本文關鍵詞：抗氧化劑NAC對STZ糖尿病模型小鼠心肌和血管損傷的保護作用及機制探討

  更多相關文章： 氧化應激 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,隨著生活條件的改善和生活方式的改變,糖尿病(DM)發(fā)病率增長迅速,已成為威脅人類生命健康的主要殺手。目前我國已經(jīng)成為本世紀DM患者最多的國家之一。作為常見的慢性漸進性代謝疾病,由于胰島素分泌絕對或相對不足,胰島素抵抗,DM可以導致多種糖尿病并發(fā)癥,其中糖尿病性心肌病(DCM)為DM主要致殘及致死原因,臨床特點是患者早期心肌順應性下降,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脈疾病、中風及外周肢體血管疾病等,其臨床特點是血管功能及結構異常,包括動脈硬化斑塊形成、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程復雜多樣,高血糖可以誘導氧化應激反應,產生大量的活性氧簇(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的過氧化氫(H2O2)等。理論上講,抗氧化劑可以抑制DM心肌細胞、血管內皮細胞和平滑肌細胞等代謝紊亂誘發(fā)的氧化應激反應。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,可以自由通過細胞膜。已有研究表明,NAC抗氧化治療可以通過保護心肌細胞和內皮細胞,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糖尿病相關心臟和血管損害的作用,對尋找糖尿病心血管損傷的保護策略具有重要意義。另外,超聲是小鼠心臟功能評價的重要手段,建立科學的超聲評價方法對研究小鼠心臟功能至關重要。水合氯醛作為一種常用麻醉劑,具有安全、可靠和性價比高等優(yōu)點,可以對實驗用小鼠起到制動和鎮(zhèn)靜作用,但可能會對小鼠心率、心臟結構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間點對正常小鼠及STZ誘導糖尿病小鼠心臟結構及功能的影響,進而建立并優(yōu)化超聲評價小鼠心臟功能的方法。(2)糖尿病模型小鼠成模后,于不同時間點給予抗氧化劑NAC治療,觀察小鼠心肌細胞形態(tài),心肌間質纖維化程度,細胞內氧化應激水平及心臟結構和功能的改變,并探討引起這些改變可能的機制。(3)糖尿病模型小鼠成模后,于不同時間點給予抗氧化劑NAC治療,觀察小鼠腹主動脈、腎動脈組織形態(tài)和僵硬度的改變,并分析其與左室功能和氧化應激程度的相關性。方法(1)正常雄性C57BL/6小鼠45只,隨機選取15只進行STZ誘導,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分成3組,選擇劑量300mg/kg,350mg/kg和400mg/kg的水合氯醛分別進行麻醉,觀察小鼠麻醉起效時間、麻醉持續(xù)時間和麻醉恢復時間,分別于麻醉起效后10分鐘、20分鐘、30分鐘測量正常小鼠心率、血糖、心臟結構、心臟收縮和舒張功能;于麻醉起效后20分鐘測量糖尿病小鼠心臟結構,心臟收縮和舒張功能。(2)另外30只C57BL/6雄性小鼠,隨機選取其中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注射結束后,測量血糖值達到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治療組以開始注射NAC治療的時間第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,在麻醉條件下應用超聲技術對各組小鼠心臟、腹主動脈和腎動脈的結構和功能進行測量。小鼠處死后,提取小鼠心臟組織、腹主動脈和腎臟,進行HE染色、Masson染色觀察心肌細胞和心肌間質及血管組織結構改變;做ROS熒光探針-二氫乙啶(DHE)染色觀察心肌細胞內ROS水平。結果(1)不同劑量,不同麻醉時間麻醉效果不同。研究發(fā)現(xiàn),采用麻醉劑量350mg/kg麻醉起效較快,持續(xù)時間較長,麻醉狀態(tài)較深,對心臟抑制作用較小;麻醉起效后20分鐘,小鼠進入深度麻醉,心率相對穩(wěn)定。這對于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間。(2)糖尿病模型小鼠建模成功12周后觀察,可見左室內徑增大,室間隔及左室后壁變薄,心臟重構,收縮及舒張功能損傷,并伴有心肌細胞排列紊亂,扭曲;心肌間質內大量膠原蛋白沉積;心肌內活性氧水平增高�？寡趸瘎㎞AC治療,心肌細胞間質纖維化程度減輕,心室舒張功能、收縮功能、整體功能和左室重構改善。而且越早接受NAC治療,心臟功能和結構改善越明顯。(3)糖尿病模型小鼠建模成功12周后觀察,可見腹主動脈和腎動脈平滑肌細胞層數(shù)增多,排列紊亂,基質膠原纖維分布不均勻,明顯增粗,血管內徑增寬、僵硬度增加并且血管周圍可見明顯纖維化�？寡趸瘎㎞AC治療,可以有效抑制腹主動脈和腎動脈功能異常和重構。越早接受NAC治療,血管功能和結構改善越明顯。結論(1)水合氯醛作為本研究超聲心動圖檢查時的麻醉用藥,當采用麻醉劑量350mg/kg,麻醉起效后20分鐘進行C57BL/6正常小鼠和C57BL/6糖尿病模型小鼠超聲檢查,對小鼠心臟結構和功能影響較小。(2)NAC治療可以抑制由糖尿病ROS激活誘導的心肌細胞損傷和心肌間質纖維化,改善左室重構,有效保護心臟功能。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激活誘導的血管內皮細胞及平滑肌細胞的損傷和基質纖維化,改善血管功能和血管重構。NAC使用越早,上述治療效果越明顯。
【關鍵詞】：氧化應激 N-乙酰半胱氨酸 糖尿病性心肌病 糖尿病性血管病變
【學位授予單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R587.2;R-332
【目錄】：

• 縮略語表5-8
• 中文摘要8-12
• ABSTRACT12-16
• 前言16-17
• 文獻回顧17-29
• 第一部分 小鼠心臟結構及功能超聲評價方法的建立和麻醉因素的影響29-41
• 1 材料30
• 1.1 實驗動物30
• 1.2 實驗儀器和設備30
• 1.3 實驗試劑30
• 2 方法30-33
• 2.1 實驗設計30-31
• 2.2 實驗方法31-32
• 2.3 統(tǒng)計32-33
• 3 結果33-39
• 3.1 健康小鼠麻醉情況33
• 3.2 麻醉對健康小鼠心臟結構及功能的影響33-38
• 3.3 麻醉對健康小鼠血糖的影響38
• 3.4 糖尿病小鼠麻醉情況38
• 3.5 麻醉對糖尿病小鼠心臟結構及功能的影響38-39
• 4 討論39-41
• 第二部分 抗氧化劑NAC對STZ糖尿病模型小鼠心肌損傷的保護作用及機制探討41-64
• 1 材料42-44
• 1.1 實驗動物42
• 1.2 實驗儀器和設備42-43
• 1.3 實驗試劑43-44
• 2 方法44-50
• 2.1 實驗設計44-45
• 2.2 實驗方法45-50
• 2.3 統(tǒng)計50
• 3 結果50-61
• 3.1 各組小鼠生理情況和血糖的監(jiān)測50-52
• 3.2 各組小鼠左室結構和功能的改變52-57
• 3.3 各組小鼠心肌細胞和心肌間質的改變57-61
• 4 討論61-64
• 第三部分 抗氧化劑NAC對STZ糖尿病模型小鼠血管損傷的保護作用及機制的探討64-83
• 1 材料64-65
• 1.1 實驗動物64
• 1.2 儀器設備64-65
• 1.3 實驗試劑65
• 2 方法65-69
• 2.1 實驗設計65-66
• 2.2 實驗方法66-69
• 2.3 統(tǒng)計69
• 3 結果69-80
• 3.1 各組小鼠腹主動脈內徑和收縮率的改變69-70
• 3.2 各組小鼠腹主動脈形態(tài)學改變70-74
• 3.3 各組小鼠腎葉間動脈血流動力學改變74-75
• 3.4 各組小鼠腎臟形態(tài)學改變75-77
• 3.5 小鼠腹主動脈、腎動脈功能與心臟功能和心肌內ROS含量的相關性分析77-80
• 4．討論80-83
• 小結83-84
• 參考文獻84-98
• 個人簡歷和研究成果98-99
• 致謝99

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本文編號：562881