糖尿病大鼠膈肌微量元素与氧化应激变化的研究
作者：沈兴平 舒昌达 何军
单位：沈兴平(重庆医科大学附属第二医院内分泌科， 重庆 400010)；舒昌达 何军(重庆医科大学附属第一医院内分泌科， 重庆 400016)
关键词：糖尿病；微量元素；膈
中国病理生理杂志000721
[摘 要] 目的：了解糖尿病膈肌微量元素与氧化应激的关系。方法：采用原子吸收光谱法，测定糖尿病28 d大鼠膈肌组织中铜(Cu)、锰(Mn)锌(Zn)、铁(Fe)、镉(Cd)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)和锂(Li)的含量，并同时测定超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。结果：糖尿病膈肌Cu、Zn、Cr、Li含量明显低于对照组，Fe和Cd明显高于对照组，而Mn、Co、Mo与对照组无明显差别。糖尿病膈肌组织SOD活性明显低于对照组，MDA含量明显高于对照组。糖尿病膈肌组织Zn含量与其SOD活性呈正相关，与MDA含量呈负相关，Cd含量与SOD活性呈负相关。结论：糖尿病28d膈肌组织存在Cu、Zn、Fe、Cd、Cr、Li含量的变化及氧化应激增加，Zn和Cd在糖尿病膈肌组织氧化应激变化中具有重要意义。
, 百拇医药
[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A
[文章编号] 1000-4718(2000)07-0655-03
Study on the variation of trace elements and oxidative
stress in diaphragm of the diabetic rats
SHEN Xing-ping
(Department of Endocrinology, The Second College of Clinical Medicine, Chongqing University of Medical Sciences,Chongqing 400010, China)
, 百拇医药
SHU Chang-da, HE Jun
(Department of Endocrinology, The College of Clinical Medicine,Chongqing University of Medical Sciences, Chongqing 400016, China)
[Abstract] AIM:To investigate the relationship between trace elements and oxidative stress in diabetic diaphragm. METHODS: Contents of copper(Cu), manganese(Mn), zinc(Zn), iron(Fe),cadmium(Cd),chromium(Cr),cobalt(Co),molybdenum(Mo) and lithium(Li) in the alloxan-induced diabetic rat diaphragm muscles were measured by atomic absorption spectrophotometer, and&127;their superoxide dismutase(SOD) activities and malondiadehyde(MDA) contents were detected. RESULTS: The contents of Cu, Zn, Cr and Li were lower and the Fe and Cd were higher in diabetic rat diaphragm muscles than that of the control group, but there were no significant differences in Mn, Co and Mo, between control and diabetic group. SOD activities decreased significantly and MDA contents increased significantly in diaphragm of diabetic rats as compared with the control group.In addition,in diabetic rats diaphragm, there was a positive correlation between Zn and SOD, and negative correlation between Zn and MDA, and Cd and SOD. CONCLUSION: Changes of the contents of Cu, Zn, Fe, Cd, Cr, Li and the increase of oxidative stress in diaphragm were found in the early diabetes, and Zn, Cd play an importment role in oxidative stress of diabetic diaphragm.
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[MeSH] Diabetes mellitus; Trace elements; Diaphragm
糖尿病微血管病变和组织蛋白非酶糖基化可导致机体各系统的慢性病变和功能丧失，成为糖尿病患者致残和致死的主要原因，其心、肾、眼、神经等并发症已得到广泛的研究和肯定。近年的研究表明糖尿病高血糖环境下肺脏和膈肌同样受到不同程度损害[1,2]，但其机制不详。已有的实验表明糖尿病存在微量元素失衡和氧化应激的变化并与并发症密切相关，而糖尿病膈肌是否存在类似变化，尚不清楚。本实验拟通过对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠膈肌组织铜(Cu)、锰(Mn)、锌(Zn)、铁(Fe)、镉(Cd)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、锂(Li)等含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性及与脂质过氧化有关的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的测定,了解糖尿病膈肌组织微量元素和氧化应激的变化。
材 料 和 方 法
, 百拇医药
一、动物模型复制和取材
成年雄性Wistar大鼠24只,体重180～210 g之间,由本校实验动物中心提供。随机分实验组12只,对照组12只。给实验组大鼠一次性四氧嘧啶(200 mg/kg)腹腔内注射，对照组大鼠同时注射等量生理盐水。注射药物后第3 d晚8时禁食，次晨测空腹血糖(邻甲苯胺法)，血糖大于14.00 mmol/L，为糖尿病模型建立[3]。两组大鼠均自由饮水、进食。在糖尿病大鼠模型成立28 d时，实验组大鼠测空腹血糖均大于14.00 mmol/L。迅速股动脉放血处死大鼠,剪开胸腔,速取左、右侧膈肌，放入培养皿中，称重待测。
二、测定方法
(一)微量元素测定 左侧膈肌经去离子水漂洗3次，80 ℃烘干。烘干的样品分别放入乳钵中粉碎，精密称取0.10 g，炭化后加入消化液(HNO3∶HClO4＝5∶1) 6mL，于电热板上缓慢加热消化至干，沉淀为白色(如出现黄色可继续加少量消化液进一步消化)，样品冷却后，转至25 mL容量瓶中，双蒸水稀释至25 mL。用塞曼原子吸收分光光度计(日立180-80型)，采用乙炔火焰法。燃气为乙炔气，助燃气为空气，应用标准对照法，计算微量元素的含量。
, 百拇医药
(二)膈肌组织SOD、MDA水平测定 右侧膈肌用预冷的生理盐水洗净残血，吸干水份，称取膈肌组织，剪碎置于玻璃匀浆器中研磨5 min,加入1.15%氯化钾溶液(样品∶1.15%KCl=1∶9)制成匀浆，采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量，匀浆液经6 000×g，离心30 min，取上清液用邻苯三酚自氧化法测SOD活性。
三、统计学处理
实验数据以均数±标准差(
±s)表示，采用t检验对组间均数进行比较，相关检验用直线相关。
结 果
一、微量元素及SOD、MDA水平变化
糖尿病28 d大鼠膈肌Cu、Zn、Cr、Li含量均明显低下对照组(P<0.01),Fe、Cd含量明显高于对照组(P<0.01、P<0.01)。糖尿病膈肌Mn、Co、Mo含量与对照组无显著差别(P>0.05)。糖尿病膈肌SOD活性明显低于对照组(P<0.01)，MDA含量明显高于对照组(P<0.01)，(见表1,2)。
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二、相关分析
糖尿病28 d大鼠膈肌组织SOD活性与其Cu、Mn、Fe、Cr、Mo、Li、Co含量无相关性(r分别为-0.31, -0.06, -0.48, 0.21, -0.07, -0.12, 0.14)，但与Zn呈正相关(r=0.71,P<0.05)，与Cd呈负相关(r=-0.80, P<0.01)。糖尿病大鼠膈肌组织MDA与Cu、Mn、Fe、Cd、Cr、Co、Mo、Li含量无相关性(r分别为0.23， 0.19, 0.15, 0.28, -0.24, -0.19, -0.11, -0.20)而与Zn含量呈负相关(r=-0.78,P<0.01)。
表1 糖尿病和对照组大鼠膈肌微量元素含量的比较
Tab 1 Comparison of changes of trace elements in control and
, 百拇医药
diabetic diaphragm(μg/g dry weight,±s, n=12)
Control group
Diabetic group
Cu
12.94±3.14
6.84±0.58* *
Mn
1.50±0.20
1.48±0.22
, 百拇医药
Zn
63.82±3.49
41.25±3.04* *
Fe
48.21±3.81
92.50±4.88* *
Cd
5.47±0.41
9.74±1.32* *
Cr
0.28±0.04
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0.02±0.01* *
Co
0.06±0.02
0.06±0.01
Mo
0.02±0.01
0.02±0.02
Li
2.68±0.31
0.89±0.11* *
* * P<0.01, vs control表2 糖尿病和对照组大鼠膈肌SOD、MDA水平比较
, 百拇医药
Tab 2 Comparison of changes of SOD and MDA level in control
and diabetic diaphragm (±s, n=12)
Control group
Diabetic group
SOD(U/100mg)
30.28±2.85
10.64±2.91* *
MDA(nmol/100mg)
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22.90±2.89
45.95±5.98* *
* * P<0.01, vs control讨 论
膈肌除具有骨骼肌的一般生化、生理和结构功能外，尚具有终身持续收缩和呼吸特性，对于维持正常的肺功能，具有极其重要的作用。以往研究表明糖尿病所致的肺功能变化与肺脏本身及呼吸肌损害有关[1]。而目前对糖尿病膈肌病变的研究较少。本实验通过糖尿病早期膈肌微量元素及氧化应激变化的观察，表明在糖尿病早期膈肌已存在微量元素及氧化应激的改变，这对于进一步阐明糖尿病膈肌病变的发病机制具有重要意义。
实验表明，糖尿病28d大鼠膈肌Cu含量明显降低，与国外对1型糖尿病肌肉活检报道一致，推测是糖尿病膈肌对Cu的耗竭所致[4]，具体机制不详。Mn与Cu均为化学性质相似的过渡金属元素，糖尿病膈肌组织Mn含量与正常膈肌无明显差别，这与糖尿病患者全血Mn含量测定结果一致，说明糖尿病状态下并未出现Mn的缺乏[5]。Zn是机体生长发育、组织修复等所必需的微量元素，它在胰岛素代谢过程中发挥重要的作用，有研究表明胰岛素促分泌作用可刺激胰岛Zn的释放，而Zn与胰岛素有极强的亲和力，Zn在调节胰岛素活性过程中占有重要地位[6]。我们发现糖尿病膈肌组织Zn含量明显低于对照组，可能与1型糖尿病时胰岛素分泌绝对缺乏有关，具体机制尚需进一步研究。作为动物组织中含量最丰富的微量元素之一的Fe，主要存在于骨骼肌的铁蛋白、含铁血黄素和肌球蛋白中，有学者推测Fe与胰岛素抵抗存在一定的关系，我们发现糖尿病28d大鼠膈肌Fe含量明显升高，确切机制不详。Cr是组成“葡萄糖耐量因子”的金属微量元素，其作用是使胰岛素与细胞膜上胰岛素受体的巯基形成二硫键，有助于胰岛素发挥生物效应。糖尿病膈肌Cr含量下降，使膈肌胰岛素受体的数量及其与胰岛素结合的亲和力下降，从而影响胰岛素的生物效应。由于糖尿病对Mo和Co含量的影响极小，因而，糖尿病膈肌Mo、Co含量无明显变化。Li由于其“胰岛素样作用”，倍受人们的重视。糖尿病膈肌Li含量下降，使其取代Zn、Mn成为“酶的调节剂”作用减少，糖利用下降，并导致胰岛素抵抗[7]。由于本实验中糖尿病动物存在慢性未控制的高糖血症，可引起上述微量元素含量改变，而这些微量元素又可直接影响葡萄糖的自稳态，参与糖尿病并发症的发生，导致糖尿病膈肌功能的变化。
, 百拇医药
大量研究表明，糖尿病存在明显的氧化应激，其自由基增加与并发症明显相关。本实验结果表明糖尿病28 d大鼠膈肌组织SOD活性明显降低，MDA含量明显升高，提示糖尿病时膈肌存在自由基清除障碍，使氧化/抗氧化平衡失调，导致氧化应激的增加，自由基蓄积于体内，膈肌组织脂质过氧化反应加强，从而引起糖尿病膈肌组织不同程度的损害[2]。
已证实微量元素与脂质过氧化关系密切。本实验结果表明，糖尿病28 d大鼠膈肌Zn含量与SOD活性呈正相关，与MDA含量呈负相关，推测由于Cu、Zn-SOD是O2主要清除剂,而Zn是该酶的金属辅助因子,Zn含量减少时，酶活性下降, O2清除障碍,使MDA含量增加，诱发膈肌组织脂质过氧化反应。该酶另一金属辅助因子Cu对酶本身活性影响很小[8]，故糖尿病膈肌组织Cu含量变化与SOD活性和MDA含量无明显相关性。有实验发现暴露于Cd的烟尘中的大鼠，其红细胞中SOD活性显著降低。糖尿病膈肌Cd含量增加，且与SOD活性呈负相关，推测是过多的Cd置换Cu、Zn-SOD中的Zn，并对该酶起阻滞作用，使活性丧失，同时，Cd含量增加又可减少Zn的吸收，从而干扰Cu、Zn-SOD活性[9]。Cd与MDA含量无相关性，表明脂质氧化涉及诸多复杂因素。此外,糖尿病大鼠膈肌Fe与SOD活性和MDA含量无相关性,可能与Fe在抗氧化酶中发挥作用的部位不同有关,也可能与糖尿病病程早期有关。而Mn、Cr、Co、Mo、Li与SOD活性、MDA含量无相关性，提示以上微量元素与体内氧化/抗氧化系统无直接联系。
, 百拇医药
E-mail: sxpsxzlg@public.cta.cq.cn
Tel: 023-63849075-2087
[参 考 文 献]
[1] Cooper BG,Taylor R,Alberti KG,et al. Lung function in patients with diabetes mellitus [J]. Respir Med,1990,84:235～239.
[2] 沈兴平，舒昌达，何军.早期糖尿病大鼠膈肌超微结构变化的观察[J].中华物理医学杂志，1997，19：185.
[3] 朱文琴，陈家伟，沈捷. 维生素E对不同病程糖尿病鼠主动脉胶原非酶糖化的影响[J].中华内分泌代谢杂志，1997，13：171～174.
, 百拇医药
[4] Siogren A, Edvinsson L, Floren C-H, et al. Zinc and copper in striated muscle and body fluids from subjects with diabetes mellitus type I[J]. Nutr Res, 1986,6:147～154.
[5] Walter RM Jr, Uriu-Hare JY,Olin KL,et al. Coper,zinc,manganese,and magnesium status and complications of diabetes mellitus[J]. Diabetes Care, 1991,14:1050～1056.
[6] Formby B,Schmid-Formby F,Grodsky GM. Relationship between insulin release and 65 zinc efflux from rat pancreatic islets maintained in tissue culture[J]. Diabetes, 1984,33:229～234.
, 百拇医药
[7] Rossetti L,Giaccari A, Klein-Robbenhaar E,et al. Insulinomimetic properties of trace elements and characterization of their in vivo mode of action[J]. Diabetes, 1990,39:1243～1250.
[8] 张文清,海春旭,龚书明. 锰对大鼠肝微粒体脂质过氧化模型的影响[J]. 解放军预防医学杂志. 1993, 11:225～226.
[9] 张耀铮,赵宝昌,孔祥瑞. 钙、磷、镁及某些微量元素的代谢紊乱[M].见： 康格非主编.临床生物化学.第1版. 北京：人民卫生出版社， 1989. 86～106.
[收稿日期] 1999-09-20
[修回日期] 2000-01-12, 百拇医药
单位：沈兴平(重庆医科大学附属第二医院内分泌科， 重庆 400010)；舒昌达 何军(重庆医科大学附属第一医院内分泌科， 重庆 400016)
关键词：糖尿病；微量元素；膈
中国病理生理杂志000721
[摘 要] 目的：了解糖尿病膈肌微量元素与氧化应激的关系。方法：采用原子吸收光谱法，测定糖尿病28 d大鼠膈肌组织中铜(Cu)、锰(Mn)锌(Zn)、铁(Fe)、镉(Cd)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)和锂(Li)的含量，并同时测定超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。结果：糖尿病膈肌Cu、Zn、Cr、Li含量明显低于对照组，Fe和Cd明显高于对照组，而Mn、Co、Mo与对照组无明显差别。糖尿病膈肌组织SOD活性明显低于对照组，MDA含量明显高于对照组。糖尿病膈肌组织Zn含量与其SOD活性呈正相关，与MDA含量呈负相关，Cd含量与SOD活性呈负相关。结论：糖尿病28d膈肌组织存在Cu、Zn、Fe、Cd、Cr、Li含量的变化及氧化应激增加，Zn和Cd在糖尿病膈肌组织氧化应激变化中具有重要意义。
, 百拇医药
[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A
[文章编号] 1000-4718(2000)07-0655-03
Study on the variation of trace elements and oxidative
stress in diaphragm of the diabetic rats
SHEN Xing-ping
(Department of Endocrinology, The Second College of Clinical Medicine, Chongqing University of Medical Sciences,Chongqing 400010, China)
, 百拇医药
SHU Chang-da, HE Jun
(Department of Endocrinology, The College of Clinical Medicine,Chongqing University of Medical Sciences, Chongqing 400016, China)
[Abstract] AIM:To investigate the relationship between trace elements and oxidative stress in diabetic diaphragm. METHODS: Contents of copper(Cu), manganese(Mn), zinc(Zn), iron(Fe),cadmium(Cd),chromium(Cr),cobalt(Co),molybdenum(Mo) and lithium(Li) in the alloxan-induced diabetic rat diaphragm muscles were measured by atomic absorption spectrophotometer, and&127;their superoxide dismutase(SOD) activities and malondiadehyde(MDA) contents were detected. RESULTS: The contents of Cu, Zn, Cr and Li were lower and the Fe and Cd were higher in diabetic rat diaphragm muscles than that of the control group, but there were no significant differences in Mn, Co and Mo, between control and diabetic group. SOD activities decreased significantly and MDA contents increased significantly in diaphragm of diabetic rats as compared with the control group.In addition,in diabetic rats diaphragm, there was a positive correlation between Zn and SOD, and negative correlation between Zn and MDA, and Cd and SOD. CONCLUSION: Changes of the contents of Cu, Zn, Fe, Cd, Cr, Li and the increase of oxidative stress in diaphragm were found in the early diabetes, and Zn, Cd play an importment role in oxidative stress of diabetic diaphragm.
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[MeSH] Diabetes mellitus; Trace elements; Diaphragm
糖尿病微血管病变和组织蛋白非酶糖基化可导致机体各系统的慢性病变和功能丧失，成为糖尿病患者致残和致死的主要原因，其心、肾、眼、神经等并发症已得到广泛的研究和肯定。近年的研究表明糖尿病高血糖环境下肺脏和膈肌同样受到不同程度损害[1,2]，但其机制不详。已有的实验表明糖尿病存在微量元素失衡和氧化应激的变化并与并发症密切相关，而糖尿病膈肌是否存在类似变化，尚不清楚。本实验拟通过对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠膈肌组织铜(Cu)、锰(Mn)、锌(Zn)、铁(Fe)、镉(Cd)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、锂(Li)等含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性及与脂质过氧化有关的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的测定,了解糖尿病膈肌组织微量元素和氧化应激的变化。
材 料 和 方 法
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一、动物模型复制和取材
成年雄性Wistar大鼠24只,体重180～210 g之间,由本校实验动物中心提供。随机分实验组12只,对照组12只。给实验组大鼠一次性四氧嘧啶(200 mg/kg)腹腔内注射，对照组大鼠同时注射等量生理盐水。注射药物后第3 d晚8时禁食，次晨测空腹血糖(邻甲苯胺法)，血糖大于14.00 mmol/L，为糖尿病模型建立[3]。两组大鼠均自由饮水、进食。在糖尿病大鼠模型成立28 d时，实验组大鼠测空腹血糖均大于14.00 mmol/L。迅速股动脉放血处死大鼠,剪开胸腔,速取左、右侧膈肌，放入培养皿中，称重待测。
二、测定方法
(一)微量元素测定 左侧膈肌经去离子水漂洗3次，80 ℃烘干。烘干的样品分别放入乳钵中粉碎，精密称取0.10 g，炭化后加入消化液(HNO3∶HClO4＝5∶1) 6mL，于电热板上缓慢加热消化至干，沉淀为白色(如出现黄色可继续加少量消化液进一步消化)，样品冷却后，转至25 mL容量瓶中，双蒸水稀释至25 mL。用塞曼原子吸收分光光度计(日立180-80型)，采用乙炔火焰法。燃气为乙炔气，助燃气为空气，应用标准对照法，计算微量元素的含量。
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(二)膈肌组织SOD、MDA水平测定 右侧膈肌用预冷的生理盐水洗净残血，吸干水份，称取膈肌组织，剪碎置于玻璃匀浆器中研磨5 min,加入1.15%氯化钾溶液(样品∶1.15%KCl=1∶9)制成匀浆，采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量，匀浆液经6 000×g，离心30 min，取上清液用邻苯三酚自氧化法测SOD活性。
三、统计学处理
实验数据以均数±标准差(
±s)表示，采用t检验对组间均数进行比较，相关检验用直线相关。结 果
一、微量元素及SOD、MDA水平变化
糖尿病28 d大鼠膈肌Cu、Zn、Cr、Li含量均明显低下对照组(P<0.01),Fe、Cd含量明显高于对照组(P<0.01、P<0.01)。糖尿病膈肌Mn、Co、Mo含量与对照组无显著差别(P>0.05)。糖尿病膈肌SOD活性明显低于对照组(P<0.01)，MDA含量明显高于对照组(P<0.01)，(见表1,2)。
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二、相关分析
糖尿病28 d大鼠膈肌组织SOD活性与其Cu、Mn、Fe、Cr、Mo、Li、Co含量无相关性(r分别为-0.31, -0.06, -0.48, 0.21, -0.07, -0.12, 0.14)，但与Zn呈正相关(r=0.71,P<0.05)，与Cd呈负相关(r=-0.80, P<0.01)。糖尿病大鼠膈肌组织MDA与Cu、Mn、Fe、Cd、Cr、Co、Mo、Li含量无相关性(r分别为0.23， 0.19, 0.15, 0.28, -0.24, -0.19, -0.11, -0.20)而与Zn含量呈负相关(r=-0.78,P<0.01)。
表1 糖尿病和对照组大鼠膈肌微量元素含量的比较
Tab 1 Comparison of changes of trace elements in control and
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diabetic diaphragm(μg/g dry weight,
±s, n=12)Control group
Diabetic group
Cu
12.94±3.14
6.84±0.58* *
Mn
1.50±0.20
1.48±0.22
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Zn
63.82±3.49
41.25±3.04* *
Fe
48.21±3.81
92.50±4.88* *
Cd
5.47±0.41
9.74±1.32* *
Cr
0.28±0.04
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0.02±0.01* *
Co
0.06±0.02
0.06±0.01
Mo
0.02±0.01
0.02±0.02
Li
2.68±0.31
0.89±0.11* *
* * P<0.01, vs control表2 糖尿病和对照组大鼠膈肌SOD、MDA水平比较
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Tab 2 Comparison of changes of SOD and MDA level in control
and diabetic diaphragm (
±s, n=12)Control group
Diabetic group
SOD(U/100mg)
30.28±2.85
10.64±2.91* *
MDA(nmol/100mg)
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22.90±2.89
45.95±5.98* *
* * P<0.01, vs control讨 论
膈肌除具有骨骼肌的一般生化、生理和结构功能外，尚具有终身持续收缩和呼吸特性，对于维持正常的肺功能，具有极其重要的作用。以往研究表明糖尿病所致的肺功能变化与肺脏本身及呼吸肌损害有关[1]。而目前对糖尿病膈肌病变的研究较少。本实验通过糖尿病早期膈肌微量元素及氧化应激变化的观察，表明在糖尿病早期膈肌已存在微量元素及氧化应激的改变，这对于进一步阐明糖尿病膈肌病变的发病机制具有重要意义。
实验表明，糖尿病28d大鼠膈肌Cu含量明显降低，与国外对1型糖尿病肌肉活检报道一致，推测是糖尿病膈肌对Cu的耗竭所致[4]，具体机制不详。Mn与Cu均为化学性质相似的过渡金属元素，糖尿病膈肌组织Mn含量与正常膈肌无明显差别，这与糖尿病患者全血Mn含量测定结果一致，说明糖尿病状态下并未出现Mn的缺乏[5]。Zn是机体生长发育、组织修复等所必需的微量元素，它在胰岛素代谢过程中发挥重要的作用，有研究表明胰岛素促分泌作用可刺激胰岛Zn的释放，而Zn与胰岛素有极强的亲和力，Zn在调节胰岛素活性过程中占有重要地位[6]。我们发现糖尿病膈肌组织Zn含量明显低于对照组，可能与1型糖尿病时胰岛素分泌绝对缺乏有关，具体机制尚需进一步研究。作为动物组织中含量最丰富的微量元素之一的Fe，主要存在于骨骼肌的铁蛋白、含铁血黄素和肌球蛋白中，有学者推测Fe与胰岛素抵抗存在一定的关系，我们发现糖尿病28d大鼠膈肌Fe含量明显升高，确切机制不详。Cr是组成“葡萄糖耐量因子”的金属微量元素，其作用是使胰岛素与细胞膜上胰岛素受体的巯基形成二硫键，有助于胰岛素发挥生物效应。糖尿病膈肌Cr含量下降，使膈肌胰岛素受体的数量及其与胰岛素结合的亲和力下降，从而影响胰岛素的生物效应。由于糖尿病对Mo和Co含量的影响极小，因而，糖尿病膈肌Mo、Co含量无明显变化。Li由于其“胰岛素样作用”，倍受人们的重视。糖尿病膈肌Li含量下降，使其取代Zn、Mn成为“酶的调节剂”作用减少，糖利用下降，并导致胰岛素抵抗[7]。由于本实验中糖尿病动物存在慢性未控制的高糖血症，可引起上述微量元素含量改变，而这些微量元素又可直接影响葡萄糖的自稳态，参与糖尿病并发症的发生，导致糖尿病膈肌功能的变化。
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大量研究表明，糖尿病存在明显的氧化应激，其自由基增加与并发症明显相关。本实验结果表明糖尿病28 d大鼠膈肌组织SOD活性明显降低，MDA含量明显升高，提示糖尿病时膈肌存在自由基清除障碍，使氧化/抗氧化平衡失调，导致氧化应激的增加，自由基蓄积于体内，膈肌组织脂质过氧化反应加强，从而引起糖尿病膈肌组织不同程度的损害[2]。
已证实微量元素与脂质过氧化关系密切。本实验结果表明，糖尿病28 d大鼠膈肌Zn含量与SOD活性呈正相关，与MDA含量呈负相关，推测由于Cu、Zn-SOD是O2主要清除剂,而Zn是该酶的金属辅助因子,Zn含量减少时，酶活性下降, O2清除障碍,使MDA含量增加，诱发膈肌组织脂质过氧化反应。该酶另一金属辅助因子Cu对酶本身活性影响很小[8]，故糖尿病膈肌组织Cu含量变化与SOD活性和MDA含量无明显相关性。有实验发现暴露于Cd的烟尘中的大鼠，其红细胞中SOD活性显著降低。糖尿病膈肌Cd含量增加，且与SOD活性呈负相关，推测是过多的Cd置换Cu、Zn-SOD中的Zn，并对该酶起阻滞作用，使活性丧失，同时，Cd含量增加又可减少Zn的吸收，从而干扰Cu、Zn-SOD活性[9]。Cd与MDA含量无相关性，表明脂质氧化涉及诸多复杂因素。此外,糖尿病大鼠膈肌Fe与SOD活性和MDA含量无相关性,可能与Fe在抗氧化酶中发挥作用的部位不同有关,也可能与糖尿病病程早期有关。而Mn、Cr、Co、Mo、Li与SOD活性、MDA含量无相关性，提示以上微量元素与体内氧化/抗氧化系统无直接联系。
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E-mail: sxpsxzlg@public.cta.cq.cn
Tel: 023-63849075-2087
[参 考 文 献]
[1] Cooper BG,Taylor R,Alberti KG,et al. Lung function in patients with diabetes mellitus [J]. Respir Med,1990,84:235～239.
[2] 沈兴平，舒昌达，何军.早期糖尿病大鼠膈肌超微结构变化的观察[J].中华物理医学杂志，1997，19：185.
[3] 朱文琴，陈家伟，沈捷. 维生素E对不同病程糖尿病鼠主动脉胶原非酶糖化的影响[J].中华内分泌代谢杂志，1997，13：171～174.
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[收稿日期] 1999-09-20
[修回日期] 2000-01-12, 百拇医药