韩雪
【摘要】目的 研究小剂量褪黑素对糖尿病大鼠心脏功能的影响。方法 高脂高糖饮食配合小剂量链脲佐菌素腹腔注射诱导大鼠糖尿病模型，小剂量（10 mg/kg体重）褪黑素灌胃16周，生理记录仪检测心功能指标。结果 小剂量褪黑素可以改善糖尿病大鼠心脏功能。结论 小剂量褪黑素对糖尿病大鼠心脏功能具有保护作用。
【关键词】小剂量；褪黑素；糖尿病；心脏功能
【中图分类号】R587.2 【文献标识码】B 【文章编号】ISSN.2095-6681.2018.28..02
随着生活水平的提高和生活方式的改变，糖尿病（diabetes mellitus，DM）的患病率在全球范围内呈逐年上升趋势。糖尿病心肌病是导致糖尿病晚期死亡的主要原因之一[1]。褪黑素（melatonin，MT）是一种由松果体分泌的激素，研究证实MT对糖尿病并发症具有良好的干预作用，并已试用于糖尿病肾病的治疗[2，3]。本研究拟观察小剂量褪黑素对糖尿病大鼠心脏功能的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物与主要试剂
wistar大鼠（清洁级雄性）（长春亿斯公司）60只，体重180～200 g，12 h光照周期，分笼饲养（每笼5只），自由摄食和饮水。
链脲佐菌素（美国Sigma公司）；褪黑素（浙江延年褪黑素公司）。
1.2 动物模型的建立、分组和给药
1.2.1 动物分组
随机平均分为3组：正常组、模型组、MT组。
1.2.2 糖尿病大鼠模型的建立
模型组、MT组给予不限量高脂高糖饮食，正常组给予基础饲料。4 w后，大鼠禁食24 h，模型组、MT组按50 mg/kg体重腹腔注射1% STZ溶液造模，正常组注射等体积柠檬酸缓冲液。造模后72 h空腹血糖≥16.7 mmol/L为造模成功。
1.2.3 褪黑素处理
每天灌胃一次（10：00～14：00），正常组、模型组用等体积生理盐水灌胃，MT组灌胃剂量为10 mg/kg体重，持续给药16 w。
1.3 大鼠心脏功能检测
水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠，结扎右侧颈总动脉远心端，插入动脉插管。使用生理记录仪，测定左室收缩压（LVSP）、左室舒张期末压（LVEDP）、室内压最大上升速率（+dp/dtmax）、室内压最大下降速率（-dp/dtmax）和室内压上升达最大速率所需时间（t-dp/dt）等心脏功能指标。
1.4 统计学方法
采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行处理，计量资料以“x±s”表示，采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 一般状态
正常组大鼠精神状态良好，无死亡，体重逐渐增长，皮毛清洁柔顺光泽度好；模型组大鼠死亡3只，精神状态差，体重不增长，皮毛灰暗光泽度差；MT组大鼠死亡1只，精神状态一般，体重增长缓慢，皮毛较柔顺光泽度稍好。
2.2 对心脏功能的影响
MT处理16w后，与正常组比较，模型组大鼠心功能LVSP降低、LVEDP升高、+dp/dtmax和-dp/dtmax降低、t-dp/dt升高，差异有统计学意义（P<0.05）。与模型组比较，MT组LVSP升高、LVEDP降低、+dp/dtmax和-dp/dtmax升高、t-dp/dt降低，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。
3 討 论
糖尿病时心肌细胞膜葡萄糖受体明显减少导致葡萄糖向心肌转运障碍；胰岛素缺乏和（或）胰岛素抵抗导致糖代谢减少；激活了PPARs，引起丙酮酸脱氢酶激酶表达增加，导致糖氧化的减少，并通过增加CD36和脂肪酸氧化相关基因的表达，促进脂肪酸氧化，最终导致游离脂肪酸的堆积[4]，造成糖脂代谢紊乱。
研究发现，糖尿病早期即可出现心室舒张功能不全，随着病情的进一步发展，心室的收缩功能也会受到损伤。判断左心室功能的指标一般有以下几种：LVSP，是左心室内压的最高值，当前后负荷升高或心肌收缩力加强时LVSP上升；LVEDP，代表左心室前负荷。左室内压变化速率（dp/dt），反映心肌收缩力的指标；左室内压最大变化速率±dp/dtmax分两种，+dp/dtmax出现在等容收缩期，受心率及前后负荷的影响并与其正相关，-dp/dtmax反映心肌舒张时收缩成分延长的最大速率，是测定心肌舒张功能最常用的指标之一；t-dp/dt，当心肌收缩力加强、心率增加，以及外周阻力下降时，该值减小。研究[5]发现，糖尿病大鼠8周时即可出现心肌舒张功能受损，表现为LVEDP升高和-dp/dtmax降低，12周时可出现心肌收缩功能受损，表现为LVSP、+dp/dtmax降低和t-dp/dt升高。
本实验结果显示，与正常组比较，模型组大鼠LVEDP升高、-dp/dtmax降低，提示糖尿病大鼠心肌舒张功能受损；LVSP、+dp/dtmax降低和t-dp/dt升高，提示糖尿病大鼠心肌收缩功能也发生受损。这可能是由于糖尿病引起的高血糖和AGEs含量增加、心脏胶原沉积，诱发了心肌间质纤维化，提高了心肌硬度，同时引发了氧化应激，激活了NF-κB，调控基因表达，导致心脏α-MHC向β-MHC转化，改变了心肌的收缩能力[6]。
MT能通过改善胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗，改善糖脂代谢，调节心肌的代谢平衡，能有效的清除自由基，拮抗ROS对心肌细胞的损伤，还可以直接或间接影响其他激素的分泌，调节心血管系统的活动。在本实验中，与模型组比较，MT组大鼠LVEDP降低，-dp/dtmax升高，LVSP、+dp/dtmax升高，t-dp/dt降低，说明糖尿病大鼠心肌舒张和收缩功能得到了明显改善。
通过上述结果，本研究认为小剂量MT可以改善糖尿病大鼠心脏功能，对糖尿病大鼠心肌具有保护作用。
参考文献
[1]刘友良，黄 平.基质金属蛋白酶-2与肿瘤关系的研究进展[J].现代肿瘤医学，2006，14（1）：109-111.
[2]Cam M，Yavuz O，Guven A，etal.Protective effects of chronic melatonin treatment against renal in jury in streptozotocin-induced diabetic rats[J].Pineal Res，2003，35：212-220.
[3]Armagan A，Uz E，Yilmaz HR，etal.Effects of melatonin on lipid peroxidation and antioxidant enzymes in streptozotocin-induced diabetic rat test is[J].Asian Androl，2006，8（5）：595-600.
[4]Belke DD， Betuing S，Tuttle MJ，etal.Insulin signaling coordinately regulates cardiac size，metabolism，and contractile protein isoform expression[J].J Clin Invest，2002，109（5）：629-639.
[5]张 玥，韩 威，张 璐，等.糖尿病大鼠心功能及结构改变[J].中国慢性病预防与控制，2012，20（3）：335-337.
[6]董世芬，洪 缨，孙建宁，等.实验性糖尿病心肌病大鼠模型建立及心脏功能和结构相关性分析[J].中国实验动物学报，2010，18（6）：457-462.
本文编辑：刘欣悦
