建立糖尿病所致大鼠勃起功能障碍模型的试验研究文献综述
2020-06-11 22:44:37
文 献 综 述
糖尿病(diabetesmellitus,DM)是一组代谢性临床综合征,全球已确诊的有1.5亿人,预测2025年将增至3亿。勃起功能障碍是糖尿病常见并发症。糖尿病性勃起功能障碍发病率著高于普通人群,大约是非DM患者的3倍,一般为50%,最高达90%,而且出现ED的年龄也明显早于普通人群,症状也比普通人群中ED患者要严重。糖尿病引起的血管、神经病变,肌肉组织的改变导致勃起功能障碍。控制血糖、血压和血脂是糖尿病性勃起功能障碍治疗的基础。因此,进一步深入研究糖尿病性勃起功能障碍(DMED)已十分必要,而建立DMED动物模型是进行该病基础研究的必备条件,本文旨在探讨如何建立理想的DMED大鼠模型[1]。
用于相关研究的糖尿病动物模型主要有诱导型动物模型、自发性遗传动物模型等。
诱导型动物模型是指研究者通过使用物理的、化学的和生物的致病因素作用于动物,造成动物组织、器官或全身一定的损害,出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的病变。诱发性疾病动物模型具有能在短时间内复制出大量疾病模型,并能严格控制各种条件使复制出的疾病模型适合研究目的需要等特点,因而为近代医学研究所常用,特别是药物筛选研究工作所首选。但诱发模型和自然产生的疾病模型在某些方面毕竟存在一定差异。因此在设计诱发性动物模型要尽量克服其不足,发挥其特点。
自发性遗传动物模型是指实验动物未经任何有意识的人工处理,在自然状态下发生以高血糖、胰岛素抵抗为主要特征的糖尿病称为自发性2型糖尿病。目前,用于NIDDM相关研究的自发性动物模型有KKAy小鼠、肥胖Zuker大鼠、GK大鼠、OLETF大鼠等。随着科学技术的发展,转基因动物模型的应用也逐渐增多,其可以针对代谢途径中的任一环节进行研究。虽然自发型及转基因型2型糖尿病模型已被应用于2型糖尿病的不同领域的研究,但是由于来源相对较少,饲养、繁殖条件要求高,动物昂贵等缺点,限制了在科学研究中的广泛应用和普及。
国内都健等学者以脂肪热比为59%(其中猪油占39%)的特殊高脂膳食,每日供给总热量约310kJ,喂养SD大鼠4周后,建立大鼠钳夹技术,证明了大鼠胰岛素敏感性已下降,成功复制了胰岛素抵抗的动物模型[2]。同样,4周龄的C57BL/6J小鼠饲以高脂饮食(脂肪提供45%的热量),饲养9周时体重比明显增加(30.5#177;1.2vs22.3#177;0.5g,Plt;0.05),并出现了血糖升高(8.0#177;0.6mmol/Lvs6.5#177;0.2mmol/L,Plt;0.05)、高胰岛素血症(283.9#177;69.7vs102.9#177;36.4pmol/L,Plt;0.05);而且在实验期间出现了肾脏改变,13周时肾小球滤过率达到最高值(约是9周时滤过率的2倍),21周时降到正常范围,此外通过免疫组织化学的方法证实肾小球基质的沉积要先于肾小球的体积增大而出现[3]。在另一实验中单纯长期(12个月)高脂高热量饮食(58%的热量由脂肪提供)喂养4周龄的C57BL/6J小鼠,高脂饲料喂养1周后,两组体重出现明显的差异,体重增长速度快于对照组;在实验期间,两组大鼠的血胰岛素水平呈上升趋势,但高脂饮食的大鼠血胰岛素水平上升速度快(8.9#177;0.8vs1.6#177;0.6pmol/L/week,Plt;0.01),并且在1周和3周后分别进行的糖耐量试验中高脂饮食的大鼠血糖恢复的速率明显慢于对照组,提示高脂饮食大鼠存在胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足[4]。
勃起功能障碍作为一种常见病,其诊断和治疗在不断深入发展。应用血管活性药物注入阴茎海绵体是勃起功能障碍治疗上的一个重要进展[5]。近年对勃起机制的研究发现,阴茎勃起过程中释放一种神经介质#8212;#8212;血管活性肠多肽(vasoactive intestinal polypeptide ,VIP)[6],它可诱发海绵体组织内平滑肌松驰,螺旋状动脉扩张,促使海绵体内间隙进一步开放,同时静脉流出道关闭,这时海绵体内压升高,当压力达到75m m Hg 时阴茎即勃起。若上述过程不能顺利完成,即出现勃起功能障碍,其原因包括精神心理因素及神经血管方面的病变[7]。
本文研究以内分泌性ED模型为主:
Baba K等[8]通过去势的方法制作内分泌性ED模型研究了睾酮对NO通路的影响,但应用这种方法进行的研究并不多。目前研究得较多的内分泌性ED模型是糖尿病大鼠ED模型,经典的方法是用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的大鼠模型,其给药途径多样,可以皮下、腹腔或静脉给药,剂量为35~75㎎/㎏。王为服等[9]认为比较合适的剂量为55㎎/㎏,因为剂量过大会引起其他器官的损伤导致实验动物死亡,过小诱发率降低,造成动物浪费。Melman A[10]还介绍了大部分胰腺切除诱导的糖尿病性ED鼠模型及其基因模型BBZ/WOR(非胰岛素依赖型糖尿病模型)和BB/WOR(胰岛素依赖型糖尿病模型)。不过,STZ介导的模型应用价值最大,相比于前者其操作相对简单,相比于后者其神经病理改变要明显,因而得到广泛应用,最近还用于女性性功能障碍的研究,取得了较多有意义的资料[11]。另外,由于兔相对于鼠有较多优点,四氧嘧啶(alloxan)诱导的糖尿病兔模型近年得到了广泛应用,如Utkan T等[12]用四氧嘧啶诱导的兔模型研究了磷酸二酯酶抑制剂对海绵体组织的影响,他用的方法是150㎎/㎏的四氧嘧啶耳缘静脉注射,并在第一个12小时给予10%的葡萄糖水,以后恢复正常饮食。
为评价模型的可行性,直接检测了大鼠海绵体内压力作为阴茎勃起的实验指数,对两种常用的治疗和诊断阳萎的血管活性药物罂粟碱和前列腺素E1(PGE1)对啮齿类阴茎组织的药理学反应进行了讨论。实验选用雄性成龄SD大鼠,在戊巴比妥钠麻醉下,分离股动脉用压力传感器记录血压,股静脉用以给药,切开阴茎皮肤,翻下包皮,充分暴露两个海绵体,将与压力传感器相连的充满盐水的26号针头小心穿入海绵体内,检测海绵体内的压力。实验开始时,注射生理盐水以确定穿刺针在海绵体内,实验结束时注入小量黑墨汁证实针的位置;并由此给予罂粟碱(0.05、0.1、0.2、0.4或0.8mg)、PGE1(1、2或4ug),两者均为0.05或0.1ml,观察海绵体内压力变化梯度和周期;给予咪唑啉7.5或15ug,随后或同时给婴粟碱(0.2、0.4或0.8mg);观察可乐亭是否有消肿作用;解剖显微镜下测量每侧海绵体前、后和截面的直径。实验发现,最好的穿刺部位是近阴茎角处,穿刺时引起海绵体内压力短暂升高,随后稳定在0.7#177;0.07kPa(5.3#177;0.8mmHg),结果显示:婴粟碱引起海绵体内压进行性增加,0.4mg时达最高峰,引起的阴茎勃起随着压力的增加而更明显,海绵体内压力增加的持续时间可由可乐亭明显缩短。PEG1也引起海绵体内压力增高,作用时间较罂粟碱短,且迅速降低,可乐亭本身对海绵体内压力无明显影响。