Модел за изучаване на механизми и лечение на нарушена глюкозна толерантност и диабет тип 2

  1. Мария Sörhede Winzell и
  2. Бо Арен
  1. Катедра по медицина, Биомедицински център, Lund University, Lund, Швеция
  1. Адресирайте кореспонденцията и заявките за препечатка до Мария Середе Винзел, Катедра по медицина, Биомедицински център (BMC), B11, S-221 84 Лунд, Швеция. Имейл: maria.sorhede_winzellmedkem.lu.se

Модел за изучаване на механизми и лечение на нарушена глюкозна толерантност и диабет тип 2

Резюме

Това проучване характеризира мишката, хранена с високо съдържание на мазнини, като модел за нарушен глюкозен толеранс (IGT) и диабет тип 2. Женските мишки C57BL/6J са хранени с диета с високо съдържание на мазнини (58% енергия от мазнини) или нормална диета (11% мазнини). Телесното тегло е било по-високо при мишки, хранени с високомаслена диета още след първата седмица, поради по-висок хранителен прием в комбинация с по-ниска метаболитна ефективност. Циркулиращата глюкоза се увеличава след 1 седмица при диета с високо съдържание на мазнини и остава повишена на ниво от mm1 mmol/l през целия 12-месечен период на изследване. За разлика от това, циркулиращият инсулин се увеличава постепенно с времето. Интравенозното предизвикване на глюкоза разкрива силно компрометиран инсулинов отговор във връзка с изразена глюкозна непоносимост вече след 1 седмица. За да се илюстрира полезността на този модел за разработването на ново лечение, мишките са хранени с перорално активен инхибитор на дипептидил пептидаза-IV (LAF237) в питейната вода (0,3 mg/ml) в продължение на 4 седмици. Този нормализиран глюкозен толеранс, както се оценява от орален глюкозен толеранс, във връзка с увеличена секреция на инсулин. Стигаме до извода, че моделът на мишки C57BL/6J с високо съдържание на мазнини е надежден модел за IGT и ранен диабет тип 2, който може да се използва за проучвания по патофизиология и разработване на ново лечение.

високо

  • AIR, остър инсулинов отговор
  • DPP-IV, дипептидил пептидаза-IV
  • GLP-1, глюкагоноподобен пептид-1
  • IGT, нарушен глюкозен толеранс
  • IVGTT, интравенозен тест за глюкозен толеранс
  • OGTT, орален тест за глюкозен толеранс

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА

Женски мишки C57BL/6J са закупени от Taconic (Skensved, Дания). Животните бяха държани в контролирана от температурата стая (22 ° С) в продължение на 12-часов цикъл светлина-тъмнина. Изследването е одобрено от Комитета по етика на животните към университета в Лунд, Швеция. Една седмица след пристигането мишките бяха разделени на две групи и бяха хранени или с диета с високо съдържание на мазнини (Research Diets, New Brunswick, NJ), или получиха непрекъснато хранене с нормална диета (Lactamin, Стокхолм, Швеция) до 12 месеца. На калорична основа диетата с високо съдържание на мазнини се състои от 58% мазнини от свинска мас, 25,6% въглехидрати и 16,4% протеини (общо 23,4 kJ/g), докато нормалната диета съдържа 11,4% мазнини, 62,8% въглехидрати и 25,8% протеини (общо 12,6 kJ/g). Приемът на храна и телесното тегло се измерват веднъж седмично и се вземат кръвни проби в определени часови точки от интраорбиталния ретробулбарен сплит от незагърнати анестезирани мишки.

Тестове за толерантност към глюкоза и освобождаване на инсулин.

За интравенозни тестове за толерантност към глюкоза (IVGTTs), 4-часови гладни мишки бяха упоени с 7,2 mg/kg флуанисон/фентанил (Hypnorm; Janssen, Beerse, Белгия) и 15,3 mg/kg мидазолам (Dormicum; Hoffman-LaRoche, Базел, Швейцария) . След това се взема кръвна проба от ретробулбарен, интраорбитален, капилярен сплит, след което d -глюкоза (1 g/kg) се инжектира интравенозно във вената на опашката (обемно натоварване 10 μl/g). Допълнителни кръвни проби бяха взети на 1, 5, 10, 20, 50 и 75 минути след инжектирането. След незабавно центрофугиране при 4 ° C, плазмата се отделя и се съхранява при -20 ° C до анализ. За перорални тестове за толерантност към глюкоза (OGTT), на 16-часови гладувани анестезирани мишки се дават 150 mg глюкоза чрез сонда през стомашна сонда (външен диаметър 1,2 mm), която се вкарва в стомаха. Взети са кръвни проби на 0, 15, 30, 60, 90 и 120 минути след прилагане на глюкоза и са обработени както по-горе.

Приложение на DPP-IV инхибитор.

Пет седмични мишки са били хранени с високо съдържание на мазнини или нормална диета в продължение на 8 седмици. След 4 седмици мишките допълнително получават DPP-IV инхибитор LAF237 в питейната си вода (0,3 mg/ml, ∼3 μmol LAF237 · ден -1 - мишка -1). LAF237 (1 - [[(3-хидрокси-1-адамантил) амино] ацетил] -2-циано- (S) -пиролидин) е перорално активен, високоефективен инхибитор на DPP-IV (19) Novartis Pharmaceuticals, Бостън, Масачузетс). На контролните групи беше дадена чешмяна вода без LAF237. След още 4 седмици мишките бяха подложени на OGTT, както е описано по-горе.

Измерване на инсулин и глюкоза.

Инсулинът се определя радиоимунохимично, като се използва инсулиново антитяло против плъхове на морски свинчета, 125 I-маркиран човешки инсулин като индикатор и инсулин от плъх като стандарт (Linco Research, St. Charles, MO). Плазмената глюкоза се определя по метода на глюкозната оксидаза.

статистически анализи.

Всички резултати са изразени като средни стойности ± SE. Ефективността на метаболизма се изчислява като енергийният прием, разделен на наддаването на телесно тегло за определен период от време. В IVGTT, острият инсулинов отговор (AIR) към интравенозна глюкоза се изчислява като средна стойност на супрабазални 1- и 5-минутни стойности и елиминирането на глюкозата се определя количествено като KG (т.е. константата на елиминиране на глюкозата), намаляването на циркулираща глюкоза между минута 1 и 20 след интравенозно приложение след логаритмична трансформация на индивидуалните плазмени стойности на глюкоза и изразена като процентно елиминиране на глюкозата в минута. В OGTT ранният инсулинов отговор се оценява като увеличение на плазмения инсулин с 15 минути над базалния, а KG като скорост на елиминиране на глюкозата между минута 15 и 60. Линейните взаимоотношения се изчисляват, като се използва коефициентът на корелация на момента на Пиърсън. Извършени са статистически сравнения с несдвоени и сдвоени t тестове на Student; когато са извършени множество сравнения, се използва ANOVA.

РЕЗУЛТАТИ

Телесно тегло и прием на храна.

Телесно тегло, енергиен прием, метаболитна ефективност, изходни нива на глюкоза и инсулин и изходно съотношение инсулин/глюкоза при женски мишки C57BL/6J, получаващи диета с високо съдържание на мазнини или нормална диета за 12 месеца. Десет различни експериментални серии с общо ~ 500 мишки бяха включени във фигурите. Мишките бяха на възраст 4 седмици в началото на експеримента. Данните са средни ± SEM. Изчислени са и линейни регресии.

Плазмените нива на глюкоза и инсулин и константата на елиминиране на глюкозата като функция от AIR или ранен инсулинов отговор при женски мишки C57BL/6J, получаващи високомаслена диета или нормална диета по време на IVGTT, проведена 1 седмица след започване на храненето с високо съдържание на мазнини или в OGTT, извършен 3 седмици след започване на храненето с високо съдържание на мазнини. Данните са средни ± SEM.

Плазмени нива на глюкоза и инсулин по време на OGTT при мишки C57BL/6J, получаващи високомаслена диета или нормална диета в продължение на 8 седмици. През последните 4 седмици, мишки, които получават DPP-IV инхибитор LAF237 в питейната вода (контролират дадена обикновена вода). Данните са средни ± SEM.

Благодарности

Тази работа беше подкрепена от Шведския изследователски съвет (грант № 6834); Проект на ЕС №. QLK-2001-02288 (OB-AGE); Алберт Полссон, Crafoord, Шведска фондация за диабет, регион Сконе; и Медицинския факултет на университета в Лунд.

Авторите благодарят на Лена Квист, Лилиан Бенгтсон и Кристина Андерсон за отлична техническа помощ.

Бележки под линия

Тази статия се основава на презентация на симпозиум. Симпозиумът и публикуването на тази статия станаха възможни с неограничен образователен грант от Servier.

Б.А. е член на консултативен панел и е получил безвъзмездна подкрепа от Novartis Pharmaceuticals.

    • Приет на 31 май 2004 г.
    • Получено на 11 март 2004 г.
  • ДИАБЕТ