局部制动对老年大鼠胰岛素敏感性的影响

【摘要】 　　目的 了解肢体制动对老年大鼠胰岛素敏感性的影响。方法 将老年Wistar大鼠随机分为对照组和制动组。制动组大鼠右后肢石膏固定，对照组不做特殊处理。3 w后将两组大鼠行高胰岛素正常葡萄糖钳夹技术，术后分离大鼠右比目鱼肌测量重量、肌细胞直径及肌纤维截面积。结果 制动组稳态葡萄糖输入速率、右侧比目鱼肌湿重、肌细胞直径、肌纤维截面积均明显低于对照组。结论 局部制动可导致老年大鼠骨骼肌萎缩，并使机体对胰岛素的敏感性降低。

【关键词】 老年；胰岛素敏感性；高胰岛素正糖钳夹；制动；骨骼肌萎缩

　　制动是创伤治疗的常用手段之一，对缓解疼痛、加速创伤愈合及机体康复起到了一定的作用。但制动所引起的各种并发症对老年人的术后康复及日常生活都产生了巨大的影响。本文前期的研究显示，局部制动可导致老年大鼠骨骼肌发生明显萎缩〔1〕。但制动对机体的影响并不限于局部的组织与器官，制动对机体的影响是全身性的。老年人是糖尿病等代谢性疾病的高发人群，由于骨骼肌是体内廓清血糖最重要的组织，是周围胰岛素抵抗的主要靶位。因此，本研究的目的在于了解局部制动对老年大鼠胰岛素敏感性的影响。

　　1 材料与方法

　　1.1 实验动物与模型

　　40只健康老龄(22±2)月龄雄性Wistar大鼠购于四川大学华西医学中心。将大鼠按体重配对原则随机分为对照组和制动组，每组20只。适应性喂养1 w后将制动组大鼠用戊巴比妥钠（30 mg/kg）腹腔注射麻醉后行右后肢管型石膏固定，膝关节屈曲120°～135°髋关节置于外翻位。对照组同法麻醉后不予特殊处理。

　　1.2 高胰岛素

　　正糖钳夹试验 制动3 w后，对两组大鼠行清醒状态下大鼠尾动静脉插管高胰岛素正糖钳夹试验。参照文献〔2〕试验方法，钳夹试验前大鼠禁食8 h，在大鼠尾根部环状局麻下行尾动脉及尾静脉插管术。尾动脉插管接24G留置针用于采血检测血糖及血浆胰岛素。尾静脉插管接一小三通管，一个通道接普通牛胰岛素注射液（胰岛素溶于0.4%牛血清白蛋白溶液中），另一个通道接30%葡萄糖注射液，胰岛素和葡萄糖用双通道数字式微量注射泵（WZS50F2型，浙江大学医学仪器厂）注射。大鼠插管后静待30 min后首次0 min取尾动脉血用于血浆胰岛素（放射免疫测定）及血糖（美国强生稳毫血糖仪）的检测，此时所测血糖为基础血糖（BBG），所测胰岛素为基础胰岛素(BNS)。以0.25 U·kg-1·h-1的恒定速度输入胰岛素，5 min后开始每5 min取一次动脉血检测血糖，当血糖低于BBG的0.5 mmol/L时开始输入30%葡萄糖注射液，并不断调整葡萄糖输入速率（GIR），使血糖保持在BBG±0.5 mmol/L的范围内。60 min后，若连续3次保持在上述范围内，便可认为到达稳态，此时取动脉血测定血浆胰岛素(钳夹稳态胰岛素)，继续检测血糖，直到120 min结束，共采血24次。

　　1.3 骨骼肌指标测定

　　钳夹试验结束后，断颈处死大鼠，迅速取右后肢比目鱼肌，取出多余结缔组织并称量其湿重。于比目鱼肌中段切取部分肌肉组织，作厚5 μm的石蜡切片，HE染色后用自动图像分析仪测定肌细胞直径及截面积，每个标本至少测量50个肌细胞，取其均值。

　　1.4 统计学处理

　　数据以x±s表示，组间差异采用t检验。

　　2 结果

　　2.1 血糖、血浆胰岛素及GIR的变化

　　制动组与对照组的BBG及BNS均位于同一水平（P＞0.05）。两组的稳态血糖都保持在空腹水平，葡萄糖钳夹实验结束时，两组的胰岛素浓度都达到了生理范围高水平。制动组稳态GIR明显低于对照组（P＜0.05）。见表1。表1 两组血糖、血浆胰岛素及葡萄糖输入速率的变化

　　2.2 实验末骨骼肌各项指标的变化 制动3 w后制动组右侧比目鱼肌湿重、肌细胞直径、肌纤维截面积均明显低于对照组（P＜0.05），说明制动的骨骼肌出现了明显的萎缩现象。见表2。表2 制动3 w后两组骨骼肌各项指标的变化情况（略）

　　3 讨论
　　
　　目前评价胰岛素敏感性的指标如：空腹胰岛素水平、胰岛素敏感指数、空腹血浆胰岛素血糖比值、胰岛素耐量试验等只适用于大样本的临床调查，而不适用于小样本动物实验研究中对胰岛素敏感性的评价。大鼠高胰岛素正常葡萄糖钳夹技术成为研究胰岛素抵抗的基本技术之一。本实验采用尚敬等〔2〕建立的清醒状态下大鼠尾动静脉插管高胰岛素正糖钳夹试验方法，该实验具有简便易行、实验周期短、实验稳定性和准确性均较好，试验结果可靠的特点。实验过程中，大鼠的大鼠插管的成功率为100%，死亡率为零。本研究显示，制动3 w后制动组与对照组的BBG及BNS均位于同一水平。葡萄糖钳夹实验中，两组的血糖都保持在空腹水平，葡萄糖钳夹实验结束时，两组的胰岛素浓度为80～120 mU/L之间，都达到了生理范围高水平。制动组GIR明显低于对照组，说明制动组存在明显的胰岛素抵抗。
　　
　　在外周组织中，骨骼肌是体内廓清血糖最重要的组织，是胰岛素作用及周围胰岛素抵抗的主要靶位〔3〕。骨骼肌形态上的改变，可使肌肉的功能发生改变。有研究显示，骨骼肌组织脂肪沉积可导致骨骼肌胰岛素抵抗的发生〔4〕。骨骼肌具有快速适应外界环境变化的特点，在较强机械力的作用下表现为相应的肥大，而在制动、固定、及失重状态下则表现为相应的肌肉萎缩。局部制动是运动损伤治疗的常用手段，本次实验显示局部制动3 w后，大鼠骨骼肌有明显萎缩。骨骼肌萎缩可能是胰岛素抵抗发生的原因。

参考文献

　　1 王玉.缺氧预处理对预防老年大鼠肢体制动后骨骼肌萎缩的研究〔J〕.中国老年学杂志，2008;28(12):10679.

　　2 尚敬，孙晖，肖方喜，等.清醒状态下大鼠尾动静脉插管高胰岛素正糖钳夹试验〔J〕.上海交通大学学报(医学版)，2006;26(9):96871.

　　3 高宇，宋光耀.骨骼肌脂肪酸转位酶FAT/CD36与胰岛素抵抗〔J〕.中国老年学杂志，2008;28(14):14468.

　　4 潘作东，卢雁，何冰，等.大鼠游离脂肪酸的异常蓄积导致骨骼肌胰岛素抵抗机制的研究〔J〕.中国老年学杂志，2008;28(10):9589.