机能学实验设计

1、20152016 学年第二学期机能学实验设计项目名称：减重手术在糖尿病治疗中的应用 班级：设计人员：一、引言近年来，糖尿病患病率呈迅速上升趋势，无论是在发达国际还是在发展中国 家，糖尿病均已成为重要的公共卫生问题。在世界卫生组织最新发布的2014 年全球非传染性疾病现状报告中显示，心血管疾病引起的非传染性疾病死亡人 数最多，约1750万人/年，其次是癌症死亡人数为820万人/年、呼吸系统疾病 400万人/年及糖尿病150万人/年。在死亡归因方面，全球范围内非传染性死亡 主要危险因素集中在高血压、超重、肥胖及高血糖等几个方面。作为一种复杂的 慢性疾病，糖尿病往往并发心脏、血管、肾脏、视网膜及神经

2、等多处病变，引起 心血管疾病、脑卒中、终末期肾病和失明等不可逆性病变1。糖尿病越来越成 为影响人们健康水平的重要因素。公开资料显示，2013年全球约有3.82亿成年人患有糖尿病，其中中国的糖 尿病患者人数居全球之首，调查统计人数约为1.14亿。此外，我国的糖尿病流 行情况呈现出快速上升和年轻化趋势。相关数据显示，2013年，中国约1.14亿 人已经确诊为糖尿病患者，其中18岁及以上成人占11.6%。而五年前中国糖尿 病患者是200万，四年间多出2200万人，平均以每年550万例的速度增长。那 么是什么原因导致的糖尿病患者数量大幅度上升呢？近年来，根据临床观察，发现90%的2型糖尿病病人都有肥胖

3、。许多横向调 查证实在同样的人群中，肥胖的发病率与糖尿病的发病率呈相关趋势。在美国全 国健康营养调查中显示，超重者的糖尿病发病率是正常体重者的2.9倍。有报道 对11428名年龄在3055岁的妇女进行了长达14年的随访研究，表明BMI在 2325之间的妇女患2型糖尿病的危险是BMI小于22的妇女的4倍，BMI大于 35的人群患2型糖尿病的危险是BMI小于22的人群的93.2倍2。综上所述， 肥胖是导致糖尿病发生的诸多因素中不可忽视的环节。随着物质生活的丰富和发 展，人们的生活水平逐步提高，体力工作也常常被机器所代替，体育运动也日见 减少，多种原因引起的营养过剩，使肥胖者数目大大增加，而正如前面

4、所述，肥 胖是导致糖尿病的重要因素之一。这也正是近年来我国糖尿病患者人数大幅度增 长的原因之一。那么肥胖是如何引起糖尿病的呢？近年来的研究发现，肿瘤坏死因子a（TNF-a）在肥胖患者的胰岛素抵抗中发挥重要作用。已发现在具有胰岛素抵抗 的肥胖患者及肥胖的2型糖尿病患者的脂肪组织中,TNF-a的表达明显增加OTNF- a加重胰岛素抵抗的机制包括以下几个方面：加速脂肪分解，导致游离脂肪酸 （FFA）水平增高。肥胖患者的脂肪细胞产生的TNF-a通过内分泌和旁分泌的 作用抑制肌肉组织胰岛素受体的酪氨酸激酶活性，以降低胰岛素的降血糖功能。 TNF-a对脂肪细胞的葡萄糖转运蛋白-4（GLUT-4）有下调作用

5、3。肥胖及脂肪 组织在糖尿病发病及进展中发挥着重要的作用。综上所述，本次实验通过对患有糖尿病的肥胖大鼠实施减重手术，研究减重 手术在2型糖尿病中的应用及疗效。二、实验设计（一）实验动物：8周龄SD大鼠40只，体重250克左右。（二）实验试剂：胰岛素,STZ。（三）实验步骤：1.2型糖尿病模型的建立（1）将80只大鼠随机分为5组：1组高糖饮食组胰腺切除组、2高糖饮食胰腺 不切除组、3组高糖高脂饮食组胰腺切除组和4组高糖高脂饮食胰腺不切 除组、5组STZ诱导2型糖尿病模型。（2）1、2、5组大鼠高糖饮食喂养两周，3、4组大鼠用高糖高脂饮食喂养两周， 两周后分别测定五组大鼠的血糖水平并记录以及五组大

6、鼠的体重。（3）对五组大鼠进行手术，其中2、4组大鼠打开腹腔之后即可缝合重新；1、3、 5三组大鼠，打开腹腔后行胰腺全切除术。同时向5组大鼠注射小剂量的 链脲佐菌素（STZ）。24小时后分别测定各组大鼠的血糖水平并记录。（4）在之后的3周内，用外源性胰岛素使1、3、5组大鼠的血糖控制在相同水 平，并持续测定和记录四组大鼠每天上午10点的空腹血糖含量及1、3、5 三组大鼠血糖控制在相同水平时所需外源性胰岛素的剂量。此时正常喂养 四组大鼠。减重手术在2型糖尿病治疗中的应用及疗效（1）将4组的十只大鼠随机分为两组：a组为减重手术组，b组为对照组。（2）对a组大鼠行减重手术；同时，打开b组大鼠腹壁后重

7、新缝合。同时对5 组大鼠行减重手术。（3）在之后的3周内正常喂养三组大鼠，并用外源性胰岛素将三组大鼠的血糖控制在相同水平，记录各自所需胰岛素的剂量。（四）预期结果喂养1、2、3、4、5五组大鼠两周后，发现3、4三组大鼠的平均体重明显高于1、2、5组大鼠，且3、4两组大鼠的血糖水平升高幅度明显大于1、2、 5三组大鼠。行胰腺全切除术24小时后，内源性胰岛素耗尽，测定五组大鼠血糖水平。由于饮食正常，故2、4组大鼠血糖略有下降，但不明显。而1、3、5组大鼠 由于内源性胰岛素耗竭，故血糖水平明显升高。用外源性胰岛素将2、4、5组大鼠血糖控制在相同水平，由于4组大鼠肥胖，故胰岛素抵抗作用较大，而5组大鼠在药物STZ的作用下对胰岛素产生抵 抗，故使4、5组大鼠血糖控制在与2组大鼠相同水平时所需要的外源性胰 岛素剂量较高，且4组大鼠所需的胰岛素剂量随着大鼠肥胖程度的升高而 升高。4将4组大鼠随机分为两组后，行减重手术的a组在之后的喂养过程中，控制血 糖所需要的胰岛素剂量明显减少；同时行减重手术的5组在控制血糖水平 时所需的胰岛素剂量也略有减小。（五）预期实验结论：肥胖在2型糖尿病的发病机制中发挥着重要的作用，且减 重手术在肥胖患者2型糖尿病的治疗中是有效的。（六）参考文献：王超.中国成人超重和肥胖及主要危险因素对糖尿