王雪冰 安新茹
糖尿病是由遺傳因素、免疫功能紊亂等各種致病因子作用于機(jī)體導(dǎo)致胰島功能減退、胰島素抵抗等而引發(fā)一系列代謝紊亂綜合征[1]。中國目前有超過9200萬的糖尿病患,已經(jīng)取代印度,成為全球糖尿病第一大國[2]。中醫(yī)藥辨證施治,通過多途徑多靶點治療糖尿病,具有降低血糖、減輕糖尿病對機(jī)體損害及控制、延緩糖尿病并發(fā)癥作用,療效顯著[3]。使用動物模型探討中藥治療糖尿病的機(jī)理對于臨床治療糖尿病及治療藥物的研制具有重要意義。本文對目前中藥治療糖尿病實驗研究所采用的動物模型、中藥治療糖尿病實驗研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,為進(jìn)一步研究中醫(yī)藥治療糖尿病提供借鑒。
多年來,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量實驗研究工作,成功建立了多種糖尿病動物模型,常用的糖尿病模型有下列幾種:
通過特殊的飲食喂養(yǎng),給動物催肥,使其發(fā)生肥胖,繼之發(fā)生高糖、高胰島素血癥和胰島素抵抗。常用的飲食有高脂飼料或高糖飼料。魯瑾等[4]采用高脂飲食飼養(yǎng)大鼠7周后,動物出現(xiàn)了高胰島素血癥,并且葡萄糖—胰島素耐量實驗顯示產(chǎn)生明顯的糖尿病,認(rèn)為這是一個可靠的由高脂飲食造成的糖尿病模型。葛學(xué)美等[5]用高脂飲食成功地誘發(fā)C57BLP6J小鼠產(chǎn)生2型糖尿病,使小鼠血清胰島素水平不斷提高,血糖升高,小鼠體重超常,伴血脂明顯差異。此類模型與人類發(fā)病情況較接近,但實驗成本較高,穩(wěn)定性較差,且造模時間長,一般需要喂養(yǎng)成年動物4-5個月。
利用化學(xué)藥物誘導(dǎo)是較常采用的方法,藥物多選用四氧嘧啶和鏈脲佐菌素。四氧嘧啶主要通過產(chǎn)生氧自由基破壞β細(xì)胞結(jié)構(gòu),影響細(xì)胞膜的通透性和細(xì)胞內(nèi)ATP的產(chǎn)生,導(dǎo)致細(xì)胞的損傷及壞死,從而阻礙胰島素的分泌,使血清胰島素水平降低,動物模型多呈現(xiàn)典型的1型糖尿病。因注射四氧嘧啶同時會造成肝、腎組織中毒性損害,故目前已經(jīng)很少應(yīng)用[6]。鏈脲佐菌素對一定種屬動物胰島β細(xì)胞有選擇性破壞作用,進(jìn)而使其產(chǎn)生糖尿病。因其對組織毒性小,動物存活率高,成為目前使用最廣泛的糖尿病動物模型化學(xué)誘導(dǎo)劑[7]。
通常胰島素抵抗是啟動2型糖尿病發(fā)生的初始原因。胰島素抵抗發(fā)生后,一旦β細(xì)胞功能開始衰竭,糖耐量將迅速惡化,并發(fā)展為糖尿病。高糖、高脂飲食及肥胖在胰島素抵抗的誘發(fā)及最終糖尿病的發(fā)病中可能起重要作用。目前很多研究通過高糖、高脂飲食誘發(fā)出高胰島素血癥和胰島素抵抗,再通過注射低劑量的鏈脲佐菌素,造成部分胰島細(xì)胞破壞,導(dǎo)致胰腺代償性分泌胰島素障礙,最后可誘發(fā)高血糖癥,建立2型糖尿病大鼠模型。
郭嘯華等[8]給雌性Wistar大鼠喂以高糖高脂飼料一個月,大鼠出現(xiàn)高胰島素血癥和高脂血癥,成功地誘發(fā)出胰島素抵抗。然后以鏈脲佐菌素腹腔注射,誘發(fā)胰島素代償性分泌障礙,使之產(chǎn)生高血糖癥。通過對其胰島素敏感性檢測和腎臟病理學(xué)觀察,表明成功復(fù)制出了2型糖尿病模型。
孫桂菊等[9]用高能量飼料,喂養(yǎng)大鼠4周后,腹腔注射鏈脲佐菌素并繼續(xù)給予高能量飼料4周,測定大鼠空腹血糖,計算胰島素敏感指數(shù)及葡萄糖耐量實驗曲線下面積,表明動物對胰島素敏感性降低,葡萄糖耐量實驗曲線下面積升高,表現(xiàn)出明顯的2型糖尿病模型特征。
通過高脂飲食誘導(dǎo)胰島素抵抗,再注射小劑量的鏈脲佐菌素破壞部分胰腺β細(xì)胞建立2型糖尿病動物模型,該模型具有與人類2型糖尿病患者類似的生化代謝及臨床特征,涉及高血糖和高胰島素,高血脂,胰島素抵抗等多個致病因素,成模率高,是目前研究人類2型糖尿病及其并發(fā)癥比較理想的動物模型。
遺傳型模型是在自然發(fā)生胰島素抵抗的個體中實施遺傳學(xué)控制(選擇性繁殖、近交系、突變系等)獲得的。遺傳型大鼠模型包括Wistar-Kyoto肥胖大鼠、OLETF大鼠等。遺傳型小鼠模型有C57BL/6J肥胖小鼠、C57BL/ks糖尿病小鼠等。該模型具有胰島素敏感性的遺傳缺陷,能自發(fā)形成穩(wěn)定的胰島素抵抗?fàn)顟B(tài),胰島素抵抗能夠作為系統(tǒng)特征表現(xiàn)出來,這類模型適用于糖尿病發(fā)生機(jī)理的研究。其缺點是飼養(yǎng)、繁殖條件要求高,價格昂貴,因此限制了此種模型的普及[10]。
2型糖尿病是多基因遺傳,有許多機(jī)制參與發(fā)病。運(yùn)用轉(zhuǎn)基因動物研究胰島素分泌調(diào)節(jié)、肝葡萄糖產(chǎn)生、胰島素分子結(jié)構(gòu)、胰島素受體敏感性及受體后水平缺陷等在2型糖尿病發(fā)生中的作用已有文獻(xiàn)報道[11]。應(yīng)用此方法可更好地評估特異基因產(chǎn)物的生理功能,能形成選擇性生理缺陷并研究其對復(fù)雜綜合征的潛在作用。轉(zhuǎn)基因動物模型的建立要求分子生物學(xué)的前沿技術(shù)和昂貴精密的儀器,目前國內(nèi)尚不能得到普遍推廣。
通過手術(shù)切除實驗動物的胰腺鉤突及體尾部,然后局部或全身應(yīng)用胰腺β細(xì)胞毒性藥物,以破壞殘留胰腺的β細(xì)胞,使其喪失功能,造成實驗動物體內(nèi)胰島素缺乏,從而誘發(fā)實驗動物出現(xiàn)糖尿病的臨床癥象。手術(shù)方法造模風(fēng)險性較大,動物死亡率較高[12]。
黃芪對糖尿病及其并發(fā)癥有一定的療效,具有降低血糖、改善血流動力學(xué)、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞和抑制微血管病變的功能[13]。熊凡等[14]研究黃芪對糖尿病大鼠血糖及脂質(zhì)過氧化作用的影響,表明黃芪治療可降低血糖水平和丙二醛水平,提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性。張全[15]觀察黃芪對糖尿病模型大鼠在改善胰島素抵抗后的胰島β細(xì)胞組織形態(tài)學(xué)上的改變,并測定大鼠治療前后空腹血糖與空腹胰島素。結(jié)果表明,黃芪具有胰島素增敏作用,保護(hù)胰島β細(xì)胞作用。
劉竹青等[16]采用高能量飼料加鏈脲佐菌素注射制備糖尿病大鼠模型,觀察葛根煎劑對糖尿病大鼠降血糖的作用機(jī)理。發(fā)現(xiàn)葛根煎劑能顯著降低糖尿病大鼠空腹血糖、游離脂肪酸的含量,提高胰島素敏感指數(shù),改善胰島素抵抗。曾明等[17]發(fā)現(xiàn)葛根提取物可明顯降低糖尿病大鼠的血糖、改善血液流變性。
石斛具有降血糖,保護(hù)、修復(fù)胰組織的作用[18]。多糖類成分及生物堿是其特征成分。羅傲霜等[19]研究表明石斛多糖能顯著降低四氧嘧啶高血糖小鼠空腹血糖,增強(qiáng)四氧嘧啶高血糖大鼠的糖耐量。黃琦等[20]觀察到金釵石斛總生物堿可降低四氧嘧啶所致糖尿病大鼠血糖水平,并發(fā)現(xiàn)其作用機(jī)制與對胰島的保護(hù)作用有關(guān)。
孫鴻朗等[21]觀察中藥姜黃對實驗性糖尿病大鼠血管病變的影響,結(jié)果表明姜黃能顯著改善實驗性糖尿病大鼠血栓素、前列腺素的穩(wěn)定代謝產(chǎn)物水平,提示姜黃能有效地防治糖尿病血管病變。邢燕玲等[22]研究發(fā)現(xiàn)姜黃可降低糖尿病模型大鼠血脂、血糖,增加血清超氧化物歧化酶表達(dá),降低丙二醛水平,說明姜黃可降低糖尿病炎癥,保護(hù)或延緩糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。
復(fù)方中藥生芪降糖顆粒以黃芪、葛根、生地、紅花、黃連、虎杖組成,以益氣養(yǎng)陰、清熱化瘀為治療原則。王顏剛等[23]研究表明,該復(fù)方中藥生芪降糖顆粒能明顯改善糖尿病模型大鼠血生化指標(biāo),且作用效果與羅格列酮相當(dāng),并呈劑量依賴性。
石斛合劑以石斛、黃芪、枸杞、五味子等組成,以養(yǎng)陰益氣、潤燥清熱為治療原則。施紅等[24]研究石斛合劑降糖作用。結(jié)果表明,該合劑具顯著降低血糖作用能使該造模動物的血糖降至正常水平;還具有改善血黏度、血脂等作用。
梅山降糖神茶以山藥、黃芪輔以綠茶組方;以滋陰生津,清熱益氣為治療原則。何明等[25]采用四氧嘧啶法制備糖尿病大鼠模型。研究梅山降糖神茶降糖作用。給藥2周后,空腹血糖顯著降低;4周后糖耐量能力明顯增強(qiáng);病理切片結(jié)果提示:胰島形態(tài)、結(jié)構(gòu)明顯修復(fù)。
糖尿病是多方面的因素共同作用的結(jié)果,以多環(huán)節(jié)、多靶點、多因素相互作用為其特點。中醫(yī)藥從病證辨治的角度出發(fā),根據(jù)其病證特點,從整體水平上綜合調(diào)理,辨證論治,可使糖尿病減輕、甚至逆轉(zhuǎn),在改善胰島素抵抗方面具有很大優(yōu)勢。中醫(yī)藥對2型糖尿病胰島素抵抗的藥物治療從單味藥到復(fù)方多由具有益氣健脾、滋陰清熱、化痰除濕和活血化瘀功效的方藥組成,這與疾病的不同時期不同病機(jī)相對應(yīng)。
通過對中醫(yī)藥治療糖尿病胰島素抵抗研究的探討,證明了中醫(yī)藥可通過不同途徑和環(huán)節(jié)改善胰島素的敏感性,改善臨床癥狀,延緩病癥發(fā)展,提示中醫(yī)藥防治糖尿病可能有著廣闊的前景。但也存在一些問題,例如:供中醫(yī)藥研究的糖尿病動物模型尚不統(tǒng)一,以證候?qū)W研究為基礎(chǔ)的認(rèn)識很少,對糖尿病的基本病機(jī)認(rèn)識還有所欠缺。
在今后的研究中應(yīng)建立糖尿病病證結(jié)合模型,并將動物模型與中醫(yī)辨證分型之間建立正確對應(yīng)關(guān)系,從動態(tài)角度觀察中醫(yī)藥防治效應(yīng),運(yùn)用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),從細(xì)胞、分子水平研究中醫(yī)藥防治糖尿病的機(jī)制。
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