不同方式注射TNFα对正常小鼠胰岛素抵抗的影响
作者：王占科 许霖水
单位：王占科 解放军第94医院检验科，南昌330002；许霖水 第三军医大学生化教研室，重庆400038
关键词：
基础医学与临床990522 肿瘤坏死因子α(TNFα)是由单核巨噬细胞系统分泌的一种多方面生物活性的细胞因子。它不仅介导肿瘤细胞溶解，且在物质和能量代谢中也发挥重要作用。本文以空腹血糖胰岛乘积(EGI)作为胰岛素抵抗的定量指标，通过对正常小鼠多种方式静脉注射TNFα，以比较观察TNFα对糖代谢的改变和胰岛素抵抗的发生的影响。
材料与方法 ：TNFα由军事医学科学院提供，用5% BSA溶液配制。昆明小鼠(22～25g)，雌雄不拘，随机分为低剂量1μg/(kg.h)连续注射组间隔30min一次、高剂量100μg/(kg.h)连续注射组间隔30min一次，和高剂量200μg/(kg.h)组，一次注射。对照组用等体积的5% BSA溶液注射。实验动物禁食过夜处死，收集血浆，-70 ℃保存，用于血浆TNFα，血糖，胰岛素，胰高血糖素和乳酸测定。
, http://www.100md.com
实验结果 ：TNFα低剂量连续注射、高剂量连续注射均能引起正常小鼠胰岛素抵抗指标(FGI)及其相关指标(胰岛素、血糖、乳酸和胰高血糖素)的变化，尤其是低剂量连续注射对正常小鼠胰岛素抵抗指标(FGI)升高作用更为明显(见表1)。TNFα高剂量一次注射正常小鼠，除乳酸和胰高血糖素明显升高外，胰岛素抵抗指标(FGI)、血糖及胰岛素均与对照组无显著变化(见表2)。
表1 正常小TNFα连续注射各时相点胰岛素抵抗及其相关指标的变化
Table1 Changes of plasma indexes of insulin resistance in normal mice injected constantly with TNFα or vehicle by different ways(
±s)
Group
, 百拇医药
Injecting time
2h
6h
8h
Ins(μU/L)
control
13.75±1.86
13.68±2.10
14.06±2.26
low-dose
17.06±3.03
20.19±2.67*
, http://www.100md.com
23.94±4.64*
high-dose
17.00±5.35
18.36±5.40△
20.50±4.96*
Gs(mmol/L)
control
5.08±0.67
5.03±0.84
5.09±0.60
low-dose
, 百拇医药
6.12±1.08
7.26±1.60*
7.75±0.96*
high-dose
5.63±1.71
5.44±2.06
5.39±1.13
FGI
control
70.09±14.16
69.36±18.23
, http://www.100md.com
71.88±15.21
low-dose
103.59±21.74*
144.29±25.86*
192.73±18.95*
high-dose
91.30±23.27
96.25±36.25
107.56±20.35△
LA(mmol/L)
, http://www.100md.com
control
2.15±0.47
2.14±0.56
2.20±0.30
low-dose
3.79±0.92△
4.86±0.87*
6.33±1.57*
high-dose
4.64±1.28*
7.16±1.79*
, 百拇医药
9.24±1.11*
Glucagon(pmol/L)
control
27.25±9.66
26.31±10.15
24.81±12.34
low-dose
36.86±13.12
40.45±12.02△
45.94±15.00*
, 百拇医药 high-dose
80.36±15.62*
186.68±20.96*
263.29±23.87*
vs.control group *P<0.01;△P<0.05
表2 正常小鼠TNFα一次注射各时相点胰岛素抵抗及其相关指标的变化
Table2 Changes of plasma indexes of insuln resistance in normal mice injected once with TNFαor vehicle(±s)
, 百拇医药
Group
Time after injecting
2h
6h
Ins(μU/L)
control
13.69±1.41
12.75±1.63
inject
14.75±1.79
14.63±1.89
Gs(mmol/L)
, 百拇医药
control
5.10±0.67
5.14±0.71
inject
5.86±0.34
6.28±0.60
FGI
control
69.20±11.57
66.40±15.81
inject
86.19±9.10
, http://www.100md.com
91.87±12.94
LA(mmol/L)
control
2.05±0.38
2.00±0.47
inject
4.34±0.98*
4.27±1.21*
Glucagon(pmol/L)
control
27.25±11.25
, 百拇医药
28.66±10.04
inject
34.43±14.85*
33.00±12.65△
vs.control *P<0.01;△P<0.05
以上结果表明TNFα引起胰岛素抵抗指标的改变，需维持体内一定的浓度，急性刺激(一次注射)只能引起胰高血糖素和乳酸的改变。TNFα引起胰岛素抵抗指标变化需经长时间(大于6h)作用于机体。
讨论：胰岛素抵抗指胰岛素在体内的功能受损，而不能发挥正常功能。有文献报道，TNFα诱导机体胰高血糖素等多种升糖激素的升高拮抗胰岛素的功能、抑制胰岛素介导的葡萄糖摄取及胰岛素受体酪氨酸蛋白激酶的活性导致胰岛素的信号传导障碍，是胰岛素抵抗发生的重要机制。我们的结果显示，TNFα诱导胰岛素抵抗呈低剂量长时间依赖性，这是与国外体外细胞培养提示的结果相似。
, 百拇医药
TNFα不仅能够慢性(长时间)诱导胰岛素抵抗，而且还能急性(短时间)促进机体非胰岛素介导的葡萄糖摄取，抑制丙酮酸脱氢酶活性，最终造成乳酸的堆积和葡萄糖循环，这使得TNFα注射正常动物后的血糖变化，在国外报道各异。我们的结果表明，一次高剂量注射(急性刺激)正常小鼠只能引起乳酸和胰高血糖的变化，而胰岛素抵抗指标(FGI)及血糖并无显著升高。提示TNFa虽然能快速引起糖代谢的改变，但诱导的胰岛素抵抗需在体内长时间作用，这揭示了胰岛素抵抗的发生是一个慢性发展过程。
由于TNFα能刺激非胰岛素介导的葡萄糖摄取，早期甚至认为TNFα有类胰岛素功能。应该指出，我们采用FGI来定量描述胰岛素抵抗的程度，避免了受单独糖代谢异常(即非胰岛素功能所致的糖代谢异常，如缺氧等)的影响。TNFα促进机体组织对葡萄糖的摄取，这似乎与胰岛素的功能有协同作用，实际上组织细胞膜上有多种糖转移因子，并不完全受胰岛素的调控，文献证明TNFα主要促进肝、脾、肾的葡萄糖摄取，而这些内脏器官胰岛素介导的糖转移因子4(GluT4)的含量也比较低。因此TNFα促进机体组织对葡萄糖的摄取从机制上看，并不一定与胰岛素功能有必然联系。, 百拇医药
单位：王占科 解放军第94医院检验科，南昌330002；许霖水 第三军医大学生化教研室，重庆400038
关键词：
基础医学与临床990522 肿瘤坏死因子α(TNFα)是由单核巨噬细胞系统分泌的一种多方面生物活性的细胞因子。它不仅介导肿瘤细胞溶解，且在物质和能量代谢中也发挥重要作用。本文以空腹血糖胰岛乘积(EGI)作为胰岛素抵抗的定量指标，通过对正常小鼠多种方式静脉注射TNFα，以比较观察TNFα对糖代谢的改变和胰岛素抵抗的发生的影响。
材料与方法 ：TNFα由军事医学科学院提供，用5% BSA溶液配制。昆明小鼠(22～25g)，雌雄不拘，随机分为低剂量1μg/(kg.h)连续注射组间隔30min一次、高剂量100μg/(kg.h)连续注射组间隔30min一次，和高剂量200μg/(kg.h)组，一次注射。对照组用等体积的5% BSA溶液注射。实验动物禁食过夜处死，收集血浆，-70 ℃保存，用于血浆TNFα，血糖，胰岛素，胰高血糖素和乳酸测定。
, http://www.100md.com
实验结果 ：TNFα低剂量连续注射、高剂量连续注射均能引起正常小鼠胰岛素抵抗指标(FGI)及其相关指标(胰岛素、血糖、乳酸和胰高血糖素)的变化，尤其是低剂量连续注射对正常小鼠胰岛素抵抗指标(FGI)升高作用更为明显(见表1)。TNFα高剂量一次注射正常小鼠，除乳酸和胰高血糖素明显升高外，胰岛素抵抗指标(FGI)、血糖及胰岛素均与对照组无显著变化(见表2)。
表1 正常小TNFα连续注射各时相点胰岛素抵抗及其相关指标的变化
Table1 Changes of plasma indexes of insulin resistance in normal mice injected constantly with TNFα or vehicle by different ways(
±s)Group
, 百拇医药
Injecting time
2h
6h
8h
Ins(μU/L)
control
13.75±1.86
13.68±2.10
14.06±2.26
low-dose
17.06±3.03
20.19±2.67*
, http://www.100md.com
23.94±4.64*
high-dose
17.00±5.35
18.36±5.40△
20.50±4.96*
Gs(mmol/L)
control
5.08±0.67
5.03±0.84
5.09±0.60
low-dose
, 百拇医药
6.12±1.08
7.26±1.60*
7.75±0.96*
high-dose
5.63±1.71
5.44±2.06
5.39±1.13
FGI
control
70.09±14.16
69.36±18.23
, http://www.100md.com
71.88±15.21
low-dose
103.59±21.74*
144.29±25.86*
192.73±18.95*
high-dose
91.30±23.27
96.25±36.25
107.56±20.35△
LA(mmol/L)
, http://www.100md.com
control
2.15±0.47
2.14±0.56
2.20±0.30
low-dose
3.79±0.92△
4.86±0.87*
6.33±1.57*
high-dose
4.64±1.28*
7.16±1.79*
, 百拇医药
9.24±1.11*
Glucagon(pmol/L)
control
27.25±9.66
26.31±10.15
24.81±12.34
low-dose
36.86±13.12
40.45±12.02△
45.94±15.00*
, 百拇医药 high-dose
80.36±15.62*
186.68±20.96*
263.29±23.87*
vs.control group *P<0.01;△P<0.05
表2 正常小鼠TNFα一次注射各时相点胰岛素抵抗及其相关指标的变化
Table2 Changes of plasma indexes of insuln resistance in normal mice injected once with TNFαor vehicle(
±s), 百拇医药
Group
Time after injecting
2h
6h
Ins(μU/L)
control
13.69±1.41
12.75±1.63
inject
14.75±1.79
14.63±1.89
Gs(mmol/L)
, 百拇医药
control
5.10±0.67
5.14±0.71
inject
5.86±0.34
6.28±0.60
FGI
control
69.20±11.57
66.40±15.81
inject
86.19±9.10
, http://www.100md.com
91.87±12.94
LA(mmol/L)
control
2.05±0.38
2.00±0.47
inject
4.34±0.98*
4.27±1.21*
Glucagon(pmol/L)
control
27.25±11.25
, 百拇医药
28.66±10.04
inject
34.43±14.85*
33.00±12.65△
vs.control *P<0.01;△P<0.05
以上结果表明TNFα引起胰岛素抵抗指标的改变，需维持体内一定的浓度，急性刺激(一次注射)只能引起胰高血糖素和乳酸的改变。TNFα引起胰岛素抵抗指标变化需经长时间(大于6h)作用于机体。
讨论：胰岛素抵抗指胰岛素在体内的功能受损，而不能发挥正常功能。有文献报道，TNFα诱导机体胰高血糖素等多种升糖激素的升高拮抗胰岛素的功能、抑制胰岛素介导的葡萄糖摄取及胰岛素受体酪氨酸蛋白激酶的活性导致胰岛素的信号传导障碍，是胰岛素抵抗发生的重要机制。我们的结果显示，TNFα诱导胰岛素抵抗呈低剂量长时间依赖性，这是与国外体外细胞培养提示的结果相似。
, 百拇医药
TNFα不仅能够慢性(长时间)诱导胰岛素抵抗，而且还能急性(短时间)促进机体非胰岛素介导的葡萄糖摄取，抑制丙酮酸脱氢酶活性，最终造成乳酸的堆积和葡萄糖循环，这使得TNFα注射正常动物后的血糖变化，在国外报道各异。我们的结果表明，一次高剂量注射(急性刺激)正常小鼠只能引起乳酸和胰高血糖的变化，而胰岛素抵抗指标(FGI)及血糖并无显著升高。提示TNFa虽然能快速引起糖代谢的改变，但诱导的胰岛素抵抗需在体内长时间作用，这揭示了胰岛素抵抗的发生是一个慢性发展过程。
由于TNFα能刺激非胰岛素介导的葡萄糖摄取，早期甚至认为TNFα有类胰岛素功能。应该指出，我们采用FGI来定量描述胰岛素抵抗的程度，避免了受单独糖代谢异常(即非胰岛素功能所致的糖代谢异常，如缺氧等)的影响。TNFα促进机体组织对葡萄糖的摄取，这似乎与胰岛素的功能有协同作用，实际上组织细胞膜上有多种糖转移因子，并不完全受胰岛素的调控，文献证明TNFα主要促进肝、脾、肾的葡萄糖摄取，而这些内脏器官胰岛素介导的糖转移因子4(GluT4)的含量也比较低。因此TNFα促进机体组织对葡萄糖的摄取从机制上看，并不一定与胰岛素功能有必然联系。, 百拇医药