豚鼠糖尿病膀胱模型的建立
发表时间：2010-02-23 浏览次数：688次
豚鼠糖尿病膀胱模型的建立作者：李维仁，王勤章，丁国富，王 乾，李应龙，王江平 作者单位：(石河子大学医学院第一附属医院泌尿外科，新疆石河子 832000) 【摘要】 目的 建立豚鼠糖尿病膀胱模型，并探讨糖尿病膀胱病变所致的膀胱尿动力学改变。方法 实验组豚鼠单次腹腔注射链脲佐菌素(STZ)，对照组注射相应剂量的缓冲液。6周后两组豚鼠称重，并用血糖仪测定空腹血糖及糖耐量。符合糖尿病模型标准者，继续饲养4周，水合氯醛麻醉后，将两组豚鼠分别行尿动力学检查，检测漏尿点压、排尿期最大逼尿肌压、残余尿，最大膀胱容量及顺应性。结果 注射STZ 6周后，实验组体重(311.16±43.47)g，较对照组(401.00±27.17)g显著下降(P<0.01)，空腹血糖(6.88±1.172)mmol/L较对照组(4.91±0.61)mmol/L显著增高(P<0.01)，糖耐量(14.11±4.85)mmol/L显著高于对照组(6.88±1.172)mmol/L(P<0.01)。糖尿病诱导成功率44.12%(15/34)，死亡率5.6%(2/36)。注射STZ 10周后，糖尿病组膀胱排尿期最大逼尿肌压(19.20±2.93)cmH2O较对照组(25.09±2.12)cmH2O显著降低(P<0.01)，漏尿点压(3.00±1.13)cmH2O显著高于对照组(1.91±0.70)cmH2O(P<0.05)，最大膀胱容量(1.94±0.24)mL较对照组(1.65±0.46)mL显著增高(P<0.05)，残余尿(0.41±0.31)mL显著高于对照组(0.00±0.00)mL(P<0.01)，糖尿病组顺应性(0.564±0.197)mL/cmH2O较对照组(0.925±0.441)mL/cmH2O显著降低(P<0.01)。结论 单次腹腔注射STZ可以成功的建立豚鼠糖尿病膀胱模型，这对研究糖尿病及糖尿病膀胱病变具有一定的价值。 【关键词】 糖尿病；膀胱疾病；动物模型；尿动力学 糖尿病膀胱病变(diabetic cystopathy, DCP)，亦称为糖尿病神经原性膀胱(diabetic neurogenic bladder, DNB)、糖尿病神经原性膀胱尿道功能障碍(neuropathic vesicourethal dysfunction of diabetes, NVUDD)，是糖尿病引起的泌尿系统并发症之一[1]。1980年以来，链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)诱导的大鼠DCP的模型已广泛应用，但建立豚鼠DCP模型的相关研究为数不多。本实验通过单次腹腔注射STZ建立豚鼠DCP模型，为进一步研究DCP提供可靠的动物模型。1 材料与方法 1.1 动物分组及糖尿病诱导 普通级英国种豚鼠47只全价饲料适应性喂养1周后随机分成实验组36只，对照组11只。链尿佐菌素(SIGMA公司)溶于新鲜配制的pH 4.4、浓度0.1mol/L枸橼酸缓冲液中。禁食12h后，实验组豚鼠按200mg/kg体重单次腹腔注射STZ，正常对照组注射相应剂量空白缓冲液。饲养6周后禁食12h，剪耳法以血糖仪测定空腹血糖，然后按2g/kg体重腹腔注射200g/L葡萄糖注射液，1h后测定糖耐量。糖耐量≥11.1mmol/L为糖尿病诱导成功，为糖尿病组研究对象。糖耐量<11.1mmol/L为诱导失败，在尿动力学实验中弃除。 1.2 尿动力学检查 将糖尿病诱导成功的豚鼠再饲养4周，以100g/L水合氯醛按300mg/kg体重腹腔注射，麻醉生效后，仰卧固定，碘伏消毒下腹部，耻骨上作切口显露膀胱。两个412号留置针分别自膀胱顶刺入，其中一个与微量泵相连，用生理盐水以0.25mL/min的速度膀胱灌注，另一个与尿动仪压力感受器相连，进行充盈性膀胱测压。记录膀胱压力变化与灌注量之间的关系。连续记录十个排尿周期，待膀胱排尿后即刻测残余尿。漏尿点压为膀胱逼尿肌收缩前的瞬时膀胱压力[2]。漏尿点压、排尿期最大逼尿肌压及单次排尿周期灌注量均取十个排尿周期中各指标的均值。膀胱最大容量为单次充盈周期膀胱灌注量与残余尿量之和。膀胱顺应性为单次充盈周期膀胱灌注量与充盈期膀胱内压力变化的比值，单位mL/cmH2O。 1.3 统计方法 采用SPSS 13.0统计软件进行t检验和单因素方差分析，P<0.05为差异有统计学意义。2 结 果 2.1 血糖及体重变化 注射STZ 6周后，实验组豚鼠36只，其中2只注射STZ后1周内死亡，死亡率5.6%(2/36)。其余34只，出现多饮、多食、多尿症状，毛发失去光泽，逐渐消瘦，反应迟钝，活动减少。实验组体重(311.16±43.47)g，较对照组(401.00±27.17)g显著下降(P<0.01)，空腹血糖(6.88±1.172)mmol/L较对照组(4.91±0.61)mmol/L显著增高(P<0.01)，糖耐量(14.11±4.85)mmol/L较对照组(6.88±1.172)mmol/L显著增高(P<0.01)。实验组存活豚鼠34只，注射STZ 6周后，糖耐量异常15只，糖尿病模型成功率44.12%(15/34，表1)。 表1 注射STZ 6周后体重、空腹血糖及糖耐量 2.2 尿动力学结果 注射STZ 10周后，糖尿病组膀胱排尿期最大逼尿肌压(19.20±2.93)cmH2O，较对照组(25.09±2.12)cmH2O显著降低(P<0.01)，漏尿点压(3.00±1.13)cmH2O高于对照组(1.91±0.70)cmH2O(P<0.05)，最大膀胱容量(1.94±0.24)mL较对照组(1.65±0.46)mL显著增高(P<0.05)，残余尿(0.41±0.31)mL显著高于对照组(0.00±0.00)mL(P<0.01)，糖尿病组顺应性(0.564±0.197)mL/cmH2O较对照组(0.925±0.441)mL/cmH2O显著降低(P<0.01，表2，图1、2)。表2 注射STZ 10周后糖尿病及正常对照组尿动力学结果3 讨 论 3.1 糖尿病的诱导 一次足量给予链脲佐菌素，造成β细胞大量损伤，胰岛素合成和分泌减少，引起糖代谢紊乱，导致糖尿病。Schlosser等[3]以STZ 150mg/kg单次腹腔注射，实验表明豚鼠出现生长速度减慢，多饮、多尿、尿糖增高及β细胞功能受损。Joseph[4]以STZ 150mg/kg体重外周静脉注射获得糖尿病豚鼠模型，成功率40%-50%，同法在大鼠中的成功率却达到90%以上，可见豚鼠对STZ的β细胞毒性具有一定抵抗能力。杨丽萍等[5]以STZ 200mg/kg体重单次腹腔注射，6周后实验组豚鼠体重较对照组显著降低，空腹血糖及血清胰岛素水平显著高于对照组。Lepard[6]曾以STZ 280mg/kg体重单次腹腔注射获得糖尿病豚鼠模型，实验组尿糖升高，对照组无尿糖。 本实验预实验阶段曾分别以STZ 150、200、280mg/kg体重剂量分三组单次腹腔注射做比较，150mg/kg组成功率较低，而280mg/kg组死亡率较高，又因外周静脉注射难度较高，故采用200mg/kg单次腹腔注射。实验组豚鼠36只，注射STZ 6周后，死亡2只，糖耐量异常15只，糖尿病模型成功率44.12%(15/34)，死亡率5.6%(2/36)。故本模型的制作方法简单易行，成功率较高且死亡率低，是制作非胰岛素依赖型糖尿病豚鼠模型的较好方法。 3.2 糖尿病膀胱尿动力学改变 尿动力学检查是对糖尿病膀胱病变进行客观评价的重要手段。临床糖尿病患者尿动力学改变形式多样，早期可表现为膀胱感觉减退，膀胱顺应性降低，随病情发展，可出现排尿期最大尿流率时的逼尿肌压力逐渐降低，顺应性逐渐增高，残余尿逐渐增多，逼尿肌与尿道外括约肌协同失调等。 动物模型在进行尿动力学检查时，通常最大逼尿肌压、顺应性、最大膀胱容量、残余尿等作为研究参数，本实验不仅选用以上参数，而且还增加了膀胱漏尿点压作为研究指标，一方面可以更精确的了解储尿期膀胱压力的变化情况，以便更精确的计算膀胱顺应性，另一方面，也可以反映引起膀胱排尿反射的膀胱压力阈值，从而可以从压力感受角度反映膀胱的感觉功能。较以往的大鼠充盈性膀胱测压尿动力学研究，这也是本实验研究的改进之处。Firouz等[2]尿动力检查中应用此法，结果表明，糖尿病组大鼠漏尿点压显著高于对照组。本实验结果与之相符，这也表明糖尿病豚鼠膀胱感觉可能受到一定损害。 膀胱顺应性值为单次充盈周期膀胱充盈量与膀胱内压力变化(漏尿点压与膀胱空虚静止压之差)的比值。膀胱逼尿肌及膀胱间质等因素均可影响膀胱顺应性。本实验研究发现，注射STZ 10周后，糖尿病豚鼠膀胱顺应性降低，这可能与糖尿病引起的多尿导致膀胱逼尿肌舒张功能受损有关。熊恩庆等[7]通过对糖尿病大鼠膀胱研究发现，糖尿病早期即有逼尿肌收缩受损，膀胱舒张能力下降，cAMP含量下降，并认为这可能是膀胱顺应性降低的重要原因。曾有若干对糖尿病大鼠膀胱顺应性的研究均表明，糖尿病膀胱顺应性较对照组增高[2,810]。但本实验结果与之相背。以往在计算膀胱顺应性时常采用排尿期最大逼尿肌压与空虚膀胱静止压之差表示膀胱压力变化，而本实验研究改进了研究方法，采用漏尿点压与膀胱空虚静止压之差表示膀胱压力变化，更能精确的计算出储尿期膀胱被动充盈时的压力变化，从而将排尿期逼尿肌主动收缩造成的膀胱压力变化对计算顺应性的影响去除，减小了实验误差。可能由于研究方法的不同导致顺应性计算结果的迥异，也可能是由于糖尿病病程长短及病情轻重的差异导致顺应性结果的不同。 综上所述，单次腹腔注射STZ建立豚鼠DCP模型的方法简单易行，成功率较高且死亡率低，为进一步研究DCP发病机理及早期干预治疗建立了可靠的动物模型。在尿动力学研究上，本实验引入了漏尿点压作为新的评价指标，以便更精确的计算顺应性，为进一步研究DCP顺应性的改变提供了更加精确的研究方法。【参考文献】[1]李维仁，丁国富，王勤章. 糖尿病膀胱病变的研究进展 [J]. 国际泌尿系统杂志, 2007, 27:517520.[2]Firouz D, Liu Guiming, Peter B. Time dependent changes in diabetic cystopathy in rats include compensated and decompensated bladder function [J]. J Urol, 2006, 176:380386.[3]Schlosser MJ, Kapeghian JC, Verlangieri AJ. Selected physical and biochemical parameters in the streptozotocintreated guinea pig: insights into the diabetic guinea pig model [J]. Life Sci, 1987, 41:13451353.[4]Joseph D. Alterations in ascorbic acid transport into the lens of streptozotocininduced diabetic rats and guinea pig [J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1992, 33:29262935.[5]杨丽萍，周文江，卫志明. 链尿佐菌素诱发豚鼠糖尿病模型的研制 [J]. 上海实验动物科学, 2001, 21:111112.[6]Kathy JL. Choline acetyltransferase and inducible nitric oxide synthase are increased in myenteric plexus of diabetic guinea pig [J]. 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