【摘要】：背景及目的:阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(Obstructive Sleep Apnea Hypopnea Syndrom,OSAHS)是臨床上常見的一種睡眠呼吸障礙性疾病,是指在夜間睡眠過程中反復(fù)發(fā)生的上氣道完全或不完全阻塞,導(dǎo)致頻繁的呼吸暫停和(或)低通氣。而慢性間歇低氧(Chronic Intermittent Hypoxia,CIH)是OSAHS最主要的生理特征之一,CIH可誘發(fā)糖尿病(DiabetesMellitus,DM)的發(fā)生,尤其是2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM),是影響OSAHS患者的危險(xiǎn)因素之一。很多研究己發(fā)現(xiàn),OSAHS常與DM共存。而氧化應(yīng)激是OSAHS和T2DM發(fā)生發(fā)展過程中的共同病理生理過程。OSAHS通過氧化應(yīng)激作用機(jī)制誘發(fā)胰島素抵抗(Insulin Resistance,IR)、高胰島素血癥、糖脂代謝紊亂和DM,若氧化應(yīng)激反應(yīng)未被抑制,則可進(jìn)一步使得DM并發(fā)癥發(fā)展甚至惡化;而DM患者糖代謝異常、糖脂代謝紊亂又會加重氧化應(yīng)激,進(jìn)而出現(xiàn)惡性循環(huán)。因此,我們要高度重視糖尿病患者睡眠呼吸暫停低通氣的早期診斷,早期預(yù)防及干預(yù)治療,從而改善機(jī)體長期間歇低氧狀態(tài)。而大蒜(Garlic)作為百合科蔥屬植物大蒜(Allium sativum L.)的地下鱗莖,既是大家喜愛的調(diào)味品,又是常用的植物藥,是一種藥食同源的植物�，F(xiàn)代實(shí)驗(yàn)研究證明大蒜及其提取物具有多種藥理活性,如降血糖、降血壓、降血脂、清熱解毒、殺菌消炎、抗血栓、抗腫瘤、提高機(jī)體免疫力和醫(yī)療保健作用等,而且很多研究發(fā)現(xiàn)大蒜及其提取物大蒜素能夠有效改善抗氧化酶活性、提高機(jī)體對氧自由基的清除能力以及抑制機(jī)體免受氧化應(yīng)激損傷等。然而,目前沒有關(guān)于大蒜素針對慢性間歇低氧糖尿病治療方面的相關(guān)研究。本研究就大蒜素對CIH、DM以及CIH-DM誘導(dǎo)的小鼠進(jìn)行干預(yù)治療,觀察小鼠的體重、血糖、血清胰島素水平、胰島素抵抗指數(shù)、氧化酶、抗氧化酶活性、脂質(zhì)代謝以及相關(guān)酶等的變化,以此來明確大蒜素對CIH、DM以及CIH-DM小鼠胰島β細(xì)胞、氧化應(yīng)激的影響以及對器官的保護(hù)作用,為臨床上預(yù)防與治療OSAHS合并DM患者提供一定的實(shí)驗(yàn)參考。研究方法:各實(shí)驗(yàn)組小鼠模型建立32只小鼠被平分為8組,每4只為一組,分別為:1、對照(C)組小鼠模型建立:小鼠沒有被特殊處置,在實(shí)驗(yàn)期間仍然繼續(xù)放置在無特殊病原體環(huán)境中,供給標(biāo)準(zhǔn)的食物和飲用水。2、慢性間歇低氧(CIH)組小鼠模型建立:每天供給小鼠標(biāo)準(zhǔn)的食物和飲用水,同時(shí)暴露在低壓低氧室內(nèi),每5分鐘一次90秒低氧(5%氧濃度)和210秒常氧(21%氧濃度)循環(huán),在光照期間每天8小時(shí)低壓低氧環(huán)境,共持續(xù)6周。實(shí)驗(yàn)在上午9點(diǎn)到下午5點(diǎn)之間進(jìn)行。3、糖尿病(DM)組小鼠模型建立:實(shí)驗(yàn)開始時(shí),給正常小鼠注射單劑量鏈脲霉素(Streptozotocin,STZ,50 mg/kg)。日常喂食高脂飲食。注射STZ 一周后,使用血糖儀檢測末梢靜脈血血糖水平。如果血糖水平超出250mg/dl,則認(rèn)定糖尿病小鼠誘導(dǎo)成功,而非糖尿病小鼠則被剔除出實(shí)驗(yàn)。在每一組中至少保證有3只小鼠納入實(shí)驗(yàn)研究。4、慢性間歇低氧-糖尿病(CIH-DM)組小鼠模型建立:小鼠使用與DM組相同的實(shí)驗(yàn)方法。一周后,糖尿病小鼠誘導(dǎo)成功后,接著暴露在與CIH相同的低壓低氧環(huán)境中6周。5、對照-大蒜素(C-G)組小鼠模型,,其建立過程為:小鼠在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間,是在無特定病原環(huán)境中喂食標(biāo)準(zhǔn)的食物及飲用水,同時(shí)每日于小鼠腹腔內(nèi)一次性注射500mg/kg大蒜素,共7周。6、慢性間歇低氧-大蒜素(CIH-G)組小鼠模型建立:每日于小鼠腹腔內(nèi)一次性注射500mg/kg大蒜素(共7周),實(shí)驗(yàn)開始時(shí)進(jìn)入與CIH組相同的實(shí)驗(yàn)程序中。7、糖尿病-大蒜素(DM-G)組小鼠模型,建立過程為:每日于小鼠腹腔內(nèi)一次性注射500mg/kg大蒜素(共7周),實(shí)驗(yàn)開始時(shí)進(jìn)入與DM組相同的實(shí)驗(yàn)程序中。8、慢性間歇低氧-糖尿病-大蒜素(CIH-DM-G)組小鼠模型建立:每日于小鼠腹腔內(nèi)一次性注射500mg/kg大蒜素(共7周),實(shí)驗(yàn)開始時(shí)進(jìn)入與DM組相同的實(shí)驗(yàn)程序中。一周后,糖尿病小鼠誘導(dǎo)成功后,接著暴露在與CIH相同的低壓低氧環(huán)境中6周。本研究共分三個(gè)部分。第一部分大蒜素對慢性間歇低氧糖尿病小鼠胰島β細(xì)胞功能的影響目的:主要研究大蒜素對慢性間歇低氧糖尿病小鼠血糖、血清胰島素、穩(wěn)態(tài)模型的胰島素抵抗指數(shù)(Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance,HOMA-IR)的作用,明確大蒜素對慢性間歇低氧糖尿病小鼠胰島β細(xì)胞功能的影響。方法:分別測定各實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)前(0天),以及實(shí)驗(yàn)開始后每周(7天、14天、21天、28天、35天、42天、49天)小鼠的體重、血糖、胰島素水平并計(jì)算上述各實(shí)驗(yàn)組各實(shí)驗(yàn)期間的HOMA-IR。結(jié)果:在C組,小鼠的體重逐漸增加,而在CIH、DM以及CIH-DM組中,小鼠的體重相對較健康對照組生長緩慢(P值均0.05)。在DM以及CIH-DM組中血糖升高,而胰島素水平在CIH組中升高明顯,但在DM以及CIH-DM組中胰島素水平下降,從而導(dǎo)致CIH小鼠較高的HOMA-IR(P值均0.05)。大蒜素治療改善DM-G和CIH-DM-G組小鼠體重增長、血清胰島素以及HOMA-IR,同時(shí)在DM-G以及CIH-DM-G組血糖下降,在CIH-G組血清胰島素和HOMA-IR降低(P值均0.05)。結(jié)論:①CIH、DM和CIH-DM是影響鼠體重增長的重要因素,大蒜素治療可以提高DM-G以及CIH-DM-G小鼠的體重,特別是由DM誘導(dǎo)的小鼠經(jīng)大蒜素處理后,其體重增長更明顯;②DM或CIH-DM小鼠血糖異常升高,大蒜素可降低DM-G和CIH-DM-G小鼠的血糖,但血糖在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)仍然不能恢復(fù)到正常水平;③CIH增加小鼠血清胰島素,DM或CIH-DM會減少小鼠胰島素水平。而大蒜素使得CIH-G小鼠血清胰島素下降,DM-G、CIH-DM-G胰島素水平升高;④由CIH誘導(dǎo)的小鼠存在更明顯的胰島素抵抗,而大蒜素治療可以明顯改善CIH-G、DM-G或CIH-DM-G組小鼠的胰島素抵抗程度。第二部分大蒜素對慢性間歇低氧糖尿病小鼠全身性氧化應(yīng)激及臟器功能的影響目的:本部分內(nèi)容是應(yīng)用大蒜素處理慢性間歇低氧糖尿病小鼠,進(jìn)一步監(jiān)測小鼠血清學(xué)相關(guān)指標(biāo),包括氧化酶、抗氧化酶活性,蛋白脂質(zhì)、血清肝臟轉(zhuǎn)氨酶,以及尿液中尿蛋白含量等,旨在研究大蒜素對慢性間歇低氧糖尿病小鼠機(jī)體氧化應(yīng)激及臟器功能的影響,為預(yù)防與治療提供實(shí)驗(yàn)參考。方法:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,留取各實(shí)驗(yàn)組小鼠血液及24小時(shí)尿液,分別測定硫代巴比妥酸反應(yīng)物(Thiobarbituric Acid Reactive Substances,TBARS)、一氧化氮(Nitric oxide,NO)、超氧化物歧化物(Superoxide Dismutase,SOD)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(Glutathione S-Transferase,GST)、谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH-Px)、谷胱甘肽還原酶(Glutathione Reductase,GR)、尿酸(Uric Acid,UA)、白蛋白(Albumin,ALB)、總脂質(zhì)(Total Lipids,TL)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)、乳酸脫氫酶(Lactate Dehydrogenase,LDH)、堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatases,ALP)、酸性磷酸酶(Acid Phosphatases,ACP)、總膽固醇(Total Cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglycerides,TG),以及尿蛋白(Urine Protein,UP)。結(jié)果:在 CIH、DM 以及 CIH-DM 組中,血清 TBARS、GST、UA、TC、TG、TL、AST、ALT、LDH、ALP、ACP,尿 UP 水平升高,而血清 SOD 以及DM、CIH-DM組小鼠ALB水平下降(P值均0.05)。在DM、CIH-DM組中,NO水平升高,而在CIH組下降(P值均0.05)。GSH-Px在CIH組升高,而在DM、CIH-DM組下降(P值均0.05)。GR水平在DM組中升高,在CIH以及CIH-DM組中下降(P值均0.05)。大蒜素治療使得CIH-G、DM-G以及CIH-DM-G組血清SOD水平升高,同時(shí)在DM-G和CIH-DM-G組,GSH-Px和白蛋白增加,而在CIH-G、DM-G和CIH-DM-G組,血清TBARS、UA、TC、TG、TL、AST、ALT、LDH、ACP,尿UP水平下降,同時(shí)下降的還有DM-G組 NO,CIH-G、CIH-DM-G 組 GST,DM-G 組 GR,以及 DM-G 和 CIH-DM-G組的ALP(P值均0.05)。結(jié)論:①CIH、DM以及CIH-DM均會引起小鼠血清脂質(zhì)過氧化物TBARS升高,以及血清轉(zhuǎn)氨酶、尿酸、血脂、尿蛋白等水平的升高,而大蒜素治療組,其含量均顯著下降;②CIH、DM以及CIH-DM組小鼠血清中抗氧化酶GSH-Px、GR、SOD含量普遍下降,而大蒜素可以有效改善其活性。第三部分大蒜素對慢性間歇低氧糖尿病小鼠臟器氧化應(yīng)激的影響以及對器官功能的保護(hù)作用目的:本部分內(nèi)容是通過大蒜素對CIH、DM、CIH-DM各組實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行干預(yù),測定肝臟、腎臟以及腦組織內(nèi)轉(zhuǎn)氨酶、相關(guān)氧化酶及抗氧化劑活性,以此來評估大蒜素對CIH、DM、CIH-DM相關(guān)臟器氧化應(yīng)激的影響以及對器官的保護(hù)作用,從而為臨床上OSAHS、糖尿病的相關(guān)合并癥、并發(fā)癥的預(yù)防與治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)及實(shí)驗(yàn)參考。方法:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室動物護(hù)理和使用指南,戊巴比妥鈉麻醉所有小鼠,采集血樣、尿液后立即分離肝臟、腎臟、腦組織,并稱重。分別清洗、分離、切碎、研磨、混勻、離心各分離組織,制備各分離組織上清液用于酶的測定。分別測定肝臟 TBARS、GST、GSH-Px、AST、ALT、LDH、ALP、ACP、過氧化氫酶活性(Catalase activity,CAT)、SOD水平;測定腎臟TBARS、GST、CAT、SOD;測定腦組織 TBARS、GST、LDH 水平。結(jié)果:在CIH、DM、CIH-DM組,肝臟TBARS、GST濃度增加,而AST、ALT、LDH、ALP、ACP、CAT、SOD 下降,肝臟 GSH-Px 在 DM 以及 CIH-DM組下降(P值均0.05)。在DM、CIH-DM組中腎臟TBARS水平增加,在CIH、DM、CIH-DM組中,腎臟GST水平升高,而CAT、SOD下降(P值均0.05)。在CIH、DM、CIH-DM組腦TBARS水平增加,以及腦LDH水平在DM以及CIH-DM組中升高,而腦LDH在CIH組下降(P值均0.05)。與非大蒜素組比較,CIH-G、DM-G 和 CIH-DM-G 組肝臟 AST、ALT、LDH、ALP、CAT、SOD水平升高,CIH-G、DM-G 組 ACP,DM-G、CIH-DM-G 組 GSH-Px,CIH-DM-G組腎臟CAT,CIH-G和CIH-DM-G組腎臟SOD水平均明顯升高,而CIH-G、DM-G以及CIH-DM-G組的肝臟、腦TBARS水平下降,DM-G、CIH-DM-G組肝臟和腎臟GST,腦LDH水平降低(P值均0.05)。結(jié)論:①CIM、DM以及CIH-DM均可引起器官脂質(zhì)過氧化物升高,而大蒜素治療組,其含量均較非大蒜素組低。②CIH、DM以及CIH-DM組小鼠器官中抗氧化酶GSH-Px、GR、SOD、CAT含量普遍下降,而大蒜素組抗氧化酶均較非大蒜素組提高。全文總結(jié):本研究成功的運(yùn)用大蒜素治療CIH、DM或CIH-DM小鼠,通過研究分析,CIH、DM以及CIH-DM會引起小鼠胰島β細(xì)胞功能紊亂、胰島素抵抗,導(dǎo)致血糖異常,同時(shí)可誘導(dǎo)小鼠肝細(xì)胞損害、脂質(zhì)代謝紊亂、腎臟損害、腦功能代謝障礙等,而大蒜素具有改善抗氧化酶活性,清除超氧化物陰離子,抑制機(jī)體氧化應(yīng)激損傷的能力,在保護(hù)器官損害、代謝紊亂方面有調(diào)節(jié)作用。因此該研究認(rèn)為,大蒜素同時(shí)具有抗氧化、解毒和保護(hù)細(xì)胞、器官免受損害,同時(shí)發(fā)現(xiàn)大蒜素可有效調(diào)節(jié)及改善CIH、DM或CIH-DM小鼠的體重、血糖、胰島素、胰島素抵抗和脂質(zhì)代謝的失衡。通過分析認(rèn)為大蒜素在治療CIH、DM或CIH-DM方面有顯著的效果,并能一定程度上預(yù)防CIH、DM或CIH-DM等疾病的發(fā)生、發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R587.1;R766
【圖文】：

小鼠血糖水平明顯升高，并且從實(shí)驗(yàn)第７天開始至實(shí)驗(yàn)結(jié)束保持持續(xù)高水平狀逡逑態(tài)，在線性圖標(biāo)中呈顯著性差異（ＰＣ０．０５）。這些結(jié)果示，ＤＭ或ＣＩＨ－ＤＭ小鼠逡逑其血糖濃度異常升高，但僅僅是ＣＩＨ并不會產(chǎn)生更高的血糖（表１－２及圖１－２－Ａ）。逡逑在大蒜素處理組，ＤＭ－Ｇ或ＣＩＨ－ＤＭ－Ｇ小鼠血糖呈現(xiàn)下降趨勢，而且從實(shí)驗(yàn)逡逑第１４天開始，ＤＭ－Ｇ組血糖下降趨勢較ＣＩＨ－ＤＭ－Ｇ組更明顯一些，但與Ｃ－Ｇ和逡逑ＣＩＨ－Ｇ組相比，ＤＭ－Ｇ以及ＣＩＨ－ＤＭ－Ｇ組血糖仍保持在較高水平，差異有統(tǒng)計(jì)逡逑學(xué)意義（Ｐ＜0．0５）。這一結(jié)果示，大蒜素可以幫助降低由ＤＭ或ＣＩＨ－ＤＭ誘導(dǎo)的逡逑小鼠血糖水平

逡逑束時(shí)仍然不能恢復(fù)至正常水平（表１－２及圖１－２－Ｂ）。逡逑通過兩兩比較結(jié)果顯示，在Ｃ組和Ｃ－Ｇ組（圖１－２－Ｃ），以及在ＣＩＨ組和ＣＩＨ－Ｇ逡逑組（圖１－２－Ｄ）之間，小鼠的血糖沒有明顯差異。ＤＭ－Ｇ、ＣＩＨ－ＤＭ－Ｇ組小鼠血逡逑糖水平較各自非大蒜素組均顯著下降（見圖１－２－Ｅ、１－２－Ｆ，邋Ｐ值均＜０．０５）。這些逡逑結(jié)果示

而從實(shí)驗(yàn)第７天開始ＤＭ和ＣＩＨ－ＤＭ組小鼠血清胰島素水平較對照組及ＣＩＨ組逡逑顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Ｐ值均＜０．０５）。結(jié)果示，ＣＩＨ可能會增加小鼠逡逑血清胰島素，而ＤＭ或ＣＩＨ－ＤＭ可能會減少小鼠胰島素水平（圖１－３－Ａ）。逡逑ＤＭ－Ｇ組小鼠平均血清胰島素水平在大蒜素治療后２１天開始至實(shí)驗(yàn)結(jié)束有逡逑所上升，與Ｃ－Ｇ組比較無顯著差異，而從實(shí)驗(yàn)第１４天開始，在Ｃ－Ｇ組與ＣＩＨ－Ｇ逡逑組之間，以及在Ｃ－Ｇ組與ＣＩＨ－ＤＭ－Ｇ組之間比較，結(jié)果有顯著差異（Ｐ值均＜逡逑０．０５）（見圖邋１－３－Ｂ）。逡逑通過兩兩結(jié)果比較顯示，小鼠血清胰島素水平在Ｃ組與Ｃ－Ｇ組無顯著差異逡逑（圖１－３－Ｃ）。在大蒜素治療后２８天至４９天實(shí)驗(yàn)結(jié)束，ＣＩＨ－Ｇ組小鼠平均血清胰逡逑島素水平降低（圖１－３－Ｄ），與ＣＩＨ組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Ｐ＜０．０５），這逡逑一結(jié)果示，大蒜素治療可以降低由ＣＩＨ誘導(dǎo)的小鼠高血清胰島素水平。從實(shí)驗(yàn)逡逑的第７天開始，ＤＭ－Ｇ或ＣＩＨ－ＤＭ－Ｇ組小鼠血清胰島素水平均較對應(yīng)的非大蒜逡逑組升高（見圖１－３－Ｅ、１－３－Ｆ

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2793671