胰高血糖素樣肽-1受體激動劑對糖耐量減低大鼠胰島α細胞超微結(jié)構(gòu)作用的研究.pdf

1、目的：通過比較糖耐量正常(NGT)大鼠和胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)受體激動劑艾塞那肽(Exendin-4)干預(yù)高糖高脂飼養(yǎng)誘導(dǎo)的糖耐量減低(IGT) Wistar大鼠胰島α細胞超微結(jié)構(gòu)的變化和血清胰高血糖素的表達，探討Exendin-4對IGT大鼠胰島α細胞超微結(jié)構(gòu)的改善作用及對胰島α細胞功能調(diào)節(jié)的可能機制。
　　 方法：54只4～5周齡(150g-170g)雄性Wistar潔凈大鼠，購于山西醫(yī)科大學(xué)動物中心。適應(yīng)飼養(yǎng)7天

2、（5只/籠），隨機分組:A組（常規(guī)飼養(yǎng)，n=18）和B組（高糖、脂飼養(yǎng)，n=36）。其中A組給予常規(guī)飼料飼養(yǎng)（13.4kJ/g，其中脂肪供熱量為10.2％，蛋白質(zhì)供熱量為23.3％，碳水化合物供熱量為66.5％）; B組給予高糖、脂飼料喂養(yǎng)(21.8kJ/g，其中脂肪供熱量為56.0％，蛋白質(zhì)供熱量為7.0％，碳水化合物提供熱量為37.0％)，所以大鼠均不限制飲水，室內(nèi)溫度控制在18-22℃，室內(nèi)濕度控制在30％-70％，每組大鼠于早晚

3、分別投食一次，每只大鼠每日的投食量為其體重的3％。同組大鼠的體重相差不大于10％，兩組動物體重相差不大于5％。喂養(yǎng)至12周時，行糖耐量實驗(OGTT)試驗:禁食8h后，行鼠尾部位采血，用強生血糖儀檢測其空腹血糖(FBG)，然后用高糖（50％葡萄糖）2g/kg體重進行灌胃，2h后再次對鼠尾進行采血，測其2h血糖(2hPG)值。以7.8mmol/l≤2hPG＜11.1 mmol/l并持續(xù)一周以上為造模成功[1]。經(jīng)檢測，常規(guī)飼養(yǎng)組Wista

4、r大鼠血糖值均正常，全部納入糖耐量正常對照組(NGT組，n=18)，仍予以常規(guī)飼料飼養(yǎng)，飲水不限;B組Wistar大鼠造模成功率88％，為32只。然后將B組Wistar大鼠隨機分為對IGT對照組(n=16)和Ex干預(yù)組(n=16)，仍予以高糖、脂飼料投食，飲水不限。喂養(yǎng)7天后，隨機分別抽取各組大鼠1/2數(shù)量，行糖耐量試驗，用強生快速血糖儀檢測空腹血糖及2h血糖。于次日禁食14h后，用5％水合氯醛0.6ml/100g行大鼠腹腔麻醉，腹主靜

5、脈部位采血，采取血清標(biāo)本后迅速離心，血清置于-70℃冰箱保存，用放射免疫檢測法檢測血清胰高血糖素(Glucagon)。迅速取胰尾組織，切成1立方毫米小塊，放入2％的戊二醛（1-4h）固定，用1％四氧化鋨后固定，丙酮系列脫水，環(huán)氧樹脂618包埋，電鏡觀察以確定組織塊中含有胰島，制作超薄切片(50hm)，切片經(jīng)醋酸鈾和檸檬酸鉛電子染色后，在日本電子JEM-1011型透射電子顯微鏡觀察并切片，觀察胰島α細胞胞質(zhì)內(nèi)分泌顆粒、線粒體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等

6、變化。剩余1/2數(shù)量大鼠Ex組給予Exendin-4（禮來公司生產(chǎn)）5ug/kg腹部皮下注射，每日兩次。NGT組和IGT組均給予等體積生理鹽水皮下注射，于干預(yù)4周后全部處死，行以上指標(biāo)檢測。
　　 所有計量資料均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差((x)±s)表示，采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件，各組間比較采用單因素方差分析(ANOVA)，LSD檢驗，以P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 結(jié)果：
　　 1.各組大鼠空腹血糖和餐后

7、2小時血糖比較如下:干預(yù)前，F(xiàn)BG: NGTvs.IGT(4.79±0.55vs.5.05±0.72),NGTvs.Ex:(4.79±0.55vs.5.23±0.39),P均大于0.05,差異無統(tǒng)計學(xué)意義;IGTvs.Ex（5.05±0.72vs.5.23±0.39），P＜0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義;Ex前vs.Ex:（5.05±0.72vs.4.89±0.313），P＞0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。2hPG: NGTvs.IGT(5.9

8、6±0.77vs.9.69±0.33),NGTvs.Ex(5.96±0.77vs.9.26±0.38),均P＜0.05，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義;IGTvs.Ex(9.69±0.33vs.9.28±0.38)，P＜0.05,差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Exendin-4干預(yù)4周后，F(xiàn)BG: Ex vs.IGT(4.98±0.36vs.4.89±0.31)，P＞0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。2hPG: Ex vs.IGT（10.28±0.38vs.7.19

9、±0.34），P＜0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Ex前vs.Ex后FBG:（5.05±0.72vs.4.89±0.313），P＞0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Ex前vs.Ex后2hPG:（9.28±0.38vs.7.19±0.34），P＜0.05，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。與NGT組比較，上述各項指標(biāo)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(4.93±0.39vs.4.89±0.31)（6.26±0.53vs.7.19±0.3），（均P＞0.05）。
　　 2.各

10、組大鼠胰腺組織透射電鏡結(jié)果:取胰尾組織，制作超薄切片(50nm)，在日本電子JEM-1011型透射電子顯微鏡觀察并切片，可看到:NGT組大鼠胰島α細胞內(nèi)含帶暈環(huán)的分泌顆粒，且顆粒飽滿，較大，內(nèi)有電子密度高的致密芯，芯為圓形，細胞核圓居基底中央，核膜清晰，核染色質(zhì)及內(nèi)容物分布均勻，細胞內(nèi)線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列緊密、整齊。IGT組胰島α細胞胞質(zhì)內(nèi)分泌顆粒數(shù)量增多，可見致密芯與界膜間的間隙變窄，有的消失;線粒體腫脹變形，排列不規(guī)則，細胞核膜皺縮、

11、邊界凹凸不平，核染色質(zhì)固縮，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列不規(guī)則，彌散分布于細胞，線粒體密度降低，嵴變短淺，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上基粒不清晰、脫落，細胞器結(jié)構(gòu)未見明顯改變。Exendin-4組胰島α細胞胞質(zhì)內(nèi)分泌顆粒數(shù)量減少，致密芯與界膜間的間隙較IGT組變寬，線粒體減少。
　　 3.胰島α細胞胞質(zhì)內(nèi)分泌顆粒數(shù)量變化:標(biāo)本均在日本電子JEM-1011型透射電子顯微鏡下觀察和攝片，每一標(biāo)本隨機選取5個視野，每組計數(shù)50個α細胞，計數(shù)每個α細胞胞質(zhì)內(nèi)的分泌顆粒數(shù)量，

12、取其平均值來代表每組中胰島α細胞胞質(zhì)內(nèi)的分泌顆粒數(shù)量。干預(yù)前，IGT組、Ex組的大鼠胰島α細胞分泌顆粒水平較NGT組均升高(74.60±6.55vs.135.32±16.31)(74.60±6.55vs.129.64±12.78)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P＜0.05)。與IGT組比較，Ex組的大鼠胰島α細胞分泌顆粒差異無統(tǒng)計學(xué)意義(135.32±16.31vs.129.64±12.78)(P＞0.05)。Exendin-4干預(yù)4周后，與

13、同期IGT組比較，Ex組的大鼠胰島α細胞分泌顆粒水平降低（75.79±8.23vs.135.32±16.31），差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。與干預(yù)前Ex組比較降低（75.79±6.55vs.129.64±12.78），差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。與NGT組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（75.79±8.23vs.74.60±6.55）(P＞0.05)。
　　 4.各組大鼠血清胰高血糖素水平比較:干預(yù)前大鼠胰高血糖素水平比較:N

14、GT組vs.IGT組(88.18±6.94vs.118.89±3.53)，NGTvs.Ex組（88.18±6.94vs.116.12±3.37），P＜0.05，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。IGT組vs.Ex組(118.89±3.53vs.116.12±3.37)，P＞0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Exendin-4干預(yù)4周后大鼠胰高血糖素水平比較，IGT組vs.Ex組(118.39±4.36vs.86.89±6.23)，P＜0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義

15、。Ex前vs.Ex后（116.12±3.37vs.86.89±6.23），P＜0.05，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。NGT組vs.Ex組（88.07±7.34vs.86.89±6.23），P＞0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 結(jié)論：
　　 1.糖耐量減低階段已出現(xiàn)胰島α細胞超微結(jié)構(gòu)的變化，胰島α細胞胞質(zhì)內(nèi)分泌顆粒增多，線粒體變形、增多紊亂，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增多，胰島α分泌功能增強，胰高血糖素合成和分泌增多，證實此階段胰島α細胞超微結(jié)構(gòu)

16、的變化可能導(dǎo)致的胰島α細胞分泌功能的增強參與了糖代謝紊亂的過程，提示胰島α細胞超微結(jié)構(gòu)的變化和分泌功能的增強可能為糖耐量減低的發(fā)病機制之一。
　　 2.在糖耐量減低階段，胰高血糖素的分泌增加，使血糖進一步升高，與胰島α細胞合成和分泌功能增強有關(guān)。
　　 3.GLP-1受體激動劑Exendin-4可以減少糖耐量減低大鼠胰島α細胞胞質(zhì)分泌顆粒、線粒體的增多、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的增多，能夠降低胰高血糖素的分泌，其可能通過改善胰島α細胞