血糖变化对糖尿病大鼠骨骼肌GLUT4基因表达的影响
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中国糖尿病杂志 2000年第3期第8卷 论著
左嘉客(上海市计划生育研究所)；李益明 方京冲 杨秀芳 朱禧星(上海医科大学华山医院 邮政编码 200040) 李益明 方京冲 杨秀芳 左嘉客 朱禧星
关键词：血糖；骨骼肌；葡萄糖转运体Ⅳ
摘要：
中国糖尿病杂志000311 摘要 目的 观察血糖变化对STZ糖尿病大鼠骨骼肌葡萄糖转运体Ⅳ(GLUT4)基因表达的影响。方法 用较小剂量的STZ获得正常空腹血糖和空腹胰岛素水平的糖尿病大鼠，使用根皮苷纠正这种糖尿病大鼠进食后2小时的高血糖，利用Northern blot测定骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量。结果 糖尿病大鼠的骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量明显低于正常大鼠(P<0.01)，根皮苷治疗在不影响体重和胰岛素水平的基础上，使糖尿病大鼠的血糖降低、骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量增加(P<0.01)；根皮苷治疗对正常大鼠的血糖、胰岛素和GLUT4 mRNA无影响。结论 血糖变化参与调节糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4的基因表达。
, 百拇医药
The effect of glycaemia on the GLUT4 gene expression in diabetic rat skeletal muscle
Li Yiming,Fang Jingchong,Yang Xiufang,et al
(Department of Endocrinology,Huashan Hospital,Shanghai Medical University,Shanghai 200040)
Abstract Objective To investigate the effect of glycaemia on expression of GLUT4 in diabetic rat skeletal muscle.Methods A lower dose streptozotocin (55mg/kg*body wt) was used to establish diabetic models with normal fasting blood glucose and fasting serum insulin levels.Phlorizin was used to correct the 2 hours postprandial hyperglycaemia of the diabetic rats.The GLUT4 mRNA in skeletal muscle was assessed with Northern blot analysis.Results The diabetic rats had the same fasting blood glucose and serum insulin levels as the control,but much higher 2 hours postpra control.The GLUT4 mRNA in skeletal muscle of diabetics was significantly lower than that of controls (P<0.01).Phlorizin injection partly corrected 2 hours postprandial hyperglycaemia and increased the GLUT4 mRNA content in skeletal muscle of diabetic rats (P<0.01) without altering body weight gain and serum insulin levels.Phlorizin treatment had not effects on the fasting or 2 hours postprandial blood glucose,serum insulin levels and GLUT4 mRNA contents of skeletal muscles in controls.Conclusion These results indicated that glycaemia can regulate the GLUT4 expression in skeletal muscle of diabetic rat.
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Key words Glycaemia Skeletal muscle GLUT4
糖尿病患者及各种糖尿病动物模型的外周组织均有不同程度的胰岛素抵抗，表现为对葡萄糖的摄取和利用明显降低，其原因之一是骨骼肌及脂肪细胞中胰岛素反应性葡萄糖转运体Ⅳ(GLUT4)的含量及活性降低[1]。对于糖尿病状态下外周组织中GLUT4的这种变化的机理并不明确。近年报道[2，3]，给予胰岛素治疗后，糖尿病机体的血糖降低，外周组织中GLUT4的含量也增加，胰岛素抵抗状态可以得以改善。因为在这些研究中，胰岛素的多或少和血糖的低或高总是同时存在，所以难以明确是胰岛素还是血糖或其它代谢因素的变化导致外周组织中GLUT4含量的改变。本实验采用较小剂量链脲佐菌素(STZ)诱发产生具有正常空腹胰岛素水平的糖尿病大鼠，再利用根皮苷(phlorizin)纠正这种糖尿病大鼠的高血糖而不影响其血中胰岛素水平[4]，以观察血糖变化对糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4 mRNA含量的影响，探讨糖尿病状态时外周组织胰岛素抵抗发生的机理。
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材料和方法
一、实验动物和试剂
2个月龄的雄性SD大白鼠，体重180g～220g，由上海医科大学动物部提供。
STZ为美国Sigma公司产品；根皮苷为美国Card Reth公司产品；含大鼠全长GLUT4 cDNA的Bluescribe重组质粒由美国华盛顿大学Mueckler Mike教授惠赠。
二、实验方法
1.糖尿病模型：大鼠禁食12小时后，左下腹腹腔内注射链脲佐菌素(用pH值为4.2的0.1mol/L柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液，在冰浴中新鲜配制10mg/ml的STZ溶液)，剂量为55mg/kg体重。第四日开始测尿糖，尿糖持续3天在(+++)～(++++)，且血糖在16.7mmol/L以上者确定为糖尿病，随即进行分组和药物治疗。
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2.实验动物分组和处理：实验动物随机分为四组：①正常对照组(C组)：正常大鼠，不作任何特别处理；②正常根皮苷组(PTC组)：正常大鼠，每日两次皮下注射根皮苷(溶于1，2-丙二醇中成40%浓度)，剂量为0.4g/kg体重；③糖尿病组(D组)：糖尿病大鼠，不作特别处理；④糖尿病根皮苷组(PTD组)：糖尿病大鼠，每日两次皮下注射根皮苷，剂量同前。
所有大鼠给予常规饮食和饮水，每两天监测尿糖，用药前后测空腹(禁食12小时后)、进食后2小时的血糖和胰岛素浓度，共用药4周。
3.检测方法：血糖用快速血糖仪(美国强生公司产品One Touch及提供的试纸条)检测；血清胰岛素采用放射免疫法。
三、组织总RNA的提取
采用一步快速热酚法抽提股四头肌总RNA，DEPC处理过的三蒸水溶解，测定OD230、OD260、OD280值以估计纯度，要求OD260/OD280值在1.7～2.0之间，样本分装于微量离心管中，-70℃冰箱保存。
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四、GLUT4 cDNA探针的制备
采用氯化钙法转化程序：将含GLUT4 cDNA重组质粒转化至XL1-Blue大肠杆菌扩增。改良碱裂解法回收质粒DNA。EcoRI酶切后低熔点琼脂糖凝胶电泳回收探针。参照随机引物标记药盒使用说明，用[α-32 P]dCTP标记cDNA探针，TCA沉淀法测定探针合成量及比放射性，要求比放度>109计数.分-1/μg。
五、Northern印迹和杂交
取30μg总RNA样品(4.5μl体积)变性后点样于甲醛凝胶中电泳5小时，再利用毛细管洗脱法将变性的RNA转移至硝酸纤维素滤膜上进行杂交16小时，杂交后滤膜与X线片置片夹放射自显影4天。显影片上分子杂交曝光斑点用Up Vectra PC微机图像处理系统进行光密度扫描，求出曝光斑点的光密度值和面积，用两者乘积的平均值代表GLUT4 mRNA的含量，以正常组的值计为100，其余三组作相对计数。
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六、统计分析
所有数据用
±s表示，组间比较采用t检验。
结 果
一、正常大鼠和STZ糖尿病大鼠的比较
利用较小剂量的STZ所获得的糖尿病大鼠动物模型，具有与正常大鼠相同的空腹血糖和空腹胰岛素水平，但是两者进食后2小时的血糖和血清胰岛素有显著性差异，P值均<0.001，见表1。
二、根皮苷治疗对大鼠的影响
根皮苷治疗使糖尿病大鼠进食后2小时的血糖从20.98±2.56mmol/L降至8.85±0.48mmol/L，降幅达到57.8%，P<0.001；糖尿病根皮苷组与糖尿病组进食后2小时的血糖具有显著性差异，前者仅为后者的44.2%，P<0.001。根皮苷轻度抑制糖尿病大鼠的体重增加，但无显著性差异。根皮苷治疗前后，糖尿病大鼠的空腹和进食后2小时血清胰岛素水平并无改变。根皮苷治疗对正常大鼠的体重、空腹和进食后2小时的血糖和血清胰岛素水平均无明显影响，见表2，3。
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表1 正常大鼠和STZ糖尿病大鼠一般特性 组别
只数
体重(g)
血糖(mmol/L)
血清胰岛素(mIU/L)
空腹
进食后
空腹
进食后
正常组大鼠
12
202.2±17.1
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3.38±0.37
4.11±0.57
4.08±0.24
9.29±0.67
糖尿病组大鼠
12
198.4±16.0
3.46±0.29
20.43±2.28
3.87±0.31
3.91±0.30
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与正常大鼠比较 *P<0.001表2 根皮苷治疗对大鼠体重和血糖的影响 组别
只数
体重增加(g)
空腹血糖(mmol/L)
进食后2小时血糖(mmol/L)
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
正常对照组
6
3.79±0.81
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3.43±0.46
3.17±0.35
4.01±0.48
3.95±0.36
正常根皮苷组
6
3.66±0.58
3.33±0.29
3.42±0.40
4.20±0.69
4.00±0.41
糖尿病组
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6
1.42±0.26
3.60±0.36
3.41±0.57
19.88±2.04
20.03±2.04
糖尿病根皮苷组
6
1.07±0.33
3.33±0.25
3.60±0.39
20.98±2.56
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8.85±0.48*#
与治疗前比较 *P<0.001；与糖尿病组比较 #P<0.001表3 根皮苷治疗对大鼠血清胰岛素水平的影响(mIU/L) 组别
只数
空腹胰岛素
进食后2小时胰岛素
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
正常对照组
6
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4.03±0.22
3.96±0.29
9.25±0.73
9.88±0.51
正常根皮苷组
6
4.14±0.26
4.01±0.18
9.32±0.63
9.51±0.58
糖尿病组
6
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3.91±0.32
3.85±0.18
3.91±0.28
3.73±0.31
糖尿病根皮苷组
6
3.82±0.33
4.01±0.20
3.91±0.35
4.07±0.21*
与正常根皮苷组比较 *P<0.01 三、骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量变化
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糖尿病大鼠骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量明显低于正常大鼠，仅为后者的45.1%，P<0.01。根皮苷治疗并不影响正常大鼠骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量，但可使糖尿病大鼠骨骼肌内GLUT4 mRNA增加96.7%，P<0.01，但只达到正常大鼠的88.7%，见表4。
表4 骨骼肌中GLUT4 mRNA相对含量 组别
只数
曝光强度
GLUT4 mRNA
相对量
正常对照组
6
1945.8±267.4
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100
正常根皮苷组
6
2001.7±230.6
102.9
糖尿病组
6
878.2±187.1
45.1
糖尿病根皮苷组
6
1726.4±104.7*#
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88.7
与正常大鼠比较 *P<0.01；与糖尿病组比较 #P<0.01讨 论
在STZ糖尿病大鼠，早期就可出现外周组织对胰岛素的抵抗，其产生的机理随时间变化依次与组织中GLUT4以下几方面的改变有关[5，6]：①GLUT4的内在活性降低；②GLUT4的再分布，特别是胰岛素刺激后细胞内膜向细胞膜的转位减少；③GLUT4基因转录受抑制，导致GLUT4 mRNA和蛋白含量的减少。胰岛素治疗后，STZ糖尿病大鼠外周组织对胰岛素的敏感性增强，伴随着组织中GLUT4的多种变化均得以部分或完全地纠正[2，3]。采用禁食或运动的方法，同样能取得与胰岛素治疗相类似的效果。这几种治疗的另一个共同之处在于它们都引起了实验动物的血糖改变，所以仍难以确定血糖的改变和外周组织GLUT4的改变二者的因素关系。
STZ对胰岛β细胞的损害作用具有剂量依赖性，较小剂量的STZ使胰岛部分β细胞得以保存，其功能在短时间(10天)内得以维持[7]。我们采用较Ramlal所用的(65mg/kg)更小剂量的STZ，结果获得的糖尿病大鼠的残存胰岛β细胞功能保留时间更长，至少达到4周。这种糖尿病大鼠残留的β细胞在基础状态下(禁食后)分泌正常量的胰岛素，其血清胰岛素水平与正常大鼠相同，足以维持正常的空腹血糖浓度。但在进食后，残存的β细胞不足以产生胰岛素高峰，导致高血糖的出现。较小剂量STZ诱发的糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4 mRNA含量低于正常大鼠，提示除了胰岛素缺乏，高血糖也能引起骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量减少。
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根皮苷能抑制肾脏近曲小管对葡萄糖的重吸收，使尿糖排出增加，所以能降低糖尿病动物的血糖，但并不影响正常动物的血清胰岛素水平[4]。Rossetti等[8]通过切除大鼠90%的胰腺而造成大鼠糖尿病模型，这种糖尿病大鼠外周组织对胰岛素的敏感性较正常低30%。给予根皮苷纠正高血糖后，降低的外周组织胰岛素敏感性可以完全恢复正常。但如果停用根皮苷，胰岛素敏感性又会降低。根皮苷对正常大鼠外周组织的胰岛素敏感性并无影响，说明药物本身对胰岛素敏感性并无作用。我们的结果显示，STZ糖尿病大鼠经根皮苷治疗后，骨骼肌中GLUT4 mRNA增加，所以也可能改善外周组织的胰岛素敏感性。根皮苷治疗除了改变实验动物的血糖水平外，并不影响实验对象的体重、空腹及进食后血清胰岛素水平。实际上，它也不改变血中不饱和脂肪酸、胰升糖素和儿茶酚胺的浓度。提示根皮苷并不是通过这些非特异性作用，而更大的可能是通过特异性地纠正高血糖而影响外周组织的葡萄糖转运系统[8～10]。本文实验中，根皮苷治疗仅部分恢复GLUT4 mRNA含量，与高血糖仅得到部分纠正相吻合，这也进一步支持了上述观点。
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研究表明，糖尿病状态下外周组织对胰岛素产生抵抗的环节之一是由GLUT4含量减少所致的受体后缺陷造成的，这种变化产生的原因很可能是高血糖抑制了GLUT4基因的表达，高血糖改善后，基因表达也会增加。这为糖尿病患者严格控制血糖的必要性又提供了一个理论依据。
参 考 文 献
1，Gavvey WT,Huecksteadt TP,Matthaki S,et al.Role of glucose transporters in the cellular insulin resistance of type Ⅱ non insulin-dependent diabetes mellitus.J Clin Invest,1988,81:1528.
2，Karnicli E,Armoni M,Cohen P,et al.Reversal of insulin resistance in diabetic rat adipocytcs by insulin therapy:restoration of pool of glucose transporter and enhancement of glucose transporter activity.Diabetes,1987,36:925.
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3，Sivitz WI,DeSantel SL,Lee EC,et al.Time-dependent regulation of rat adipose tissue glucose transporter (GLUT4) mRNA and protein by insulin in streptozocin-diabetic and normal rats.Metabolism,1992,41:1267.
4，Silverman M.Glucose reabsorption in the kidney.Can J Physiol Pharmacol,1981,59:209.
5，Youn JH,Kin JK,Buchanan TA.Time courses of changes in hepatic and sketetal muscle insulin action and Glut4 protein in skeletal muscle after STZ injection.Diabetes,1994,43:564.
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6，Napoli R,Hirshman MF,Horton ES.Mechanism and time course of impaired skeletal muscle glucose transport activity in streptozocin diabetic rats.J Clin Invest,1995,96:427.
7，Ramlal T,Rastogi S,Vranic M,et al.Decrease in glucose transporter member in skeletal muscle of mildly diabetic (STZ-treated )rats.Endocrinology,1989,125:890.
8，Rossetti L,Smith D,Shulman GI,et al.Correction of hyperglycemia with pholrizin normalizes tissue sensitivity to insulin in diabetic rats.J Clin Invest,1987,79:1510.
, 百拇医药
9，Blondel O,Bailbe D,Portha B.Insulin resistance in rats with non-insulin-dependent diabetes induced by neonatal (5 days) streptozotocin:eidence for reversal following phlorizin treatment.Metabolism,1990,39:787.
10，Dimitrakoudis D,Ramlal T,Rastogi S,et al.Glycaemia regulates the glucose transporter number in the plasma membrane of rat skeletal muscle.Biochem J,1992,284:341.
(收稿：1998-10-26 修回：1999-10-12), 百拇医药
关键词：血糖；骨骼肌；葡萄糖转运体Ⅳ
摘要：
中国糖尿病杂志000311 摘要 目的 观察血糖变化对STZ糖尿病大鼠骨骼肌葡萄糖转运体Ⅳ(GLUT4)基因表达的影响。方法 用较小剂量的STZ获得正常空腹血糖和空腹胰岛素水平的糖尿病大鼠，使用根皮苷纠正这种糖尿病大鼠进食后2小时的高血糖，利用Northern blot测定骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量。结果 糖尿病大鼠的骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量明显低于正常大鼠(P<0.01)，根皮苷治疗在不影响体重和胰岛素水平的基础上，使糖尿病大鼠的血糖降低、骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量增加(P<0.01)；根皮苷治疗对正常大鼠的血糖、胰岛素和GLUT4 mRNA无影响。结论 血糖变化参与调节糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4的基因表达。
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The effect of glycaemia on the GLUT4 gene expression in diabetic rat skeletal muscle
Li Yiming,Fang Jingchong,Yang Xiufang,et al
(Department of Endocrinology,Huashan Hospital,Shanghai Medical University,Shanghai 200040)
Abstract Objective To investigate the effect of glycaemia on expression of GLUT4 in diabetic rat skeletal muscle.Methods A lower dose streptozotocin (55mg/kg*body wt) was used to establish diabetic models with normal fasting blood glucose and fasting serum insulin levels.Phlorizin was used to correct the 2 hours postprandial hyperglycaemia of the diabetic rats.The GLUT4 mRNA in skeletal muscle was assessed with Northern blot analysis.Results The diabetic rats had the same fasting blood glucose and serum insulin levels as the control,but much higher 2 hours postpra control.The GLUT4 mRNA in skeletal muscle of diabetics was significantly lower than that of controls (P<0.01).Phlorizin injection partly corrected 2 hours postprandial hyperglycaemia and increased the GLUT4 mRNA content in skeletal muscle of diabetic rats (P<0.01) without altering body weight gain and serum insulin levels.Phlorizin treatment had not effects on the fasting or 2 hours postprandial blood glucose,serum insulin levels and GLUT4 mRNA contents of skeletal muscles in controls.Conclusion These results indicated that glycaemia can regulate the GLUT4 expression in skeletal muscle of diabetic rat.
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Key words Glycaemia Skeletal muscle GLUT4
糖尿病患者及各种糖尿病动物模型的外周组织均有不同程度的胰岛素抵抗，表现为对葡萄糖的摄取和利用明显降低，其原因之一是骨骼肌及脂肪细胞中胰岛素反应性葡萄糖转运体Ⅳ(GLUT4)的含量及活性降低[1]。对于糖尿病状态下外周组织中GLUT4的这种变化的机理并不明确。近年报道[2，3]，给予胰岛素治疗后，糖尿病机体的血糖降低，外周组织中GLUT4的含量也增加，胰岛素抵抗状态可以得以改善。因为在这些研究中，胰岛素的多或少和血糖的低或高总是同时存在，所以难以明确是胰岛素还是血糖或其它代谢因素的变化导致外周组织中GLUT4含量的改变。本实验采用较小剂量链脲佐菌素(STZ)诱发产生具有正常空腹胰岛素水平的糖尿病大鼠，再利用根皮苷(phlorizin)纠正这种糖尿病大鼠的高血糖而不影响其血中胰岛素水平[4]，以观察血糖变化对糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4 mRNA含量的影响，探讨糖尿病状态时外周组织胰岛素抵抗发生的机理。
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材料和方法
一、实验动物和试剂
2个月龄的雄性SD大白鼠，体重180g～220g，由上海医科大学动物部提供。
STZ为美国Sigma公司产品；根皮苷为美国Card Reth公司产品；含大鼠全长GLUT4 cDNA的Bluescribe重组质粒由美国华盛顿大学Mueckler Mike教授惠赠。
二、实验方法
1.糖尿病模型：大鼠禁食12小时后，左下腹腹腔内注射链脲佐菌素(用pH值为4.2的0.1mol/L柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液，在冰浴中新鲜配制10mg/ml的STZ溶液)，剂量为55mg/kg体重。第四日开始测尿糖，尿糖持续3天在(+++)～(++++)，且血糖在16.7mmol/L以上者确定为糖尿病，随即进行分组和药物治疗。
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2.实验动物分组和处理：实验动物随机分为四组：①正常对照组(C组)：正常大鼠，不作任何特别处理；②正常根皮苷组(PTC组)：正常大鼠，每日两次皮下注射根皮苷(溶于1，2-丙二醇中成40%浓度)，剂量为0.4g/kg体重；③糖尿病组(D组)：糖尿病大鼠，不作特别处理；④糖尿病根皮苷组(PTD组)：糖尿病大鼠，每日两次皮下注射根皮苷，剂量同前。
所有大鼠给予常规饮食和饮水，每两天监测尿糖，用药前后测空腹(禁食12小时后)、进食后2小时的血糖和胰岛素浓度，共用药4周。
3.检测方法：血糖用快速血糖仪(美国强生公司产品One Touch及提供的试纸条)检测；血清胰岛素采用放射免疫法。
三、组织总RNA的提取
采用一步快速热酚法抽提股四头肌总RNA，DEPC处理过的三蒸水溶解，测定OD230、OD260、OD280值以估计纯度，要求OD260/OD280值在1.7～2.0之间，样本分装于微量离心管中，-70℃冰箱保存。
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四、GLUT4 cDNA探针的制备
采用氯化钙法转化程序：将含GLUT4 cDNA重组质粒转化至XL1-Blue大肠杆菌扩增。改良碱裂解法回收质粒DNA。EcoRI酶切后低熔点琼脂糖凝胶电泳回收探针。参照随机引物标记药盒使用说明，用[α-32 P]dCTP标记cDNA探针，TCA沉淀法测定探针合成量及比放射性，要求比放度>109计数.分-1/μg。
五、Northern印迹和杂交
取30μg总RNA样品(4.5μl体积)变性后点样于甲醛凝胶中电泳5小时，再利用毛细管洗脱法将变性的RNA转移至硝酸纤维素滤膜上进行杂交16小时，杂交后滤膜与X线片置片夹放射自显影4天。显影片上分子杂交曝光斑点用Up Vectra PC微机图像处理系统进行光密度扫描，求出曝光斑点的光密度值和面积，用两者乘积的平均值代表GLUT4 mRNA的含量，以正常组的值计为100，其余三组作相对计数。
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六、统计分析
所有数据用
±s表示，组间比较采用t检验。结 果
一、正常大鼠和STZ糖尿病大鼠的比较
利用较小剂量的STZ所获得的糖尿病大鼠动物模型，具有与正常大鼠相同的空腹血糖和空腹胰岛素水平，但是两者进食后2小时的血糖和血清胰岛素有显著性差异，P值均<0.001，见表1。
二、根皮苷治疗对大鼠的影响
根皮苷治疗使糖尿病大鼠进食后2小时的血糖从20.98±2.56mmol/L降至8.85±0.48mmol/L，降幅达到57.8%，P<0.001；糖尿病根皮苷组与糖尿病组进食后2小时的血糖具有显著性差异，前者仅为后者的44.2%，P<0.001。根皮苷轻度抑制糖尿病大鼠的体重增加，但无显著性差异。根皮苷治疗前后，糖尿病大鼠的空腹和进食后2小时血清胰岛素水平并无改变。根皮苷治疗对正常大鼠的体重、空腹和进食后2小时的血糖和血清胰岛素水平均无明显影响，见表2，3。
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表1 正常大鼠和STZ糖尿病大鼠一般特性 组别
只数
体重(g)
血糖(mmol/L)
血清胰岛素(mIU/L)
空腹
进食后
空腹
进食后
正常组大鼠
12
202.2±17.1
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3.38±0.37
4.11±0.57
4.08±0.24
9.29±0.67
糖尿病组大鼠
12
198.4±16.0
3.46±0.29
20.43±2.28
3.87±0.31
3.91±0.30
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与正常大鼠比较 *P<0.001表2 根皮苷治疗对大鼠体重和血糖的影响 组别
只数
体重增加(g)
空腹血糖(mmol/L)
进食后2小时血糖(mmol/L)
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
正常对照组
6
3.79±0.81
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3.43±0.46
3.17±0.35
4.01±0.48
3.95±0.36
正常根皮苷组
6
3.66±0.58
3.33±0.29
3.42±0.40
4.20±0.69
4.00±0.41
糖尿病组
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6
1.42±0.26
3.60±0.36
3.41±0.57
19.88±2.04
20.03±2.04
糖尿病根皮苷组
6
1.07±0.33
3.33±0.25
3.60±0.39
20.98±2.56
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8.85±0.48*#
与治疗前比较 *P<0.001；与糖尿病组比较 #P<0.001表3 根皮苷治疗对大鼠血清胰岛素水平的影响(mIU/L) 组别
只数
空腹胰岛素
进食后2小时胰岛素
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
正常对照组
6
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4.03±0.22
3.96±0.29
9.25±0.73
9.88±0.51
正常根皮苷组
6
4.14±0.26
4.01±0.18
9.32±0.63
9.51±0.58
糖尿病组
6
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3.91±0.32
3.85±0.18
3.91±0.28
3.73±0.31
糖尿病根皮苷组
6
3.82±0.33
4.01±0.20
3.91±0.35
4.07±0.21*
与正常根皮苷组比较 *P<0.01 三、骨骼肌中GLUT4 mRNA的含量变化
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糖尿病大鼠骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量明显低于正常大鼠，仅为后者的45.1%，P<0.01。根皮苷治疗并不影响正常大鼠骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量，但可使糖尿病大鼠骨骼肌内GLUT4 mRNA增加96.7%，P<0.01，但只达到正常大鼠的88.7%，见表4。
表4 骨骼肌中GLUT4 mRNA相对含量 组别
只数
曝光强度
GLUT4 mRNA
相对量
正常对照组
6
1945.8±267.4
, 百拇医药
100
正常根皮苷组
6
2001.7±230.6
102.9
糖尿病组
6
878.2±187.1
45.1
糖尿病根皮苷组
6
1726.4±104.7*#
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88.7
与正常大鼠比较 *P<0.01；与糖尿病组比较 #P<0.01讨 论
在STZ糖尿病大鼠，早期就可出现外周组织对胰岛素的抵抗，其产生的机理随时间变化依次与组织中GLUT4以下几方面的改变有关[5，6]：①GLUT4的内在活性降低；②GLUT4的再分布，特别是胰岛素刺激后细胞内膜向细胞膜的转位减少；③GLUT4基因转录受抑制，导致GLUT4 mRNA和蛋白含量的减少。胰岛素治疗后，STZ糖尿病大鼠外周组织对胰岛素的敏感性增强，伴随着组织中GLUT4的多种变化均得以部分或完全地纠正[2，3]。采用禁食或运动的方法，同样能取得与胰岛素治疗相类似的效果。这几种治疗的另一个共同之处在于它们都引起了实验动物的血糖改变，所以仍难以确定血糖的改变和外周组织GLUT4的改变二者的因素关系。
STZ对胰岛β细胞的损害作用具有剂量依赖性，较小剂量的STZ使胰岛部分β细胞得以保存，其功能在短时间(10天)内得以维持[7]。我们采用较Ramlal所用的(65mg/kg)更小剂量的STZ，结果获得的糖尿病大鼠的残存胰岛β细胞功能保留时间更长，至少达到4周。这种糖尿病大鼠残留的β细胞在基础状态下(禁食后)分泌正常量的胰岛素，其血清胰岛素水平与正常大鼠相同，足以维持正常的空腹血糖浓度。但在进食后，残存的β细胞不足以产生胰岛素高峰，导致高血糖的出现。较小剂量STZ诱发的糖尿病大鼠骨骼肌中GLUT4 mRNA含量低于正常大鼠，提示除了胰岛素缺乏，高血糖也能引起骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量减少。
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根皮苷能抑制肾脏近曲小管对葡萄糖的重吸收，使尿糖排出增加，所以能降低糖尿病动物的血糖，但并不影响正常动物的血清胰岛素水平[4]。Rossetti等[8]通过切除大鼠90%的胰腺而造成大鼠糖尿病模型，这种糖尿病大鼠外周组织对胰岛素的敏感性较正常低30%。给予根皮苷纠正高血糖后，降低的外周组织胰岛素敏感性可以完全恢复正常。但如果停用根皮苷，胰岛素敏感性又会降低。根皮苷对正常大鼠外周组织的胰岛素敏感性并无影响，说明药物本身对胰岛素敏感性并无作用。我们的结果显示，STZ糖尿病大鼠经根皮苷治疗后，骨骼肌中GLUT4 mRNA增加，所以也可能改善外周组织的胰岛素敏感性。根皮苷治疗除了改变实验动物的血糖水平外，并不影响实验对象的体重、空腹及进食后血清胰岛素水平。实际上，它也不改变血中不饱和脂肪酸、胰升糖素和儿茶酚胺的浓度。提示根皮苷并不是通过这些非特异性作用，而更大的可能是通过特异性地纠正高血糖而影响外周组织的葡萄糖转运系统[8～10]。本文实验中，根皮苷治疗仅部分恢复GLUT4 mRNA含量，与高血糖仅得到部分纠正相吻合，这也进一步支持了上述观点。
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研究表明，糖尿病状态下外周组织对胰岛素产生抵抗的环节之一是由GLUT4含量减少所致的受体后缺陷造成的，这种变化产生的原因很可能是高血糖抑制了GLUT4基因的表达，高血糖改善后，基因表达也会增加。这为糖尿病患者严格控制血糖的必要性又提供了一个理论依据。
参 考 文 献
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, 百拇医药
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8，Rossetti L,Smith D,Shulman GI,et al.Correction of hyperglycemia with pholrizin normalizes tissue sensitivity to insulin in diabetic rats.J Clin Invest,1987,79:1510.
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(收稿：1998-10-26 修回：1999-10-12), 百拇医药