罗格列酮对正常及2型糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

论文摘要

近年来,糖尿病已经成为严重危害人类生活质量的重大疾病之一。研究证实,心绞痛,心肌梗死是糖尿病常见的心血管并发症,心肌梗死在糖尿病患者中的病死率较无糖尿病的患者高3倍～4倍。此外,心力衰竭和再梗死的发生率在合并糖尿病的心肌梗死患者中也明显增加。因此,糖尿病的治疗不仅要立足于降低血糖,更重要的是改善糖尿病造成的心肌代谢紊乱,降低心脑血管并发症。罗格列酮（Rosiglitazone, RSG）是噻唑烷二酮类降糖药,具有提高机体对内源性胰岛素的敏感性,减轻2型糖尿病患者的胰岛素抵抗,纠正多种代谢紊乱和降低血糖作用,近年来在临床上广为应用。由于2型糖尿病患者本身是心血管疾病的高危人群,心血管疾病又是2型糖尿病的常见并发症,因此寻求具有改善糖尿病心血管并发症的降血糖药物并对其心血管保护机制进行研究具有重要意义。本课题拟观察罗格列酮对正常及糖尿病大鼠急性心肌缺血再灌注损伤心肌梗死面积,心律失常发生率和心肌病理学改变的影响,并深入探讨罗格列酮对2型糖尿病大鼠心肌缺血保护作用的机制。本研究首先以结扎正常大鼠左冠状动脉前降支复制急性心肌缺血模型,观察缺血再灌注损伤后心肌梗死面积,心律失常发生次数和类型以及血压的变化,判断罗格列酮对正常大鼠心肌缺血的保护作用,结果发现罗格列酮组心肌梗死面积减小,心肌梗死面积与左心室面积百分率以及与危险区面积比值减少,心律失常评分降低,并且可以改善心肌病理组织学和心肌细胞超微结构损伤。说明罗格列酮对急性心肌损伤有良好的保护作用。实验第二部分,我们继续观察了罗格列酮对糖尿病大鼠缺血再灌注损伤的保护作用。以高脂饮食联合小剂量多次腹腔注射链脲霉素（streptozotocin,STZ）建立大鼠2型糖尿病模型,结扎大鼠左冠状动脉前降支复制急性心肌缺血模型,同样,观察缺血再灌注损伤后心肌梗死面积,心律失常的发生及血压的变化。结果显示,罗格列酮给药组糖尿病大鼠心肌各项指标亦有明显改善。提示罗格列酮对糖尿病心肌病亦有显著的疗效。糖尿病心肌病的发病机制目前仍然不是十分清楚,目前研究显示,能量代谢障碍是糖尿病心肌病发生的重要因素。心脏是机体对能量需求最高的器官之一。在糖尿病心肌细胞存在严重的糖脂代谢紊乱,由于胰岛素缺乏和（或）胰岛素抵抗使心肌细胞利用葡萄糖氧化来提供的能量减少,从利用葡萄糖和脂肪酸供能转变为几乎全部通过脂肪酸β-氧化提供能量。可以说,糖代谢异常是糖尿病心肌病发生的始动因素,脂质代谢障碍是糖尿病心肌病的促进因素。过氧化物酶体增殖物激活型受体（peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR）,是由Issemann等于1990年发现的能被过氧化酶体增殖物激活的一类核转录因子。现证实其存在三种异构体,PPARα、PPAR-β/δ、PPARγ。其被配体激活后,通过结合目标基因启动子内反应元件,在转录水平调节相关基因表达。PPARγ对于调节全身组织代谢有极其重要的意义,尤其是脂肪酸及葡萄糖代谢。PPARγ参与脂质代谢、促进脂肪细胞分化的基因转录,增加脂肪酸转运蛋白和脂肪酸转运酶表达,刺激细胞对脂肪酸的摄入及向脂酞转化。由于罗格列酮是PPARγ的特异性激动剂,因此,我们猜测罗格列酮对糖尿病心肌病的治疗作用可能是通过上调心肌组织中PPARγ的表达,PPARγ与配体结合后,通过调整下游基因表达,进而增强胰岛素的反应性及组织摄取糖,进而明显改善心肌能量代谢的作用。因此,我们检测了与心肌能量代谢相关的蛋白PPARγ,PPARγ辅助因子（PPARγcoactivator 1α, PGC-1α）,解耦联蛋白2（UCP2）,解耦联蛋白3（UCP3）表达的改变。结果显示,2型糖尿病大鼠心肌组织中PPARγ、PGC1、UCP2、UCP3蛋白表达增高。而与2型糖尿病大鼠相比,糖尿病伴缺血再灌注损伤组大鼠PPARγ、PGC1蛋白表达下调,UCP2蛋白急剧增高, UCP3蛋白表达亦明显上调;与缺血再灌注损伤组相比,罗格列酮组PPARγ、PGC1表达增高、UCP2及UCP3蛋白表达下调。实验结果表明,糖尿病心肌缺血大鼠PPARγ及PGC-1α表达下调,脂肪酸氧化障碍,心肌能量供给不足;同时PPARγ降低可上调心脏线粒体解耦联蛋白UCP2,UCP3过度表达,使物质氧化与磷酸化解耦联,从而阻止ATP合成,使能量以热能形式散失,表现为心肌能量耗竭。而罗格列酮组PPARγ及PGC-1α蛋白表达上调,UCP2及UCP3蛋白下调,提示罗格列酮可能是通过该途径改善心肌能量代谢,从而发挥其心肌保护作用。

论文目录

• 提要
• 英文缩写词表
• 前言
• 第一篇 文献综述
• 第一章 糖尿病心肌病的发病机制
• 1 糖、脂代谢异常
• 2 心肌结构改变
• 3 钙调节异常
• 4 神经内分泌功能异常
• 5 基因变异的作用
• 第二章 糖尿病心肌病与能量代谢
• 1 糖尿病时心肌糖及脂肪代谢发生改变，主要包括以下的方面
• 2 心肌细胞线粒体功能障碍
• 3 心肌病与心肌能量代谢相关因子
• 第三章 罗格列酮与心血管疾病
• 1 改善胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）和 IR 综合征
• 2 降压作用
• 3 抗炎作用
• 4 改善内皮细胞功能
• 5 其他
• 第二篇 实验研究
• 第一章 罗格列酮对正常大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用
• 第一节 材料与方法
• 第二节 实验结果
• 第三节 讨论
• 第二章 罗格列酮对2 型糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用
• 第一部分 2 型糖尿病大鼠模型的建立及其特征的研究
• 第一节 材料与方法
• 第二节 实验结果
• 第三节 讨论
• 第二部分 罗格列酮对2 型糖尿病大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用
• 第一节 材料与方法
• 第二节 实验结果
• 第三节 讨论
• 第三部分 罗格列酮对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用分子机制的探讨
• 第一节 材料与方法
• 第二节 实验结果
• 第三节 讨论
• 第三篇 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 中文摘要
• Abstract