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中图分类号：R587 文献标识码： A 文章编号： 1814-8824(2007)-2-0008-03 摘要:目的 了解高脂肪膳食诱导的胰岛素抵抗（insulin resistance,IR）大鼠心肌超微结构改变。方法 20只雄性Wistar大鼠随机分为A组（正常对照组）与B组（IR组）。分别测定两组的FBG、FIns、血脂等生化指标，并观察心肌的超微结构。结果 B组大鼠胰岛素敏感指数（ISI）2负值、胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）3、TC、TG、FFA、FIns均显著高于A组(p0.05)。电镜下B组大鼠心肌细胞肌丝轻度溶解。结论 IR大鼠有明显的血脂代谢异常及心肌细胞的轻度损害，提示糖尿病心肌病（diabetic cardiomypathy，DC）可早在T2DM前期发生，且脂代谢异常与DC的发生密切相关，从而揭示合理膳食及降脂治疗的重要性。
关键词 血脂 血糖 胰岛素抵抗 糖尿病心肌病
2型糖尿病（Type 2 diabetes,T2DM）对患者健康最大的威胁来自其并发症。随着临床对于感染性、代谢性以及肾性并发症的有效治疗，心血管并发症愈来愈威胁着糖尿病(Diabetes mellitus,DM)患者的生存，已成为DM患者死亡的主要原因。其中，DC是1974年Hambey等人首先提出的一种非冠状动脉硬化的特异性心肌病变。临床和实验研究显示，DM早期即可出现心功能的改变，还有文献报道，肥胖症本身能够导致心肌功能缺损［1］，但对于DM心肌细胞易损的机制及T2DM前期（IR阶段）是否存在心肌损害目前尚不清楚。因此，本试验通过给予高脂肪膳食诱导IR大鼠动物模型的建立，并进行糖、脂代谢等生化指标的检测及对心肌超微结构的观察以探讨DC发生的病程即其部分发病机制。
1 材料与方法
1.1 材料 链脲佐菌素(streptozocin ，STZ) 为美国Sigma公司产品；血糖仪为美国Gohnson公司产品；血清胰岛素试剂盒、糖化血红蛋白和血脂（酶法）、FFA试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供；显微镜为Olympus公司产品；PHILIPS公司提供TECNAI-10型透射电镜。
1.2 动物模型建立及分组 清洁级雄性4月龄Wistar大鼠20只，体重180~200g，由第三军医大学实验动物中心提供，饲养于重庆医科大学实验动物中心清洁级环境。适应性喂养5天后，随机分为2组，A组：普通饲料(其热量组成为：脂肪19.54 %，蛋白质20.46 %，碳水化合物60 %)喂养，作为正常对照组；B组：高脂饲料(其热量组成为：脂肪41.72 %，蛋白质11.29 %，碳水化合物46.99 %)，作为IR组。评价胰岛素敏感性采用稳态模式评估法的公式（HOMA-IR）［2］及ISI［3］的公式计算。
1.3 实验方法 实验至第12周，大鼠处死前禁食12小时后用10%乌拉坦10ml•kg-1行腹腔内注射麻醉, 称重，采集静脉血检测两组动物FBG、FIns、HbA1c、TG、TC等血生化指标。取左心室心肌组织用4%的戊二醛固定，石蜡包埋切片，心肌组织标本切片厚度5μm，用HE染色光镜下做形态学观察；部分标本送于第三军医大电镜室做超微结构观察。
1.4 统计学处理 所有数据均以�x�±s描述，并经正态检验及方差齐性检验，非正态分布计量资料经自然对数转换后再进行分析，组间比较采用t检验。所有统计过程均用Spss11.5完成。
2 结果
2.1 两组大鼠的各项指标比较 从表1可见，B组大鼠经高脂肪膳食喂养后，其体重、FIns、ISI负值、HOMA-IR明显增加(p0.05)。
1.2 大鼠心肌HE染色及电镜观察结果 光镜下见B组大鼠心肌细胞轻度肿胀(图1)。电镜下A组大鼠心肌细胞中，粗肌丝排列整齐，明暗各带清晰可见，线粒体结构清晰。而B组大鼠可见心肌细胞肌丝轻度溶解(图2)。
3 讨论
IR是指INS促进葡萄糖摄取和利用方面受损，机体代偿性分泌过多INS而产生高INS血症。研究证明，IR是T2DM自然病程中的首发病理生理变化。而IR大鼠模型主要分为三类：遗传性肥胖模型、特殊药物模型和特殊膳食喂养模型。尤其是高脂肪饮食喂养法，目前已被视为IR动物模型的常规制备方法之一。本试验采用ISI、HOMA-IR作为评价IR的指标。大量的研究已证实ISI、HOMA-IR与正常血糖胰岛素钳夹技术测定的胰岛素介导的葡萄糖代谢率显著相关［3］。本试验发现B组大鼠经12周高脂饮食喂养后，体重、FIns、ISI负值、HOMA-IR显著高于对照组大鼠，而两组血糖比较无统计学差异，表明已成功诱发出IR大鼠动物模型，与以往研究表明的运用高热量膳食喂养法可复制出稳定、可靠的IR大鼠模型结果一致［3］。
DM为具有多种并发症的代谢性疾病，大量临床数据显示，DC是一种独立的DM并发症。最近的研究证实DC的病理改变主要是微血管病变和心肌细胞病变及间质改变［4］，而心肌细胞的主要改变是肌丝明显减少，电镜下可见大量肌原纤维丧失，严重者出现纤维灶性坏死。DC没有特异性的临床表现，其其功能方面的结局是收缩性及舒张性功能不良，预后差［5］。本试验结果显示高脂肪膳食诱导的IR大鼠心肌细胞已轻微受损，提示心肌损害可早在T2DM前期发生。已经证实IR是引起糖尿病患者心血管疾病的潜在危险因素，即使非糖尿病患者，与IR相关的高胰岛素血症也被证实是心血管疾病的危险因素。Ruige和Yip等对Ins水平与心血管后果的前瞻性研究进行荟萃分析，结论提示IR是心血管事件的独立预测因子。更有文献报道［5］使用Ins增敏剂（thiazolinediones和 metformin）能明显改善DC的心肌功能，从另一角度也揭示了IR与DC密切相关。虽然，DC的发病机制现在还不是很清楚，但许多研究证实了糖、脂代谢异常与DC的发生、发展有着密切的关系。本试验显示高脂肪膳食诱导的IR大鼠血脂明显增高。IR大鼠出现心肌损害的可能机制为：IR时的代偿性高胰岛素血症可促进血管内皮细胞产生内皮素(ET)；激活肾索―血管紧张素一醛固酮系统（RASS）；诱导具有生长刺激性的原癌基因c-fos、c-jun、c-myc等和TGFβ1基因表达，导致心肌细胞增生，心肌肥厚，影响心脏的功能；也可使内皮细胞纤溶酶原激活物抑制因子(PAI)-1mRNA表达增加，促进血凝、降低纤溶。IR时心脏糖利用下降，脂肪利用上升，心肌ATP水平减少，引起一系列病理变化，如钠钾泵活性减弱，肌浆网摄取钙离子能力下降，使细胞内钙超载，影响心肌的舒缩功能等。IR也可引起高同型半胱氨酸（Hcy）血症，已有文献报道高Hcy血症是糖尿病微血管病变的独立危险因素［6］。Abu-lebdeh等［7］研究认为TG是CHD独立的危险因素。高血脂时TG和FFA等脂滴在心肌细胞内聚集增多，影响钙离子的转运使细胞内钙超载，同时干扰线粒体呼吸链的功能，出现心肌纤维化和线粒体超微结构的改变，最终出现心功能障碍；LDL的氧化增加而又不能被LDL受体识别进行正常的降解，使剧毒的ox-LDL在体内淤积导致心肌细胞受损。
随着人民生活水平的提高及生活方式的改变，与肥胖相关的IR、T2DM及其并发症的患病率日益增高，成为严重威胁人类健康的世界公共卫生问题。本实验显示高脂肪饮食诱导的IR大鼠与人类肥胖的IR极为相似。因此，我们推测在无明显临床症状及心功能障碍的T2DM前期可能已有心肌细胞损害。此阶段正是DC早期防治的有利时机，切实有效地进行生活方式或药物干预可有效减少其向DM转化及抑制DC的发生发展，有利于保障人民健康及国民经济的发展。
参考文献:
［1］ 任骏，罗雪琚.糖尿病心肌病的基础与临床研究现状［J］.心血管病学进展,2001,22(5) :299-302.
［2］ Haffner SM,Gonzaler C,Miettinen H,et al.A prospective analysis of the HOMA model.Diabetes Care,1996,19:1138.
［3］ 李光伟,潘孝仁,Lillioja,等.检测人群胰岛素敏感性的一项新指标［J］.中华内科杂志,1993,32(10): 656-659.
［4］ Ayaz M,Can B.Protective efect of selenium treatment on diabetes-induced myocardial structural alterations［J］.Bio Trace Elem Res,2002,89(3):215-226.
［5］ Schannwell CM，Schneppenheim M,Perings S,et al.Left ventricular diastolic dysfunction as an earlymanifestation of diabetic cardiomyopathy［J］.Cardiology,2002,98(1-2):33-9.
［6］ 郭清华,陆菊明,秦海红,等.T2DM微血管病变患者血浆同型半胱氨酸的变化及其机制的探讨［J］.中国糖尿病杂志,2002.10(1):32-36.
［7］ Abu-lebden H S,Hodge D O,Nguyen T T,et al. Predictors of macrovascular disease in patients with type 2 diabetes mellitus ［J］.Mayo Clin Proc,2001,76:707-712.
