小腸在胃旁路術后2型糖尿病緩解和緩解后復發(fā)中的作用和機制.pdf

1、第一部分小腸在胃旁路術緩解2型糖尿病中的作用和機制
　　 背景：
　　 肥胖癥和2型糖尿病(Type2diabetesmellitus，T2DM)是在世界范圍內(nèi)廣泛流行的危害人類健康的兩種重要疾病。減肥手術是目前最成功的肥胖癥的治療方法，手術在取得顯著、持久的減肥效果的同時顯著緩解了并發(fā)的T2DM。越來越多的動物實驗和臨床研究證實，減肥手術對T2DM的緩解不單單依靠其減肥作用，尚且具有某種不依賴于手術的減肥效果的抗糖尿病

2、作用。研究表明減肥手術不依賴于其減肥效果的抗糖尿病作用與手術引起的兩種顯著的小腸的解剖生理學改變有關，這兩種改變即曠置近端小腸（十二指腸和近段空腸）使之不再與食糜接觸和使食糜快速接觸遠端小腸（末段回腸）。國際上對小腸的上述兩種解剖生理學改變在胃旁路術緩解T2DM中的作用和機制的研究分別形成了“近端小腸假說”和“遠端小腸假說”?！敖诵∧c假說”和“遠端小腸假說”雖然各自成立，但是不能相互解釋。
　　 目的：
　　 通過對建

3、立“近端小腸假說”和“遠端小腸假說”的實驗的仔細分析，我們推測:食糜接觸遠端小腸通過的距離與手術緩解T2DM的效果密切相關，而在胃旁路術等同時曠置了近端小腸并使食糜快速接觸遠端小腸的手術中，近端小腸和遠端小腸可能相互影響、共同作用以緩解T2DM。本研究旨在應用非肥胖性T2DM大鼠-Goto-Kakizaki(GK)大鼠建立多種胃旁路術手術模型，對以下問題進行研究:(1)在胃旁路術緩解T2DM的過程中，曠置近端小腸和使食糜快速接觸遠端小腸

4、之間是否存在交互作用;(2)在使食糜快速接觸遠端小腸的手術中，手術緩解T2DM的效果與食糜接觸遠端小腸通過的距離之間的關系;(3)小腸在胃旁路術后胰島素敏感性升高和β細胞功能增強中的作用。
　　 方法
　　 本研究設計了兩種新的胃旁路術手術模型，一種是十二指腸空腸旁路術聯(lián)合回腸轉位術(Duodenal-jejunalbypasswithilealinterposition，DJBIT)，另一種是亞回腸轉位術(sub-il

5、ealinterposition，sIT)。十二指腸空腸旁路術(Duodenal-jejunalbypass，DJB)和回腸轉位術(Ilealinterposition，IT)是目前國際上廣泛應用的用于研究近端小腸和遠端小腸在胃旁路術緩解T2DM中的作用的手術模型，DJBIT是兩種手術的融合手術。在sIT手術中，轉位的末段回腸距離Treitz韌帶約30cm，長于IT中的距離(10cm)。本研究以GK大鼠為T2DM動物模型，分別施以DJB

6、、IT、DJBIT、sIT、假手術，對以上各組和空白對照組GK大鼠的各項指標進行比較。
　　 本實驗主要的檢測指標有:(1)糖耐量，在術前和術后2、4、8、24周以口服糖耐量實驗(Oralglucosetolerancetest，OGTT)進行檢測;(2)胰島素敏感性，在術后2周和24周以胰島素耐量實驗(Insulintolerancetest，ITT)進行檢測;(3)β-細胞功能，在術后2周和24周以葡萄糖刺激的胰島素分泌實驗

7、和空腹血C-肽水平進行評估;(4)餐后胰高血糖素樣肽-1(Glucagon-likepeptide-1，GLP-1)、肽YY(PeptideYY，PYY)、葡萄糖依賴性促胰島素肽（Glucose-dependentinsulinotropicpeptide，GIP）水平，術后2周和24周進行檢測;(5)術前和術后各時間點的進食量、體重。
　　 本研究主要的統(tǒng)計分析方案為:(1)對DJB、IT、DJBIT和空白對照組數(shù)據(jù)進行析因分

8、析，評估曠置近端小腸和轉位遠端小腸是否具有交互作用;(2)對IT、sIT和空白對照組數(shù)據(jù)進行比較，分析食糜接觸遠端小腸通過的距離與手術的抗糖尿病效果的關系;(3)對糖耐量、進食量、體重等縱向數(shù)據(jù)擬合廣義線性混合效應模型(Generalizedlinearmixedmodels，GLMM)，分析手術、時間、時間與手術的交互作用對糖耐量、進食量和體重等變化的作用。
　　 結果
　　 (1)術后2周，空白對照組大鼠體重顯著高于

9、手術組和假手術組(P＜0.001);術后24周，各組體重無顯著統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。
　　 (2)對糖耐量和胰島素敏感性結果的析因分析顯示，DJB和IT手術之間存在交互作用（P均＜0.05）;術后2周，DJBIT組的糖耐量優(yōu)于DJB和IT組（P均＜0.05），但是這種優(yōu)勢在術后4周消失（P均＞0.05）;DJBIT、DJB和IT三組組間胰島素敏感性無顯著統(tǒng)計學差異(P＞0.05);空白對照組和假手術組糖耐量和胰島素敏感性均

10、無顯著統(tǒng)計學差異（P均＞0.05）。
　　 (3)GLMM分析顯示DJBIT、DJB、IT和sIT手術、術后時間、手術與時間的交互作用均對術后糖耐量的緩解有顯著統(tǒng)計學意義（P均＜0.001）。
　　 (4)空腹C-肽和餐后胰島素水平僅在術后24周顯著升高（P均＜0.05），術后2周手術組與空白對照組無顯著統(tǒng)計學差異（P均＞0.05）;術后2周和24周，DJBIT、DJB和IT三組餐后GLP-1和PYY水平均顯著升高（P均

11、＜0.05），且三組間沒有統(tǒng)計學差異（P＞0.05）;手術組、假手術組、對照組餐后GIP水平無顯著統(tǒng)計學差異（P均＞0.05）。
　　 (5)IT組大鼠糖耐量優(yōu)于sIT組(P＜0.001)，餐后胰島素、GLP-1和PYY水平高于sIT組(P均＜0.05);兩組C-肽和胰島素敏感性無顯著差異(P＞0.05)。
　　 結論
　　 本研究證實:
　　 (1)曠置近端小腸和轉位遠端小腸（使食糜快速接觸遠端小腸）均

12、可以獨立的緩解T2DM;在使食糜快速接觸遠端小腸的手術中，手術緩解T2DM的效果與食糜接觸遠端小腸的通過的距離有關;在同時具有兩種手術效果的手術中，曠置近端小腸和轉位遠端小腸之間具有交互作用。
　　 (2)除手術的作用之外，時間、時間與手術的交互作用均在術后糖尿病緩解的過程中具有重要作用。
　　 (3)曠置近端小腸、轉位遠端小腸和兩者的融合手術緩解T2DM的機制相同，T2DM的近期緩解與胰島素敏感性迅速升高有關，遠期緩解

13、是胰島素敏感性升高和β細胞功能增強的共同結果。胰島素敏感性的改善和β細胞功能的增強均與手術引起的小腸GLP-1、PYY等激素水平的升高密切相關。
　　 上述發(fā)現(xiàn)表明，在胃旁路術緩解T2DM的過程中，近端小腸和遠端小腸之間存在著密切的相互關系，曠置近端小腸、使食糜快速接觸遠端小腸和兩者的融合手術通過共同的機制改善糖代謝，故而，小腸作為一個整體參與胃旁路術緩解T2DM的機制。
　　 第二部分小腸在胃旁路術后2型糖尿病緩解后復

14、發(fā)中的作用和機制
　　 背景：
　　 胃旁路術等減肥手術可以顯著、持久的降低肥胖癥患者的體重，同時緩解伴發(fā)的T2DM。研究已證實，胃旁路術緩解T2DM的機制包括依賴于手術的減肥效果的抗糖尿病機制和不依賴于手術的減肥效果的抗糖尿病機制，小腸在胃旁路術不依賴于手術的減肥效果的抗糖尿病機制中具有重要作用。雖然胃旁路術可以顯著的緩解肥胖患者的糖尿病，但是，部分患者的糖尿病在緩解之后出現(xiàn)了復發(fā)，報道的復發(fā)率從10％到高于40％不等

15、。目前尚未有胃旁路術后T2DM“緩解-復發(fā)”的動物模型的報道，而對胃旁路術后糖尿病緩解后復發(fā)及其影響因素的研究十分有限，僅限于部分臨床研究。相關研究報道，胃旁路術后糖尿病的緩解后復發(fā)與術后較低的多余體重下降率(Percentageofexcessbodyweightloss，％EBWL)和較高的體重復增有關。在胃旁路術后T2DM“緩解-復發(fā)”過程中，除體重復增等原因之外，與手術不依賴于減肥效果的抗糖尿病機制密切相關的GLP-1、PYY等

16、腸道激素的變化及其作用尚未有文獻報道。
　　 目的
　　 (1)建立一種胃旁路術后T2DM“緩解-復發(fā)”的動物模型。
　　 (2)研究體重、GLP-1和PYY等腸道激素在胃旁路術后糖尿病“緩解-復發(fā)”中的變化，初步探討胃旁路術后糖尿病“緩解-復發(fā)”的機制和小腸在其中的作用及機制。
　　 (3)應用胃旁路術后糖尿病“緩解-復發(fā)”的動物模型，進一步探討小腸在胃旁路術緩解T2DM中的作用和機制。
　　

17、方法
　　 本研究使用了兩種T2DM動物模型，一種是非肥胖性GK大鼠，一種是以高脂飲食（High-fatdiet，HFD）聯(lián)合低劑量鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）誘導的中度肥胖的糖尿病大鼠（HS大鼠）;以DJB為胃旁路術手術模型;以高脂飲食（脂肪提供的能量占40％）誘導DJB術后糖尿病的復發(fā)。
　　 實驗分組:將GK大鼠和HS大鼠分別隨機分為DJB、假手術和空白對照組;術后，再將各組大鼠均隨機分為HF

18、D組和低脂飲食(Low-fatdiet，LFD)組。
　　 主要檢測指標:(1)糖耐量，術前和術后2、4、8、12和16周行口服糖耐量實驗檢測;(2)胰島素敏感性，術后2周和16周以ITT進行檢測;(3)餐后胰島素、GLP-1、PYY水平，術后2周和16周進行檢測;(4)術前和術后各時間點的進食量、體重。
　　 大鼠糖耐量、飲食、體重等縱向數(shù)據(jù)均以GLMM進行統(tǒng)計學分析，評估手術、時間、時間與手術的交互作用對糖耐量、飲食

19、、體重變化的影響。
　　 結果
　　 (1)相同飲食組的DJB、假手術和空白對照組GK和HS大鼠總體體重無顯著統(tǒng)計學差異（P均＞0.05），HFD組和LFD組大鼠總體體重亦無顯著統(tǒng)計學差異(P均＞0.05)。
　　 (2)HFD-DJB組和LFD-DJB組GK和HS大鼠的糖耐量顯著優(yōu)于相應的空白對照組（P均＜0.001）;與LFD-DJB組相比，HFD-DJB組大鼠糖耐量的總體緩解量較低(P＜0.001)，HFD

20、-DJB組GK大鼠已改善的糖耐量在DJB術后8周再次受損（P＞0.05），而HFD-DJB組HS大鼠已改善的糖耐量在術后12周再次受損(P＞0.05)。
　　 (3)GLMM分析表明，手術、時間、手術和時間的交互作用均對DJB術后糖耐量的好轉有顯著統(tǒng)計學意義（P均＜0.001）。
　　 (4)術后2周和16周，HFD-DJB和LFD-DJB組GK和HS大鼠胰島素敏感性均顯著高于假手術組和空白對照組（P均＜0.05）;然而

21、，HFD-DJB大鼠術后16周的胰島素敏感性低于術后2周（P均＞0.05），已升高的胰島素敏感性再次下降。
　　 (5)術后2周，各組GK和HS大鼠餐后胰島素水平無顯著統(tǒng)計學差異(P均＞0.05);術后12周，LFD-DJB大鼠餐后胰島素水平顯著高于空白對照組(P均＜0.001)，而HFD-DJB大鼠餐后胰島素水平未有顯著升高（P均＞0.05）。
　　 (6)術后2周和16周，HFD-DJB和LFD-DJB組大鼠餐后GL

22、P-1和PYY水平均顯著高于假手術組和空白對照組（P均＜0.05）;HFD-DJB和LFD-DJB組組間無顯著統(tǒng)計學差異（P均＞0.05）。
　　 結論：
　　 (1)本研究在國際上首次建立了胃旁路術后糖尿病“緩解-復發(fā)”的動物模型，該模型以GK大鼠和高脂飲食聯(lián)合低劑量STZ誘導的糖尿病大鼠（HS大鼠）為T2DM動物模型、以DJB為手術模型、以高脂飲食誘導術后糖尿病的復發(fā)。
　　 (2)無論術后高脂飲食還是低脂飲

23、食，曠置近端小腸均能顯著改善GK大鼠和HS大鼠的糖耐量。除手術的作用外，術后時間、手術與時間的交互作用均對術后糖代謝緩解具有重要作用。
　　 (3)高脂飲食誘導的DJB術后GK大鼠和HS大鼠糖尿病緩解后復發(fā)與已改善的胰島素敏感性再次受損密切相關，與體重變化無關。
　　 (4)DJB手術引起餐后GLP-1、PYY水平顯著升高，與術后GK大鼠和HS大鼠胰島素敏感性升高和β細胞胰島素分泌功能增強密切相關，而與高脂飲食誘導的糖尿