糖尿病大鼠逼尿肌線粒體超微結(jié)構(gòu)及基質(zhì)的改變

1、糖尿病大鼠逼尿肌線粒體超微構(gòu)造及基質(zhì)的改變【關(guān)鍵詞】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：目的觀察2型糖尿病(T2D)大鼠逼尿肌細(xì)胞線粒體超微構(gòu)造的改變。方法建立T2D大鼠動物模型,利用透射電鏡觀察其逼尿肌細(xì)胞內(nèi)線粒體構(gòu)造并應(yīng)用BI2000序列圖像分析軟件檢測線粒體密度。結(jié)果對照組的線粒體相對光密度為2.4170.376,相對灰度為0.5720.083；T2D組逼尿肌細(xì)胞內(nèi)線粒體相

4、對光密度為1.5490.871,相對灰度為0.8360.279，線粒體基質(zhì)密度較正常明顯下降。結(jié)論糖尿病大鼠逼尿肌細(xì)胞內(nèi)線粒體超微構(gòu)造破壞,基質(zhì)密度下降,提示逼尿肌細(xì)胞能量代謝障礙是糖尿病膀胱收縮力降低的原因。關(guān)鍵詞：膀胱；線粒體；糖尿病；逼尿肌糖尿病引起膀胱功能障礙最常見的病癥是膀胱感覺功能障礙，剩余尿增多，排尿期逼尿肌收縮力減弱1，尤其在晚期更為明顯，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。而糖尿病膀胱尿道功能障礙的詳細(xì)發(fā)病機(jī)制目前還不清楚。近期研究說明上述的功能變化存在著神經(jīng)性、血管源性和肌源性的因素，肌源性因素正日益受到人們的重視。我們建立2型糖尿病(T2D)大鼠模型,在理解逼尿肌功能變化的根底上,進(jìn)

5、一步觀察逼尿肌細(xì)胞線粒體超微構(gòu)造的變化，以討論其功能變化的細(xì)胞生物學(xué)基矗1材料與方法1.1T2D大鼠模型的建立2及實驗分組清潔級近交系4周齡雌性istar大鼠(山西醫(yī)科大學(xué)動物中心提供)，體質(zhì)量180-190g，隨機(jī)分為T2D組和對照組。鏈脲佐菌素(strepztin,STZ)溶于pH4.4，濃度為0.1l/L枸櫞酸緩沖液中，T2D組大鼠按30g/kg體質(zhì)量的劑量腹腔內(nèi)注射STZ，每日1次，連續(xù)3次；在末次注射2周后,改喂高糖高脂飲食(18%豬油，20%蔗糖，3%蛋黃，59%普通飼料)。高糖高脂飲食喂養(yǎng)第3周測定血糖及胰島素，挑選空腹血糖大于對照正常大鼠空腹血糖均值+3個標(biāo)準(zhǔn)差，胰島素敏感性降

6、低者確定為T2D大鼠納入實驗。對照組給普通飼料，腹腔內(nèi)注射等體積的枸櫞酸緩沖液。實驗第14周分別取T2D組及對照組動物各9只，制備逼尿肌標(biāo)本進(jìn)展電鏡觀測。1.2標(biāo)本制備處死大鼠后立即切取膀胱，取膀胱體部逼尿肌組織，去除黏膜層及漿膜層，將逼尿肌組織切成13小塊，加預(yù)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，再用磷酸緩沖液沖洗后，用1%鋨酸固定1.5h，逐級脫水，再用70%酒精飽和醋酸鈾塊染8-10h，用環(huán)氧樹脂618包埋，于60下聚合48h，用瑞典LKB型超薄切片機(jī)制成厚約50n的切片，置于銅制切片載網(wǎng)上枯燥保存。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.1.3線粒體構(gòu)造觀察和灰度測定應(yīng)用J

7、E100X型透射電子顯微鏡,放大15103倍觀察線粒體。每只實驗鼠選取逼尿肌為縱行走向、靠近逼尿肌細(xì)胞核的6個視野攝片，圖片用BI2000序列圖像分析軟件測定每個視野中線粒體的平均光密度和平均灰度。為防止各個視野在成像時由于曝光時間不同造成的密度差異,同時在線粒體周圍圈取細(xì)胞胞質(zhì)測定胞質(zhì)平均光密度和平均灰度。將線粒體平均光密度與周圍胞質(zhì)的平均光密度的比值定義為該線粒體相對光密度,將線粒體平均灰度與周圍胞質(zhì)的平均灰度之比值定義為該線粒體相對灰度3。1.4統(tǒng)計學(xué)處理分別計算T2D組和對照組逼尿肌線粒體相對光密度和相對灰度值的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差,應(yīng)用SPSS11.0統(tǒng)計軟件進(jìn)展t檢驗，=0.05。2結(jié)果2

8、.1兩組間線粒體形態(tài)的比擬T2D組逼尿肌細(xì)胞中線粒體呈現(xiàn)不同程度的腫脹，基質(zhì)密度降低，線粒體嵴斷裂、變短、稀疏、消失，局部線粒體甚至可呈空泡狀(圖1A)。對照組線粒體基質(zhì)致密，線粒體嵴明晰，完好(圖1B)。2.2兩組間線粒體基質(zhì)相對光密度及相對灰度的比擬圖像分析軟件將灰度最高值定義為0,灰度最低值定義為255。線粒體相對光密度和相對灰度均可反映線粒體基質(zhì)的密度情況，而線粒體基質(zhì)密度減低程度可以作為線粒體腫脹的定量指標(biāo)。與對照組相比，T2D組線粒體基質(zhì)平均相對光密度顯著降低，而平均相對灰度顯著增高(P0.05，表1)。表1兩組線粒體基質(zhì)圖象分析結(jié)果(略)3討論在臨床尿動力學(xué)檢查中我們發(fā)現(xiàn)糖尿病病

9、人逼尿肌收縮力減弱或無反射較為常見，表現(xiàn)為尿流率低，剩余尿增多，F(xiàn)(瓦特因子)降低。熊恩慶4等在動物實驗中也發(fā)現(xiàn)糖尿病早期就有逼尿肌收縮功能受損，表現(xiàn)為逼尿肌最大收縮力和持續(xù)收縮力下降。我們應(yīng)用機(jī)械性牽張刺激試驗也觀測到，糖尿病發(fā)病的最初階段就出現(xiàn)了逼尿肌興奮性和自律性的改變，表現(xiàn)為誘發(fā)逼尿肌收縮的最小牽張力增高，逼尿肌興奮性降低，自律性隨著發(fā)病時間的延長表現(xiàn)為先增高后降低2。線粒體是各類真核細(xì)胞中廣泛存在的一種細(xì)胞器，主要功能是進(jìn)展氧化磷酸化。線粒體通過氧化磷酸化合成ATP，為細(xì)胞的生命活動提供能量，是細(xì)胞能量來源的主要途徑。線粒體對外界的影響極為敏感,線粒體損害可能是細(xì)胞不可逆損害的最可靠

10、的早期表現(xiàn)之一,是細(xì)胞病變最敏感的指標(biāo)之一,是分子細(xì)胞病理學(xué)檢查的重要根據(jù)。本研究觀察到糖尿病大鼠膀胱逼尿肌細(xì)胞中線粒體呈現(xiàn)不同程度的腫脹,基質(zhì)密度下降,線粒體嵴稀疏、變短、斷裂甚至消失，局部線粒體轉(zhuǎn)化為空泡狀構(gòu)造；而對照組線粒體基質(zhì)致密，線粒體嵴構(gòu)造明晰完好。這種超微構(gòu)造的改變與臨床尿動力學(xué)的變化特征相一致?？梢娋€粒體的形態(tài)改變與逼尿肌細(xì)胞功能變化親密相關(guān)。線粒體基質(zhì)密度的變化可以反映線粒體變化情況。線粒體發(fā)生腫脹時基質(zhì)密度呈現(xiàn)減低趨勢。相對光密度與線粒體基質(zhì)密度呈正相關(guān)，即相對光密度增高反映了線粒體基質(zhì)密度增高；而相對灰度與密度呈負(fù)相關(guān)，即相對灰度增高是線粒體基質(zhì)密度降低的表現(xiàn)。我們應(yīng)用這一原理，運用圖像分析軟件進(jìn)展定量測定，證實糖尿病大鼠線粒體基質(zhì)密度降低。我們在另外的研究中已經(jīng)檢測到T2D大鼠逼尿肌細(xì)胞線粒體中某些三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶(限速酶)活性顯著下降(另文刊出),可見在糖尿病神經(jīng)源性膀胱的發(fā)病過程中直接影響到了膀胱逼尿肌細(xì)胞的能量代謝。線粒體破壞導(dǎo)致的逼尿肌能量代謝障礙是引起逼尿肌收縮功能障礙的主要病理學(xué)基矗參考文獻(xiàn)：1王東文，雙衛(wèi)兵，吳博威.糖尿病患者膀胱功能改變的臨床研究J.臨床泌尿外科雜志,2022,19(11):646648.2雙衛(wèi)兵，王東文，張旭.非胰島素依賴型糖尿病大鼠膀胱興