小腸在胃旁路術(shù)后2型糖尿病緩解和緩解后復(fù)發(fā)中的作用和機制.pdf

1、第一部分小腸在胃旁路術(shù)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(shù)是目前最成功的肥胖癥的治療方法，手術(shù)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(shù)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(shù)的減肥效果的抗糖尿病

2、作用。研究表明減肥手術(shù)不依賴于其減肥效果的抗糖尿病作用與手術(shù)引起的兩種顯著的小腸的解剖生理學(xué)改變有關(guān)，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(xué)改變在胃旁路術(shù)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(shù)緩解T2DM的效果密切相關(guān)，而在胃旁路術(shù)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(shù)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(yīng)用非肥胖性T2DM大鼠-Goto-Kakizaki(GK)大鼠建立多種胃旁路術(shù)手術(shù)模型，對以下問題進行研究:(1)在胃旁路術(shù)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(shù)中，手術(shù)緩解T2DM的效果與食糜接觸遠端小腸通過的距離之間的關(guān)系;(3)小腸在胃旁路術(shù)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(shè)計了兩種新的胃旁路術(shù)手術(shù)模型，一種是十二指腸空腸旁路術(shù)聯(lián)合回腸轉(zhuǎn)位術(shù)(Duodenal-jejunalbypasswithilealinterposition，DJBIT)，另一種是亞回腸轉(zhuǎn)位術(shù)(sub-il

5、ealinterposition，sIT)。十二指腸空腸旁路術(shù)(Duodenal-jejunalbypass，DJB)和回腸轉(zhuǎn)位術(shù)(Ilealinterposition，IT)是目前國際上廣泛應(yīng)用的用于研究近端小腸和遠端小腸在胃旁路術(shù)緩解T2DM中的作用的手術(shù)模型，DJBIT是兩種手術(shù)的融合手術(shù)。在sIT手術(shù)中，轉(zhuǎn)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(shù)，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(shù)前和術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)后2周和24周進行檢測;(5)術(shù)前和術(shù)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(zhuǎn)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(shù)的抗糖尿病效果的關(guān)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(yīng)模型(Generalizedlinearmixedmodels，GLMM)，分析手術(shù)、時間、時間與手術(shù)的交互作用對糖耐量、進食量和體重等變化的作用。
　　 結(jié)果
　　 (1)術(shù)后2周，空白對照組大鼠體重顯著高于

9、手術(shù)組和假手術(shù)組(P＜0.001);術(shù)后24周，各組體重無顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。
　　 (2)對糖耐量和胰島素敏感性結(jié)果的析因分析顯示，DJB和IT手術(shù)之間存在交互作用（P均＜0.05）;術(shù)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(shù)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(xué)差異(P＞0.05);空白對照組和假手術(shù)組糖耐量和胰島素敏感性均

10、無顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P均＞0.05）。
　　 (3)GLMM分析顯示DJBIT、DJB、IT和sIT手術(shù)、術(shù)后時間、手術(shù)與時間的交互作用均對術(shù)后糖耐量的緩解有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.001）。
　　 (4)空腹C-肽和餐后胰島素水平僅在術(shù)后24周顯著升高（P均＜0.05），術(shù)后2周手術(shù)組與空白對照組無顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P均＞0.05）;術(shù)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(xué)差異（P＞0.05）;手術(shù)組、假手術(shù)組、對照組餐后GIP水平無顯著統(tǒng)計學(xué)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(jié)論
　　 本研究證實:
　　 (1)曠置近端小腸和轉(zhuǎn)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(shù)中，手術(shù)緩解T2DM的效果與食糜接觸遠端小腸的通過的距離有關(guān);在同時具有兩種手術(shù)效果的手術(shù)中，曠置近端小腸和轉(zhuǎn)位遠端小腸之間具有交互作用。
　　 (2)除手術(shù)的作用之外，時間、時間與手術(shù)的交互作用均在術(shù)后糖尿病緩解的過程中具有重要作用。
　　 (3)曠置近端小腸、轉(zhuǎn)位遠端小腸和兩者的融合手術(shù)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(guān)，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(jié)果。胰島素敏感性的改善和β細胞功能的增強均與手術(shù)引起的小腸GLP-1、PYY等激素水平的升高密切相關(guān)。
　　 上述發(fā)現(xiàn)表明，在胃旁路術(shù)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(guān)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(shù)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(shù)緩解T2DM的機制。
　　 第二部分小腸在胃旁路術(shù)后2型糖尿病緩解后復(fù)

14、發(fā)中的作用和機制
　　 背景：
　　 胃旁路術(shù)等減肥手術(shù)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(shù)緩解T2DM的機制包括依賴于手術(shù)的減肥效果的抗糖尿病機制和不依賴于手術(shù)的減肥效果的抗糖尿病機制，小腸在胃旁路術(shù)不依賴于手術(shù)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(shù)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(fù)發(fā)，報道的復(fù)發(fā)率從10％到高于40％不等

15、。目前尚未有胃旁路術(shù)后T2DM“緩解-復(fù)發(fā)”的動物模型的報道，而對胃旁路術(shù)后糖尿病緩解后復(fù)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(guān)研究報道，胃旁路術(shù)后糖尿病的緩解后復(fù)發(fā)與術(shù)后較低的多余體重下降率(Percentageofexcessbodyweightloss，％EBWL)和較高的體重復(fù)增有關(guān)。在胃旁路術(shù)后T2DM“緩解-復(fù)發(fā)”過程中，除體重復(fù)增等原因之外，與手術(shù)不依賴于減肥效果的抗糖尿病機制密切相關(guān)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(shù)后T2DM“緩解-復(fù)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(shù)后糖尿病“緩解-復(fù)發(fā)”中的變化，初步探討胃旁路術(shù)后糖尿病“緩解-復(fù)發(fā)”的機制和小腸在其中的作用及機制。
　　 (3)應(yīng)用胃旁路術(shù)后糖尿病“緩解-復(fù)發(fā)”的動物模型，進一步探討小腸在胃旁路術(shù)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(dǎo)的中度肥胖的糖尿病大鼠（HS大鼠）;以DJB為胃旁路術(shù)手術(shù)模型;以高脂飲食（脂肪提供的能量占40％）誘導(dǎo)DJB術(shù)后糖尿病的復(fù)發(fā)。
　　 實驗分組:將GK大鼠和HS大鼠分別隨機分為DJB、假手術(shù)和空白對照組;術(shù)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(shù)前和術(shù)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(shù)后2周和16周以ITT進行檢測;(3)餐后胰島素、GLP-1、PYY水平，術(shù)后2周和16周進行檢測;(4)術(shù)前和術(shù)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(xué)分析，評估手術(shù)、時間、時間與手術(shù)的交互作用對糖耐量、飲食

19、、體重變化的影響。
　　 結(jié)果
　　 (1)相同飲食組的DJB、假手術(shù)和空白對照組GK和HS大鼠總體體重無顯著統(tǒng)計學(xué)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(xué)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(yīng)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(shù)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(shù)后12周再次受損(P＞0.05)。
　　 (3)GLMM分析表明，手術(shù)、時間、手術(shù)和時間的交互作用均對DJB術(shù)后糖耐量的好轉(zhuǎn)有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.001）。
　　 (4)術(shù)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(shù)組和空白對照組（P均＜0.05）;然而

21、，HFD-DJB大鼠術(shù)后16周的胰島素敏感性低于術(shù)后2周（P均＞0.05），已升高的胰島素敏感性再次下降。
　　 (5)術(shù)后2周，各組GK和HS大鼠餐后胰島素水平無顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P均＞0.05);術(shù)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(shù)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(shù)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(xué)差異（P均＞0.05）。
　　 結(jié)論：
　　 (1)本研究在國際上首次建立了胃旁路術(shù)后糖尿病“緩解-復(fù)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(dǎo)的糖尿病大鼠（HS大鼠）為T2DM動物模型、以DJB為手術(shù)模型、以高脂飲食誘導(dǎo)術(shù)后糖尿病的復(fù)發(fā)。
　　 (2)無論術(shù)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(shù)的作用外，術(shù)后時間、手術(shù)與時間的交互作用均對術(shù)后糖代謝緩解具有重要作用。
　　 (3)高脂飲食誘導(dǎo)的DJB術(shù)后GK大鼠和HS大鼠糖尿病緩解后復(fù)發(fā)與已改善的胰島素敏感性再次受損密切相關(guān)，與體重變化無關(guān)。
　　 (4)DJB手術(shù)引起餐后GLP-1、PYY水平顯著升高，與術(shù)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(guān)，而與高脂飲食誘導(dǎo)的糖尿