　與對照組SD大鼠相比，高脂高糖組SD大鼠LVDP、LVEDP、左心室開始收縮至左心室最大收縮速率的間隔時間有所增加(P＜0.05)，心率略有增加，但無統(tǒng)計學意義;與對照組SD大鼠相比，糖尿病組SD大鼠LVDP、LVEDP、左心

13、室開始收縮至左心室最大收縮速率的間隔時間明顯增加(P＜0.01)，心率略有增加，但無統(tǒng)計學意義;與高脂高糖組SD大鼠相比，糖尿病組SD大鼠左心室最大舒張速率、左心室心肌收縮零負荷時的縮短速度明顯降低(P＜0.01)，最大舒張速率略有降低，但未達到統(tǒng)計學意義。
　　1.9、心肌病理學結(jié)果
　　1.9.1、心肌組織HE染色結(jié)果分析:與正常對照組和高脂高糖組大鼠相比，糖尿病組大鼠400倍鏡下面積明顯增大(P＜0.01)，而高脂高糖

14、組和正常組之間無明顯差異。
　　1.9.2、心肌組織Masson復合染色結(jié)果分析:與control組SD大鼠相比，HF組SD大鼠膠原容積分數(shù)與血管周圍膠原面積/管腔面積均明顯增高(P＜0.01)，而DM組大鼠上述纖維化程度指標則顯著增高(P＜0.001);與HF組SD大鼠相比，DM組大鼠膠原容積分數(shù)與血管周圍膠原面積/管腔面積均顯著增高(P＜0.01)。
　　2、伊班膦酸鈉改善2型糖尿病心肌病
　　2.1、經(jīng)FPPS抑

15、制劑伊班膦酸鈉干預后，糖尿病給藥組SD大鼠全心重量、左心室重量明顯減輕，體重、飲水量、食物攝入量與糖尿病組SD大鼠相比均無明顯差異。
　　2.2、伊班膦酸鈉對IPGTT及IPITT的影響
　　在整個實驗過程中，無論是糖尿病成模4周、12周、16周，抑制FPPS后對空腹腹腔糖耐量試驗和空腹腹腔胰島素耐量試驗均無明顯影響。
　　2.3、伊班膦酸鈉對血液生化指標的影響
　　(1)抑制FPPS對血脂水平的影響。
　

16、　(2)抑制FPPS對血糖代謝的影響。
　　2.4、伊班膦酸干預后可改善2型DCM心肌肥厚，并提高其心臟功能。
　　2.5、伊班膦酸鈉可提高2型DCM大鼠心功能，改善心力衰竭。
　　2.6、與糖尿病組大鼠相比，伊班膦酸鈉藥物組大鼠400倍鏡下面積減少(P＜0.05)，但仍比高脂高糖組和正常組大鼠增大(P＜0.05)。
　　2.7、與糖尿病組大鼠相比，伊班膦酸鈉藥物組大鼠膠原容積分數(shù)與血管周圍膠原面積/管腔面積均明

17、顯減少(P＜0.01)，但兩者仍比正常對照組及高脂高糖飲食組大鼠顯著增大(P＜0.001)。
　　結(jié)論:
　　(1)高脂高糖飲食聯(lián)合腹腔小劑量STZ注射，能夠成功構(gòu)建2型DCM大鼠動物模型，該模型具有明顯胰島素抵抗、血糖中度升高、脂質(zhì)代謝極其紊亂等特點，并且上述特點持續(xù)至實驗末;該動物模型較成功地模擬了人類2型糖尿病疾病特點，有助于2型糖尿病及其慢性并發(fā)癥發(fā)生、發(fā)展機制的深入研究;
　　(2)2型DCM大鼠容易發(fā)生左心