微量元素铜锌比值对糖尿病大鼠微血管病变的影响.pdf

微量元素铜／锌比值对糖尿病大鼠微血管病变的影响专业名称：药理硕士研究生：张涛指导教师：刘义副教授指导小组：王化洲教授王洪新教授金英教授齐志敏高级实验师论文提交时间：2 0 0 4 年4 月学位授予时间：2 0 0 4 年6 月论文答辩时间：2 0 0 4 年5 月学位授予单位：锦州医学院微量元素铜／锌比值对糖尿病大鼠微血管病变的影晌摘要目的探讨铜／锌( C u ／Z n ) 比值与糖尿病大鼠微血管病变的关系，观察适量补Z n 使C u ／Z n 比值下降对糖尿病大鼠衄糖( B s ) 及微血管病变的影响方法将雄性S D 大鼠4 0 只随机分为四组，即正常对照组、模犁对照组、实验I 组和实验I I 组按6 0 m g ／k g 体重尾静脉注射链脲佐菌素( S T Z )以制造糖尿病大鼠模型实验I 组、实验I I 组分别以葡萄糖酸锌每日Z n 2 + 6 m g ／k g 体重( 浓度为o ．1 2 m g ／m l ／k g ) ．j } N 每日Z n 2 + 3 r n g ／k g 体重( 浓度为O 0 6 m g ／m l ／k g ) 用水溶解后单笼喂养；模型对照组、正常对照组钦用自来水。

实验周期3 个月，采尾血测B S ，然后麻醉打开腹腔从膀胱取尿测尿微量白蛋白( M a ) 含量，再从颈总动脉取血分别测定出血清c u 、z n含量及C u ／Z n 比值和血肌酐( S C R ) 、尿素氮( B U N ) 数值双眼灌流后制作视网膜血管铺片，铺片行P A S 染色，光镜下观察大鼠视风膜毛细血管结构结果①实验I 组的B S 、M A 、S C R 及B U N 水平显著低于模型列照组( P 0 ．0 5 ) ，因此应用浓度为O ．1 2 m g ／m l ／k g 的z n 剂对大鼠B S 、S C R 、B U N 及M A 均有一定影响详见表1 表1葡萄糖酸锌对大鼠血清B S 、S C R 、B U N 、M A 的影响( x ±s ·n = 1 0 )注：与模型对照组比较s P 0 ．0 5 ) ；模型对照组与正常对照组相比血清Z n 水平明显降低，C u ／Z n 比值明显升高( P O ．0 5 ) ；而实验I 组血清Z n 水平和C u ／Z n 比值接近或超过正常对照组，与模型对照组相比有显著性差异( P ( O ；0 1 ) 详见表2 表2 葡萄糖酸锌对大鼠血清z n 、c u 含量和C u ／Z n 比值的影响( ；±s ·g g ／d l ·n = l O )组别Z nC uC u l Z n正常对照组模型对照组实验I 组9 1 ．6 7 ±5 ．9 66 2 ．9 1 ±7 ．2 6 6 69 5 - 2 54 - 64 00 ．9 5 ±0 ．1 09 2 ．9 4 ±4 ．4 81 ．6 4 ±0 ．2 2 6 69 3 ．0 6 ±3 ．0 9 4 79 1 ．0 1 ±5 ．8 5O ．8 8 ±0 ．1 1 + 4实验I I 组6 1 ．3 0 - - 1 - _ 6 ．3 99 5 ．3 4 ±7 ．2 51 ．6 6 ±O ．2 0注：与模型对照组比较“P < O ．0 i实验1 组z n 抖浓度0 ．1 2 m g ／m l ／k g与正常对照组比较“P < O0 1实验I I 组Z n 2 + 浓度O ．| 0 6 m g ／m l ／k g正常对照组模型对照组实验I 组实验Ⅱ组图5 葡萄糖酸锌对大鼠血清C u 的影响注：与模型对照组比较“P < O ．0 1实验I 组z n 2 + 浓度O ．1 2 m g ／m l ／k g圈C “与正常对照组比较“P < O ．0 1实验I I 组Z n 2 + 浓度O ．0 6 m g ／m l ／k g由由●隰叫罢j∞％％蚪眈帅踯明阻2 0木木1 i i } 寓一。

⋯●～～羹一～魔固z n图6 葡萄糖酸锌对大鼠血清Z n 的影响注：与模型对照组比较舟击P < 0 ．0 1实验IZ n 2 + 浓度o ．1 2 m g ／m m t g△△与正常对照组比较6 A p < 0 ．0 1实验I I 组Z n 2 + 浓度0 ．0 6 m g ／m l ，k gl I “⋯一I 正常对照组模型对照组实验I 组实验I I 组图7 葡萄糖酸锌对大鼠血清C u ／Z n 比值的影响注：与模型对照组比较一P < 0 ．0 1实验I 组Z n 2 + 浓度O ．1 2 m g ／m l ／k g圈C u ／Z n与正常对照组比较”P < O ．0 1实验I I 组Z n 2 + 浓度0 ．0 6 m g ／m M k g4 视网膜毛细血管铺片的光镜观测结果正常对照组的视网膜毛细血管互相连成毛细血管网，且粗细均一，毛细血管由内皮细胞和周细胞构成，周细胞核体积较小，染色深，内皮细胞核呈长梭形，染色稍浅( 照片1 ) 模型对照组的视网膜毛细血管管径粗细不均，毛细血管不规则，排列紊乱，迂曲，扩张，某些部位出现节段性囊样或梭样膨大，并见毛细血管管腔狭窄甚至闭塞( 照片2 ) 。

实验I 组( 浓度为0 ．1 2 m g ／m l ／k g ) 视网膜毛细血管形态改变接近正常对照组，表现为管径粗细较均匀，视网膜毛细血管较规则，未见明显毛细血管迂曲、扩张或膨大，亦未见毛细血管管腔闭塞( 照片3 ) 实验I I 组( 浓度为0 ．0 6 m g ／m l ／k g ) 视网膜毛细血管形态改变类似于模型对照组( 照片4 ) 照片1 大鼠视网膜毛细血管形态规则，粗细均匀( 光镜P h S ×4 0 0 )照片2 大鼠视网膜毛细血管迁曲，打结，紊乱，可见血管闭塞( 光镜P A S ×4 0 0 )照片3 大鼠视网膜毛细血管形态规则，未见明显迂曲、打结( 光镜P A S X 4 0 0 )照片4 大鼠视网膜毛细血管迁曲、扭结，可见血管接近团器( 光锐P ^ S ×4 0 0 )讨论1C u ／Z n 比值对糖尿病视网膜病变( D R ) 的影响D R 是D M 的主要并发症之一，几乎所有D M 病程达15 年以上的病人均出现一定程度的视网膜病变⋯1 D R 主要是视网膜血管尤其是毛细血管系统的损害，进而引起视网膜一系列的改变¨2 J 自1 8 9 6 年R a u l i n 发现微量元素Z n 与生物的生长发育有关以来，很多学者对z n进行了大量研究，证实Z n 具有重要的生理功能、营养作用及临床诊疗意义。

多项研究表明，Z n 在人体各种器宫中，含量最多的是眼、毛发和睾丸在眼组织中，它以金属酶的形式广泛存在Z n 还有保护视网膜上皮细胞正常形态的功能，z n 缺乏则出现视网膜色素上皮细胞组织结构和形态的改变；低Z n 还可使视网膜抗氧化系统，如S O D 的活性降低，造成视觉细胞的过氧化损害前言已述，D M 病人出现微血管病变后血清z n 降低，血清C u 升高，C u ／Z n 比值增高；c u 、z n 在吸收方面互相竞争位于十二指肠粘膜中的同一载体蛋白( 金属硫蛋白) ，C u 吸收增强，竞争性地抑制了肠道z n 的吸收，导致肠道z n 吸收障碍[ 1 33 ，同时尿z n 含量增高，可能与肾排泄增加或体内分布异常有关¨引体内Z n 丢失，血清Z n 下降，C u ／Z n 比值升高正常情况下机体Z n 的平衡代谢主要依赖于Z n 的平衡饮食当z n的摄入增多或减少时以及疾病状态下，就出现代谢失衡[ 1 5 - 183 实验表明，在缺Z n 或正常z n 状态下动物补Z n ，血清z n 均明显升高¨叭圳1 本实验显示：D M 模型组与0 ．0 6 m g ／m l ／k g 浓度组的z n 值明显下降，C u ／Z n 比值明显升高，且随着D M 病程的进展，D M 大鼠视网膜毛细血管出现形态学改变并且逐渐加重，视网膜毛细血管迂曲、打结或闭塞。

当补充适量的Z n 剂一定时间后，血清Z n 明显升高，C u ／Z n 比值明显降低，视网膜形态学改变均较同一时段的D M 组轻微0 ．1 2 m g ／r n l ／k g浓度组所测的Z n 及C u ／Z n 比值结果已证实，且视网膜毛细血管较规则，管径粗细均匀，未见明显毛细血管迂曲、扩张或膨大，未见毛细血管管腔闭塞因此可以认为适当补Z n 后使C u ／Z n 比值下降对D M 大鼠视网膜毛细血管存在一定的防治作用，表明补充Z n 剂后，红细胞渗透脆性降低，变形能力增强，多种Z n 酶类合成增加，对S O D 结构起稳定作用眩¨，有利于改善微血管病变有的报道指出，机体内Z n 、C u 保持动态平衡，一种元素升高或降低时另一种则降低或升高瞳2 2 “ Z n 的药理学剂量为1 0 0 - - 3 0 0 m g ／d 陀引，D M 病人推荐补充元素z n 剂量6 0 m g ／d 旧引，B r e w e r 曾证实每日至少7 5 r a g 元素Z n 才能使病人铜代谢达到负平衡n 纠适量补Z n 对血清铜含量无明显变化l2 “，实验显示以缺z n 饲料或加Z n 饲料( 2 4 0 m g ／k g )喂养大鼠，血清z 1 1 随饲料Z n 含量而变化，血清C u 没有变化H 引，大鼠以加z n 饲料( 5 0 0 m g ／k g ) 喂养时，血清C u 明显下降u 川。

本试验以饮水加z n 喂养大白鼠，结果显示内环境Z n 明显升高时，血清C u 并无明显变化，此现象可能与补Z n 剂量有一定关系补Z n 后血清C u 虽无变化，但血清Z n 明显升高，进而C u ／Z n 比值明显下降，0 ．1 2 m g ／m l ／k g 浓度组所测结果已证实，测量C u ／Z n 比值 比单独测Z n 或C u 更有实用价值，更能准确地反映体内Z n 的营养状况，也是评价D M 病人体内缺Z n 的灵敏指标幢删2C u ／Z n 比值对糖尿病肾病( D N ) 的影响D N 是D M 主要的微血管并发症之一，是患者重要的致残和致死原因影响D N 最主要的因素是D M 的代谢控制情况，其中血糖、血压和血脂控制至关重要眩引D N 的病因相当复杂，至今尚有很多问题没有完全明了，主要与遗传因素、代谢因素、激素作用、肾脏血流动力学因素及其他环境因素有关，而代谢控制在D N 发生中的重要意义是不容忽视的D N 的基本病理改变是肾小球毛细血管基底膜的增厚和毛细血管间质( 系膜区) 扩张引起的肾小球硬化高血糖症是引起微血管病变的重要原因有研究发现，血糖控制水平与毛细血管基底膜厚度、视网膜病变的发生率以及肾脏体积相关；而D M 鼠在血糖水平得到满意控制后，基底膜及系膜区病理改变可以逆转[ 2 8 ] o 故D N 的诊断至关重要，蛋白尿是主要的诊断依据，而M A 的检测成为早期诊断D N的一个有效且灵敏的指标。

统计指出，胰岛素依赖型D M 临床D N 的发病率约为4 0 ％，约半数1 型D M 病人因D N 导致尿毒症死亡，那么早期发现M A 并尽早使用有关药物治疗，可以预防或延缓D N 进展至终末期肾病D N 与D R 都是D M 常见的微血管并发症，发病机理类似，有人认为无D R 不可能存在D N 那么随着D M 并发症的出现，血清Z n 下降，血清C u 升高，C u ／Z n 比值升高越显著及C u ／Z n 比值与D R 关系前面已述而本试验显示：补z n 后，随着m 清z n 升高，C u ／Z n 比值降低，0 ．12 m g ／m l ／k g 浓度组的B S 、M A 、S C R 、B U N 水平与模型对照组相比，差异具有显著学意义，0 ．0 6 m g ／m l ／k g 浓度组的上述各值与模型对照组相比，无显著差异，说明合适剂量的z n 剂使B S 下降对D N 具有一定的防治作用( 后面C u ／Z n 比值对D M 大鼠B S 的影响中祥述) 文格波Ⅲ等检测6 1 例D M 患者血清胆固醇、甘油三酯。