电针对2型糖尿病大鼠糖代谢及血清SOD、MDA含量的影响*

马艳佳，李 瑞，贾 宁，胡晓刚，王跃颖，田环环，曹昺焱，张淑静

(北京中医药大学，北京100029)

实验研究

电针对2型糖尿病大鼠糖代谢及血清SOD、MDA含量的影响*

马艳佳，李 瑞△，贾 宁，胡晓刚，王跃颖，田环环，曹昺焱，张淑静

(北京中医药大学，北京100029)

目的:观察电针胃脘下俞与后三里对2型糖尿病(T2DM)大鼠糖代谢和氧化应激的影响，探讨电针改善T2DM的可能作用机制。方法:雄性SD大鼠随机分为空白组、模型组、胃脘下俞组、后三里组和格列美脲组，每组8只。造模方法为高糖高脂饲料饲养联合小剂量链脲佐菌素(Streptozotocin，STZ) 35 mg/kg一次性腹腔注射。电针(2 Hz、2 mA)干预，每次留针20 min，6次/周，共4周。测量大鼠体质量及空腹血糖;采用放射性免疫法检测大鼠血清中空腹胰岛素(FINS)水平、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)水平，并于干预前后进行口服糖耐量试验(OGTT);计算稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)及胰岛B细胞功能指数(HOMA-B)。结果:电针“胃脘下俞”及“后三里”能在1～2周左右显著降低模型动物血糖。通过电针干预均在一定程度上降低T2DM大鼠的空腹胰岛素水平、胰岛素抵抗指数，且胃脘下俞组最优(P＜0.01)。与空白组比较，模型组大鼠的空腹血糖和血清MDA含量均升高，SOD含量均降低(P＜0.05);与模型组比较，胃脘下俞组、后三里组SOD含量均升高(P＜0.05)，MDA含量均降低(P＜0.05)，而格列美脲组SOD、MDA含量与模型组相比，差异无统计学意义(P＞0.05)。结论:电针胃脘下俞穴和后三里对T2DM大鼠均具有一定的降糖作用，并可能通过整体上改善其氧化应激状态来改善胰岛素抵抗，进而达到干预T2DM的作用。

电针;2型糖尿病;糖代谢;氧化应激

糖尿病(Diabetes)是因机体胰岛素分泌相对或绝对不足导致慢性高血糖的一种常见的内分泌代谢性疾病［1-2］。其发病率高、致残率高，其中 2型糖尿病(T2DM)占80%以上［3］。胰岛素抵抗(Insulin resistance，IR)是T2DM的主要发病机制［4］。

针刺疗法是一种安全有效的治疗方法，近年来对针刺治疗T2DM的研究亦颇有成果。研究发现针刺可以通过降低T2DM患者的胰岛素、瘦素水平，提高血清脂联素水平，从而减轻IR，调节糖、脂代谢和内分泌功能紊乱，治疗T2DM［5-6］。亦有研究发现T2DM大鼠有炎症因子表达，并且IR程度很可能与炎症因子表达的多少密切相关［7］。此外，针刺可显著降低胰岛素抵抗模型大鼠的空腹血糖、血浆胰岛素、血清C-肽水平，使其胰岛素敏感性指数显著升高。说明针刺可有效逆转大鼠的IR状态，并发现针刺可能在基因转录水平对胰岛素受体底物1(IRS1)、胰岛素受体底物2 (IRS2)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)产生影响，从而改善磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)通路的信号转导［8］。

而氧化应激(Oxidative stress，OS)对胰岛素信号传导通路中的多个元件都有负面作用，可以直接及间接激活细胞内的一系列应激信号通路，如核因子(NF-Kb)、c-Jun氨基端激酶(JNK)、蛋白激酶C (PKC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等，从而阻断胰岛素作用通路，导致胰岛素抵抗［9］。可见T2DM不仅存在IR，亦与OS损伤关系密切。本研究从对内分泌、糖代谢功能的总体调节与OS方面评估电针治疗T2DM的作用。

1 实验方法

1.1 实验动物

雄性SD大鼠40只，体质量160 g左右，清洁级，购自斯贝福(北京)实验动物科技有限公司［SCXK (京)2011-004］。适应性饲养 1周，全部动物于18℃～25℃室温，空气流通，相对湿度55% ～70%，12 h昼夜循环光照的普通级实验室中进行适应性饲养，期间动物自由饮食水。其中制备模型的动物在适应性饲养结束后，改吃高糖高脂饲料(70%普通饲料、10%蔗糖、10%猪油、10%蛋黄粉)，其余动物进食普通饲料［北京华阜康生物科技股份有限公司，SCXK (京)2014-0008］。动物处置遵循中华人民共和国科学技术部2006年颁布的《关于善待实验动物的指导性意见》。

1.2 主要试剂和仪器

链脲佐菌素(STZ，Sigma，s0130～500 mg)，格列美脲(Glimepiride，Sigma，250 mg)，均购自北京信德科兴科学器材有限责任公司;中研太和牌针灸针(购自北京中研太和有限公司，LOT:031426);一次性使用无菌注射器(上海治宇医疗器械有限公司，批号20140715);血糖试纸(LOT24623833);罗氏血糖仪(ACCU-CHEK ACTIVE，Ser.No.GC05966832，LOT10113495);采血针(购自天津华鸿科技有限公司，LOT01-140804);电针仪(常州英迪电子医疗器械有限公司，KWD-808);灌胃针;计时器;一次性手套、口罩;自制鼠套等等。

1.3 模型建立

适应性饲养7天后，测体质量、空腹血糖，随机选8只作为空白组继续给予普通饲料喂养。其余动物以高糖高脂饲料喂养50天后，按35 mg/kg质量比腹腔注射2%STZ溶液(溶液配制:0.1 mol/L柠檬酸缓冲液和0.1 mol/L柠檬酸钠缓冲液按1.3∶1的比例混匀，按20 mg/ml的质量体积比加入STZ粉末)，并继续以高糖高脂饲料喂养。所有制备模型动物在造模3天后测随机血糖，并在2周后测口服葡萄糖耐量(OGTT)实验。以造模后第3天随机血糖＞16.7 mmol/L，且OGTT2h后血糖＞11.1 mmol/L或第4天空腹血糖＞11.1 mmol/L且OGTT2h后血糖＞11.1 mmol/L为成模标准。

1.4 动物分组及干预

所有成模动物随机分为模型组、模型+电针胃脘下俞组(简称胃脘下俞组)、模型+电针后三里组(简称后三里组)、格列美脲组，每组8只。干预均于每日18:00进行，1周6次，共干预4周。实验中胃脘下俞穴和后三里穴定位参考自《针灸学》［10］。定位如下:“胃脘下俞”穴位于大鼠第8胸椎下两旁约5 mm，足三里穴位于后肢膝关节外下方当腓骨小头下5 mm处。

1.5 观察指标及检测方法

1.5.1 空腹血糖 所有动物于干预前及干预第7、14、21、28、35、42天尾尖取血，以罗氏血糖仪检测空腹血糖。

1.5.2 血清指标 所有动物于首次干预前一晚及末次干预结束当晚22:00禁食，次日早8:00目内眦取血，4℃条件下3000转/min，15 min离心取血清，放免法测各组大鼠血清中FINS水平、SOD、MDA含量水平。

1.5.3 模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)及B细胞功能指数(HOMA-B) 以空腹血糖和空腹胰岛素指标进行计算。HOMA-IR=空腹胰岛素×空腹血糖÷22.5。HOMA-B=(空腹胰岛素×20)÷(空腹血糖-3.5)

1.6 统计方法

采用SPSS20.0统计软件进行数据分析，计量资料结果用均数±标准差(±s)表示。多组间比较若各组数据均符合正态分布且满足方差齐性时采用单因素方差分析;进一步的组间两两比较用LSD法;检验若不符合正态分布或方差不齐时采用非参数检验。以P＜0.05为差异有统计学意义的标准。

2 结果

2.1 各组大鼠空腹血糖比较

由表1可见，针刺前各治疗组大鼠空腹血糖与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。针刺1周后针刺组(胃脘下俞组与后三里组)大鼠空腹血糖与模型组比较差异有统计学意义(P＜0.05)，且呈降低趋势，而格列美脲组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。针刺2周后各治疗组大鼠空腹血糖与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。针刺3周、4周后胃脘下俞组、格列美脲组大鼠空腹血糖与模型组比较差异有统计学意义(P＜0.05)，均低于模型组;而后三里与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。

表1 电针对各组大鼠空服血糖的动态影响(mmol/L，±s)

表1 电针对各组大鼠空服血糖的动态影响(mmol/L，±s)

注:与空白组比较，△P＜0.01;与模型组比较，＊＊P＜0.05

组别 干预前 1周末 2周末 3周末 4周末空白组 4.88±0.43 4.66±1.46 4.86±0.64 5.59±0.43 5.45±0.49模型组 16.69±6.12△18.91±8.93△16.07±5.39△28.86±3.06△28.03±4.46△胃脘下俞组 21.21±5.07 10.79±6.12＊＊16.50±7.64 17.51±8.84＊＊16.35±7.86＊＊后三里组 14.68±7.81 11.21±7.41＊＊15.44±7.02 28.10±2.63 24.71±6.05格列美脲组 18.21±5.57 13.00±6.55 15.16±9.64 20.75±6.53＊＊19.47±6.41＊＊

2.2 各组大鼠FINS、HOMA-IR、HOMA-B比较

由表2可知，电针干预可降低T2DM模型大鼠的空腹胰岛素水平(P＜0.05);各干预组大鼠胰岛素抵抗指数明显高于空白组(P＜0.01)，通过电针干预均在一定程度上降低T2DM大鼠胰岛素抵抗指数，且胃脘下俞组最优(P＜0.01)。各组大鼠胰岛B细胞功能指数明显低于空白组(P＜0.01)，各干预组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)，未能明显改善T2DM大鼠胰岛B细胞功能指数。

表2 各组大鼠FINS、HOMA-IR、HOMA-B比较(±s)

表2 各组大鼠FINS、HOMA-IR、HOMA-B比较(±s)

注:与空白组比较，△P＜0.05，△△P＜0.01;与模型组比较，＊＊P＜0.01

组别 n FINS(mmol/L)HOMA-IR HOMA-B空白组8 17.45±2.08 4.20±0.44 191.47±61.13模型组 8 17.19±2.45 21.52±5.17△△14.37±3.00△△胃脘下俞组 8 15.29±2.43△11.37±6.31△△＊＊27.89±21.85△△后三里组 8 14.72±2.07△16.40±4.98△△14.93±4.38△△格列美脲组 8 15.65±2.90 13.28±4.88△△＊＊17.43±4.27△△

2.3 干预前后对T2DM大鼠糖耐受的影响

由表3可知:各组大鼠干预前后OGTT曲线下面积均明显高于空白组，比较差异有统计学意义(P＜0.01);干预前各治疗组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05);干预后与模型组比较，电针胃脘下俞组、格列美脲组OGTT曲线下面积明显低于模型组(P＜0.05)，而后三里组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。

表3 不同穴位电针干预对大鼠糖耐受的影响(±s，mmol/L·h)

表3 不同穴位电针干预对大鼠糖耐受的影响(±s，mmol/L·h)

注:与空白组比较，△P＜0.01;与模型组比较，＊＊P＜0.05

组别 n 干预前OGTT曲线下面积 干预后OGTT 曲线下面积空白组8 13.94±0.94 16.06±1.83模型组 8 50.03±11.34△63.12±3.49△胃脘下俞组 8 55.62±7.58△43.34±19.56△＊＊后三里组 8 44.73±11.33△58.49±8.89△格列美脲组 8 51.02±6.71△56.04±7.15△＊＊

2.4 各组大鼠血清SOD、MDA含量比较

由表4可知，模型组大鼠SOD活性明显低于空白组(P＜0.05);而干预4周后，胃脘下俞组、后三里组大鼠SOD活性明显高于模型组(P＜0.05)，格列美脲组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。而模型组大鼠MDA含量明显高于空白组(P＜0.05);干预4周后，胃脘下俞组、后三里组大鼠MDA含量明显低于模型组(P＜0.05)，格列美脲组与模型组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。

表4 干预4周后各组大鼠血清中SOD、MDA含量比较(±s)

表4 干预4周后各组大鼠血清中SOD、MDA含量比较(±s)

注:与空白组比较，△P＜0.05;与模型组比较*P＜0.05

组别 n SOD含量(U/ml) MDA含量(nmol/ml)空白组8 80.33±5.05 3.59±0.40模型组 8 66.99±10.91△4.07±0.44△胃脘下俞组 8 78.41±7.53*3.64±0.35*后三里组 8 80.79±12.32*3.58±0.34*格列美脲组8 77.97±15.23 3.64±0.44

3 讨论

糖尿病是受遗传和环境等多种因素共同作用的代谢性疾病，中医属“消渴”范畴。本实验采取的T2DM大鼠造模方法，能够模拟人类T2DM发病机制，即从饮食诱导胰岛素抵抗发展为胰岛素分泌量不足以维持正常血糖的过程。同时具有成模率高、死亡率低、血糖稳定等特点［11］，值得推广应用于T2DM的研究。

依据临床选穴经验并参考相关文献资料，本实验电针穴位选取胃脘下俞(即胰俞)、后三里(即足三里)。胃脘下俞是治疗糖尿病的效穴，《千金要方》载:“消渴，咽喉干，灸胃管下输三穴各百壮。”胃脘下俞位于第8胸椎棘突下旁开中线1.5寸，现代理论研究中亦指出，胃脘下俞穴浅层主要分布有第8胸神经后支的皮支和伴行的动、静脉，深层有第8胸神经后支的肌支和第8肋间后动、静脉背侧的分支或属支［12］。对该穴进行电针刺激可通过第8胸神经，将信号传入胰腺，促进其增值、分泌。不论在临床试验［13］还是动物实验［14］中，刺激胃脘下俞对T2DM均有很好的效果。足三里为胃之合穴，胃经属阳明，阳明主阖，使气趋向里、向下，故曰胃以降为和。足三里为胃经下合穴，一者土经土穴最应胃气和降之功，二者应里，故足三里和降胃气之功最强。《灵枢·五邪》记载:“邪在脾胃……则热中善饥……皆调于三里。”《针灸甲乙经》亦提出:“食不充饥灸三里”，都是足三里治疗消渴病的验证。

从实验结果来看，在高糖高脂饲养的前提下，电针胃脘下俞、后三里均能在一定程度上降低T2DM模型大鼠的空腹血糖，并降低其空腹胰岛素水平，改善胰岛素抵抗，其中电针胃脘下俞穴的作用明显优于电针后三里。OGTT实验显示，电针胃脘下俞能明显改善T2DM大鼠糖耐受情况。另外，SOD具有催化超氧阴离子自由基发生歧化反应的性质，可清除超氧阴离子自由基，防止细胞损伤，故可反映机体的抗氧化能力［15］。MDA是过氧化脂质降解的产物，可间接反映氧自由基对机体细胞的损伤程度。本实验结果显示，模型组MDA水平较空白组升高，而SOD活性则明显降低，说明模型大鼠OS水平增高，氧化与抗氧化系统平衡失调，而经过电针治疗后，可通过提高抗氧化物SOD活性、降低MDA含量来平衡OS状态，减少FINS的产生，缓解IR，从而治疗T2DM。由此可知对持续高糖高脂下的糖尿病大鼠，电针治疗可整体调节其OS状态，并改善T2DM。可见，电针疗法与OS、糖尿病之间关系密切。由于饮食对OS影响密切，故而饮食加电针可能更有利于T2DM的治疗。

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Effect of Electro-acupuncture on Oxidative Stress and Glucose Metabolism in Rats with Type 2 Diabetes

MA Yan-jia，LI Rui△，JIA Ning，HU Xiao-gang，WANG Yue-ying，TIAN Huan-huan，CAO Bing-yan，ZHANG Shu-jing
(Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China)

Objective:To observe the effect of electro-acupuncture(EA)on oxidative stress and glucose metabolism in rats with type 2 diabetes(T2DM)，so as to study its mechanism of improving T2DM.Methods:40 male SD rats were evenly randomized into control，model，“Weiwan Xiashu”，“Housanli”and Glimepiride groups，with 8 rats in each group.The T2DM models were established by feeding high fat and sugar diet combined with intra-peritoneal injection of streptozotocin(35mg/kg).Electro-acupuncture(2 Hz，2 mA)was applied as the intervention，20 minutes every time，6 times per week，lasting for 4 weeks.Body quality and fasting blood glucose(FBG)were measured once a week during the intervention.Fasting serum insulin(FINS)，serum malondialdehyde(MDA)and superoxide dismutase(SOD)levels were determined by using radioimmunoassay.Oral glucose tolerance test was measured before and after the intervention.In addition，homeostasis model assessment for insulin resistance(HOMA-IR)and modified B cell function index(MBCI)were calculated.Results:The fasting blood glucose was decreased to a certain extent with the application of electro-acu-puncture at Weiwan Xiashu and Housanli.After 4 weeks，FINS and HOMA-IR of T2DM rats were decreased，and the Weiwan Xiashu group was the best(P＜0.01).Compared with those of the control group，FBG and MDA levels of model group were both increased.However，SOD activities were decreased(P＜0.05).Compared with those of the model group，SOD activities of Weiwan Xiashu，Housanli groups were increased(P＜0.05) and MDA levels were decreased(P＜0.05).There was no statistical significance between the Glimepiride group and the model group(P＞0.05).Conclusion:Electro-acupuncture at Weiwan Xiashu and Housanli can reduce fasting blood glucose and may normalize insulin sensitivity，ameliorate insulin resistance and hyperinsulinemia by improving the oxidative stress state as a whole.

Electro-acupuncture;Type 2 diabetes;Glucose metabolism;Oxidative stress

R246.1

A

1005-0779(2017)03-0053-04

2016-08-29

教育部科学技术研究重大项目，编号:313010。

马艳佳(1993-)，女，2014级针灸推拿专业硕士研究生。

△通讯作者:李瑞(1963-)，男，教授，主任医师，研究方向:针灸经典理论及腧穴的临床和实验研究。