钒酸钠对烫伤应激性胰岛素抵抗作用的实验研究
作者：许霖水 陈彬
单位：400038 重庆，第三军医大学生物化学教研室
关键词：
中华医学杂志/990426 钒酸钠(Va)具有广泛的类胰岛素样作用，能稳定地控制血糖升高而不增加血浆胰岛素水平，在非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)和胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)动物模型中，均证明Va能有效地缓解胰岛素抵抗[1]。为探讨Va对创伤性糖尿病胰岛素抵抗的作用机制，为此我们对其进行了研究。
一、材料与方法
1.Wistar雄性大鼠，按本室方法[2]制作30%总体表面积(TBSA)Ⅲ度烫伤模型，对照组除不烫伤外其余同烫伤组。动物随机分成4组：烫伤组、烫伤灌药组、正常对照组、正常灌药组。灌药组按20 mg/kg日胃饲质量分数0.4%正钒酸钠生理盐水稀释液连续3天。对照组给予等剂量生理盐水。
, 百拇医药
2.动物第3天过夜禁食，麻醉后尾静脉取血，肝素抗凝分离血浆，-30 ℃保存，然后断头处死。取后肢肌肉制备和纯化胰岛素受体。
3.空腹血糖和乳酸测定按说明书操作，胰岛素测定用放射免疫分析法。
4.用WGA-Sepharose 4B亲和层析柱(1×5 cm)按文献[3]操作。纯化胰岛素受体并进行胰岛素受体测定。
5.胰岛素受体(TPK)活性测定按本室方法进行[2]。TPK活性以mg蛋白每分钟HistoneⅡB转移的32p fmol数扣除空白管(未加外源底物)fmol数的差值表示。胰岛素刺激的受体TPK活性以胰岛素刺激值减去基础值的fmol.mg蛋白-1.min-1表示。
6.统计处理：胰岛素受体结合分析按双位点计算机软件程序及其它数据分别进行t检测，χ2检验和线性回归分析，P<0.05差异有显著意义。
, 百拇医药
二、结果
1.钒酸钠对血糖、乳酸、胰岛素水平的影响：大鼠严重烫伤3天，空腹血糖比正常对照升高30.7%(P<0.01)。经钒酸钠喂饲3天后，正常灌药组与正常对照组相比，变化不显著；烫伤灌药组与烫伤对照组相比，血糖降低34.3%，接近正常水平(表1)。表明钒酸钠对严重烫伤大鼠高血糖反应有明显改善作用。
大鼠烫伤第3天血浆乳酸比正常对照升高64.5%，胃饲钒酸钠后，血浆乳酸下降36.5%，接近正常水平。钒酸钠明显改善糖代谢和胰岛素抵抗。
严重烫伤后大鼠血浆胰岛素显著升高，钒酸钠喂饲后，正常灌药组血浆胰岛素水平降低，烫伤灌药组与烫伤对照组相比差异无显著意义(表1)。
表1 钒酸钠对大鼠血糖、乳酸和胰岛素的影响(
±s) 组别
, http://www.100md.com
鼠数
空腹血糖
(mmol/L)
空腹乳酸
(mmol/L)
空腹胰岛素
(mU/L)
正常对照组
16
5.8±0.7
3.8±0.8
17±4
, http://www.100md.com
正常灌药组
16
5.1±0.9
3.7±0.7
9±5*
烫伤对照组
16
8.3±1.9▲
6.2±1.1▲
30±8▲
烫伤灌药组
, http://www.100md.com
16
5.5±1.2△
4.0±0.6△
28±5
注：与对照组比较，▲P<0.01，*P<0.01；△P<0.01
2.钒酸钠对肌肉细胞膜胰岛素受体结合特性的影响：4组大鼠肌肉细胞膜胰岛素受体最大结合率差异均无显著意义。严重烫伤后受体最大结合容量(Bmax)较正常对照显著降低，两者分别为(0.60±0.06 pmol/ml蛋白、1.19±0.56) pmol胰岛素/mg蛋白。钒酸钠灌服后，正常灌药组1.140.12 pmol/mg蛋白，烫伤灌药组为(0.58±0.10) pmol/mg蛋白，差异均无显著意义。
, 百拇医药
3.钒酸钠对大鼠肌细胞胰岛素受体TPK活性的影响：用HistoneⅡB作外源性底物磷酸化，以32P掺入量(fmol32P.mg蛋白-1.min-1)作单位，其结果见表2。在基础状态下，除B组受体TPK活性略降低外，其余3组受体TPK活性差异均无显著意义。在10-7mol/L胰岛素刺激下，除B组TPK活性无显著改变外，其余3组TPK活性明显增高，当用胰岛素刺激的32P掺入量减除基础32P掺入量的值表示InsR-TPK活性时，结果显示，烫伤后肌肉胰岛素刺激的InsR-TPK活性明显降低，钒酸钠喂饲正常大鼠胰岛素刺激的InsR-TPK活性变化不明显，但可明显恢复烫伤大鼠降低的InsR-TPK活性。
表2 钡酸盐对大鼠肌肉细胞TPK活性的影响(±s) 组别
, 百拇医药
例数
基础状态
胰岛素刺激
(10-7mol/L)
InsR-TPK
活性
正常对照组
16
1.43±0.26
2.36±0.25
0.95±0.17
正常灌药组
, http://www.100md.com
16
1.38±0.30
2.38±0.21
1.00±0.21
烫伤对照组
16
1.25±0.12
1.60±0.23▲
0.35±0.17*
烫伤灌药组
, http://www.100md.com 16
1.41±0.28
2.18±0.48
0.77±0.32△
注：基础状态计量单位为fmol 32 p.mg蛋白-1.min-1；与对照组比较，▲P<0.05，*P<0.01，△P<0.01
三、讨论
钒酸钠具有类胰岛素样作用，能迅速而持久地降低血糖。我们实验结果显示：严重烫伤大鼠胃饲钒酸钠3天，亦使升高的血糖恢复正常，而对血浆胰岛素水平无明显影响。表明钒酸钠降血糖作用与磺脲类药物不同，它不改变胰岛β细胞功能，不影响血浆胰岛素水平，而增加外周组织对胰岛素的敏感性，促进糖的氧化利用，降低乳酸水平，改善胰岛素抵抗的作用。结果还表明，钒酸钠不改变烫伤大鼠肌肉细胞胰岛素受体活性，而是直接激活受体TPK活性，增加骨骼肌对葡萄糖的摄取；这与Challiss和Venkatesan等[4，5]的研究结果相一致。钒酸钠提高胰岛素受体TPK受体信号偶联途径和增加组织对胰岛素敏感性的作用是改善烫伤应激性糖尿病和胰岛素抵抗的关键步骤。
, http://www.100md.com
参考文献
[1] Mala UH, Dryden S, Mccarthy HD, et al. Effec of chronic vanadate administration in the STZ-induced diabetic rat. Diabetes, 1994;43：9-12.
[2] Mao XH, Xu LS. Effects of insulin recoptor tyrosine protein Kinase on insulin resistance after scalding in rats. J Med coll PLA, 1996; 11：290-295.
[3] Zhang BO, Xu LS, Wu XQ. Study of the mechanism of insulin r esistance after severe scalding in rats. J Med Coll PLA, 1997:12：188-192.
, 百拇医药
[4] Challiss RA, Leighton B, Lozeman FJ, et al. Effects fo chronic administration of vanadate to the rat on the sensitivity of glycolysis and glycogen synthesis in skeletal nuscle to insulin. Biochem Pharmacol, 1987;36：357-361.
[5] Venkatesan N, Avidan A, Davidson MB. Antidiabetic action of vanadyl in rats in dependent of in vivo insulinreceptor kinase activity. Diabetes, 1991：40:492-498.
(收稿：1998-04-22 修回：1998-12-16), 百拇医药
单位：400038 重庆，第三军医大学生物化学教研室
关键词：
中华医学杂志/990426 钒酸钠(Va)具有广泛的类胰岛素样作用，能稳定地控制血糖升高而不增加血浆胰岛素水平，在非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)和胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)动物模型中，均证明Va能有效地缓解胰岛素抵抗[1]。为探讨Va对创伤性糖尿病胰岛素抵抗的作用机制，为此我们对其进行了研究。
一、材料与方法
1.Wistar雄性大鼠，按本室方法[2]制作30%总体表面积(TBSA)Ⅲ度烫伤模型，对照组除不烫伤外其余同烫伤组。动物随机分成4组：烫伤组、烫伤灌药组、正常对照组、正常灌药组。灌药组按20 mg/kg日胃饲质量分数0.4%正钒酸钠生理盐水稀释液连续3天。对照组给予等剂量生理盐水。
, 百拇医药
2.动物第3天过夜禁食，麻醉后尾静脉取血，肝素抗凝分离血浆，-30 ℃保存，然后断头处死。取后肢肌肉制备和纯化胰岛素受体。
3.空腹血糖和乳酸测定按说明书操作，胰岛素测定用放射免疫分析法。
4.用WGA-Sepharose 4B亲和层析柱(1×5 cm)按文献[3]操作。纯化胰岛素受体并进行胰岛素受体测定。
5.胰岛素受体(TPK)活性测定按本室方法进行[2]。TPK活性以mg蛋白每分钟HistoneⅡB转移的32p fmol数扣除空白管(未加外源底物)fmol数的差值表示。胰岛素刺激的受体TPK活性以胰岛素刺激值减去基础值的fmol.mg蛋白-1.min-1表示。
6.统计处理：胰岛素受体结合分析按双位点计算机软件程序及其它数据分别进行t检测，χ2检验和线性回归分析，P<0.05差异有显著意义。
, 百拇医药
二、结果
1.钒酸钠对血糖、乳酸、胰岛素水平的影响：大鼠严重烫伤3天，空腹血糖比正常对照升高30.7%(P<0.01)。经钒酸钠喂饲3天后，正常灌药组与正常对照组相比，变化不显著；烫伤灌药组与烫伤对照组相比，血糖降低34.3%，接近正常水平(表1)。表明钒酸钠对严重烫伤大鼠高血糖反应有明显改善作用。
大鼠烫伤第3天血浆乳酸比正常对照升高64.5%，胃饲钒酸钠后，血浆乳酸下降36.5%，接近正常水平。钒酸钠明显改善糖代谢和胰岛素抵抗。
严重烫伤后大鼠血浆胰岛素显著升高，钒酸钠喂饲后，正常灌药组血浆胰岛素水平降低，烫伤灌药组与烫伤对照组相比差异无显著意义(表1)。
表1 钒酸钠对大鼠血糖、乳酸和胰岛素的影响(
±s) 组别, http://www.100md.com
鼠数
空腹血糖
(mmol/L)
空腹乳酸
(mmol/L)
空腹胰岛素
(mU/L)
正常对照组
16
5.8±0.7
3.8±0.8
17±4
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正常灌药组
16
5.1±0.9
3.7±0.7
9±5*
烫伤对照组
16
8.3±1.9▲
6.2±1.1▲
30±8▲
烫伤灌药组
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16
5.5±1.2△
4.0±0.6△
28±5
注：与对照组比较，▲P<0.01，*P<0.01；△P<0.01
2.钒酸钠对肌肉细胞膜胰岛素受体结合特性的影响：4组大鼠肌肉细胞膜胰岛素受体最大结合率差异均无显著意义。严重烫伤后受体最大结合容量(Bmax)较正常对照显著降低，两者分别为(0.60±0.06 pmol/ml蛋白、1.19±0.56) pmol胰岛素/mg蛋白。钒酸钠灌服后，正常灌药组1.140.12 pmol/mg蛋白，烫伤灌药组为(0.58±0.10) pmol/mg蛋白，差异均无显著意义。
, 百拇医药
3.钒酸钠对大鼠肌细胞胰岛素受体TPK活性的影响：用HistoneⅡB作外源性底物磷酸化，以32P掺入量(fmol32P.mg蛋白-1.min-1)作单位，其结果见表2。在基础状态下，除B组受体TPK活性略降低外，其余3组受体TPK活性差异均无显著意义。在10-7mol/L胰岛素刺激下，除B组TPK活性无显著改变外，其余3组TPK活性明显增高，当用胰岛素刺激的32P掺入量减除基础32P掺入量的值表示InsR-TPK活性时，结果显示，烫伤后肌肉胰岛素刺激的InsR-TPK活性明显降低，钒酸钠喂饲正常大鼠胰岛素刺激的InsR-TPK活性变化不明显，但可明显恢复烫伤大鼠降低的InsR-TPK活性。
表2 钡酸盐对大鼠肌肉细胞TPK活性的影响(
±s) 组别, 百拇医药
例数
基础状态
胰岛素刺激
(10-7mol/L)
InsR-TPK
活性
正常对照组
16
1.43±0.26
2.36±0.25
0.95±0.17
正常灌药组
, http://www.100md.com
16
1.38±0.30
2.38±0.21
1.00±0.21
烫伤对照组
16
1.25±0.12
1.60±0.23▲
0.35±0.17*
烫伤灌药组
, http://www.100md.com 16
1.41±0.28
2.18±0.48
0.77±0.32△
注：基础状态计量单位为fmol 32 p.mg蛋白-1.min-1；与对照组比较，▲P<0.05，*P<0.01，△P<0.01
三、讨论
钒酸钠具有类胰岛素样作用，能迅速而持久地降低血糖。我们实验结果显示：严重烫伤大鼠胃饲钒酸钠3天，亦使升高的血糖恢复正常，而对血浆胰岛素水平无明显影响。表明钒酸钠降血糖作用与磺脲类药物不同，它不改变胰岛β细胞功能，不影响血浆胰岛素水平，而增加外周组织对胰岛素的敏感性，促进糖的氧化利用，降低乳酸水平，改善胰岛素抵抗的作用。结果还表明，钒酸钠不改变烫伤大鼠肌肉细胞胰岛素受体活性，而是直接激活受体TPK活性，增加骨骼肌对葡萄糖的摄取；这与Challiss和Venkatesan等[4，5]的研究结果相一致。钒酸钠提高胰岛素受体TPK受体信号偶联途径和增加组织对胰岛素敏感性的作用是改善烫伤应激性糖尿病和胰岛素抵抗的关键步骤。
, http://www.100md.com
参考文献
[1] Mala UH, Dryden S, Mccarthy HD, et al. Effec of chronic vanadate administration in the STZ-induced diabetic rat. Diabetes, 1994;43：9-12.
[2] Mao XH, Xu LS. Effects of insulin recoptor tyrosine protein Kinase on insulin resistance after scalding in rats. J Med coll PLA, 1996; 11：290-295.
[3] Zhang BO, Xu LS, Wu XQ. Study of the mechanism of insulin r esistance after severe scalding in rats. J Med Coll PLA, 1997:12：188-192.
, 百拇医药
[4] Challiss RA, Leighton B, Lozeman FJ, et al. Effects fo chronic administration of vanadate to the rat on the sensitivity of glycolysis and glycogen synthesis in skeletal nuscle to insulin. Biochem Pharmacol, 1987;36：357-361.
[5] Venkatesan N, Avidan A, Davidson MB. Antidiabetic action of vanadyl in rats in dependent of in vivo insulinreceptor kinase activity. Diabetes, 1991：40:492-498.
(收稿：1998-04-22 修回：1998-12-16), 百拇医药