高糖摄入对大鼠血压及糖代 谢的影响
作者：陈祥鸿 武 军 韩宝亭
单位：陈祥鸿：青岛医学院附属 医院心内科(青岛 266003) 武 军：青岛医学院诊断学教研室 韩宝亭：平度市人民医院心内科
关键词：高血糖症；血压；胰岛素；大鼠,近交系；蔗糖
青岛医学院990405 【摘 要】 ①目的 观察高糖摄入对正常Sprague -Dawley(SD)大鼠血压、糖及胰岛素代谢的影响。②方法将雄性SD大鼠16 只随机分为2组,实验组于饮水中添加蔗糖(120g/L)喂养42d,对照组给以正常饮水,每7d定 时测量体质量(BW)、收缩压(SBP)及心率(HR),实验最后1d取血测定空腹血糖(FBG)和血清胰 岛素(INS)等。③结果 自第8天起,实验组SBP及HR即高于对照组, 并持续至实验结束(t=2.18～5.60,P均<0.05,0.01);与对照组相比,实验组FBG水平升高 (t=2.75,P<0.05);两组空腹血清INS水平虽然无显著性差别(t=0.77,P>0.05), 但是经协方差分析纠正体质量因素后,实验组与对照组相比存在高胰岛素血症(F=7.33,P <0.05);直线相关分析提示,实验组INS水平与BW及SBP呈高度正相关,对照组中INS水平亦与BW 呈高度正相关(r=0.756～0.915,P均<0.05,0.01)。④结论 高糖摄入 可显著升高正常SD大鼠的血压及FBG，而胰岛素代谢紊乱可能在其中起重要作用。
, 百拇医药
中国图书馆分类法分类号 R544.1
THE EFFECTS OF HIGH SUCROSE INGES TION ON BLOOD PRESSURE
AND GLUCOSE METABOLISM IN RATS
Chen Xianghong, Wu Jun, Han Baoting
Department of Cardiology, The Affiliated Hospital of Qingdao Medical College,Qingdao 266003
【ABSTRACT】 Objective To investigate the effects of hig h sucrose ingestion on blood pressures and glucose/insulin metabolism in Spragu e-Dawley(SD) rats. Methods Sixteen male SD rats were randomly divided into two gr oups: control(C,n=8) and sucrose(S,n=8). The rats in the S group were g iven sucrose(120g/L) dissolved in tap water as drinking water for 42 days, wh ile the rats in the C group were given tap water. Measurements of systolic blood pressure(SBP), heart rate(HR) and body weight(BW) were conducted every seven d ays. The levels of fast blood glucose (FBG) and serum insulin (INS) were measure d by taking blood samples after 5-hour fasting on the last day of the experimen t. Results The S group exhibited hypertension and tachycardia compa red with the C group from the 8th day to the end of the experiment(t=2.18-5.6 0,P<0.05,0.01). The S group also exhibited hyperglycermia(t=2.75,P<0.05). The insulin levels showed positive correlation with SBP and BW in the S gr oup and with BW in the C group(r=0.756-0.915,P<0.05,0.01). Although the INS levels of fast serum in both groups had no obvious difference(t=0.77,P> 0.05), when the factors of BW were corrected by using analysis of cova riance, the S group exhibited hyperinsulinemia compared with the C group( F=7.33,P<0.05). Conclusion The development of perturbations in glucose/insulin me tabolism such as insulin resistance and/or hyperinsulinemia may play important r ole in sucrose-induced hypertension in SD rats.
, 百拇医药
【KEY WORDS】 hyperglycemia; blood pressure; insulin; rat, inbreed strains; sucrose
近20余年来,人们发现高糖摄入(包括蔗糖、果糖、葡萄糖)可以显著升高某些正常血压种 属大鼠的血压,并可使自发性高血压大鼠(SHR)的血压进一步升高,并对其中的某些机制进行 了探讨,但其确切机制仍有待研究〔1～8〕。本文拟观察高蔗糖摄入对正常Sprague-D awley(SD)大鼠的血压、血糖及胰岛素(INS)代谢的影响，并探讨其相互之间的关系。 现将结果报告如下。
1 材料和方法
1.1 动物选择
雄性SD大鼠16只,体质量140～180g,由卫生部药物生物制品检定所实验动物中心提供。实验 前7d称体质量,随机分为实验组和对照组,每组8只。
, 百拇医药
1.2 试剂及仪器
蔗糖(分析纯)由北京化工厂提供;血糖测定试剂盒由青岛市北试剂厂提供;INS放射免疫分析 测定盒由北京北方生物技术研究所提供。RBP-1型大鼠血压计由北京中日友好医学临床医院 研究所提供;UV-260分光光度仪由日本岛津公司提供;γ-计数器由瑞典LKB公司提供。
1.3 实验方法
实验组饮用水中加蔗糖(120g/L),对照组给以正常饮用水,2组均食用标准大鼠饲料 (由青岛医学院提供),大鼠均自由进水及进食42d;每7d定时(第1天9：00～11：00)测量体质 量(BW)、收缩压(SBP)及心率(HR)各1次。实验最后1d自5：00起禁食及禁水5h,摘眼球取 血,按试剂盒说明的方法常规测定空腹血糖(FBG)和血清INS.
1.4 统计学处理
, 百拇医药
数据以±s表示,采用两样本均数t检验、直线相关分析及协方差分析进行统 计分析。
2 结 果
2.1 SBP,HR及BW的改变
自第8天起,实验组SBP及HR即显著高于对照组(t=2.18～5.60,P<0.05,0.01);并且自 第8天起至实验结束,实验组BW增加值一直低于对照组,但差别无显著性(t=1.79～2.07 ,P均>0.05)。见表1～3.
2.2 FBG及INS水平的改变
实验组FBG显著高于对照组(t=2.75,P<0.05),两组INS水平差别虽无显著意义,但经 协 方差分析纠正体质量因素后,实验组与对照组相比存在高胰岛素血症(F=5.74,P<0. 05),见表4.实验组INS水平与SBP，BW呈正相关(r=0.766,0.756,P<0.05 ),对照组INS水平与BW呈高度正相关(r=0.915,P<0.01)。
, 百拇医药
表1 两组每7d的SBP测定值(p/kPa,±s) 组别
n
分组时
1～7d
8～14d
15～21d
22～28d
29～35d
36～42d
对照组
8
16.40±0.58
, 百拇医药
16.77±0.66
17.40±0.60
17.43±0.67
16.98±0.62
17.12±0.67
17.03±0.62
实验组
8
16.28±0.84
16.60±0.71
18.23±0.68*
, 百拇医药 18.30±0.86*
18.98±1 .15**
18.85±1.25**
19.43±1.33**
与对照组相比,*t=2.26,2.59,P<0.05;**t=3.60～5.60,P<0.01表2 两组每7d的HR测定值(f/min-1,±s) 组 别
n
分组时
1～7d
8～14d
, 百拇医药
15～21d
22～28d
29～35d
36～42d
对照组
8
420±23
435±19
430±30
433±33
396±41
380±35
398±36
, http://www.100md.com
实验组
8
429±25
442±32
471±38*
470±34*
453±40**
446±30**
446±40*
与对照组相比,*t=2.18～2.78,P<0.05;**t=3.05,4.00,P<0.01表3 两组每7d的BW测定值(m/g, ±s) 组别
, 百拇医药
n
分组时
1～7d
8～14d
15～21d
22～2 8d
29～35d
36～42d
对照组
8
202±14
244±20
285±23
, 百拇医药
310±27
343±33
376±40
406±43
实验组
8
202±12
246±19
266±19
288±22
313±26
342±30
365±36
, 百拇医药
表4 两组FBG和INS测定结果(±s) 组别
n
FBG(c/mmol*L-1)
INS (c/pmol*L-1)
对照组
8
8.70±1.29
548.03±242.37
实验组
8
10.43±1.23*
, 百拇医药
635.27±211.73△
与对照组相比,*t=2.75,P<0.05;△F=5.74,P<0.05
3 讨 论
许多学者在高糖摄入的实验中将蔗糖或果糖加入大鼠饮食中,取代淀粉或脂肪,其中糖所 占能量比为30%～70%左右〔1～4〕,少数将蔗糖或葡萄糖加入饮用水中,浓度为80g/L 〔5〕，100g/L〔6,7〕，120g/L〔8〕不等;但将糖加入大鼠饮食中有困 难,故本实验将蔗糖加入普通饮用水中,浓度为120g/L.本文结果表明,用此种方法摄入高糖 亦能显著升高正常SD大鼠的血压。
尽管高糖摄入升高大鼠血压的确切机制尚不十分明了,但大量实验证据表明,糖与胰岛素代谢 的紊乱即胰岛素抵抗和(或)高胰岛素血症的产生或恶化有关〔3,6,8〕 。本研究中高糖摄入虽未能使实验组大鼠的胰岛素水平明显升高,但由于两组中胰岛素水平 均与体质量存在正相关,而实验组体质量低于对照组(差别无显著性),经协方差分析纠正体质 量因素后,实验组与对照组相比仍存在高胰岛素血症;同时，其血糖水平明显高于对照组,这 提示实验组大鼠的胰岛素敏感性下降,产生胰岛素抵抗。
, http://www.100md.com
根据目前研究,胰岛素抵抗和(或)高胰岛素血症引起血压升高的原因主要有以下几点:①促 进肾小管钠的重吸收;②兴奋交感神经系统从而增加心脏排血量及收缩血管;③直接或间接通 过类胰岛素生长因子刺激动脉壁平滑肌细胞增生肥大,使小动脉管腔狭窄;④影响细胞膜内外 离子转运,使细胞内钠离子和钙离子浓度升高从而提高小动脉平滑肌对血管加压物质的反应; ⑤慢性高血糖可引起内皮依赖性血管扩张的损害，并可刺激血管平滑肌细胞增生及血管重 塑,从而增加血管张力〔9〕。
本文结果显示,高糖摄入不仅可以显著增加正常大鼠的血压,亦能显著增加正常大鼠的心率, 部分反映了交感神经兴奋性的增强。Hwang等〔3〕发现,高糖所致的大鼠血压升高伴 有胰岛素抵抗,在用交感神经阻滞剂可乐定后虽然血压下降,但未能改变胰岛素抵抗,这表明 胰岛素抵抗不是继发于血压升高,而很可能是血压升高的一个初始因素,即胰岛素抵抗促使交 感神经兴奋性增强,而交感神经兴奋性增强又使胰岛素抵抗进一步恶化,形成恶性循环,促使 血压升高。
, 百拇医药
本文结果表明,高糖摄入可以显著升高正常SD大鼠的血压,而糖及胰岛素代谢方面的紊乱如 胰岛素抵抗和(或)高胰岛素血症的产生可能是引起血压升高的一个重要机制,深入进行这方 面的研究,对于进一步揭示高血压的发病机制有一定意义。
参考文献
1 Preuss HG, Fournier RD. Effects of sucrose ingestion on blood pressur e. Life Sciences, 1982,30(3):879
2 Press HG, Zein M, Knapka J,et al. Blood pressure responses to sucr ose ingestion in four rat strains. Am J Hypertension, 1992,5(4):242
3 Hwang IS, Ho H, Hoffman BB, et al. Fructose- induced insulin resis tance and hypertension in rats. Hypertension, 1987,10(5):512
, 百拇医药
4 Fournier RD, Chiueh CL, Kipin IJ, et al. Refined carbohydrate incre ase blood pressure and catecholamine excretion in SHR and WKY. Am J Physiol, 1986, 250(4):E381
5 Bunag RD, Tomita T, Sasaki S. Chronic sucrose ingestion induces m ild hypertension and tachycardia in rats. Hypertension,1983,5(2):218
6 张卫国,刘力生,金 律,等.高糖摄入对易卒中型自发性高血压大鼠胰岛素抵抗 性的影响.中国循环杂志, 1993,8(5):302
7 Press MB, Press HG. The effects of sucrose and sodium on bloo d pressure in various substrains of wistar rats. Lab Invest,1980,43(2): 10 1
8 Uchida A, Nakata T, Hatta T, et al. Reduction of insulin resistance attenuates the development of hypertension in sucrose-fed SHR. Life Scien ces, 1997,61(4):455
9 全国高血压、冠心病与糖尿病专题研讨会纪要.中华心血管病杂志, 1993,21(5): 260
(1999-04-29收稿 1999-08-08修回)
, http://www.100md.com
单位：陈祥鸿：青岛医学院附属 医院心内科(青岛 266003) 武 军：青岛医学院诊断学教研室 韩宝亭：平度市人民医院心内科
关键词：高血糖症；血压；胰岛素；大鼠,近交系；蔗糖
青岛医学院990405 【摘 要】 ①目的 观察高糖摄入对正常Sprague -Dawley(SD)大鼠血压、糖及胰岛素代谢的影响。②方法将雄性SD大鼠16 只随机分为2组,实验组于饮水中添加蔗糖(120g/L)喂养42d,对照组给以正常饮水,每7d定 时测量体质量(BW)、收缩压(SBP)及心率(HR),实验最后1d取血测定空腹血糖(FBG)和血清胰 岛素(INS)等。③结果 自第8天起,实验组SBP及HR即高于对照组, 并持续至实验结束(t=2.18～5.60,P均<0.05,0.01);与对照组相比,实验组FBG水平升高 (t=2.75,P<0.05);两组空腹血清INS水平虽然无显著性差别(t=0.77,P>0.05), 但是经协方差分析纠正体质量因素后,实验组与对照组相比存在高胰岛素血症(F=7.33,P <0.05);直线相关分析提示,实验组INS水平与BW及SBP呈高度正相关,对照组中INS水平亦与BW 呈高度正相关(r=0.756～0.915,P均<0.05,0.01)。④结论 高糖摄入 可显著升高正常SD大鼠的血压及FBG，而胰岛素代谢紊乱可能在其中起重要作用。
, 百拇医药
中国图书馆分类法分类号 R544.1
THE EFFECTS OF HIGH SUCROSE INGES TION ON BLOOD PRESSURE
AND GLUCOSE METABOLISM IN RATS
Chen Xianghong, Wu Jun, Han Baoting
Department of Cardiology, The Affiliated Hospital of Qingdao Medical College,Qingdao 266003
【ABSTRACT】 Objective To investigate the effects of hig h sucrose ingestion on blood pressures and glucose/insulin metabolism in Spragu e-Dawley(SD) rats. Methods Sixteen male SD rats were randomly divided into two gr oups: control(C,n=8) and sucrose(S,n=8). The rats in the S group were g iven sucrose(120g/L) dissolved in tap water as drinking water for 42 days, wh ile the rats in the C group were given tap water. Measurements of systolic blood pressure(SBP), heart rate(HR) and body weight(BW) were conducted every seven d ays. The levels of fast blood glucose (FBG) and serum insulin (INS) were measure d by taking blood samples after 5-hour fasting on the last day of the experimen t. Results The S group exhibited hypertension and tachycardia compa red with the C group from the 8th day to the end of the experiment(t=2.18-5.6 0,P<0.05,0.01). The S group also exhibited hyperglycermia(t=2.75,P<0.05). The insulin levels showed positive correlation with SBP and BW in the S gr oup and with BW in the C group(r=0.756-0.915,P<0.05,0.01). Although the INS levels of fast serum in both groups had no obvious difference(t=0.77,P> 0.05), when the factors of BW were corrected by using analysis of cova riance, the S group exhibited hyperinsulinemia compared with the C group( F=7.33,P<0.05). Conclusion The development of perturbations in glucose/insulin me tabolism such as insulin resistance and/or hyperinsulinemia may play important r ole in sucrose-induced hypertension in SD rats.
, 百拇医药
【KEY WORDS】 hyperglycemia; blood pressure; insulin; rat, inbreed strains; sucrose
近20余年来,人们发现高糖摄入(包括蔗糖、果糖、葡萄糖)可以显著升高某些正常血压种 属大鼠的血压,并可使自发性高血压大鼠(SHR)的血压进一步升高,并对其中的某些机制进行 了探讨,但其确切机制仍有待研究〔1～8〕。本文拟观察高蔗糖摄入对正常Sprague-D awley(SD)大鼠的血压、血糖及胰岛素(INS)代谢的影响，并探讨其相互之间的关系。 现将结果报告如下。
1 材料和方法
1.1 动物选择
雄性SD大鼠16只,体质量140～180g,由卫生部药物生物制品检定所实验动物中心提供。实验 前7d称体质量,随机分为实验组和对照组,每组8只。
, 百拇医药
1.2 试剂及仪器
蔗糖(分析纯)由北京化工厂提供;血糖测定试剂盒由青岛市北试剂厂提供;INS放射免疫分析 测定盒由北京北方生物技术研究所提供。RBP-1型大鼠血压计由北京中日友好医学临床医院 研究所提供;UV-260分光光度仪由日本岛津公司提供;γ-计数器由瑞典LKB公司提供。
1.3 实验方法
实验组饮用水中加蔗糖(120g/L),对照组给以正常饮用水,2组均食用标准大鼠饲料 (由青岛医学院提供),大鼠均自由进水及进食42d;每7d定时(第1天9：00～11：00)测量体质 量(BW)、收缩压(SBP)及心率(HR)各1次。实验最后1d自5：00起禁食及禁水5h,摘眼球取 血,按试剂盒说明的方法常规测定空腹血糖(FBG)和血清INS.
1.4 统计学处理
, 百拇医药
数据以±s表示,采用两样本均数t检验、直线相关分析及协方差分析进行统 计分析。
2 结 果
2.1 SBP,HR及BW的改变
自第8天起,实验组SBP及HR即显著高于对照组(t=2.18～5.60,P<0.05,0.01);并且自 第8天起至实验结束,实验组BW增加值一直低于对照组,但差别无显著性(t=1.79～2.07 ,P均>0.05)。见表1～3.
2.2 FBG及INS水平的改变
实验组FBG显著高于对照组(t=2.75,P<0.05),两组INS水平差别虽无显著意义,但经 协 方差分析纠正体质量因素后,实验组与对照组相比存在高胰岛素血症(F=5.74,P<0. 05),见表4.实验组INS水平与SBP，BW呈正相关(r=0.766,0.756,P<0.05 ),对照组INS水平与BW呈高度正相关(r=0.915,P<0.01)。
, 百拇医药
表1 两组每7d的SBP测定值(p/kPa,±s) 组别
n
分组时
1～7d
8～14d
15～21d
22～28d
29～35d
36～42d
对照组
8
16.40±0.58
, 百拇医药
16.77±0.66
17.40±0.60
17.43±0.67
16.98±0.62
17.12±0.67
17.03±0.62
实验组
8
16.28±0.84
16.60±0.71
18.23±0.68*
, 百拇医药 18.30±0.86*
18.98±1 .15**
18.85±1.25**
19.43±1.33**
与对照组相比,*t=2.26,2.59,P<0.05;**t=3.60～5.60,P<0.01表2 两组每7d的HR测定值(f/min-1,±s) 组 别
n
分组时
1～7d
8～14d
, 百拇医药
15～21d
22～28d
29～35d
36～42d
对照组
8
420±23
435±19
430±30
433±33
396±41
380±35
398±36
, http://www.100md.com
实验组
8
429±25
442±32
471±38*
470±34*
453±40**
446±30**
446±40*
与对照组相比,*t=2.18～2.78,P<0.05;**t=3.05,4.00,P<0.01表3 两组每7d的BW测定值(m/g, ±s) 组别
, 百拇医药
n
分组时
1～7d
8～14d
15～21d
22～2 8d
29～35d
36～42d
对照组
8
202±14
244±20
285±23
, 百拇医药
310±27
343±33
376±40
406±43
实验组
8
202±12
246±19
266±19
288±22
313±26
342±30
365±36
, 百拇医药
表4 两组FBG和INS测定结果(±s) 组别
n
FBG(c/mmol*L-1)
INS (c/pmol*L-1)
对照组
8
8.70±1.29
548.03±242.37
实验组
8
10.43±1.23*
, 百拇医药
635.27±211.73△
与对照组相比,*t=2.75,P<0.05;△F=5.74,P<0.05
3 讨 论
许多学者在高糖摄入的实验中将蔗糖或果糖加入大鼠饮食中,取代淀粉或脂肪,其中糖所 占能量比为30%～70%左右〔1～4〕,少数将蔗糖或葡萄糖加入饮用水中,浓度为80g/L 〔5〕，100g/L〔6,7〕，120g/L〔8〕不等;但将糖加入大鼠饮食中有困 难,故本实验将蔗糖加入普通饮用水中,浓度为120g/L.本文结果表明,用此种方法摄入高糖 亦能显著升高正常SD大鼠的血压。
尽管高糖摄入升高大鼠血压的确切机制尚不十分明了,但大量实验证据表明,糖与胰岛素代谢 的紊乱即胰岛素抵抗和(或)高胰岛素血症的产生或恶化有关〔3,6,8〕 。本研究中高糖摄入虽未能使实验组大鼠的胰岛素水平明显升高,但由于两组中胰岛素水平 均与体质量存在正相关,而实验组体质量低于对照组(差别无显著性),经协方差分析纠正体质 量因素后,实验组与对照组相比仍存在高胰岛素血症;同时，其血糖水平明显高于对照组,这 提示实验组大鼠的胰岛素敏感性下降,产生胰岛素抵抗。
, http://www.100md.com
根据目前研究,胰岛素抵抗和(或)高胰岛素血症引起血压升高的原因主要有以下几点:①促 进肾小管钠的重吸收;②兴奋交感神经系统从而增加心脏排血量及收缩血管;③直接或间接通 过类胰岛素生长因子刺激动脉壁平滑肌细胞增生肥大,使小动脉管腔狭窄;④影响细胞膜内外 离子转运,使细胞内钠离子和钙离子浓度升高从而提高小动脉平滑肌对血管加压物质的反应; ⑤慢性高血糖可引起内皮依赖性血管扩张的损害，并可刺激血管平滑肌细胞增生及血管重 塑,从而增加血管张力〔9〕。
本文结果显示,高糖摄入不仅可以显著增加正常大鼠的血压,亦能显著增加正常大鼠的心率, 部分反映了交感神经兴奋性的增强。Hwang等〔3〕发现,高糖所致的大鼠血压升高伴 有胰岛素抵抗,在用交感神经阻滞剂可乐定后虽然血压下降,但未能改变胰岛素抵抗,这表明 胰岛素抵抗不是继发于血压升高,而很可能是血压升高的一个初始因素,即胰岛素抵抗促使交 感神经兴奋性增强,而交感神经兴奋性增强又使胰岛素抵抗进一步恶化,形成恶性循环,促使 血压升高。
, 百拇医药
本文结果表明,高糖摄入可以显著升高正常SD大鼠的血压,而糖及胰岛素代谢方面的紊乱如 胰岛素抵抗和(或)高胰岛素血症的产生可能是引起血压升高的一个重要机制,深入进行这方 面的研究,对于进一步揭示高血压的发病机制有一定意义。
参考文献
1 Preuss HG, Fournier RD. Effects of sucrose ingestion on blood pressur e. Life Sciences, 1982,30(3):879
2 Press HG, Zein M, Knapka J,et al. Blood pressure responses to sucr ose ingestion in four rat strains. Am J Hypertension, 1992,5(4):242
3 Hwang IS, Ho H, Hoffman BB, et al. Fructose- induced insulin resis tance and hypertension in rats. Hypertension, 1987,10(5):512
, 百拇医药
4 Fournier RD, Chiueh CL, Kipin IJ, et al. Refined carbohydrate incre ase blood pressure and catecholamine excretion in SHR and WKY. Am J Physiol, 1986, 250(4):E381
5 Bunag RD, Tomita T, Sasaki S. Chronic sucrose ingestion induces m ild hypertension and tachycardia in rats. Hypertension,1983,5(2):218
6 张卫国,刘力生,金 律,等.高糖摄入对易卒中型自发性高血压大鼠胰岛素抵抗 性的影响.中国循环杂志, 1993,8(5):302
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8 Uchida A, Nakata T, Hatta T, et al. Reduction of insulin resistance attenuates the development of hypertension in sucrose-fed SHR. Life Scien ces, 1997,61(4):455
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(1999-04-29收稿 1999-08-08修回)
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