糖尿病大鼠逼尿肌线粒体超微结构及基质的改变

1、糖尿病大鼠逼尿肌线粒体超微构造及基质的改变【关键词】糖尿病AnexperientalstudyfultrastruturalhangefithndrinfdetrusrindiabetesratsABSTRAT:bjetiveTbservetheultrastruturalhangesfdetrusrinexperientalT2Drats.ethds14istarratseredividedinttgrups.TheT2Dgrupratsunderentintraperitnealinjetith30g/kgstreptztin(STZ)3ties,neaday.Thentheseratse

2、refediththedietsenrihedithsurse(20%,/),lard(18%,/)andylkpder(3%,/)2eeksaftertheyhadbeeninjeted.Anthergrupservedasntrls.Theultrastruturesfithndrinindetrusrellsfeahratsereexainedafter12eeks.ResultsTherelativedensityfithndrinas0.8360.279inT2Dgruphile0.5720.083inthentrls(P0.05).nlusinDetrusrntratinftheb

3、ladderisipairedintheearlystagefdiabetes,theithndrindestryed,andthedetrusretablisdysfuntinshuldbeenneftheauses.KEYRDS:bladder;ithndrin;diabetes;detrusr摘要：目的观察2型糖尿病(T2D)大鼠逼尿肌细胞线粒体超微构造的改变。方法建立T2D大鼠动物模型,利用透射电镜观察其逼尿肌细胞内线粒体构造并应用BI2000序列图像分析软件检测线粒体密度。结果对照组的线粒体相对光密度为2.4170.376,相对灰度为0.5720.083；T2D组逼尿肌细胞内线粒体相

4、对光密度为1.5490.871,相对灰度为0.8360.279，线粒体基质密度较正常明显下降。结论糖尿病大鼠逼尿肌细胞内线粒体超微构造破坏,基质密度下降,提示逼尿肌细胞能量代谢障碍是糖尿病膀胱收缩力降低的原因。关键词：膀胱；线粒体；糖尿病；逼尿肌糖尿病引起膀胱功能障碍最常见的病症是膀胱感觉功能障碍，剩余尿增多，排尿期逼尿肌收缩力减弱1，尤其在晚期更为明显，严重影响患者的生活质量。而糖尿病膀胱尿道功能障碍的详细发病机制目前还不清楚。近期研究说明上述的功能变化存在着神经性、血管源性和肌源性的因素，肌源性因素正日益受到人们的重视。我们建立2型糖尿病(T2D)大鼠模型,在理解逼尿肌功能变化的根底上,进

5、一步观察逼尿肌细胞线粒体超微构造的变化，以讨论其功能变化的细胞生物学基矗1材料与方法1.1T2D大鼠模型的建立2及实验分组清洁级近交系4周龄雌性istar大鼠(山西医科大学动物中心提供)，体质量180-190g，随机分为T2D组和对照组。链脲佐菌素(strepztin,STZ)溶于pH4.4，浓度为0.1l/L枸橼酸缓冲液中，T2D组大鼠按30g/kg体质量的剂量腹腔内注射STZ，每日1次，连续3次；在末次注射2周后,改喂高糖高脂饮食(18%猪油，20%蔗糖，3%蛋黄，59%普通饲料)。高糖高脂饮食喂养第3周测定血糖及胰岛素，挑选空腹血糖大于对照正常大鼠空腹血糖均值+3个标准差，胰岛素敏感性降

6、低者确定为T2D大鼠纳入实验。对照组给普通饲料，腹腔内注射等体积的枸橼酸缓冲液。实验第14周分别取T2D组及对照组动物各9只，制备逼尿肌标本进展电镜观测。1.2标本制备处死大鼠后立即切取膀胱，取膀胱体部逼尿肌组织，去除黏膜层及浆膜层，将逼尿肌组织切成13小块，加预冷的2.5%戊二醛-2%的多聚甲醛混合固定液2L，于4下固定2h，再用磷酸缓冲液冲洗后，用1%锇酸固定1.5h，逐级脱水，再用70%酒精饱和醋酸铀块染8-10h，用环氧树脂618包埋，于60下聚合48h，用瑞典LKB型超薄切片机制成厚约50n的切片，置于铜制切片载网上枯燥保存。转贴于论文联盟.ll.1.3线粒体构造观察和灰度测定应用J

7、E100X型透射电子显微镜,放大15103倍观察线粒体。每只实验鼠选取逼尿肌为纵行走向、靠近逼尿肌细胞核的6个视野摄片，图片用BI2000序列图像分析软件测定每个视野中线粒体的平均光密度和平均灰度。为防止各个视野在成像时由于曝光时间不同造成的密度差异,同时在线粒体周围圈取细胞胞质测定胞质平均光密度和平均灰度。将线粒体平均光密度与周围胞质的平均光密度的比值定义为该线粒体相对光密度,将线粒体平均灰度与周围胞质的平均灰度之比值定义为该线粒体相对灰度3。1.4统计学处理分别计算T2D组和对照组逼尿肌线粒体相对光密度和相对灰度值的均数和标准差,应用SPSS11.0统计软件进展t检验，=0.05。2结果2

8、.1两组间线粒体形态的比拟T2D组逼尿肌细胞中线粒体呈现不同程度的肿胀，基质密度降低，线粒体嵴断裂、变短、稀疏、消失，局部线粒体甚至可呈空泡状(图1A)。对照组线粒体基质致密，线粒体嵴明晰，完好(图1B)。2.2两组间线粒体基质相对光密度及相对灰度的比拟图像分析软件将灰度最高值定义为0,灰度最低值定义为255。线粒体相对光密度和相对灰度均可反映线粒体基质的密度情况，而线粒体基质密度减低程度可以作为线粒体肿胀的定量指标。与对照组相比，T2D组线粒体基质平均相对光密度显著降低，而平均相对灰度显著增高(P0.05，表1)。表1两组线粒体基质图象分析结果(略)3讨论在临床尿动力学检查中我们发现糖尿病病

9、人逼尿肌收缩力减弱或无反射较为常见，表现为尿流率低，剩余尿增多，F(瓦特因子)降低。熊恩庆4等在动物实验中也发现糖尿病早期就有逼尿肌收缩功能受损，表现为逼尿肌最大收缩力和持续收缩力下降。我们应用机械性牵张刺激试验也观测到，糖尿病发病的最初阶段就出现了逼尿肌兴奋性和自律性的改变，表现为诱发逼尿肌收缩的最小牵张力增高，逼尿肌兴奋性降低，自律性随着发病时间的延长表现为先增高后降低2。线粒体是各类真核细胞中广泛存在的一种细胞器，主要功能是进展氧化磷酸化。线粒体通过氧化磷酸化合成ATP，为细胞的生命活动提供能量，是细胞能量来源的主要途径。线粒体对外界的影响极为敏感,线粒体损害可能是细胞不可逆损害的最可靠

10、的早期表现之一,是细胞病变最敏感的指标之一,是分子细胞病理学检查的重要根据。本研究观察到糖尿病大鼠膀胱逼尿肌细胞中线粒体呈现不同程度的肿胀,基质密度下降,线粒体嵴稀疏、变短、断裂甚至消失，局部线粒体转化为空泡状构造；而对照组线粒体基质致密，线粒体嵴构造明晰完好。这种超微构造的改变与临床尿动力学的变化特征相一致。可见线粒体的形态改变与逼尿肌细胞功能变化亲密相关。线粒体基质密度的变化可以反映线粒体变化情况。线粒体发生肿胀时基质密度呈现减低趋势。相对光密度与线粒体基质密度呈正相关，即相对光密度增高反映了线粒体基质密度增高；而相对灰度与密度呈负相关，即相对灰度增高是线粒体基质密度降低的表现。我们应用这一原理，运用图像分析软件进展定量测定，证实糖尿病大鼠线粒体基质密度降低。我们在另外的研究中已经检测到T2D大鼠逼尿肌细胞线粒体中某些三羧酸循环的关键酶(限速酶)活性显著下降(另文刊出),可见在糖尿病神经源性膀胱的发病过程中直接影响到了膀胱逼尿肌细胞的能量代谢。线粒体破坏导致的逼尿肌能量代谢障碍是引起逼尿肌收缩功能障碍的主要病理学基矗参考文献：1王东文，双卫兵，吴博威.糖尿病患者膀胱功能改变的临床研究J.临床泌尿外科杂志,2022,19(11):646648.2双卫兵，王东文，张旭.非胰岛素依赖型糖尿病大鼠膀胱兴