高架十字迷宫和强迫游泳实验相关-慢性刺激对链脲佐菌素诱导糖尿病大鼠的影响


慢性刺激对链脲佐菌素诱导糖尿病大鼠的影响

〔摘 要〕 目的 观察慢性刺激(CMS)对大鼠糖尿病( DM)发病及进程的影响及其在 DM 发生、发展中的作用。 方法 应用链脲佐菌素( STZ)加高脂高糖饮食诱导 DM 大鼠的过程中,增加 CMS 因素,观察 CMS 对大鼠生化指标和行为学的影响。 结果 与正常组相比,DM 组和 DM+ CMS 组大鼠血糖及血清胰岛素水平均升高(P< 0. 05) ,出现了明显的胰岛素抵抗现象;与正常组大鼠相比,CMS 组、DM 组及 DM+ CMS 组大鼠的上窜时间均缩短,不动时间延长(均 P< 0. 05) ;DM+ CMS 组大鼠进入开放臂的次数和停留时间亦明显缩短(P< 0. 05) ;与正常组相比,各实验组大鼠血清皮质醇水平均明显升高(P< 0. 05) 。 结论 慢性刺激本身并不能直接诱发 DM,但它的存在可加重大鼠的胰岛素抵抗,促进 DM 的发生和发展。
〔关键词〕 慢性刺激;糖尿病;强迫游泳实验;高架十字迷宫

大量资料显示,慢性刺激(CMS)对人类的健康具有非常重要的影响,尤其是对糖尿病(DM)病人影响更大,但 CMS 对DM 的发生、发展会造成什么样的结果还不十分清楚。 本实验在应用链脲佐菌素( STZ)诱导 DM 的基础上增加了 CMS 的因素,观察了 CMS 因素对大鼠血糖、抑郁和焦虑行为、血清皮质醇及胰岛素水平的影响,从而确定 CMS 对大鼠 DM 发生、发展的影响。

1 材料与方法

1. 1 动物分组与模型制备 将 48 只清洁级 Wistar 雄性大鼠随机分成四组,正常组:12 只,不做任何处理;DM 模型组(DM组):12 只,腹腔注射 STZ(25 mg / kg 溶于 0. 1 mol / L 柠檬酸缓冲液,pH= 4. 45),同时给予高脂高糖饮食,以空腹血糖值高于13. 6 mmol / L 者为 DM 造模成功;CMS 组:12 只,给予电击足底30 min,45℃热刺激 5 min,黑白颠倒 24 h、禁食 40 h、禁水 24 h、4℃冰水游泳 5 min、夹尾 1 min、无刺激 24 h,28 d 为 1 个循环,每天采取一种刺激,同种刺激不连续出现;DM+ CMS 组:12 只,在腹腔注射 STZ+ 高脂高糖饮食的基础上增加 CMS因素。 DM组死亡 4 只,DM+ CMS 组死亡 2 只。

1. 2 标本采集及指标检测

1. 2. 1 强迫游泳(由上海欣软信息科技有限公司提供)行为学测定 CMS 前后对大鼠进行行为绝望探究试验,记录 5 min 内大鼠上窜和不动时间,观察大鼠 CMS前后产生抑郁的行为学变化,实验方法详见参考文献。

1. 2. 2 高架十字迷宫(由上海欣软信息科技有限公司提供)行为学测定 记录 5min 内 CMS 前后大鼠十字迷宫的行为学指标:①进入开放臂次数(OE):进入到任一开放臂的次数,以大鼠 4 个爪子均进入到臂内为准,中途一个爪子从该臂中完全退出则为该次进行活动完成;②进入开放臂时间(OT);③进入封闭臂次数(CE):进入任一封闭臂的次数,以大鼠 4 个爪子均进入到臂内为准。 OE% =OE / (OE+CE)× 100%;OT%= OT/ 300 s× 100%。

1. 2. 3 血糖测定 实验结束后对大鼠禁食 12 h,且乙醚麻醉后内眦静脉取血应用电化学方法检测血糖水平。

1. 2. 4 血清胰岛素及皮质醇水平测定 实验结束后禁食12 h,乙醚麻醉后内眦静脉取血,分离血清,应用放射免疫分析法测定血清胰岛素和皮质醇水平。 胰岛素抵抗指数(HOMA)=空腹胰岛素× 空腹血糖/ 22. 5。

1. 3 药物及试剂 STZ:美国 Sigma 公司。 胰岛素试剂盒:北京北方生物技术研究所。 皮质醇试剂盒:北京北方生物技术研究所。

1. 4 统计学处理 采用 SPSS21. 0 软件进行单因素方差分析、LSD 检验和 t 检验。

3 讨 论

CMS 通过对动物长时间、无规律的刺激,导致动物心理状态改变,抵抗外界刺激的敏感性下降,机体自身调节能力降低,神经- 内分泌系统功能紊乱,出现情绪和行为障碍,从而可导致抑郁症等多种疾病的发生。 DM 作为一种慢性疾病,近年来发病率呈现逐年增加的趋势,成为当今社会威胁人们健康的一个主要因素。 随着人们生活节奏的加快,在日常生活中各种 CMS因素也逐渐增多。

本实验结果说明 MCS 对动物的心理改变并不足以诱发DM 的发生,但当 CMS 与其他因素合并作用于机体时就会大大地促进 DM 的发生、发展。 这可能是由于 CMS 本身对机体造成心理紊乱状态和行为上的改变,导致机体内分泌功能失调,出现激素水平上的变化,这些变化又进一步加重糖代谢紊乱的发生,从而加速了 DM 的发生和发展。 此结果与国外实验室的研究结果一致。

强迫游泳是评价大鼠抑郁行为的一个公认指标,我们发现 DM 大鼠在未受到 CMS 的情况下也均表现出了不同程度的抑郁,CMS 则又加重了这种抑郁状态。 CMS 和 DM 本身虽然可导致大鼠出现轻微的焦虑状态,但实验前后并无显著性差异,而 CMS 合并 DM 却可导致大鼠出现明显的焦虑行为。 此结果进一步证明了 CMS 可加重 DM 的发展进程。 CMS 以一种心理应激形式作用于 DM 大鼠,使大鼠机体内糖代谢紊乱,糖耐量降低,胰岛素水平增加,使得胰岛素抵抗显著增加,从而导致血糖升高,加重 DM 的进程。海马是应激损伤的敏感区,也是 HPA 轴应激反应的高级调节中枢,CMS 作为一种应激源,能够使机体产生负性心理和行为状态的改变,从而造成海马结构和功能损伤,而海马的损伤又使得 HPA 轴对多种应激源的敏感性增强,最终导致皮质醇的分泌升高,而这一分泌升高又会促进糖异生,增加胰岛素抵抗,促进DM 的发生、发展。 本研究中结果显示,DM 和CMS 都可引起皮质醇的升高,这可能是 CMS 加速 DM 发生、发展的一个主要因素。

综上所述,CMS 本身并不是诱发 DM 的原因,但 CMS 可加速和加重 DM 的发生和发展。 这为临床 DM 病人的护理提供了一个可靠的理论依据,应尽量减少对 DM 病人心理和环境的刺激,这样有利于减少并发症和病情的控制。


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