实验药理糖尿病课件.ppt

1、.1.2 糖尿病是一种由遗传基因决定的全身慢糖尿病是一种由遗传基因决定的全身慢性内分泌代谢性疾病。由于体内胰岛素的相性内分泌代谢性疾病。由于体内胰岛素的相对或绝对不足而引起糖、脂肪和蛋白质代谢对或绝对不足而引起糖、脂肪和蛋白质代谢的紊乱。的紊乱。.3糖尿病主要特点糖尿病主要特点 高血糖高血糖 糖尿糖尿 易并发心血管、肾、眼及神经等慢性病变易并发心血管、肾、眼及神经等慢性病变 临床表现为临床表现为“三多一少三多一少”.4糖尿病患病率糖尿病患病率2007年年11月月14日发布：日发布：5.19%（1.35万万/26万），万），7.12%（1.85万万/26万），万），7.7%.50.561.363

2、.027.0411.3402468101220+30+40+50+60+年龄年龄发病率发病率（）（）.6Diabetologia 2003;2000-2001年，范围35-74 岁（15 540人），糖尿病发病率：北方7.4 南方 5.4；城市7.8 乡村5.1 诊断1.3，未诊断 4.2.7 糖尿病分型与并发症糖尿病分型与并发症 寻找抗糖尿病新药的途径寻找抗糖尿病新药的途径 抗糖尿病药物作用机制的探讨抗糖尿病药物作用机制的探讨.8 1 1型糖尿病型糖尿病（细胞破坏，导致胰岛素绝对缺乏）细胞破坏，导致胰岛素绝对缺乏）A.A.免疫介导性的（急进型和缓发型）免疫介导性的（急进型和缓发型）B.B.特

3、发性的特发性的 2 2型糖尿病型糖尿病NIDDM （胰岛素抵抗为主伴相对胰岛素不足或（胰岛素抵抗为主伴相对胰岛素不足或胰岛素明显缺乏伴胰岛素抵抗）胰岛素明显缺乏伴胰岛素抵抗）特殊型糖尿病特殊型糖尿病 妊娠糖尿病妊娠糖尿病 糖尿病分型糖尿病分型.9糖尿病并发症糖尿病并发症 急性并发症急性并发症 慢性并发症慢性并发症 微血管：肾病变、视网膜病变等微血管：肾病变、视网膜病变等 大血管：冠心病、高血压、脑血栓、大血管：冠心病、高血压、脑血栓、脑卒中、下肢坏疽等脑卒中、下肢坏疽等.10胰岛素抵抗胰岛素抵抗高胰岛素血症高胰岛素血症高血压高血压肥胖肥胖血脂异常血脂异常糖耐量异常糖耐量异常胰岛素抵抗综合症胰岛

4、素抵抗综合症.11胰岛素抵抗胰岛素抵抗 正常剂量的胰岛素产生低于正常生物效正常剂量的胰岛素产生低于正常生物效应的一种状态。应的一种状态。.12寻找抗糖尿病新药的途径寻找抗糖尿病新药的途径 降血糖降血糖 改善胰岛素抵抗改善胰岛素抵抗 调节脂质代谢异常调节脂质代谢异常 防治慢性并发症防治慢性并发症.13类似类似1型糖尿病的动物模型型糖尿病的动物模型.14四氧嘧啶高血糖动物模型（四氧嘧啶高血糖动物模型（1）NHNHOOOOAlloxan1818年报道年报道1943年发现年发现 Alloxan Alloxan是一种胰岛是一种胰岛细胞毒剂，通细胞毒剂，通过超氧自由基选择性地破坏过超氧自由基选择性地破坏细

5、胞，细胞，使细胞内的使细胞内的DNADNA损伤，损伤，mRNAmRNA功能受损，功能受损，合成前胰岛素减少，导致胰岛素绝对合成前胰岛素减少，导致胰岛素绝对缺乏，引起实验性糖尿病。缺乏，引起实验性糖尿病。.15.16给药途径给药途径 静脉注射（静脉注射（iv）腹腔注射（腹腔注射（ip）剂量剂量 动物敏感性不同，剂量不同动物敏感性不同，剂量不同 小鼠小鼠 75100 mg/kg iv 大鼠大鼠 4550 mg/kg 兔兔 90100 mg/kg四氧嘧啶高血糖动物模型（四氧嘧啶高血糖动物模型（2）.17水溶液不稳定水溶液不稳定对光敏感对光敏感血浆半衰期血浆半衰期12 min不能引起豚鼠糖尿病不能引起

6、豚鼠糖尿病大鼠形成模型后可自行缓解（部分）大鼠形成模型后可自行缓解（部分）猫犬形成永久性糖尿病猫犬形成永久性糖尿病四氧嘧啶高血糖动物模型（四氧嘧啶高血糖动物模型（3）.18NNCH3OOHOCH2OHNHOHOHO链脲霉素高血糖动物模型（链脲霉素高血糖动物模型（1）Streptozotocin（STZ）STZSTZ结构中的亚硝基脲是细胞毒，去结构中的亚硝基脲是细胞毒，去氧葡萄糖部分使之易进入氧葡萄糖部分使之易进入细胞。细胞。STZSTZ通过自由基损伤通过自由基损伤细胞，造成胰岛素缺细胞，造成胰岛素缺乏。一次大剂量注射可致乏。一次大剂量注射可致细胞坏死而细胞坏死而无胰岛炎，小剂量连续注射，可产生

7、胰无胰岛炎，小剂量连续注射，可产生胰岛炎及相关的糖尿病，后者涉及岛炎及相关的糖尿病，后者涉及T T细胞细胞参与的自家免疫机制。参与的自家免疫机制。.19.20 水溶液极不稳定水溶液极不稳定 0.1M柠檬酸缓冲液（柠檬酸缓冲液（pH 4.0-4.5)配制配制 腹腔注射腹腔注射 静脉注射静脉注射 大鼠大鼠 5580 mg/kg 能引起豚鼠糖尿病能引起豚鼠糖尿病链脲霉素高血糖动物模型（链脲霉素高血糖动物模型（2）.21自发性遗传性自发性遗传性1型糖尿病模型型糖尿病模型 有自家免疫等病因参与，胰岛有自家免疫等病因参与，胰岛细胞受损，细胞受损，因而胰岛素缺乏，动物不肥胖。常用于因而胰岛素缺乏，动物不肥胖

8、。常用于1型型糖尿病病因、病理生理的研究。糖尿病病因、病理生理的研究。.22.23 近亲交配的子代，近亲交配的子代，2 23 3月龄时可能发生糖尿病月龄时可能发生糖尿病 国外发现有国外发现有6 6个近亲交配系，糖尿病发病率高达个近亲交配系，糖尿病发病率高达8585，发病严重的动物血糖高达，发病严重的动物血糖高达500 mg/dl500 mg/dl 我国（山西医科大学）自我国（山西医科大学）自19801980年将野生的中国地鼠年将野生的中国地鼠实验室驯养，近亲繁殖实验室驯养，近亲繁殖1010余代。发病率为余代。发病率为2525，血，血糖在糖在140 mg/dl140 mg/dl左右。左右。中国地

9、鼠（Chinese Hamstter).24BB大鼠大鼠(BioBreeding rat)wistar大鼠自发性变异种大鼠自发性变异种 糖代谢、脂质代谢明显异常糖代谢、脂质代谢明显异常 胰岛炎胰岛炎 新生鼠胸腺切除或给予环抱菌素，新生鼠胸腺切除或给予环抱菌素，可防止可防止BB大鼠糖尿病的发生大鼠糖尿病的发生.25NOD小鼠小鼠（Nonobese diabetic mouse)T-cell 参与的自身免疫参与的自身免疫 胰岛炎胰岛炎 雌性发病早（雌性发病早（12W），雄性发病晚。），雄性发病晚。18W后后出现糖尿病肾病出现糖尿病肾病 尿糖（中等），血糖尿糖（中等），血糖250 mg/dl.26类

10、似类似2型糖尿病的动物模型型糖尿病的动物模型.27 遗传基因高糖或高脂饲料遗传基因高糖或高脂饲料 （如（如C57）实验性肥胖及糖尿病动物模型（实验性肥胖及糖尿病动物模型（1）.28实验性肥胖及糖尿病大鼠模型实验性肥胖及糖尿病大鼠模型（小剂量（小剂量STZSTZ高热量饲料）高热量饲料）STZ 2530 mg/kg，2W后选糖耐量异常的动后选糖耐量异常的动物，加喂高热量饲料，物，加喂高热量饲料，810W后模型形成后模型形成单笼饲养较易形成模型单笼饲养较易形成模型胰岛素抵抗、血胰岛素水平升高胰岛素抵抗、血胰岛素水平升高血脂异常，血糖轻度升高血脂异常，血糖轻度升高.290246810121416182

11、00306090120Time(min.)Blood glucose(mmol/L)STZ高热量喂养大鼠的葡萄糖耐量曲线高热量喂养大鼠的葡萄糖耐量曲线.30STZ高热量喂养大鼠血糖血脂等相关指标变化高热量喂养大鼠血糖血脂等相关指标变化指标模型组对照组体重（g）30424*260 17血糖（mmol/L）5.0 1.04.2 0.6血胰岛素（mu/L)65 3529 7TG(mmol/L)2.2 0.7*1.1 0.4Chol(mmol/L)12.7 3.4*5.8 1.0FFA(Eq/L)240 60210 30.31自发性自发性2型糖尿病动物模型型糖尿病动物模型进口或引进，饲养条件要求高，价

12、格昂贵。进口或引进，饲养条件要求高，价格昂贵。大约有大约有20余种余种 db/db小鼠小鼠 KK小鼠小鼠 ob/ob小鼠小鼠 OLETF 大鼠大鼠 Zuker（fa/fa）大鼠）大鼠 Wistar fatty大鼠等大鼠等.32db/db 小鼠小鼠 为为C57 BL/ksJ近亲繁殖，棕色，极度肥近亲繁殖，棕色，极度肥胖（胖（60 g ），），Leptin缺乏，血糖早中缺乏，血糖早中期升高，后期可接期升高，后期可接 近正常。近正常。.33KK/ta Jc1小鼠小鼠 白色，轻中度肥胖，血糖中度升高，胰岛素抗性明白色，轻中度肥胖，血糖中度升高，胰岛素抗性明显。如给予高热量饲料饲养，单笼饲养，糖尿病特显

13、。如给予高热量饲料饲养，单笼饲养，糖尿病特征出现较早。征出现较早。1983年中国医学科学院曾引进年中国医学科学院曾引进 .34图1 JQ对糖尿病KK小鼠胰岛素耐量的影响0204060801000306090120Time(min.)Change of bloodglucose(%)正常组KK组KK+JQ组.35KKAy小鼠小鼠.36随着年龄的增长，出现糖耐量异常、高胰岛素血随着年龄的增长，出现糖耐量异常、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、肥胖及高血糖等症、胰岛素抵抗、肥胖及高血糖等2型糖尿病特征。型糖尿病特征。.370204060801001201401600306090Time(min)glu(mg

14、/dl)NorConRosInsulin tolerance in KKAy diabetic mice.38Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty1984年发现，白黑相间年发现，白黑相间发病过程慢发病过程慢 高血糖出现晚高血糖出现晚(18w)雄性带有遗传基因雄性带有遗传基因并发糖尿病肾脏病变并发糖尿病肾脏病变OLETF 2型糖尿病大鼠型糖尿病大鼠.39GroupFBG(mg/dl)FBI(mU/L)ISI104Nor67.36.544.07.9 3.50.6IGT-OLE103.419.4*47.014.3 2.30.7*IGT-OLE+Pio90.511.0 2

15、8.49.4#4.62.2#DM-OLE220.149.4#23.88.7#2.30.8#Effect of Pioglitazone on FBG,FBI and insulin sensitivity index in IGT-OLETF rats.40*#050100150200250300Serum TGSerum TCmg/dlNorIGT-OLEIGT-OLE+PioDM-OLEEffect of Pioglitazone on Serum TG and TC levels in IGT-OLETF rats.41.42正常动物（大鼠、小鼠）正常动物（大鼠、小鼠）根据研究的目的或切

16、入点不同，也可以选用根据研究的目的或切入点不同，也可以选用正常动物作为模型。如在研究促胰岛素分泌药正常动物作为模型。如在研究促胰岛素分泌药物作用时，选正常动物较合适又经济。物作用时，选正常动物较合适又经济。.430501001502002500306090120Time(min.)Blood glucose(mg/dl)controlAcarbose 10mg/kgTD01 1 mg/kg.44观察指标观察指标 血糖（葡萄糖氧化酶法）血糖（葡萄糖氧化酶法）糖耐量糖耐量 （葡萄糖耐量、蔗糖耐量、淀粉耐量）（葡萄糖耐量、蔗糖耐量、淀粉耐量）糖化血红蛋白糖化血红蛋白(HbA1c)(HbA1c)HPL

17、C HPLC 琼脂凝胶电泳法琼脂凝胶电泳法 等电点聚焦法等电点聚焦法 亲和色普微柱法亲和色普微柱法 果糖胺果糖胺 胰岛素胰岛素.45离体模型离体模型 细胞模型 酶活性（-葡萄糖苷酶活性抑制）酶酶底物底物受试物受试物37C 30 min测定葡萄糖生成量测定葡萄糖生成量.46寻找抗糖尿病新药的途径寻找抗糖尿病新药的途径 降血糖降血糖 改善胰岛素抵抗改善胰岛素抵抗 调节脂质代谢异常调节脂质代谢异常 防治慢性并发症防治慢性并发症.47动物模型v抗胰岛素激素诱发的动物模型抗胰岛素激素诱发的动物模型vMSG肥胖动物模型肥胖动物模型.48MSG肥胖动物模型肥胖动物模型 出生两天大鼠或小鼠仔鼠，出生两天大鼠或

18、小鼠仔鼠，MSG 4 g/kg SC,连续连续7天，断乳约天，断乳约3个月模型形成。个月模型形成。.49The picture of 4-month-old normal and MSG rats.50MSG mouse.51观察指标观察指标 胰岛素耐量胰岛素耐量 胰岛素敏感指数胰岛素敏感指数 正常血糖高胰岛素钳夹技术正常血糖高胰岛素钳夹技术.52*Insulin tolerance of normal and MSG rats,and reactiveness to insulin sensitizer in the model0204060801001200306090120Time(mi

19、n.)blood glucose(%)MSGnormalMSG+pio.53 组别组别血糖血糖(mg/dl)血胰岛素血胰岛素(mu/L)ISI(X 10-4)正常小鼠正常小鼠100.7 16.016.2 6.5*7.41 3.51*对照组对照组217.4 122.9136.9 61.70.56 0.39Ros168.4 95.674.4 38.9*1.11 0.53*.54Animal microinjectormicropumpinsulinglucoseA rough sketch of euglycemic clampsampling.55正常血糖钳夹技术正常血糖钳夹技术原理原理 输注胰

20、岛素以维持血胰岛素在一个高水平，同时又输注葡萄糖以维持血糖在基础水平（正常水平）。由于输注的高胰岛素水平使血糖不断代谢,所以要维持血糖在正常水平，就需要不断输注葡萄糖。当葡萄糖输注速率和代谢速率达到平衡时，葡萄糖输注速率就等于机体各组织摄取代谢葡萄糖的速率。.56.57051015202530normalMSGMSG+pioGIR(mg/kg/min)Glucose infusion rate of normal and MSG rats,and reactiveness to insulin sensitizer in the model*.58寻找抗糖尿病新药的途径寻找抗糖尿病新药的途径

21、降血糖降血糖 改善胰岛素抵抗改善胰岛素抵抗 调节脂质代谢异常调节脂质代谢异常 防治慢性并发症防治慢性并发症.59动物模型v高胆固醇乳剂诱发的大鼠、小鼠模型高胆固醇乳剂诱发的大鼠、小鼠模型vTriton WR 1339(iv)v乙硫胺酸诱发（乙硫胺酸诱发（P.O.）v高胆固醇饲料诱发家兔高血脂模型高胆固醇饲料诱发家兔高血脂模型vSTZ金黄地鼠高血脂模型金黄地鼠高血脂模型.60高血糖高血脂金黄地鼠模型高血糖高血脂金黄地鼠模型 小剂量小剂量STZ（30-40mg/kg）给）给6-10周龄（体周龄（体重重50-80g）金黄地鼠腹腔注射，可使血糖、）金黄地鼠腹腔注射，可使血糖、血脂同时升高。形成糖尿病动

22、物兼有脂肪代血脂同时升高。形成糖尿病动物兼有脂肪代谢异常的模型。谢异常的模型。.61.620246810TGCholFFAnormalMSGMSG+pio*#*#Comparison of serum lipids between normal and model ratsand the effects of pioglitazone in the model(female).63相关指标的测定相关指标的测定v血甘油三酯（血甘油三酯（TG）、胆固醇、胆固醇（Chol）游离脂肪酸（游离脂肪酸（FFA）、）、HDLv肝肝TG、Chol.64寻找抗糖尿病新药的途径寻找抗糖尿病新药的途径 降血糖降血糖

23、 改善胰岛素抵抗改善胰岛素抵抗 调节脂质代谢异常调节脂质代谢异常 防治慢性并发症防治慢性并发症.65糖尿病并发症动物模型糖尿病并发症动物模型 糖性白内障大鼠模型糖性白内障大鼠模型 糖性白内障与糖代谢的多元醇途径密切糖性白内障与糖代谢的多元醇途径密切相关。相关。56周龄大鼠饲以周龄大鼠饲以3050半乳糖半乳糖饲料（约饲料（约1020天）。天）。.66Galactose-糖性白内障糖性白内障.67 多元醇代谢途径葡萄糖葡萄糖山梨醇山梨醇果糖果糖ARSDHNADPHNADPNADNADH.68NADPH酶液酶液底物底物（DL甘油醛甘油醛）测定NADPH剩余量（340 nM）30C 7min.69 N

24、AG酶活性（N-乙酰-D-氨基葡萄糖苷酶）对硝基苯对硝基苯N-乙酰乙酰-D-氨氨基葡萄糖苷基葡萄糖苷N-乙酰乙酰-D-氨基葡氨基葡萄糖苷萄糖苷对硝基苯酚（400 nm)NAGpH 4.6 37C.70 抗氧化抗氧化 脂质过氧化物质脂质过氧化物质 抗氧化酶抗氧化酶 SOD 过氧化氢酶过氧化氢酶 AGEs 神经传导速度神经传导速度 晶体混浊度晶体混浊度.71抗糖尿病药物作用机制的探讨抗糖尿病药物作用机制的探讨.72 胰岛素分泌胰岛素分泌 胰岛素受体胰岛素受体 受体后效应受体后效应 其它其它 减少过量的肝糖生成减少过量的肝糖生成 增加葡萄糖刺激的胰岛素分泌增加葡萄糖刺激的胰岛素分泌 作用于胰岛素信号转导通路的特异分子作用于胰岛素信号转导通路的特异分子