1型糖尿病酮癥酸中毒幼鼠不同腦區(qū)代謝物1H-NMR波譜研究.pdf

1、目的：
　　糖尿病是一種常見的代謝性疾病，以高血糖、伴隨由于胰島素分泌不足或作用缺乏而引起的糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大代謝紊亂為特點(diǎn)。1型糖尿病是一種以胰島素B細(xì)胞破壞，進(jìn)而以胰島素生成不足為特征的自身免疫性疾病。1型糖尿病多見于兒童和青少年，糖尿病酮癥酸中毒是1型糖尿病常見的嚴(yán)重的急性并發(fā)癥，可引起致死性的腦損傷，而其好發(fā)年齡的特殊性增加了糖尿病酮癥酸中毒發(fā)生的概率。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用基于1H-NMR的代謝組學(xué)方法研究糖尿病酮癥酸中毒對(duì)幼鼠大

2、腦整體代謝的影響，并結(jié)合病理學(xué)檢查探討酮癥酸中毒對(duì)幼鼠腦損傷機(jī)制，闡述腦中膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的變化及其神經(jīng)遞質(zhì)循環(huán)改變，比較糖尿病酮癥酸中毒組與正常組在腦組織代謝模式及機(jī)制上的差異。
　　方法：
　　將4周齡健康雄性SD大鼠隨機(jī)分為糖尿病酮癥酸中毒組（DKA組，22只）和正常組（11只）。各組大鼠禁食12h，糖尿病酮癥酸中毒組:STZ(150mg/KG)腹腔注射后第一個(gè)24h內(nèi)予以無限制地喂食10％葡萄糖水(D10W)，24h

3、后予以正常飲食，每周2-3次監(jiān)測(cè)體重，用尿液分析試紙監(jiān)測(cè)尿糖、酮酸（乙酰乙酸鹽），尿糖≥110mmol/L，尿酮體≥15680umol/L則DKA模型成功（剔除未成模鼠）。同時(shí)，對(duì)照組注射等量檸檬酸緩沖液，第一個(gè)24h同樣予以10％葡萄糖水，其后每日自由飲水、予以普通飼料。實(shí)驗(yàn)期觀察各組大鼠的進(jìn)食水量、尿量、毛發(fā)等。造模完成后每組均隨機(jī)選取9只大鼠分離額、頂、枕葉皮層和紋狀體進(jìn)行1H-NMR波譜檢測(cè)，余下2只進(jìn)行病理學(xué)檢查（HE及GFA

4、P染色）。
　　結(jié)果：
　　1.血糖、血尿素氮、血pH及尿酮體、尿糖變化
　　實(shí)驗(yàn)期間DKA組和正常組血糖值分別為32.99±0.91 mmol/L、8.23±0.38mmol/L。
　　DKA組注射STZ造模后尿酮體及尿糖分別達(dá)到大于等于15680ummol/l，110mmol/l水平，血PH值稍下降為7.35±0.18，血尿素氮為13.11±3.90mmol/L;正常組幼鼠尿酮體及尿糖均為陰性，血PH值為7.

5、52±0.08，血尿素氮3.03±0.47mmol/L。
　　2.臨床表現(xiàn)及體重變化
　　DKA組表現(xiàn)為精神萎靡、昏睡、體溫下降、活動(dòng)減少、進(jìn)食減少、皮膚蒼白、毛發(fā)枯燥并掉落較明顯，嚴(yán)重者出現(xiàn)抽搐、少數(shù)死亡。造模完成后，兩組幼鼠體重有顯著變化。造模之前，DKA組與正常組體重均值分別為為137.43±3.67g，139.00±10.98g。造模完成后，DKA組及正常組體重均值分別為142.13±24.84g、232.27±19

6、.75g，兩組之間比較有顯著性差異(P＜0.05)。
　　3.大鼠額、頂、枕葉皮層及紋狀體代謝物變化
　　相比正常組，DKA組中四個(gè)腦區(qū)代謝物均有顯著性變化(P＜0.05)，額葉、頂葉、枕葉及紋狀體中部分代謝物變化相同，但濃度變化程度不同，乳酸(Lau)、?；撬?Tau)均增高，N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、谷氨酸(Glu)及天冬氨酸(Asp)均下降;另額葉中丙氨酸(Ala)、琥珀酸(Suc)及膽堿(Cho)下降，頂葉中γ-

7、氨基丁酸(GABA)、丙氨酸(Ala)及膽堿(Cho)下降，肌酸(Cre)升高，紋狀體及枕葉中肌醇(m-Ins)升高，且紋狀體中膽堿(Cho)亦下降。
　　4.HE及GFAP染色
　　HE染色示DKA組額葉、項(xiàng)葉及枕葉皮層組織小血管周圍間隙增寬，毛細(xì)血管稍擴(kuò)張，DKA組紋狀體及正常組各腦區(qū)均未見明顯異常改變，組織結(jié)構(gòu)清晰，兩組神經(jīng)元細(xì)胞形態(tài)正常，排列整齊緊湊，細(xì)胞核小而圓，位于中央。
　　GFAP染色示DKA組相比正常

8、組，額、項(xiàng)、枕葉皮層及紋狀體的星形膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)目稍顯增加，但無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。四個(gè)腦區(qū)間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　結(jié)論：
　　1.糖尿病酮癥酸中毒腦內(nèi)代謝物改變存在區(qū)域性差異，四個(gè)腦區(qū)中頂葉皮層代謝變化最多，枕葉皮層代謝物變化相對(duì)較少。
　　2.糖尿病酮癥酸中毒腦損傷主要作用于神經(jīng)元，其機(jī)制與神經(jīng)遞質(zhì)及能量代謝紊亂或障礙有關(guān)。
　　3.糖尿病酮癥酸中毒組幼鼠抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA在頂