血清SOD、MDA、NO在波動性高血糖糖尿病大鼠中的表達

王露，王薇，楊咪咪，包國榮，索琳娜，張微

（1.中國醫科大學附屬第四醫院內分泌科，沈陽110032；2.山西醫科大學公共衛生學院2010級預防醫學，太原030001）

血清SOD、MDA、NO在波動性高血糖糖尿病大鼠中的表達

王露1，王薇1，楊咪咪2，包國榮1，索琳娜1，張微1

（1.中國醫科大學附屬第四醫院內分泌科，沈陽110032；2.山西醫科大學公共衛生學院2010級預防醫學，太原030001）

目的觀察血糖波動對糖尿病大鼠血清超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、一氧化氮（NO）表達水平的影響。方法SD大鼠60只，隨機分成正常飼料喂養組（正常組，n=20）和高糖高脂飼料喂養模型組（模型組，n=40），模型組SD大鼠6周后用小劑量鏈尿佐菌素（STZ）建立SD大鼠糖尿病模型，之后隨機分為持續高血糖組（MS組，n=20）和血糖波動組（MF組，n=20），MF組錯時腹腔注射葡萄糖、胰島素，制備糖尿病血糖波動大鼠模型，正常組和MS組均同時腹腔注射等量生理鹽水。測定各組大鼠血糖（Glu）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL-C）、低密度脂蛋白（LDL-C）及血清超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、一氧化氮（NO）水平。結果（1）MS和MF組TG、LDL-C均明顯高于正常組（P＜0.01），而HDL-C均顯著低于正常組（P＜0.01）；（2）與正常組比較，MS組和MF組SOD、MDA、NO值均有統計學差異（P均＜0.05），MF組SOD、MDA、NO水平高于MS組（P＜0.05）。結論2型糖尿病大鼠體內存在血管內皮損傷和氧化應激；持續高血糖可以損傷血管內皮細胞；血糖的劇烈波動較持續性高血糖引起SOD、MDA、NO變化更為顯著，可能導致更為嚴重的血管內皮細胞損傷。

血糖波動；血管內皮細胞；超氧化物歧化酶；丙二醛；一氧化氮

糖尿病是一種常見的內分泌代謝障礙性疾病，高血糖是其標志，也是引起糖尿病慢性并發癥的主要原因。糖尿病高血糖存在持續性高血糖和波動性高血糖兩種表現。糖尿病慢性并發癥的發生、發展與整體血糖水平相關，而血糖的波動性與其關系更加密切［1，2］。在糖尿病控制與并發癥試驗（diabetes control and complications trial，DCCT）、英國前瞻性糖尿病研究（united kingdom prospective diabetes study，UKPDS）等大型臨床研究中發現，糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，HbAlc）與糖尿病慢性并發癥的風險呈正相關［3］，但是在臨床中存在很多這樣的情況：糖化血紅蛋白水平不高，糖尿病并發癥出現較早，而相同的糖化血紅蛋白水平，卻出現不同的并發癥。經過仔細分析，考慮可能與血糖波動程度關系密切［4］。有研究表明，血糖波動增加氧化應激，引起血管內皮損傷，促進糖尿病慢性并發癥的發生發展［5］。因此，2009年Monnier等［6］提出“血糖四分體”的概念，即HbAlc、空腹血糖、餐后血糖和血糖波動。本研究借助波動性高血糖大鼠模型，檢測不同高血糖狀態（穩定性高血糖和波動性血高糖）下血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、一氧化氮（nitric oxide，NO）的表達，以此來判斷對血管內皮形態和功能損傷的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物分組和模型建立

6～8周齡SD大鼠60只（南京君科生物工程有限公司提供），體質量140～160 g，隨機分為2組，高糖高脂飼料喂養模型組（模型組，n=40）和正常飼料喂養組（正常組，n=20），模型組喂養6周后，采用腹腔內注射鏈脲佐菌素（30 mg/kg）建立糖尿病大鼠模型，1周后測大鼠空腹血糖，結果均＞15 mmol/L，提示糖尿病大鼠模型建立成功，然后將其隨機分為2組：持續高血糖組（MS組，n=20）與波動高血糖組（MF組，n=20）。波動高血糖組建立方法為每日8時、15時腹腔注射葡萄糖，劑量為0.3 g/kg，08：30及15：30皮下注射普通胰島素，劑量為1 U（劑量通過預實驗確定），正常組和持續高血糖組同時腹腔注射等體積生理鹽水［7］。

1.2 實驗試劑與儀器

普通胰島素（江蘇萬邦化醫藥）；鏈脲佐菌素（STZ，美國Sigma公司）；血糖試紙（451289，德國羅氏）；高脂飼料：豬油15%、蛋黃10%、蔗糖15%、基礎飼料60%（北京美森生物醫藥科技有限公司提供）。SOD、MDA、NO應用南京建成生物有限公司生產的試劑盒，血漿SOD活性用黃嘌呤氧化酶法測定，血清MDA含量測定采用硫代巴比妥酸比色法，NO測定采用化學發光法。全自動生化分析儀（Hitachi，7020）OneTouch DMS Pro分析軟件（美國強生公司）

1.3 觀察指標

1.3.1 體質量：實驗開始前、糖尿病大鼠造模前及MF組造模12周后測定大鼠體質量。

1.3.2 生化指標：（1）注射鏈脲佐菌素，1周后，禁食12 h，檢測各組大鼠空腹血糖。（2）血糖波動組造模第6周，連續7 d測定7個時間血糖（08：00、08：30、10：00、15：00、15：30、17：00、22：00）。

1.3.3 SOD、MDA、NO檢測：血糖波動組造模12周后，各組大鼠腹主動脈取血，測定血TG、LDL-C及HDL-C，黃嘌呤氧化酶法測定血漿SOD活性，硫代巴比妥酸比色法測定血清MDA，化學發光法測定NO，具體操作嚴格按試劑盒說明書進行。

1.4 統計學處理

采用SPSS 13.0統計軟件進行數據處理，正態分布資料用表示，采用單因素方差分析比較組間差異，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 實驗動物的一般狀況

正常組的大鼠精神狀態良好、體質量增加、毛色光亮、攝食攝水量正常、動作自如；MF和MS組大鼠均出現明顯的多飲多食多尿，毛豎無光澤，蜷臥少動。

實驗前及糖尿病大鼠造模前，各組大鼠體質量比較無統計學差異（P＞0.05）；血糖波動造模第12周時，MS、MF 2組大鼠體質量較正常組均下降（P＜0.01），MS組及MF組之間比較差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 大鼠體質量的變化Tab.1 Changes of the rats’weight

表1 大鼠體質量的變化Tab.1 Changes of the rats’weight

1）P＜0.01 vs normal group.

2.2 各組大鼠第6周血糖變化

如表2所示，正常組大鼠血糖基本正常，模型組大鼠血糖持續在高血糖水平，MF組大鼠血糖分別在08：30、15：30形成波峰，10：00、17：00形成波谷，波動幅度顯著高于MS組（P＜0.01），提示血糖波動組造模成功。

表2 大鼠血糖波動造模第6周血糖比較Tab.2 Comparison of blood glucose after blood-glucose fluctuation rat model established 6 weeks

表2 大鼠血糖波動造模第6周血糖比較Tab.2 Comparison of blood glucose after blood-glucose fluctuation rat model established 6 weeks

1）P＜0.01 vs group MS.

2.3 各組大鼠12周血脂變化

MS組、MF組TG、LDL較正常組明顯升高（P＜0.01），HDL-C則顯著下降（P＜0.01），MS、MF組間差異無統計學意義（P＞0.05），提示2種不同糖尿病模型之間血脂存在可比性，見表3。

2.4 血糖波動大鼠造模第12周血清SOD、MDA、NO指標變化

結果顯示，與正常組比較，各模型組SOD、MDA、NO均呈現顯著性變化（P均＜0.05），MF組SOD、MDA、NO變化水平高于MS組（P＜0.05）。見表4。

表3 大鼠血糖波動組造模第12周TG、LDL-C、HDL-C水平比較Tab.3 Comparison of TG，LDL-C and HDL-C after blood-glucose fluctuation rat model established 12 weeks

1）P＜0.01 vs normal group.

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表4 大鼠血糖波動組造模第12周SOD、MDA、NO水平比較Tab.4 Comparison of SOD，MDA and NO after blood-glucose fluctuation rat model group established 12 weeks

表4 大鼠血糖波動組造模第12周SOD、MDA、NO水平比較Tab.4 Comparison of SOD，MDA and NO after blood-glucose fluctuation rat model group established 12 weeks

1）P＜0.05，2）P＜0.01 vs normal group；3）P＜0.05 vs group MS.

3 討論

在糖尿病心血管并發癥發生發展中，內皮功能異常是其重要病理生理基礎［8］。血糖波動時機體處于氧化應激狀態，產生的活性產物（自由基、丙二醛等）直接或間接引起細胞壞死、細胞功能缺損［9］。SOD具有催化超氧陰離子自由基發生歧化反應的性質，可清除超氧陰離子自由基，防止細胞損傷，故可反映機體的抗氧化能力［10］。MDA是過氧化脂質降解的產物，可間接反映氧自由基對機體細胞的損傷程度。NO是一種內皮源性小分子物質，在體內具有血管活性和細胞毒性的雙重作用，通過激活鳥苷酸環化酶，使細胞內cGMP水平升高，引起血管平滑肌松弛、血管擴張，在生理狀態下與氧自由基處于平衡狀態而無毒性作用，但由于各種原因平衡打破時，細胞內合成過多的NO與氧自由基生成羥自由基和過氧硝基陰離子，更具細胞毒性，后者可引起細胞損傷［11］。流行病學調查研究證實，血糖波動不僅是糖尿病患者高死亡率的獨立預測因子，而且是血管并發癥的獨立危險因素［12］。

本實驗中，MS組及MF組血MDA水平顯著高于正常組（P＜0.05），SOD活性及NO水平明顯低于正常組（P＜0.05），提示2型糖尿病大鼠體內存在氧化應激，抗氧化能力減弱，NO水平下降，這可能與血管內皮受損，NO合成和釋放減少有關；血糖波動組MDA水平升高、SOD活性及NO水平下降較持續高血糖組更明顯（P＜0.05），提示血糖波動可加劇糖尿病機體的氧化應激反應，與持續性高血糖相比，波動性高血糖可能引起更嚴重的血管內皮損害，與其他因素共同參與糖尿病慢性并發癥的發生。因而在臨床工作中，積極降壓、降脂、控制糖化血紅蛋白、空腹及餐后血糖達標的同時，應重視血糖平穩，這對延緩糖尿病慢性并發癥有重要意義。

目前，有關血糖波動與糖尿病慢性并發癥的研究仍停留在實驗階段，具體機制尚不明確，有待進一步探索，此外，減少血糖波動對糖尿病患者心腦血管終點事件的影響需要進一步實驗證實。

［1］王允彥，薛繼強.血糖波動與糖尿病并發癥關系的研究進展［J］.臨床合理用藥雜志，2012，5（30）：148-149.

［2］龍艷，蘇珂，彭鷹，等.血糖波動與氧化應激對2型糖尿病微血管病變的影響［J］.中華老年心腦血管病雜志，2014，16（2）：147-150.

［3］Holman RR，Paul SK，Bethel MA，et al.10-year follow-up of intensive，glucose control in type 2 diabetes［J］.New Engl J Med，2008，359（15）：1577-1589.

［4］代喆，季振中，王樺，等.2型糖尿病患者血糖波動與血管并發癥的關系及其相關因素分析［J］.中華糖尿病雜志，2012，4（10）：618-624.

［5］張鳳林，李勤，李世云.波動性高血糖對機體氧化應激的影響［J］.四川醫學，2013，34（6）：914-915.

［6］Monnier L，Colette C，Owens DR.Integrating glycaemic variabilityin the glycaemic disorders of type 2 diabetes：a move towards a unified glucose tetrad concept［J］.Diabetes Metab Res Rev，2009，25（5）：393-402.

［7］朱延濤，金蓉家，鐘杰敏，等.Ⅱ型糖尿病大鼠血糖波動模型的初步建立及其特點［J］.實驗動物與比較醫學，2012，32（6）：512-515.

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［9］戴青原，綜述，郭濤，等.氧化應激與糖尿病及動脈粥樣硬化研究進展［J］.心血管病學進展，2013，34（5）：664-668.

［10］張孝俠，李永華.氧化損傷與糖尿病發病的相關性［J］.中國熱帶醫學，2013，13（5）：611-613.

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（編輯 武玉欣）

Expression of Serum SOD，MDAand NOLevelsin High Blood Glucose Fluctuation in Diabetic Rats

WANGLu1，WANGWei1，YANGMi-mi2，BAOGuo-rong1，SUO Lin-na1，ZHANGWei1
（1.Department of Endocrinology，The Fourth Affiliated Hospital，China Medical University，Shenyang 110032，China；2.2010 Grade，Preventive Medicine School，Public Health College，ShanxiMedicalUniersity，Taiyuan 030001，China）

ObjectiveTo observe the effects of blood-glucose fluctuation on serum superoxide dismutase（SOD），malondialdehyde（MDA），and nitric oxide（NO）levels in rat models of diabetes mellitus.MethodsSixty male Sprague-Dawley rats were randomly divided into normal group（n=20）and model group（n=40），The diabetic rat model was established by injection of a small dose of streptozotoein（STZ）after feeding the modelgroup SD rats with high-sugarhigh-fatdietfor6 weeks.The persistenthigh glucose diabetic ratmodelgroup（MS）wasestablished by intraperitoneal injection of glucose，and the blood-glucose fluctuation rat model group（MF）was developed by alternative intraperitoneal injection of insulin and glucose.Serum glucose（Glu）was measured at6 weeks after MF modelestablishment，triglyceride（TG），low density lipopretein（LDL-C），high density lipoprotein（HDL-C），SOD，MDA，and NO were measured at 12 weeks.Results（1）12 weeks after intravenous injection of STZ，the levels of TG and LDL-C in the MS and MF groups were significantly increased（allP＜0.01），and HDL-C was significantly decreased compared with those of the N group（P＜0.01）.（2）Compared with the normal group，the expression levels of SOD，MDA，NO in the MS and MF groups were all changed significantly（allP＜0.05），while the MF group were significantly higher than those of the MS groups（allP＜0.01）.Conclusion（1）Vascular endothelium cell（VEC）injury and oxidative stress exist in type 2 diabetic rat，（2）Hyperglycemia can lead to VEC injury.（3）Glucose fluctuation induces more obvious changes than hyperglycemia in express of SOD，MDA，and NO，which may consequently induces more serious endothelialdysfunction than hyperglycemia.

blood-glucose fluctuation；vascular endothelium cell；serum superoxide dismutase；malondialdehyde；nitric oxide

R587.1

A

0258-4646（2014）09-0806-04

遼寧省教育廳高?？蒲杏媱潱?013021026）

王露（1968-），女，副主任醫師，碩士. E-mail：wanglushiliang@sina.com

2014-06-05

網絡出版時間：