應(yīng)用sz制備大鼠糖尿病模型的研究

應(yīng)用sz制備大鼠糖尿病模型的研究

糖尿病是一種與遺傳因素和各種環(huán)境因素有關(guān)的代謝障礙綜合征。糖尿病不僅發(fā)病率高,而且并發(fā)癥多,可引起心、腦、腎、眼、周圍血管、神經(jīng)等全身多系統(tǒng)和多器官的慢性并發(fā)癥。糖尿病諸多并發(fā)癥的產(chǎn)生,是導(dǎo)致糖尿病致殘率和病死率升高的主要原因。近年來,隨著人們生活水平的提高,全球糖尿病患病率及死亡率都呈現(xiàn)一個(gè)逐步上升趨勢,因此能夠開發(fā)高效的治療糖尿病的藥物,對解除患者痛苦,延緩其并發(fā)癥的發(fā)生有極其深遠(yuǎn)的意義。但在進(jìn)行藥效學(xué)研究時(shí)經(jīng)常碰到如何建立長期穩(wěn)定的糖尿病模型這一難題。現(xiàn)在常用的糖尿病動(dòng)物模型有實(shí)驗(yàn)性糖尿病動(dòng)物模型和自發(fā)性糖尿病動(dòng)物模型。自發(fā)性模型應(yīng)用價(jià)值較高,但因價(jià)格昂貴,飼養(yǎng)、繁殖條件要求嚴(yán)格,而不能得到廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)性模型則應(yīng)用比較廣泛。常用的誘導(dǎo)方法有:①注射化學(xué)藥物(如STZ,四氧嘧啶等)引起胰島β細(xì)胞損傷;②手術(shù)切除胰腺的部分或全部;③注射高糖因子如生長激素;④注射生物制劑引起β細(xì)胞損傷。其中化學(xué)藥物誘導(dǎo)方法因?yàn)椴僮骱唵?、可行性?而得到眾多研究人員的推崇。四氧嘧啶價(jià)格便宜,但用此藥物制備動(dòng)物模型副作用較大,動(dòng)物死亡率較高,而且造模長期穩(wěn)定性較差,1~2W后成模大鼠常由于殘存胰島細(xì)胞代償作用恢復(fù)為正常狀態(tài)。STZ為一種廣譜抗生素,具有抗菌,抗腫瘤的性能和致糖尿病的副作用,它對機(jī)體組織毒性相對較小,動(dòng)物存活率高,造模長期穩(wěn)定性好,STZ造模2個(gè)月后仍然保持穩(wěn)定的成模狀態(tài),對于研究糖尿病長期高血糖狀態(tài)下機(jī)體各器官,組織及細(xì)胞的病理生理改變具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,通過改變實(shí)驗(yàn)條件,摸索出STZ致大鼠糖尿病模型的最佳條件。1材料和方法1.1血糖儀和stz雄性Wistar大鼠160~270g,由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)醫(yī)院動(dòng)物中心提供。血糖儀(惠好,美國);STZ購于Sigma公司;胰島素為上海生物化學(xué)第一制藥廠生產(chǎn)。1.2實(shí)驗(yàn)組1.2.1d組大鼠體重、給予stz的飼養(yǎng)A組體重為160~190g;B組體重為191~220g;C組體重為221~240g;D組體重為241~270g。采取了一次給藥法,給予STZ50mg/kg,篩選出成模率高的體重范圍。所有大鼠實(shí)驗(yàn)前后均在相同環(huán)境下飼養(yǎng);實(shí)驗(yàn)前測每只大鼠的血糖值范圍在3.0~5.0mmol/L之間,為正常血糖值,可以進(jìn)行造模實(shí)驗(yàn)。1.2.2藥法和實(shí)驗(yàn)方法一次給藥法為A組40mg/kg;B組50mg/kg;C組60mg/kg;兩次給藥法為第1次均給予10mg/kg,第2次分別給予A組40mg/kg;B組50mg/kg;C組60mg/kg。所有大鼠實(shí)驗(yàn)前后均在相同環(huán)境下飼養(yǎng);實(shí)驗(yàn)前測每只大鼠的血糖值范圍在3.0~5.0mmol/L之間,為正常血糖值,可以進(jìn)行造模實(shí)驗(yàn)。1.2.3兩步給藥法A組日照時(shí)間為8h(將動(dòng)物置于陽面房間靠窗飼養(yǎng));B組日照時(shí)間為4h(將動(dòng)物置于陰面房飼養(yǎng)),給藥方式采取兩步給藥法,劑量為第1天10mg/kg,第3天50mg/kg。所有大鼠實(shí)驗(yàn)前均在相同環(huán)境下飼養(yǎng);實(shí)驗(yàn)前測每只大鼠的血糖值范圍在3.0~5.0mmol/L之間,為正常血糖值,可以進(jìn)行造模實(shí)驗(yàn)。1.3stz分次注射,多次灌胃給藥方法分為兩種:一次給藥法和兩次給藥法。一次給藥法的操作程序?yàn)?大鼠禁食不禁水12h后腹腔注射STZ,15min后腹腔注射胰島素0.5ml,并分別于給STZ后2h、4h和6.5h灌胃給25%的葡萄糖。兩次給藥法按上述方法重復(fù)兩次進(jìn)行。采用血糖儀測末次給藥后72h大鼠尾靜脈血糖值,以血糖≥16.7mmol/L作為糖尿病大鼠成模標(biāo)準(zhǔn)。1.4統(tǒng)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)采用直接計(jì)算概率法進(jìn)行差異顯著性比較。觀察指標(biāo)以%表示。2結(jié)果2.1成模率及死亡率大鼠體重可直接影響成模率。在采用一次給藥法,給藥劑量為50mg/kg的條件下,體重小于190g或體重大于220g,成模率均呈下降趨勢,體重為160~190g的大鼠對STZ較為敏感,死亡率最高(表1)。2.2兩次給藥劑量對成模率和死亡率的影響兩次給藥法較一次給藥法成模穩(wěn)定,成模率高,死亡率低,在嚴(yán)格控制體重的情況下(190~220g),兩次給藥法第2次給藥劑量對成模率有影響。第2次給藥劑量低,則成模率降低,死亡率也降低;第2次給藥劑量高,則成模率降低,死亡率增高(表2)。2.3日記時(shí)間對stz大鼠糖尿病模型的影響日照時(shí)間長短直接影響成模率,日照時(shí)間短成模率明顯降低,而死亡率明顯增高(表3)。3stz模型糖尿病模型的制作以往研究表明,鏈脲佐菌素致動(dòng)物血糖升高,主要是選擇性損傷胰島β細(xì)胞,導(dǎo)致體內(nèi)胰島素分泌絕對不足。引起血糖水平改變分為3個(gè)時(shí)相,早期高血糖,持續(xù)約1~2h,繼而因胰島β細(xì)胞破壞,大量胰島素釋放引起低血糖,持續(xù)約6~10h,24h后開始持久穩(wěn)定的高血糖狀態(tài)。為了避免STZ成模前引起的動(dòng)物在高血糖和低血糖期的死亡,我們分別在其高血糖期腹腔注射胰島素,低血糖期灌胃給25%的葡萄糖,很好地控制了成模前(72h前)的死亡率。在成功地控制了成模前死亡率的條件下,我們發(fā)現(xiàn)體重對成模率有影響。體重小于190g的大鼠隨著體重的下降,成模率下降;體重大于220g的大鼠隨著體重的增加,成模率明顯下降。如果把死亡率也考慮在內(nèi),其最佳成模體重為190~220g,最高體重最好不要超過240g。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,STZ一次腹腔注射致糖尿病的劑量為40~65mg/kg。在我們的實(shí)驗(yàn)中,腹腔注射給藥劑量為60mg/kg時(shí)死亡率高達(dá)56.25%,將劑量降至40mg/kg時(shí),死亡率降低,為6.25%,但其成模率僅為18.75%。有文獻(xiàn)報(bào)道,兩次給藥法較一次給藥法成模率高,我們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)。但要求控制動(dòng)物體重在190~220g之間,否則成模率明顯下降。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)日照時(shí)間長短對成模率起到不可忽視的作用,日照時(shí)間短,明顯降低成模率,增加死亡率。綜上所述