糖基化终末产物介导大鼠重度烧伤后急性胰岛素抵抗的发生

发布时间：2017-10-04 20:33

  本文关键词：糖基化终末产物介导大鼠重度烧伤后急性胰岛素抵抗的发生

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【摘要】：研究背景 应激性高血糖（stress hyperglycemia）是危重病患者死亡的独立危险因素，合理控制血糖已成为危重医学领域的共识。然而临床上发现，常规剂量的胰岛素往往不能控制应激性高血糖。最近有学者提出，强化胰岛素治疗将血糖控制到正常水平，可有效降低ICU中危重病患者的死亡率。但强化胰岛素治疗过程中产生的低血糖事件制约了其广泛应用。 本课题组前期研究发现，大鼠在重度烧伤后可发生急性胰岛素抵抗（acute insulinresistance, AIR），其发生是应激性高血糖难以控制的重要原因。阐明危重病AIR的产生机制并寻找新的方法减轻AIR成为目前亟待解决的问题。 糖基化终末产物（advanced glycation endproducts,AGEs）最早发现于糖尿病患者体内，其与胰岛素敏感性降低密切相关。AGEs通过与其跨膜受体（receptor foradvanced glycation endproducts, RAGE）结合发挥作用。细胞外液中存在可溶性RAGE（soluble receptor for advanced glycation endproducts, sRAGE）。因其含有与AGEs结合的肽段，sRAGE可以阻止AGEs与细胞膜上RAGE结合，从而阻断了AGEs的生物学效应。近年研究发现，以羧甲基赖氨酸（carboxymethyllysine, CML）为代表的AGEs可以在缺血再灌注和脑卒中等危重病中产生。然而，在重度烧伤情况下是否会产生AGEs，以及AGEs与AIR的关系尚未见报道。针对AGEs进行干预是否能减轻AIR亦不清楚。 实验目的 1.探讨重度烧伤后AIR的发生机制，尤其是烧伤后是否会导致AGEs产生及后者在AIR发生中的作用。 2.明确烧伤早期用胰岛素控制血糖能否减少大鼠AGEs的产生，进而影响AIR的发生和大鼠烧伤后的死亡率。 实验方法 采用成年雄性SD大鼠重度烧伤模型（烧伤面积40%）。利用小动物PET/CT检测葡萄糖摄取。通过IPGTT实验检测大鼠烧伤后糖耐量变化。培养H9C2细胞，观察AGEs在细胞水平对胰岛素敏感性的影响。提取组织和细胞蛋白，通过蛋白免疫印迹技术检测pAkt/Akt、pGSK-3β/GSK-3β、CML等分子的表达水平。采用ELISA方法检测血清中sRAGE和CML的水平。 实验结果 1.与假烧伤大鼠（sham）相比，大鼠烧伤后3h的胰岛素敏感性显著降低。表现为：出现明显的高血糖（10.0±1.0mM vs.6.5±0.1mM. n=31,与sham相比,**P0.01），胰岛素刺激的糖摄取能力受到抑制，心肌和骨骼肌中pAkt/Akt和pGSK-3β/GSK-3β下降。 2.重度烧伤后大鼠血清中CML水平在0.5h即有增高（14.61±0.65ng/ml vs.11.60±0.72ng/ml. n=6,与sham相比,*P0.05），1h达到峰值（18.61±1.34ng/ml vs.10.32±0.94ng/ml. n=6,与sham相比,**P0.01），而后逐渐下降。在骨骼肌中同样发现CML在1h明显增高，而后逐渐下降。 3.为降低CML的水平，我们在烧伤后立即给予尾静脉注射外源性sRAGE（3μg/kg）发现：sRAGE注射组烧伤后1h血清中CML的水平显著降低（12.64±0.69ng/mlvs.19.11±1.22ng/ml. n=6,与烧伤组大鼠相比，**P0.01）；3h的血糖峰值显著降低（7.40±0.47mM vs.10.05±0.92mM. n=15,与burn相比,**P0.01）；心肌和骨骼肌中pAkt/Akt升高；IPGTT实验显示3h时的糖耐量得到明显提高。 4.在正常大鼠中，给予尾静脉一次性注射丙酮醛（Methylglyoxal，MG；AGEs的一种前体），发现：2h后血清中CML水平增高（13.63±0.32ng/ml vs.12.23±0.31ng/ml. n=6,与control相比,*P0.05）；心肌和骨骼肌中pAkt/Akt显著降低。给予MG1.5h后检测IPGTT发现糖耐量受到明显抑制。说明AGEs对大鼠胰岛素敏感性具有抑制作用。 5. CML-BSA处理1h可抑制H9C2细胞Akt的基础磷酸化水平（0.19±0.11vs.0.66±0.17. n=4,与control相比,**P0.01）及胰岛素刺激的Akt磷酸化水平（0.40±0.12vs.1.70±0.29. n=4,与control相比,**P0.01），说明AGEs对胰岛素信号有抑制作用。 6.烧伤后立即给予胰岛素（2.5U/kg）发现：烧伤后的应激性高血糖消失；1h AGEs的峰值降低（9.34±0.90ng/ml vs.18.32±1.72ng/ml. n=6,与烧伤组相比,**P0.01）。提示早期给予胰岛素干预通过控制烧伤后应激性高血糖，降低AGEs的产生，，进而减轻烧伤后3h的AIR。 7.早期给予sRAGE或胰岛素干预均可提高大鼠重度烧伤后的生存率（92%vs.71%,*P0.05, n=27；95%vs.71%,*P0.05, n=43）。 结论 1.大鼠重度烧伤后早期（1h）即可致血清AGEs的水平增加，后者是导致AIR发生的因素之一。 2.烧伤后即刻给予sRAGE或胰岛素，可降低烧伤大鼠血清中AGEs的水平，减轻重度烧伤后AIR，提高烧伤大鼠的生存率。
【关键词】：急性胰岛素抵抗 烧伤 糖基化终末产物 羧甲基赖氨酸 胰岛素
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R644
【目录】：

• 缩略语表5-7
• 中文摘要7-10
• Abstract10-14
• 前言14-16
• 文献回顾16-25
• 引言25-26
• 1 材料26-27
• 1.1 实验动物26
• 1.2 主要仪器26
• 1.3 主要试剂26-27
• 2 方法27-33
• 2.1 实验模型的制备27-28
• 2.2 实验分组28
• 2.3 血糖测定28
• 2.4 血清的提取和动物组织的取材28
• 2.5 尾静脉注射 sRAGE 和 MG28-29
• 2.6 血清 sRAGE 水平的检测29
• 2.7 血清 CML 水平的检测29
• 2.8 血清 ROS 的检测29-30
• 2.9 腹腔注射葡萄糖耐量实验（IPGTT）30
• 2.10 蛋白免疫印迹30-31
• 2.11 H9C2 细胞培养和处理31-32
• 2.12 PET/CT 测量糖摄取32
• 2.13 统计分析32-33
• 3 结果33-43
• 3.1 大鼠重度烧伤后胰岛素信号通路和糖摄取能力受到抑制33-34
• 3.2 重度烧伤后大鼠血清和骨骼肌中 AGEs 水平增高34-37
• 3.3 外源性 sRAGE 降低了烧伤后 3 h 的血糖水平37-38
• 3.4 sRAGE 改善烧伤大鼠胰岛素敏感性38-39
• 3.5 CML 抑制胰岛素敏感性39-41
• 3.6 胰岛素降低了 CML 的生成，并改善胰岛素敏感性41-43
• 4 讨论43-50
• 小结50-51
• 参考文献51-56
• 个人简历和研究成果56-57
• 致谢57

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本文编号：972717