经导管肾交感神经射频消融术治疗2型糖尿病犬的实验研究

发布时间：2020-06-03 00:10

【摘要】：2型糖尿病患者常合并代谢综合征的一个或多个组分的临床表现,如高血压、血脂异常、肥胖症等,伴随着血糖、血压、血脂等水平的增高及体重的增加,2型糖尿病并发症的发生风险、发展速度及其危害等将显著增加。因而,对2型糖尿病基于循证医学证据的科学、合理的治疗策略应该是综合性的,包括降糖、降压、调脂、抗凝、控制体重和改善生活方式等治疗措施。降糖治疗包括饮食控制、合理运动、血糖监测、糖尿病教育和应用降糖药物等,但由于治疗过程中存在如节食引起饥饿感、难以形成规律的生活习惯等因素,造成治疗难以坚持、生活质量下降,难以较为满意地控制该病及其并发症的发生率。2009年,Krum等首次报道了经导管肾交感神经射频消融术(renal denervation,RDN)可以有效治疗顽固性高血压,部分患者的血浆去甲肾上腺素流溢率显著下降,表明RDN可以降低全身交感神经的活性,这一发现使RDN成为研究热点。还有研究发现,RDN可以通过降低交感神经活性,来控制心律失常、减轻心力衰竭、治疗阻塞型呼吸睡眠暂停综合症等。有趣的是,RDN用于治疗高血压伴2型糖尿病患者时,还能改善葡萄糖的代谢和提高胰岛素的敏感性,表明RDN在降压的同时,也能改善血糖的控制,但相关机制仍不明确。本研究中,我们将六电极消融导管系统运用于2型糖尿病模型犬,探讨RDN治疗2型糖尿病的可行性及疗效性,并进一步研究其相关机制,从而为临床应用提供理论及实验依据。第一部分2型糖尿病犬模型的建立研究背景:近年来,研究者在使用经导管肾交感神经射频消融术(renal denervation,RDN)治疗顽固性高血压患者时,发现合并2型糖尿病的患者接受RDN术后,葡萄糖代谢得到改善,胰岛素敏感性也有所提高。然而,目前对于RDN改善葡萄糖代谢紊乱相关机制的研究较少,为了获得相关数据,我们通过将RDN运用于2型糖尿病犬模型,探索其可行性和疗效性,并进一步研究其相关机制,从而为临床应用提供理论及实验依据。本阶段研究目的是建立2型糖尿病犬模型。研究方法:纯种比格犬33只,于造模前一天称重,并在右小隐静脉抽血5 m L,根据需求分别保存。造模阶段,所有比格犬全程给予高脂高热量饲料喂食,于实验第16周注射18.5 mg/kg的链脲佐菌素,实验第20周行静脉葡萄糖耐量试验判断造模是否成功。造模前及实验第20周分别行血液学检查,指标包括:甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白、尿素氮、肌酐、去甲肾上腺素、血管紧张素II、空腹血糖、空腹胰岛素等。研究结果:所有实验犬造模20周,与造模前相比,体重、甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白均有了显著的增加,具体参数如下:体重:12.03±0.58 kg vs.19.16±2.12 kg(P0.001),甘油三酯:0.44±0.10 mmol/L vs.2.53±0.35 mmol/L(P0.001),胆固醇:5.07±0.47 mmol/L vs.7.78±0.89 mmol/L(P0.001),低密度脂蛋白:2.10±0.19 mmol/L vs.3.94±0.51 mmol/L(P0.001);空腹血糖、空腹胰岛素、稳态模型评估-胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment-insulin resistance,HOMA-IR)、去甲肾上腺素、血管紧张素II水平也有了显著的增加:空腹血糖:4.22±0.65 mmol/L vs.9.99±1.72 mmol/L(P0.001),空腹胰岛素:2.69±0.40 m IU/m L vs.18.29±2.24 m IU/m L(P0.001),HOMA-IR:0.50±0.10vs.8.09±1.57(P0.001),去甲肾上腺素:161.30±23.98 pg/m L vs.571.73±80.19pg/m L(P0.001),血管紧张素II:1.47±0.08 pg/m L vs.2.25±0.27 pg/m L(P0.001)。研究结论:高脂高热量喂食、小剂量链脲佐菌素注射可以有效建立2型糖尿病犬模型,是一种新型的、与人类2型糖尿病代谢特征相似的大型动物模型。第二部分多电极射频消融导管的急性动物实验研究背景:Symplicity的射频消融导管系统主要应用单弯结构的单电极导管,在技术上难以保证射频消融导管头定位准确和持续紧密接触肾动脉血管壁,因此研究者开始研发不同类型的肾动脉去神经器材。自2012年开始,上海魅丽纬叶医疗科技有限公司研发了六电极消融导管,其具有消融效率高、实时监测消融效果和温度可调控等优点。在前期灼烧泥鳅实验中,已确定了消融温度(60℃)及消融时间(120 s),但该参数尚未在活体动物上证实安全性以及是否能完全消融交感神经。本阶段研究目的是将多电极射频消融导管运用于活体实验犬,探讨其安全性以及消融交感神经的情况。研究方法:纯种比格犬5只,麻醉后行经导管肾交感神经射频消融术(renal denervation,RDN),消融参数设定为消融温度60℃,消融时间120秒,术后即刻处死动物后,取出两侧肾脏连同肾动脉,行HE、Masson及嗜银染色,显微镜下观察病理学。研究结果:RDN术后即刻肾动脉造影,肾动脉形态未见明显异常改变,血管未见明显急性破裂、出血、夹层或动脉瘤形成。病理学检查结果示,RDN术后实验犬肾动脉周围神经可见周围包膜增厚,交感神经神经纤维出现空泡样改变。研究结论:由上海魅丽纬叶医疗科技有限公司研发的六电极消融导管系统,可安全、有效地毁损肾动脉周围的交感神经,可运用于RDN技术,为RDN技术提供了新的、可供选择的医疗器械。第三部分经导管肾交感神经射频消融术治疗2型糖尿病犬研究目的:近期,有研究首次观察了多电极射频消融导管交感神经射频消融术(renal denervation,RDN)对代谢综合征患者交感神经活性及胰岛素抵抗水平的作用,结果显示其可减低交感神经活性,并恢复对口服葡萄糖负荷实验的正常神经反应。然而,RDN改善葡萄糖代谢紊乱相关机制仍不清楚。因此,在建立了2型糖尿病犬模型及验证了多电极射频消融导管的安全性后,我们将着重探讨多电极射频消融导管对2型糖尿病犬的降糖作用,并进一步研究其相关机制。研究方法:第一部分造模成功的33只2型糖尿病实验犬随机分成3组:双侧消融组(bilateral renal denervation,BRDN)、左侧消融组(left renal denervation,LRDN)及假手术组(sham operation,SHAM),每组各有犬11只。术前及术后3月分别行血液学检查,指标包括:甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白、尿素氮、肌酐、去甲肾上腺素、血管紧张素II、空腹血糖、空腹胰岛素等。术前、术后1月、2月及3月,分别行肾动脉造影及CTA检测。术后3月处死后,取出两侧肾脏连同肾动脉,行HE、Masson及嗜银染色,显微镜下观察病理学变化;取出部分肝脏组织,行Western blot检测,观察葡萄糖生成酶及胰岛素信号传导蛋白的活性。研究结果:RDN术后3月,与SHAM组相比,BRDN组实验犬的空腹血糖、空腹胰岛素、稳态模型评估-胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment-insulin resistance,HOMA-IR)、去甲肾上腺素、血管紧张素II水平有了显著下降:空腹血糖:9.64±1.57 mmol/L vs.5.12±1.08 mmol/L(P0.0001),空腹胰岛素:16.19±1.43 m IU/m L vs.5.07±1.13 m IU/m L(P0.0001),HOMA-IR:8.09±1.57 vs.1.15±0.33(P0.0001),去甲肾上腺素:600.6±93.6 pg/m L vs.364.2±47.5 pg/m L(P0.0001),血管紧张素II:2.54±0.28 pg/m L vs.1.78±0.20 pg/m L(P0.0001)。RDN术后3月,实验犬肾动脉造影示,肾动脉形态未见明显异常改变,血管未见明显急性破裂、出血、夹层或动脉瘤形成。病理学检查结果示,RDN术后3月,实验犬肾动脉周围神经可见周围包膜增厚,交感神经神经纤维出现空泡样改变。肝脏Western Blot检查示,BRDN组实验犬糖异生关键酶葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase)蛋白和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)蛋白表达下降,而胰岛素作用信号通路关键分子胰岛素受体、胰岛素受体底物及AKT的磷酸化活性程度有不同程度的升高。研究结论:RDN可以有效降低2型糖尿病犬的空腹血糖并改善其胰岛素抵抗,其降糖可能与改善胰岛素信号传导途径密切相关。
【图文】：

示意图,2型糖尿病,示意图,血管收缩

间存在正反馈调节，交感神经的过度激活可加重胰岛素抵抗，激活交感神经的活性。但是，，究竟哪个因素先出现并导致两者仍不十分明确。Masuo(18)等报道，对于 10 年前仅有血浆去甲的人群发展成为高血压后，其血浆胰岛素水平也升高，提示交增强是先于胰岛素抵抗，且前者可能为后者的原因。对健康的非高血压患者，Jamerson(23)等用加压袖带缠绕于受少静脉回心血流，从而减弱心肺牵张感受器并减弱其对交感神果显示上肢血管收缩、血浆去甲肾上腺素水平显著增加，骨骼降、血糖升高，提示交感神经激活可导致局部微循环的改变、。以上结论亦被 Lembo(24)等的研究所证实，这可能是因为交毛细血管床密度降低，激活 α 受体使血管收缩，减少开放的毛增加了胰岛素和葡萄糖经血液输送到骨骼肌的供应，血葡萄糖终导致胰岛素抵抗（图 1）。

造模前后实验犬的体重与血脂变化
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R587.1

【参考文献】