格列齐特对2型糖尿病GK大鼠离体心肌缺血预适应的影响

张中琳，赵 伟，吴国亭



·基础研究·

格列齐特对2型糖尿病GK大鼠离体心肌缺血预适应的影响

张中琳1，赵 伟1，吴国亭2

(1.同济大学附属第十人民医院急诊科，上海 200072；2.同济大学附属第十人民医院内分泌科，上海 200072)

目的 研究格列齐特对糖尿病GK大鼠离体心脏缺血预适应(ischemic preconditioning, IPC)保护作用的影响。方法 采用GK大鼠离体心脏Langendorff灌流模型，分为Wistar大鼠缺血预处理对照组(CON组)、GK大鼠缺血预适应保护组(GK组)、缺血预适应+格列齐特组(10μmol/L)(IPC+Glc组)，每组8只。记录各组血流动力学指标，灌流后检测心肌梗死面积。结果 灌流30min时，与CON组相比，IPC+Glc组左心室功能有一定程度的改善(P<0.05)，IPC+Glc组和GK组心肌梗死面积无明显变化(P>0.05)。结论 格列齐特未影响缺血预适应对心肌的保护作用。

格列齐特；心肌缺血预适应；langendorff灌流；GK大鼠

随着生活水平的提高，生活方式的改变，人口老龄化，2型糖尿病发病率逐年增长，已成为危害人类健康的疾病之一。磺脲类药物(Sulfonylurea，SU)作为最早发现的口服降糖药，目前广泛应用于2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)的治疗。它已成为许多国家和国际组织制定的糖尿病指南中推荐的控制2型糖尿病患者高血糖的主要用药[1]。SU治疗T2DM的主要机理是它能够与胰腺β细胞膜上ATP敏感性钾通道(ATP-sensitive potassium channels，K-ATP)结合，引起该通道的关闭，从而使β细胞分泌胰岛素，最终达到降低血糖的目的，但由于SU是K-ATP通道的非选择性阻滞剂，在关闭胰腺β细胞上K-ATP通道同时，对心血管系统的K-ATP通道也起一定作用。至今关于SU对心血管安全性仍存在争议[2- 4]。本实验探讨新一代磺脲类药物格列齐特对心脏缺血预适应(ischemic precond-itioning, IPC)保护作用的影响，从而进一步探讨格列齐特应用于T2DM患者心血管系统的安全性，为SU的临床应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

采用清洁级雄性GK大鼠16只，雄性Wistar大鼠8只，3月龄，体质量300～350g，由中国科学院上海实验动物中心提供。将16只GK大鼠随机分为两组，每组8只，8只Wistar大鼠为另外1组。(1) Wistar大鼠缺血预处理对照组(CON组)：Wistar大鼠心脏5min平衡灌流后，予以5min全心缺血再5min复灌，共3个循环，后予30min全心缺血并60min复灌；(2) GK大鼠缺血预处理组(GK组)：离体心脏灌流顺序和CON组相同；(3) GK大鼠缺血预处理+格列齐特组(IPC+Glc组)：离体心脏灌流顺序和GK组相同，在平衡开始时加入10μmol/L格列齐特，至灌流结束。

1.2 药品与试剂

Krebs-Henseleit(K-H)营养液各组份均为市售试剂(分析纯)，以双蒸水配制。格列齐特化学纯购自法国施维雅(天津)制药有限公司。

1.3 仪器与装置

恒温恒压Langendorff灌流装置由本实验室自行装配，本实验灌注压恒定于80cmH2O，恒温装置使灌流液保持在37℃；Cardio version 2.0软件分析系统由复旦大学医学院生理学教研室提供；SMUP-B型生物信号处理系统购自上海嘉龙教仪厂；恒温蠕动泵购自上海非标电机有限公司；显微镜及成像系统购自日本Nikon公司；图像分析软件Leica Qwin V3系统。

1.4 实验方法

每组大鼠腹腔注射麻醉(3%戊巴比妥钠40mg/kg)，尾静脉注射肝素(1000U/kg)。麻醉后开胸取出心脏，分离主动脉与Langendorff装置连接，以K-H营养液进行主动脉逆向恒压灌流(7.8kPa)，心脏复跳后，将自制乳胶球囊经左心耳侧壁插入左心室，并与压力换能器相连，调节左心室舒张末压(left ventricular end diastolic pressure，LVEDP)维持在0～10mmHg范围。离体心脏平衡灌流5min后，予以全心缺血5min再5min复灌，循环3次，后全心缺血30min后60min复灌。IPC+Glc组用加入格列齐特的平衡液灌流，至灌流结束。灌流过程中记录心脏血流动力学指标。灌流结束后取心肌组织，心肌切片采用HBFP染色方法计算心肌梗死面积。

1.5 统计学处理

2 结 果

2.1 格列奇特对糖尿病GK大鼠IPC心肌保护效应的影响

GK组的心率较CON组偏慢(P<0.01)，余指标差异无统计学意义。IPC+Glc组心率变化较CON组和GK组差异无统计学意义(P>0.05)。灌注30min时，与CON组相比，IPC+Glc组左心室功能有所改善(P<0.05)，但与GK组相比，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1～2。

表1 各实验组缺血再灌注30min后血流动力学指标Tab.1 The hemodynamic parameters 30min after ischemia reperfusion

与对照组比较，(1)P<0.05，(2)P<0.01

表2 各实验组缺血再灌注60min时血流动力学指标Tab.2 The hemodynamic parameters 60min after ischemia reperfusion

与对照组比较，(1)P<0.05，(2)P<0.01

2.2 心肌梗死面积的比较

Con组心肌梗死面积24.69%，GK组心肌梗死面积23.72%，IPC+Glc组心肌梗死面积31.43%。与CON组和GK组相比，IPC+Glc组梗死面积差异均无统计学意义(P>0.05)，同样能降低心肌梗死面积。

3 讨 论

基于GK大鼠是目前国际上广泛使用的自发2型糖尿病大鼠动物模型。本研究选取自发型2型糖尿病GK大鼠作为实验对象，模拟临床2型糖尿病患者的病理生理改变。它在发病后快速出现高血糖、胰岛素分泌减弱等状态，糖尿病晚期出现糖尿病视网膜病、糖尿病肾病、大血管病变和周围神经病变等，并且不受肥胖、高血压等其他因素的干扰。

心肌缺血预适应对正常心肌的保护作用已经在许多种动物及人类得到证实。这种效应可以减少急性缺血期或再灌注室性心律失常的发生，缩小心肌梗死的范围，促进缺血再灌注后心功能的恢复等，是一种很强的内源性保护机制。在心肌缺血时，心血管组织K-ATP的激活对于启动心肌缺血预适应，降低心肌耗氧需求及扩张冠状动脉，减轻缺血对心肌的损伤发挥着主要作用。由于K-ATP也存在心肌细胞上，磺脲类药物在降血糖的同时与心肌细胞上的K-ATP通道结合，干扰心肌细胞缺血预适应的反应，增加心肌梗死的可能性和严重程度。但是，磺脲类药物对心脏细胞上的K-ATP通道的亲和力不同，导致不同的磺脲类药物对心脏的影响存在差异[5]。关于格列齐特对IPC心肌保护作用是否存在不利影响，学界多持肯定态度。Maddock等[6]比较了格列本脲和格列奇特作用于在体大鼠心脏灌流模型时对IPC心肌保护作用的影响，结果格列奇特不能取消IPC的心肌保护作用。

目前，研究[7]认为糖尿病的胰岛素抵抗是由于内脏脂肪和慢性炎症长期刺激综合作用导致的。最近的一些研究发现格列齐特不仅具有降血糖作用，还有一定的抗氧化应激作用，因为在它的分子结构中存在氮杂环的结构。氮杂环具有清除自由基的作用，它不仅可以减少内皮炎症反应，还可以防止葡萄糖诱导的内皮细胞凋亡。它的这些抗氧化作用不仅作用在血管内皮细胞，同时也作用于胰腺的β细胞[8]。但是格列齐特对心血管的保护作用不仅仅由于它对血管内皮的抗氧化作用，而是由于它对心肌的缺血预适应作用影响较小，未使左心功能恶化[9]。在大规模前瞻性研究ADVANCE中，格列齐特缓释片用作基础降糖治疗的强化组与常规治疗组相比，心血管死亡率和全因死亡率均有所下降[10]，提示格列齐特缓释片有可能具有降血糖外的获益[11]。Schramm等[12]对107806名2型糖尿病患者进行平均3.3年的随访，发现单用降糖药物格列齐特与二甲双胍相比，格列齐特并不增加总病死率以及心血管病死率，一定程度上增加了大血管事件的风险。但是在既往有心肌梗死病史的患者中，格列齐特既不增加总病死率和心血管病死率同时也不增加大血管事件的风险。加拿大的一项回顾性研究[13]显示，口服格列齐特的糖尿病患者比服用格列苯脲的糖尿病患者发生急冠脉综合征的风险减少14%。格列齐特不仅可以降低血糖，减轻氧化应激反应，减少血小板的凝集，同时也能延缓病情进展，改善胰岛功能，减轻胰岛素抵抗[14]。

磺脲类药物是治疗2型糖尿病的主要用药，但其对糖尿病患者特别是糖尿病合并心血管疾病患者的安全性一直存在争议，需要有大规模的双盲随机对照研究进一步进行证实。本研究结果初步验证了格列齐特对糖尿病大鼠心肌IPC的影响，为临床更为安全、合理的使用格列齐特给予一定的指导意义。

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Effect of gliclazide on ischemic preconditioning in isolated rat heart

ZHANGZhong-lin1,ZHAOWei1,WUGuo-ting2

(1.Dept.of Emergency，Tenth Hospital, Tongji University, Shanghai 200072,China；2.Dept.of Endocrinology, Tenth People’s Hospital, Tongji University, Shanghai 200072, China)

Objective To investigate the effect of gliclazide on ischemic preconditioning (IPC) in isolated rat heart.Methods The hearts were isolated from male spontaneously diabetic goto-kakizaki (GK) rats and Wistar rats.The isolated hearts were perfused with Langendorff perfusion system, and randomly divided into three groups：Wistar ischemic preconditioning group (control group), GK ischemic preconditioning group (GK group); GK ischemic preconditioning+Gliclazide (10μmmol/L) (IPC+Glc group), with 8 hearts in each group.The hemodynamic indexes were recorded during the perfusion and the infarct size of isolated hearts was measured after perfusion.Results The left ventricular function(dP/dt max and dP/dt min)of IPC+Glc group was significantly improved at 30min after perfusion compare with control group(P<0.05).There was no significant difference in infarct size between IPC+Glc group and GK group.Conclusion The results show that gliclazide does not affect the myocardial protection of ischemic preconditioning in GK rats.

Gliclazide; ischemic preconditioning; langendorff; GK rat

10.16118/j.1008-0392.2015.05.008

2015-05-04

上海市科委科技攻关基金重点资助项目(04DZ19507)

张中琳(1980—)，女，主治医师，硕士.E-mail：zzl379@163.com

R 587.1

A

1008-0392(2015)05-0039-04