胰高血糖素样肽-1在手术治疗2型糖尿病中的机制探讨

[摘要] 目的:探讨Roux-en-Y胃转流术(GBP)对2型糖尿病大鼠降糖作用的机制。方法:雄性Wistar大鼠随机分为四组,空白组(1组)、手术组(2组)、造模组(3组)、造模+手术组(4组),测定术前及术后48 h、1周、8周大鼠的空腹血糖、胰岛素、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的变化。结果:4组术后1周空腹血糖值降低(P

[关键词] Roux-en-Y胃转流术(GBP);2型糖尿病;GLP-1

[中图分类号] R587.1[文献标识码]A [文章编号]1673-7210(2010)01(c)-014-02

The mechanism research of glucagon-like peptide-1 in the surgical treatment of type 2 diabetes mellitus

GAO Yanbing, WU Hua, GUOJunxiu

(Department of Surgery, the First Clinical College of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China)

[Abstract] Objective: To study the mechanism of the hypoglycemic effect of gastric bypass (GBP) on type 2 diabetic rats. Methods: Male Wistar rats were randomly allocated into four groups, blank group (group 1), operation group (group 2), model group (group 3), model and operation group (group 4). Fasting plasma glucose concentration, insulin and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) were measured before operation and 48 hours, 1 week as well as 8 weeks after operation in all rats. Results: The 4 group's plasma glucose level decreased at the time of 1 week after GBP (P

[Key words] Gastric bypass (GBP); Type 2 diabetes mellitus; GLP-1

2型糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一组代谢性临床综合征,第17届国际糖尿病大会报道,全球已确诊1.5亿,预测2025年将增至3亿[1]。在发达国家DM患病率已达3%～7%,成为仅次于癌症、艾滋病、心血管病之后的第4位需要优先考虑的疾病,已成为世界第5位死亡主因。我国糖尿病发病率1996年为3.2%,预计2010年将达到14%,其中2型糖尿病占90%～95%[2-3]。因此,2型糖尿病的研究越来越受到重视,目前降低2型糖尿病主要通过严格控制高血糖,包括饮食、运动、口服降糖药及使用胰岛素,但很少能使患者的血糖恢复正常水平。通过分析接受减肥手术的病理性肥胖患者发现,Roux-en-Y胃转流术(GBP)及胆胰转流术(BPD)不仅在治疗病理性肥胖方面取得了满意的疗效,而且对2型糖尿病的控制具有意想不到的作用[4-6]。本研究旨在观察GBP对2型糖尿病血糖控制的效果,并探讨其机制。

1 材料与方法

1.1 材料

6月龄、体重160～180 g的健康雄性Wistar大鼠50只(购于山西医科大学实验动物中心),饲养于山西医科大学生理动物实验室。链尿佐菌素(Streptozotocin,STZ,Sanland,美国),大鼠内分泌检测试剂盒[Sigma公司,测胰岛素及胰高血糖素样肽-1(GLP-1)]。

1.2 方法

1.2.1 造模雄性Wistar大鼠适应性饲养1周,随机分为造模组及非造模组,各25只。制作2型糖尿病大鼠的模型,非造模组饲喂普通饲料,正常饮食8周;造模组给予高糖高脂饮食,持续4周后按30 mg/kg腹腔注射1%的STZ溶液(pH 4.2 0.1 mmol/L的柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液冰浴中新鲜配置),1周后测血糖,挑选连续2次空腹血糖值≥7.8 mmol/L大鼠作为造模组,继续高糖高脂喂养4周,然后测大鼠尾静脉血糖值>13.6 mmol/L、稳定5 d为成功模型,共有23只成模[7]。

1.2.2 实验动物分组非造模组随机分为空白组(1组)和手术组(2组),造模组随机分为造模组(3组)和造模+手术组(4组),每组10只。术前1组和2组、3组和4组之间体重、空腹血糖、平均进食量无显著性差异。

1.2.3 干预措施2组和4组行GBP术,大鼠术前禁饮食12 h,不限饮水,0.5%戊巴比妥钠(50 mg/kg)腹腔内注射麻醉后固定于手术台上,无菌条件下上腹部正中切口长3 cm切开进腹,闭合胃远端,距Treitz韧带10 cm切断空肠,远端空肠与近端胃后壁吻合,距胃肠吻合口远端10 cm行空肠端侧吻合,完成后均用庆大霉素2 ml冲洗腹腔后关腹[8-9]。

1.2.4 检测项目术前,术后48 h、1周、8周测空腹血糖及胰岛素值,大鼠禁食过夜,尾静脉取血1.5 ml,静置30 min后3 000 r/min离心15 min,分离血清测空腹血糖、胰岛素值和GLP-1。

1.3 统计学方法

数据以均数±标准差(x±s)表示,用SPSS 15.0软件进行两因素方差分析和t检验,显著性检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 血糖

与术前比较,4组GBP后第1周起血糖下降有显著性差异(P

表1 各组血糖变化(x±s,mmol/L)

与本组术前比较,*P

2.2 胰岛素

与术前比较,4组GBP后1周空腹胰岛素值由(28.95±3.99) mIU/L上升到(33.83±5.61) mIU/L(P

表2 3组与4组胰岛素变化(x±s,mIU/L)

与本组术前比较,P

2.3 GLP-1

与术前比较,4组GBP后1周空腹GLP-1由(7.30±1.88) pmol/L上升到(13.02±4.30) pmol/L(P

表3 3组与4组GLP-1变化(x±s,pmol/L)

与本组术前比较,P

3 讨论

GBP不仅能明显地长时间地减轻体重,而且可缓解或减轻其并发症,尤其对2型糖尿病,可维持血糖、血胰岛素及糖化血红蛋白正常。有报道一组经受GBP手术的病理性肥胖的糖尿病患者,80%～100%保持正常的血糖和糖化血红蛋白达14年之久。Porres与Albrecht 10年的随访证实,死于糖尿病的危险性(按年龄、体重、BMI对照研究)比未手术患者低得多(分别为每年1.0%与4.5%,P

GBP降低糖尿病血糖的具体机制仍在不断的研究中,为了解糖尿病被控制的机制,应当关注这类手术的解剖与生理学改变,GBP胃残留容积和肠管接触食物与胆汁、胰液混合物的长度虽然不同,但都使十二指肠和至少部分空肠无食物通过。这种转流有2个明显的后果:未消化或未完全消化的食物较早地被送至回肠;十二指肠和空肠被排斥出肠-胰岛素轴。这两种机制都提示GBP对糖尿病的影响是由胃肠道激素分泌的改变介导所致。十二指肠和空肠旁路可避免这种现象,未消化和未完全消化的食物过早到达回肠,可能预先产生某种激素,如GLP-1。而刺激胰岛素分泌的激素,其中以GLP-1的作用最强[12-13]。

本研究证实GBP对2型糖尿病大鼠血糖具有良好的控制作用,4组术后1周空腹血糖值下降,表明GBP对2型糖尿病大鼠具有良好的降糖作用。而本实验中GBP术后大鼠GLP-1上升,术后8周进一步上升,提示术后GLP-1升高可能对GBP改善糖尿病大鼠血糖起重要作用。这将对GBP治疗糖尿病的作用机制的进一步研究有一定的意义。

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(收稿日期:2009-11-12)