本文關(guān)鍵詞：抗氧化劑NAC對(duì)STZ糖尿病模型小鼠心肌和血管損傷的保護(hù)作用及機(jī)制探討

  更多相關(guān)文章： 氧化應(yīng)激 N-乙酰半胱氨酸 糖尿病性心肌病 糖尿病性血管病變

【摘要】：研究背景近年來(lái),隨著生活條件的改善和生活方式的改變,糖尿病(DM)發(fā)病率增長(zhǎng)迅速,已成為威脅人類(lèi)生命健康的主要?dú)⑹�。目前我�?guó)已經(jīng)成為本世紀(jì)DM患者最多的國(guó)家之一。作為常見(jiàn)的慢性漸進(jìn)性代謝疾病,由于胰島素分泌絕對(duì)或相對(duì)不足,胰島素抵抗,DM可以導(dǎo)致多種糖尿病并發(fā)癥,其中糖尿病性心肌病(DCM)為DM主要致殘及致死原因,臨床特點(diǎn)是患者早期心肌順應(yīng)性下降,舒張期自主充盈受限;后期心室肌收縮能力減低,易發(fā)生心律失常、充血性心力衰竭和心源性休克等。糖尿病性血管病變包括冠狀動(dòng)脈疾病、中風(fēng)及外周肢體血管疾病等,其臨床特點(diǎn)是血管功能及結(jié)構(gòu)異常,包括動(dòng)脈硬化斑塊形成、血管僵硬度增加等,增加了心血管疾病的致殘及致死率。DM心肌及血管損傷的病理過(guò)程復(fù)雜多樣,高血糖可以誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng),產(chǎn)生大量的活性氧簇(ROS),是DCM和糖尿病性血管病變的主要發(fā)病機(jī)制。ROS包括多種含氧自由基,如超氧陰離子(02一)、羥自由基(·OH)以及可分解生成·OH的過(guò)氧化氫(H2O2)等。理論上講,抗氧化劑可以抑制DM心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等代謝紊亂誘發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)。N-乙酰半胱氨酸(NAC)是含巰基的谷胱甘肽(GSH)前體,作為抗氧化劑,它的分子量極小,可以自由通過(guò)細(xì)胞膜。已有研究表明,NAC抗氧化治療可以通過(guò)保護(hù)心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞,減輕心肌損傷,然而ROS在心肌纖維化中的作用尚不十分清楚。探討抗氧化治療方案對(duì)糖尿病相關(guān)心臟和血管損害的作用,對(duì)尋找糖尿病心血管損傷的保護(hù)策略具有重要意義。另外,超聲是小鼠心臟功能評(píng)價(jià)的重要手段,建立科學(xué)的超聲評(píng)價(jià)方法對(duì)研究小鼠心臟功能至關(guān)重要。水合氯醛作為一種常用麻醉劑,具有安全、可靠和性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),可以對(duì)實(shí)驗(yàn)用小鼠起到制動(dòng)和鎮(zhèn)靜作用,但可能會(huì)對(duì)小鼠心率、心臟結(jié)構(gòu)和心臟功能有一定影響,因此需要選擇合適的麻醉劑量和麻醉時(shí)間。但目前此方面的研究尚較少。目的(1)探討不同麻醉劑量于麻醉起效后不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)正常小鼠及STZ誘導(dǎo)糖尿病小鼠心臟結(jié)構(gòu)及功能的影響,進(jìn)而建立并優(yōu)化超聲評(píng)價(jià)小鼠心臟功能的方法。(2)糖尿病模型小鼠成模后,于不同時(shí)間點(diǎn)給予抗氧化劑NAC治療,觀察小鼠心肌細(xì)胞形態(tài),心肌間質(zhì)纖維化程度,細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平及心臟結(jié)構(gòu)和功能的改變,并探討引起這些改變可能的機(jī)制。(3)糖尿病模型小鼠成模后,于不同時(shí)間點(diǎn)給予抗氧化劑NAC治療,觀察小鼠腹主動(dòng)脈、腎動(dòng)脈組織形態(tài)和僵硬度的改變,并分析其與左室功能和氧化應(yīng)激程度的相關(guān)性。方法(1)正常雄性C57BL/6小鼠45只,隨機(jī)選取15只進(jìn)行STZ誘導(dǎo),制作糖尿病模型。然后將30只正常小鼠和15只糖尿病小鼠分別隨機(jī)分成3組,選擇劑量300mg/kg,350mg/kg和400mg/kg的水合氯醛分別進(jìn)行麻醉,觀察小鼠麻醉起效時(shí)間、麻醉持續(xù)時(shí)間和麻醉恢復(fù)時(shí)間,分別于麻醉起效后10分鐘、20分鐘、30分鐘測(cè)量正常小鼠心率、血糖、心臟結(jié)構(gòu)、心臟收縮和舒張功能;于麻醉起效后20分鐘測(cè)量糖尿病小鼠心臟結(jié)構(gòu),心臟收縮和舒張功能。(2)另外30只C57BL/6雄性小鼠,隨機(jī)選取其中25只連續(xù)5天腹腔注射STZ(60mg/kg),建立糖尿病小鼠模型;對(duì)照組C57BL/6雄性小鼠5只,注射同等量枸櫞酸緩沖液。第5天STZ注射結(jié)束后,測(cè)量血糖值達(dá)到13.5 mmol/L,視為糖尿病建模成功。糖尿病建模成功后,將小鼠隨機(jī)分成5組,包括糖尿病組(糖尿病未治療小鼠)和NAC治療組,NAC治療組以開(kāi)始注射N(xiāo)AC治療的時(shí)間第1、3、5、7周命名為NAC1、NAC3、NAC5和NAC7組。于糖尿病建模成功后12周,在麻醉?xiàng)l件下應(yīng)用超聲技術(shù)對(duì)各組小鼠心臟、腹主動(dòng)脈和腎動(dòng)脈的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行測(cè)量。小鼠處死后,提取小鼠心臟組織、腹主動(dòng)脈和腎臟,進(jìn)行HE染色、Masson染色觀察心肌細(xì)胞和心肌間質(zhì)及血管組織結(jié)構(gòu)改變;做ROS熒光探針-二氫乙啶(DHE)染色觀察心肌細(xì)胞內(nèi)ROS水平。結(jié)果(1)不同劑量,不同麻醉時(shí)間麻醉效果不同。研究發(fā)現(xiàn),采用麻醉劑量350mg/kg麻醉起效較快,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),麻醉狀態(tài)較深,對(duì)心臟抑制作用較小;麻醉起效后20分鐘,小鼠進(jìn)入深度麻醉,心率相對(duì)穩(wěn)定。這對(duì)于C57BL/6正常小鼠和C57BL/6糖尿病模型小鼠是比較合適的麻醉劑量和時(shí)間。(2)糖尿病模型小鼠建模成功12周后觀察,可見(jiàn)左室內(nèi)徑增大,室間隔及左室后壁變薄,心臟重構(gòu),收縮及舒張功能損傷,并伴有心肌細(xì)胞排列紊亂,扭曲;心肌間質(zhì)內(nèi)大量膠原蛋白沉積;心肌內(nèi)活性氧水平增高�？寡趸瘎㎞AC治療,心肌細(xì)胞間質(zhì)纖維化程度減輕,心室舒張功能、收縮功能、整體功能和左室重構(gòu)改善。而且越早接受NAC治療,心臟功能和結(jié)構(gòu)改善越明顯。(3)糖尿病模型小鼠建模成功12周后觀察,可見(jiàn)腹主動(dòng)脈和腎動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞層數(shù)增多,排列紊亂,基質(zhì)膠原纖維分布不均勻,明顯增粗,血管內(nèi)徑增寬、僵硬度增加并且血管周?chē)梢?jiàn)明顯纖維化�？寡趸瘎㎞AC治療,可以有效抑制腹主動(dòng)脈和腎動(dòng)脈功能異常和重構(gòu)。越早接受NAC治療,血管功能和結(jié)構(gòu)改善越明顯。結(jié)論(1)水合氯醛作為本研究超聲心動(dòng)圖檢查時(shí)的麻醉用藥,當(dāng)采用麻醉劑量350mg/kg,麻醉起效后20分鐘進(jìn)行C57BL/6正常小鼠和C57BL/6糖尿病模型小鼠超聲檢查,對(duì)小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能影響較小。(2)NAC治療可以抑制由糖尿病ROS激活誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷和心肌間質(zhì)纖維化,改善左室重構(gòu),有效保護(hù)心臟功能。NAC使用越早,上述治療效果越明顯。(3)NAC治療可以抑制由糖尿病ROS激活誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞的損傷和基質(zhì)纖維化,改善血管功能和血管重構(gòu)。NAC使用越早,上述治療效果越明顯。
【關(guān)鍵詞】：氧化應(yīng)激 N-乙酰半胱氨酸 糖尿病性心肌病 糖尿病性血管病變
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R587.2;R-332
【目錄】：

• 縮略語(yǔ)表5-8
• 中文摘要8-12
• ABSTRACT12-16
• 前言16-17
• 文獻(xiàn)回顧17-29
• 第一部分 小鼠心臟結(jié)構(gòu)及功能超聲評(píng)價(jià)方法的建立和麻醉因素的影響29-41
• 1 材料30
• 1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物30
• 1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備30
• 1.3 實(shí)驗(yàn)試劑30
• 2 方法30-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法31-32
• 2.3 統(tǒng)計(jì)32-33
• 3 結(jié)果33-39
• 3.1 健康小鼠麻醉情況33
• 3.2 麻醉對(duì)健康小鼠心臟結(jié)構(gòu)及功能的影響33-38
• 3.3 麻醉對(duì)健康小鼠血糖的影響38
• 3.4 糖尿病小鼠麻醉情況38
• 3.5 麻醉對(duì)糖尿病小鼠心臟結(jié)構(gòu)及功能的影響38-39
• 4 討論39-41
• 第二部分 抗氧化劑NAC對(duì)STZ糖尿病模型小鼠心肌損傷的保護(hù)作用及機(jī)制探討41-64
• 1 材料42-44
• 1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物42
• 1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備42-43
• 1.3 實(shí)驗(yàn)試劑43-44
• 2 方法44-50
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)44-45
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法45-50
• 2.3 統(tǒng)計(jì)50
• 3 結(jié)果50-61
• 3.1 各組小鼠生理情況和血糖的監(jiān)測(cè)50-52
• 3.2 各組小鼠左室結(jié)構(gòu)和功能的改變52-57
• 3.3 各組小鼠心肌細(xì)胞和心肌間質(zhì)的改變57-61
• 4 討論61-64
• 第三部分 抗氧化劑NAC對(duì)STZ糖尿病模型小鼠血管損傷的保護(hù)作用及機(jī)制的探討64-83
• 1 材料64-65
• 1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物64
• 1.2 儀器設(shè)備64-65
• 1.3 實(shí)驗(yàn)試劑65
• 2 方法65-69
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)65-66
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法66-69
• 2.3 統(tǒng)計(jì)69
• 3 結(jié)果69-80
• 3.1 各組小鼠腹主動(dòng)脈內(nèi)徑和收縮率的改變69-70
• 3.2 各組小鼠腹主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)改變70-74
• 3.3 各組小鼠腎葉間動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)改變74-75
• 3.4 各組小鼠腎臟形態(tài)學(xué)改變75-77
• 3.5 小鼠腹主動(dòng)脈、腎動(dòng)脈功能與心臟功能和心肌內(nèi)ROS含量的相關(guān)性分析77-80
• 4．討論80-83
• 小結(jié)83-84
• 參考文獻(xiàn)84-98
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷和研究成果98-99
• 致謝99

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本文編號(hào)：562881