内分泌系统和代谢.ppt

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1、第十章第十章 内分泌系统内分泌系统和代谢性疾病动物模型和代谢性疾病动物模型 内分泌系统（内分泌系统（endocrinesystem）1.内分泌腺器官（甲状腺、甲状旁腺、肾内分泌腺器官（甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、垂体、松果体）。上腺、垂体、松果体）。2.内分泌组织（如胰岛、卵泡、黄体等）。内分泌组织（如胰岛、卵泡、黄体等）。3.散在于各系统或组织内的内分泌细胞散在于各系统或组织内的内分泌细胞（APUD细胞细胞)。内分泌细胞释放的具有生物活性的化学物质称激素内分泌细胞释放的具有生物活性的化学物质称激素（hormone）。内内分分泌泌系系统统的的作作用用示示意意图图l当各种原因引起内分泌腺激素分泌不

2、足当各种原因引起内分泌腺激素分泌不足时，由于下丘脑时，由于下丘脑垂体垂体靶器官之间的靶器官之间的调节机制，通常可使体内激素水平保持调节机制，通常可使体内激素水平保持在正常范围。在正常范围。l当超过机体调节能力或调节机制异常时当超过机体调节能力或调节机制异常时,机体激素水平失衡，激素分泌增多或减机体激素水平失衡，激素分泌增多或减少，导致功能亢进或减退，使相应的靶少，导致功能亢进或减退，使相应的靶组织或器官增生、肥大或萎缩。组织或器官增生、肥大或萎缩。l*不少内分泌系统和代谢性疾病目前为止不少内分泌系统和代谢性疾病目前为止尚无理想的动物模型。尚无理想的动物模型。第一节第一节 甲状腺疾病动物模型甲状

3、腺疾病动物模型l甲状腺素的生理作用甲状腺素的生理作用刺激细胞氧的消耗和刺激细胞氧的消耗和物质的利用物质的利用促进机体新陈代谢促进机体新陈代谢（消耗）（消耗）促进组织分化、生长促进组织分化、生长和发育成熟和发育成熟甲状腺基本结构甲状腺基本结构l甲状腺滤泡甲状腺滤泡l滤泡上皮滤泡上皮：功能活跃：功能活跃时，上皮细胞增高呈时，上皮细胞增高呈低柱状，腔内胶质减低柱状，腔内胶质减少；反之，胶质增多少；反之，胶质增多上皮细胞扁平上皮细胞扁平l滤泡旁细胞滤泡旁细胞l胶质胶质：甲状腺球蛋白：甲状腺球蛋白常见哺乳动物甲状腺组织结构常见哺乳动物甲状腺组织结构狗狗人人大鼠大鼠兔兔小鼠小鼠甲状腺素合成过程甲状腺素合成

4、过程合成甲状腺球蛋白合成甲状腺球蛋白合成甲状腺球蛋白合成甲状腺球蛋白从血中摄取从血中摄取从血中摄取从血中摄取I-I-并将之活化并将之活化并将之活化并将之活化T3T3、T4T4甲状腺球蛋白甲状腺球蛋白酪氨酸残酪氨酸残基碘化、贮存基碘化、贮存甲状腺的反馈调节甲状腺的反馈调节1单纯性甲状腺肿单纯性甲状腺肿2 2甲状腺功能减退症模型甲状腺功能减退症模型3甲状腺功能亢进模型甲状腺功能亢进模型一、单纯性甲状腺肿一、单纯性甲状腺肿症症 状状l一般无症状，后期可有颈部压迫感和吞一般无症状，后期可有颈部压迫感和吞咽困难等。咽困难等。l后期多伴有甲状腺功能低下后期多伴有甲状腺功能低下,少数伴有甲少数伴有甲亢。亢。

5、l极少癌变。极少癌变。病理改变病理改变 根据发生、发展过程和病变特点，可分根据发生、发展过程和病变特点，可分为三个时期：为三个时期：增生期增生期 胶质贮存期胶质贮存期 结节期结节期 增生期增生期病理改变病理改变l肉眼肉眼弥漫、对称性中度肿大，表弥漫、对称性中度肿大，表 面光滑。面光滑。镜下镜下滤泡上皮增生成滤泡上皮增生成立方或低柱立方或低柱 状状,伴小滤泡和小假乳头形成，伴小滤泡和小假乳头形成，胶质少，间质充血。胶质少，间质充血。功能功能无明显改变。无明显改变。胶质贮存期病理改变胶质贮存期病理改变l肉眼肉眼弥漫、对称性显著肿大，表面弥漫、对称性显著肿大，表面光滑，切面半透明胶冻状。光滑，切面半

6、透明胶冻状。镜下镜下大部分滤泡上皮复旧变扁平，大部分滤泡上皮复旧变扁平，滤泡腔高度扩大，含大量胶质滤泡腔高度扩大，含大量胶质。结节期结节期病理改变病理改变l肉眼肉眼不对称结节状肿大，结节大小不一，不对称结节状肿大，结节大小不一，切面可有出血、坏死、囊性变、钙切面可有出血、坏死、囊性变、钙 化、疤痕等。化、疤痕等。l镜下镜下部分滤泡上皮呈部分滤泡上皮呈柱状柱状或乳头状增生，或乳头状增生，小滤泡形成；部分上皮小滤泡形成；部分上皮复旧复旧或萎缩，或萎缩，胶质堆积；胶质堆积；间质纤维组织增生间质纤维组织增生、间、间 隔包绕形成大小不一的结节状病灶。隔包绕形成大小不一的结节状病灶。1.1.碘摄入不足碘摄

7、入不足2.2.碘及甲状腺素相对缺乏碘及甲状腺素相对缺乏3.3.阻碍甲状腺合成物质阻碍甲状腺合成物质4.4.碘摄入过多碘摄入过多-甲状腺素甲状腺素分泌不足分泌不足TSHTSH分泌增多分泌增多-甲状腺滤泡上皮增甲状腺滤泡上皮增生，摄碘功能加强生，摄碘功能加强-甲状腺球蛋白甲状腺球蛋白不能被碘化不能被碘化堆积在滤泡堆积在滤泡甲状腺肿大甲状腺肿大发病机制发病机制（一）他巴唑（一）他巴唑(甲巯咪唑甲巯咪唑)诱发甲状腺肿诱发甲状腺肿*造模机制造模机制甲甲状状腺腺的的功功能能受受脑脑垂垂体体前前叶叶分分泌泌的的促促甲甲状状腺腺素素（TSH）调调节节，而而TSH的的释释放放与与体体内内甲甲状状腺腺素素的的水水

8、平平有有关关。当当动动物物给给予予他他巴巴唑唑、硫硫氧氧嘧嘧啶啶等等药药物物时时，阻阻止止甲甲状状腺腺内内酪酪氨氨酸酸碘碘化化，抑抑制制了了甲甲状状腺腺素素（T4）的的生生物物合合成成，体体内内甲甲状状腺腺素素含含量量减减少少，反反馈馈刺刺激激垂垂体体前前叶叶分分泌泌大大量量TSH，使甲状腺肥大增生。使甲状腺肥大增生。实验动物实验动物雌雌性性Wistar大鼠，体重大鼠，体重80100g。操作步骤操作步骤l1.饮用含饮用含0.5mg%他巴唑（他巴唑（Tapazole，甲甲巯咪唑）的水溶液，共喂养巯咪唑）的水溶液，共喂养90d。l2.观察甲状腺重量和组织学、甲状腺碘观察甲状腺重量和组织学、甲状腺碘

9、含量、甲状腺过氧化酶活性及垂体含量、甲状腺过氧化酶活性及垂体甲甲状腺功能。状腺功能。*结果结果1.甲状腺绝对重量和相对重量（甲甲状腺绝对重量和相对重量（甲状腺重量状腺重量/体重）明显增加。体重）明显增加。2.甲状腺滤泡弥漫性增生甲状腺滤泡弥漫性增生,多为胚胎多为胚胎性小滤泡。滤泡上皮细胞多为柱性小滤泡。滤泡上皮细胞多为柱状，并有乳头状增生突入滤泡腔状，并有乳头状增生突入滤泡腔内，滤泡腔内缺乏胶质，有些滤内，滤泡腔内缺乏胶质，有些滤泡呈细胞团，无滤泡腔。泡呈细胞团，无滤泡腔。3.3.甲状腺碘含量明显低于对照组。甲状腺碘含量明显低于对照组。4.4.甲状腺过氧化酶活性高于对照组。甲状腺过氧化酶活性高

10、于对照组。5.5.血清血清T4T4、游离游离T4T4降低，降低，TSHTSH水平升高。水平升高。（二）丙基硫氧嘧啶诱发甲状腺肿（二）丙基硫氧嘧啶诱发甲状腺肿原理原理：同他巴唑。：同他巴唑。特点特点：腹腔注射（：腹腔注射（1mg/100g1mg/100g）给药，）给药，周期短，四周即可。周期短，四周即可。（三）缺碘性甲状腺肿模型（三）缺碘性甲状腺肿模型 造模原理造模原理 缺碘缺碘 甲状腺素分泌不足甲状腺素分泌不足 TSH TSH分泌增多分泌增多 甲状腺滤泡上皮增生，胶质堆积甲状腺滤泡上皮增生，胶质堆积 甲状腺肿大甲状腺肿大实验动物实验动物体重体重50100gWistar大鼠。大鼠。用地方性甲状腺

11、肿病区粮食配制用地方性甲状腺肿病区粮食配制的饲料喂饲动物，饮蒸馏水。的饲料喂饲动物，饮蒸馏水。饲料配方：小麦粉饲料配方：小麦粉30%，玉米粉，玉米粉60%，红薯干粉，红薯干粉10%。（饲料含碘量。（饲料含碘量0.043g/kg)。大鼠正常碘日需要量约为大鼠正常碘日需要量约为0.15mg/kg，每只约，每只约30g；人一天需；人一天需60g。实验步骤实验步骤 结果结果3 3个月后可出现甲状腺肿。血清个月后可出现甲状腺肿。血清中总中总T4T4、FT4FT4浓度降低，而总三碘甲浓度降低，而总三碘甲状腺原氨酸（状腺原氨酸（T3T3）、）、游离游离T3T3和和TSHTSH水水平升高。平升高。模型特点模型

12、特点 本方法可用于复制缺碘性甲状腺本方法可用于复制缺碘性甲状腺肿和甲状腺功能减退大鼠模型，肿和甲状腺功能减退大鼠模型，*适适合于人类地方性甲状腺肿的研究。合于人类地方性甲状腺肿的研究。（四）高（四）高氯酸氯酸钠诱发甲状腺肿模型钠诱发甲状腺肿模型 造模原理造模原理 碘是甲状腺合成甲状腺素的重要碘是甲状腺合成甲状腺素的重要原料。大鼠饮用含高氯酸钠的饮水后可原料。大鼠饮用含高氯酸钠的饮水后可能由于高氯酸钠与碘离子竞争结合甲状能由于高氯酸钠与碘离子竞争结合甲状腺上皮细胞的钠碘转运体，使甲状腺摄腺上皮细胞的钠碘转运体，使甲状腺摄碘功能障碍，影响了甲状腺素的生物合碘功能障碍，影响了甲状腺素的生物合成，诱发

13、甲状腺肿及甲状腺功能减退。成，诱发甲状腺肿及甲状腺功能减退。操作方法操作方法 大鼠饮用含大鼠饮用含8 g/L8 g/L高氯酸钠的自高氯酸钠的自来水，对照组饮用自来水，共来水，对照组饮用自来水，共3 3个月。个月。实验期间喂饲大鼠标准颗粒饲料实验期间喂饲大鼠标准颗粒饲料/低低碘饲料。碘饲料。结果结果 造模成功的动物血清造模成功的动物血清T3T3、T4T4含量含量明显低于对照组，血清明显低于对照组，血清TSHTSH水平较对水平较对照组增高；甲状腺充血、肿大，甲状照组增高；甲状腺充血、肿大，甲状腺组织含碘量明显低于对照组。并表腺组织含碘量明显低于对照组。并表现出明显的甲状腺功能低下症状（生现出明显的

14、甲状腺功能低下症状（生长发育严重障碍，体重明显减轻，呆长发育严重障碍，体重明显减轻，呆滞，行动迟缓，反应迟钝，对拍击声滞，行动迟缓，反应迟钝，对拍击声无反应）。无反应）。模型评价模型评价 本实验采用动物饮用高氯酸钠的本实验采用动物饮用高氯酸钠的方法造成严重缺碘、甲状腺肿大及方法造成严重缺碘、甲状腺肿大及功能减低，方法简单易行。功能减低，方法简单易行。二、甲状腺功能减退症二、甲状腺功能减退症甲状腺功能低下分类甲状腺功能低下分类l克汀病克汀病l幼年型甲减幼年型甲减l成年型甲减（粘液水肿）成年型甲减（粘液水肿）克汀病（呆小症）克汀病（呆小症）l新生儿或幼儿时期甲状腺功能低下的表新生儿或幼儿时期甲状腺

15、功能低下的表现，多见于地方性甲状腺肿病区。现，多见于地方性甲状腺肿病区。l主要表现：大脑发育不全，智力低下主要表现：大脑发育不全，智力低下,形形似侏儒，颜貌愚钝，骨形成及成熟障碍。似侏儒，颜貌愚钝，骨形成及成熟障碍。粘液水肿粘液水肿l少年及成年人甲状腺功能低下的表现。少年及成年人甲状腺功能低下的表现。l病变特点：基础代谢率降低造成各器官病变特点：基础代谢率降低造成各器官功能降低，组织间隙中大量氨基多糖沉功能降低，组织间隙中大量氨基多糖沉积而引起粘液水肿。积而引起粘液水肿。l临床表现：起初为怕冷、嗜睡、女性月临床表现：起初为怕冷、嗜睡、女性月经不规则，以后逐渐发展为动作、说话经不规则，以后逐渐发

16、展为动作、说话及思维减慢，出现粘液水肿。及思维减慢，出现粘液水肿。甲状腺功能减退症病因甲状腺功能减退症病因l甲状腺实质性病变：如外科切除甲状腺甲状腺实质性病变：如外科切除甲状腺或放射线损伤或放射线损伤l甲状腺素合成障碍：长期缺碘或抗甲状甲状腺素合成障碍：长期缺碘或抗甲状腺药物治疗等腺药物治疗等l垂体或下丘脑病变垂体或下丘脑病变克汀病模型克汀病模型-1（药物诱导）（药物诱导）l实验动物：体重实验动物：体重25g以上的小鼠以上的小鼠雄雌比雄雌比1:3。l实验方法：确定实验方法：确定妊娠后妊娠后,从孕从孕15天起改用含天起改用含0.2%甲基硫氧嘧啶的饲料甲基硫氧嘧啶的饲料饲养，每窝保留饲养，每窝保留

17、6只仔鼠只仔鼠,仔鼠出生后第仔鼠出生后第40天起改用普通饲料。天起改用普通饲料。克汀病模型克汀病模型-2-2（手术切除）（手术切除）l实验动物：妊娠绵羊。实验动物：妊娠绵羊。l实验方法：将妊娠实验方法：将妊娠107107天以内胎羊的甲状天以内胎羊的甲状腺切除。另一只胎羊进行假手术作为对腺切除。另一只胎羊进行假手术作为对照。待母羊足月分娩后观察羔羊的体格照。待母羊足月分娩后观察羔羊的体格发育和行为能力。发育和行为能力。甲状腺功能亢进简称甲亢甲状腺功能亢进简称甲亢（hyperthyroidism）甲甲 亢亢系指由多种病因导致甲状腺激素分泌系指由多种病因导致甲状腺激素分泌过多过多，引起以神经、循环、

18、消化等系统兴，引起以神经、循环、消化等系统兴奋性增高和代谢亢进为主要表现的一种奋性增高和代谢亢进为主要表现的一种临临床综合征床综合征（甲状腺毒症甲状腺毒症）。好发于好发于30-40岁，岁，女性发病率高于男性的女性发病率高于男性的4倍以上。倍以上。甲亢的临床表现甲亢的临床表现l甲状腺肿大。甲状腺肿大。l代谢增高、心悸、代谢增高、心悸、多汗、多食、消瘦。多汗、多食、消瘦。l约约1/31/3有突眼，又有突眼，又称突眼性甲状腺肿。称突眼性甲状腺肿。甲亢的病因和发病机制甲亢的病因和发病机制l遗传遗传l精神精神l自身免疫相关自身免疫相关甲亢病人血中球蛋白增高，甲亢病人血中球蛋白增高，并有多种抗甲状腺抗体，

19、如甲状腺刺激并有多种抗甲状腺抗体，如甲状腺刺激抗体（作用于抗体（作用于TSH受体），且常与其他受体），且常与其他自身免疫性疾病并存。自身免疫性疾病并存。甲亢的甲亢的病理变化病理变化l肉眼肉眼甲状腺弥甲状腺弥漫对称增大，表漫对称增大，表面软且光滑，切面软且光滑，切面灰红呈分叶，面灰红呈分叶，间质少。间质少。病理变化病理变化光镜光镜以滤泡增生为主以滤泡增生为主要特征。滤泡大小不等，要特征。滤泡大小不等，以小型居多。以小型居多。上皮增生上皮增生呈高柱状呈高柱状，滤泡腔内胶，滤泡腔内胶质稀薄，周边胶质出现质稀薄，周边胶质出现大小不一的上皮细胞大小不一的上皮细胞吸吸收空泡收空泡。间质血管丰富、。间质血管

20、丰富、充血，淋巴细胞增生充血，淋巴细胞增生甲亢动物模型甲亢动物模型 大鼠，体重大鼠，体重100-250100-250g g。实验动物实验动物实验方法实验方法1 1将将L-L-三碘甲状腺原氨酸（三碘甲状腺原氨酸（L-T3L-T3）溶于生理溶于生理 盐水，盐水，每日腹腔注射每日腹腔注射5050g/100gg/100g体重，连续体重，连续注射注射7 7d d以上。以上。2 2将甲状腺激素（将甲状腺激素（T4T4）溶于生理盐水，每日溶于生理盐水，每日腹腔注射腹腔注射250250g/100gg/100g体重，连续注射体重，连续注射18d 18d。3 3每天饮用每天饮用0.0012%0.0012%T4T4

21、的水溶液，连续的水溶液，连续1818d d，可导致甲状腺功能亢进。可导致甲状腺功能亢进。4 4将干甲状腺激素片将干甲状腺激素片(160mg(160mg每鼠每日每鼠每日)混悬混悬于饮水中，使大鼠自由饮完后再给普通饮用于饮水中，使大鼠自由饮完后再给普通饮用水，造模水，造模1 1周后开始给予受试药治疗。周后开始给予受试药治疗。实验结果实验结果血中血中T3、T4水平升高，水平升高，TSH降低，降低，甲状腺重量减轻甲状腺重量减轻?。代谢指标升高代谢指标升高耗氧、体温、体重、饮耗氧、体温、体重、饮水；水；肝脏肝脏DNA、RNA含含量等；量等；尿羟脯氨酸、尿尿羟脯氨酸、尿素氮等素氮等 模型评价模型评价 此模

22、型可用于甲状腺功能亢进治此模型可用于甲状腺功能亢进治疗学的研究，对病因和发病机制研究疗学的研究，对病因和发病机制研究的帮助不大。的帮助不大。糖尿病（糖尿病（diabetes mellitus）定 义 糖糖尿尿病病是是由由于于胰胰岛岛素素缺缺乏乏或或靶靶细细胞胞对对胰胰岛岛素素敏敏感感性性降降低低而而引引起起的的代代谢谢障障碍碍，其其主主要要特特点点是是高高血血糖糖、糖糖尿尿,久久病病可可引引起起多多系系统统损损害害。是是全全球球性性常常见见病病和和多多发发病病，患患者者占占世世界界人口的人口的3%3%。多多食食多多多多 尿尿尿尿皮肤干燥皮肤干燥皮肤干燥皮肤干燥饥饥饥饥 饿饿饿饿视力下降视力下降

23、视力下降视力下降疲疲疲疲 倦倦倦倦临临床床表表现现糖尿病的并发症糖尿病的并发症临临床床表表现现1型糖尿病型糖尿病2型糖尿病型糖尿病特异性糖尿病特异性糖尿病妊娠糖尿病妊娠糖尿病糖尿病的分型糖尿病的分型胰岛的正常结构胰岛的正常结构四种胰岛细胞四种胰岛细胞四种胰岛细胞四种胰岛细胞l()细胞：占胰岛细胞：占胰岛总细胞数的总细胞数的68%，分泌胰岛素分泌胰岛素四种胰岛细胞四种胰岛细胞l(A)(A)细胞：占细胞：占20%，分泌高血糖，分泌高血糖素，诱导激活肝磷素，诱导激活肝磷酸化酶，使肝糖原酸化酶，使肝糖原分解分解四种胰岛细胞四种胰岛细胞 (D)(D)细胞：占细胞：占10%10%，分泌生长分泌生长激素释放

24、抑制因激素释放抑制因子，抑制子，抑制细胞细胞和和细胞的功能细胞的功能四种胰岛细胞四种胰岛细胞 PP PP细胞：占细胞：占2%2%,分散存在于胰分散存在于胰岛和胰腺其他岛和胰腺其他部位，分泌影部位，分泌影响胃肠功能的响胃肠功能的多肽。多肽。胰岛素的分泌与合成胰岛素的分泌与合成l胰岛素的合成和分泌主要受血糖水平的胰岛素的合成和分泌主要受血糖水平的调节。此外，血液氨基酸和脂肪酸水平调节。此外，血液氨基酸和脂肪酸水平与血糖有协同刺激作用。与血糖有协同刺激作用。l长时间低水平释放，维持正常血糖基础长时间低水平释放，维持正常血糖基础水平。水平。l进食后短暂、快速高水平释放。进食后短暂、快速高水平释放。胰岛

25、素对靶细胞的作用胰岛素对靶细胞的作用l胰岛素连接到胰岛胰岛素连接到胰岛素素a受体，使受体，使受体受体磷酸化；从而导致磷酸化；从而导致一系列反应，包括一系列反应，包括蛋白质和蛋白质和DNA合成；合成；合成代谢途径激活合成代谢途径激活及分解代谢途径封及分解代谢途径封闭闭。胰岛素对靶细胞的作用胰岛素对靶细胞的作用体内唯一的降血糖激素：体内唯一的降血糖激素：l促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用l加速糖原的合成和抑制糖原的异生加速糖原的合成和抑制糖原的异生l促进合成脂肪和蛋白质促进合成脂肪和蛋白质糖尿病时胰岛的病理变化糖尿病时胰岛的病理变化l1型型早期为非特异性炎，继而胰岛

26、早期为非特异性炎，继而胰岛B细胞颗粒脱失、空泡变性、坏死、细胞颗粒脱失、空泡变性、坏死、消失，胰岛变小，数目减少，纤维消失，胰岛变小，数目减少，纤维组织增生、玻变。组织增生、玻变。l2型型早期病变不明显，后期早期病变不明显，后期B细胞减细胞减少，常见胰岛淀粉样变性。少，常见胰岛淀粉样变性。糖尿病动物模型制备糖尿病动物模型制备模型种类模型种类复制糖尿病动物模型的方法很复制糖尿病动物模型的方法很多，如胰腺切除、激素、损伤下丘多，如胰腺切除、激素、损伤下丘脑、给予病毒、脑、给予病毒、食物诱发食物诱发和化学物和化学物质等，其中以最后一种模型使用较质等，其中以最后一种模型使用较多。此外，还有自发性糖尿病

27、动物多。此外，还有自发性糖尿病动物模型（如模型（如BB大鼠、大鼠、NOD小鼠、小鼠、ob/ob小鼠、小鼠、db/db小鼠等）。小鼠等）。一、一、1 1型糖尿病模型型糖尿病模型*（一）链脲佐菌素（一）链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱发糖尿病模型诱发糖尿病模型*造模原理造模原理 链脲佐菌素结构中的链脲佐菌素结构中的亚硝基脲具有亚硝基脲具有细胞毒作用细胞毒作用，去氧葡萄糖部分使之易于去氧葡萄糖部分使之易于进入胰岛进入胰岛B细胞细胞。STZ通过通过自由基（过氧自由基（过氧化物和羟基）选择性损伤胰岛化物和羟基）选择性损伤胰岛B细胞细胞，从，从而造成胰岛素缺乏，诱发动物糖尿病。而造成胰

28、岛素缺乏，诱发动物糖尿病。一次注射较大剂量一次注射较大剂量STZ可致可致B细胞坏死而细胞坏死而无胰岛炎，而用小剂量无胰岛炎，而用小剂量STZ连续给动物连续给动物注射，可产生胰岛炎及糖尿病。注射，可产生胰岛炎及糖尿病。实验动物实验动物 STZSTZ可在大鼠、小鼠、犬和猴等可在大鼠、小鼠、犬和猴等动物引起糖尿病，较常用的实验动动物引起糖尿病，较常用的实验动物为物为大鼠大鼠(180(180220g)220g)和和小鼠小鼠。主要试剂主要试剂STZ，用冷的，用冷的pH4.04.20.1mol/L的柠檬酸盐缓冲液配成的柠檬酸盐缓冲液配成2%的溶液（的溶液（*现用现配现用现配）。操作步骤操作步骤1.大鼠禁食

29、大鼠禁食1216h，不禁水。不禁水。2.STZ50mg/kg体重，单次腹腔注射，体重，单次腹腔注射，对照组动物对照组动物腹腔注射腹腔注射等体积等体积0.1mol/L柠檬酸盐缓冲液。柠檬酸盐缓冲液。3注射注射STZ后后24h48h，尿糖试纸测尿糖试纸测尿糖，应在尿糖，应在3+及以上，必要时切去尾及以上，必要时切去尾尖取血测定血糖浓度。尖取血测定血糖浓度。1周后糖尿病周后糖尿病大鼠表现多饮、多食、多尿和体重明大鼠表现多饮、多食、多尿和体重明显减轻，再次测定尿糖，尿糖在显减轻，再次测定尿糖，尿糖在3+及及以上、血糖值以上、血糖值16.67mmol/L者列入者列入糖尿病动物。糖尿病动物。造模方法造模方

30、法大鼠制备糖尿病模型以大鼠制备糖尿病模型以STZ50mg/kg体重，腹腔注射为适宜。体重，腹腔注射为适宜。模型特点模型特点此模型类似人类此模型类似人类I型糖尿病，是目型糖尿病，是目前国内外应用最多的糖尿病动物模型。前国内外应用最多的糖尿病动物模型。*注意事项注意事项1、注射、注射STZ后，血糖变化可分后，血糖变化可分3个时相：个时相：*短暂高血糖相短暂高血糖相（注射（注射STZ后后14h）；）；*低血糖相低血糖相（612h）；）；*稳定高血糖相稳定高血糖相（注射（注射STZ后后24h）。l短暂高血糖相短暂高血糖相B细胞急剧受损，分泌细胞急剧受损，分泌至血中的胰岛素明显下降。至血中的胰岛素明显下

31、降。l低血糖相低血糖相受累受累B细胞将贮存的胰岛素细胞将贮存的胰岛素突然释放入血。突然释放入血。*为减少注射为减少注射STZSTZ后低后低血糖的危险，于血糖的危险，于STZSTZ注射后注射后4h4h或立即或立即腹腔注射腹腔注射25%25%葡萄糖溶液葡萄糖溶液2ml2ml。l稳定高血糖相稳定高血糖相B细胞受损，合成胰岛细胞受损，合成胰岛素减少。素减少。注意事项注意事项2、STZ常用的给药途径以静脉和腹常用的给药途径以静脉和腹腔注射最常用。腔注射最常用。注意事项注意事项3、STZ诱发糖尿病的剂量与动物种诱发糖尿病的剂量与动物种类、品系、年龄和性别有关。一类、品系、年龄和性别有关。一般雄性、成年和体

32、重大的大鼠成般雄性、成年和体重大的大鼠成模率比较高。动物状态、性别亦模率比较高。动物状态、性别亦应注意。应注意。注意事项注意事项4、STZ纯品为结晶粉状，在室温下和纯品为结晶粉状，在室温下和冷藏室内不稳定，须放置冷藏室内不稳定，须放置20或或70长期保存。其水溶液应在长期保存。其水溶液应在pH4.0，低温保存，用前现配。一般低温保存，用前现配。一般用柠檬酸盐缓冲液配制成用柠檬酸盐缓冲液配制成1%2%浓浓度，该溶液呈透明、微黄色。度，该溶液呈透明、微黄色。注意事项注意事项5.关于成模标准关于成模标准血糖值血糖值11.116.67mmol/L作作为糖尿病大鼠空腹或非空腹的成模为糖尿病大鼠空腹或非空

33、腹的成模标准。因有的动物在糖尿病成模后标准。因有的动物在糖尿病成模后有自发缓解现象，主张注射有自发缓解现象，主张注射STZ后后1周测定血糖，确定模型复制是否成周测定血糖，确定模型复制是否成功。功。注意事项注意事项6.降血糖药物具有刺激胰岛素分降血糖药物具有刺激胰岛素分泌作用者，不宜选用泌作用者，不宜选用STZ或下述四或下述四氧嘧啶诱发的高血糖动物模型，应氧嘧啶诱发的高血糖动物模型，应在正常动物或自发性糖尿病动物进在正常动物或自发性糖尿病动物进行研究。行研究。注意事项注意事项7.小鼠或大鼠在形成高血糖小鼠或大鼠在形成高血糖30d后，后，少数动物的高血糖有所缓解，这是由少数动物的高血糖有所缓解，这

34、是由于动物的胰腺腺泡细胞增殖并转变为于动物的胰腺腺泡细胞增殖并转变为B细胞所致。细胞所致。注意事项注意事项 8.8.对于血糖过高的动物可皮下注射长对于血糖过高的动物可皮下注射长效胰岛素效胰岛素2U2U，使血糖控制在，使血糖控制在16.716.722.2 mmol/L22.2 mmol/L，维持体重，降低死亡率。，维持体重，降低死亡率。（三）四氧嘧啶诱发糖尿病模型（三）四氧嘧啶诱发糖尿病模型实验原理实验原理同同STZ致糖尿病。致糖尿病。实验动物实验动物 大鼠、小鼠大鼠、小鼠、兔、犬、猫和猴等。、兔、犬、猫和猴等。实验试剂实验试剂四氧嘧啶，用注射用水或生理盐四氧嘧啶，用注射用水或生理盐水新鲜配制成

35、水新鲜配制成1%3%的溶液。的溶液。方案方案1：一次小剂量静脉注射：一次小剂量静脉注射大鼠禁食大鼠禁食12h后按四氧嘧啶后按四氧嘧啶3040mg/kg体重尾静脉或舌下体重尾静脉或舌下静脉静脉1次性注次性注射射。18h后出现持续性高血糖伴多饮、后出现持续性高血糖伴多饮、多尿等症状，随后血糖达多尿等症状，随后血糖达16.67mmol/L以上，稳定以上，稳定2周后可作为糖尿病模型。周后可作为糖尿病模型。特点：节省药物，成模率高，但特点：节省药物，成模率高，但技术要求高。技术要求高。方案方案2：一次大剂量腹腔注射：一次大剂量腹腔注射大鼠禁食大鼠禁食12h后，将新鲜配制的后，将新鲜配制的四氧嘧啶溶液按四

36、氧嘧啶溶液按150200mg/kg体重体重1次次腹腔注射腹腔注射，24h后血糖值后血糖值16.67mmol/L，持续持续2周以上可选作糖尿周以上可选作糖尿病模型。病模型。特点：成模率尚可，但部分动特点：成模率尚可，但部分动物在三周内可自然缓解。物在三周内可自然缓解。方案方案3：二次中剂量腹腔注射：二次中剂量腹腔注射大鼠禁食大鼠禁食12h后，第后，第1d将新鲜配将新鲜配制的四氧嘧啶溶液按制的四氧嘧啶溶液按120mg/kg体重体重腹腔注射，第腹腔注射，第2d大鼠禁食大鼠禁食12h后再按后再按100mg/kg体重腹腔注射。体重腹腔注射。特点特点:成模率高，缓解率低，死成模率高，缓解率低，死亡率比腹腔

37、注射亡率比腹腔注射200mg/kg体重明显体重明显降低。降低。方案方案4：小鼠大剂量腹腔注射：小鼠大剂量腹腔注射成年小鼠禁食成年小鼠禁食12h后，将新鲜配后，将新鲜配制的四氧嘧啶溶液按制的四氧嘧啶溶液按200mg/kg体重体重1次次腹腔注射腹腔注射，24h后血糖值后血糖值16.67mmol/L，持续持续2周以上可选作周以上可选作糖尿病模型。糖尿病模型。模型特点模型特点1四氧嘧啶与四氧嘧啶与STZ所致糖尿病的特征所致糖尿病的特征基本相同。血糖的变化也分为三个时相。基本相同。血糖的变化也分为三个时相。2多种给药途径，最常用的是多种给药途径，最常用的是静脉注静脉注射射。动物注射前应禁食。动物注射前应

38、禁食，注射应在注射应在30S内完成，注射越快越容易引起糖尿病。内完成，注射越快越容易引起糖尿病。3四氧嘧啶溶液四氧嘧啶溶液pH7.0时须保存在时须保存在4以下（半衰期以下（半衰期3h）。）。此药久置可减效。此药久置可减效。模型特点模型特点4*但豚鼠对四氧嘧啶有抵抗作用。但豚鼠对四氧嘧啶有抵抗作用。5.影响四氧嘧啶致病的因素包括动物影响四氧嘧啶致病的因素包括动物种类、给药途径和速度、食物及营养状种类、给药途径和速度、食物及营养状态等。态等。6.自行缓解自行缓解(小鼠小鼠 大鼠大鼠)。（四）自发性（四）自发性I I型糖尿病模型型糖尿病模型1.BBWistar大鼠（远交系）。大鼠（远交系）。2.日本

39、盐野义研究所的原发性糖尿病日本盐野义研究所的原发性糖尿病小鼠。小鼠。3.NOD小鼠小鼠典型的典型的1型糖尿病动物型糖尿病动物模型，其发病机制可能与免疫介导模型，其发病机制可能与免疫介导的胰岛炎有关。的胰岛炎有关。二、大鼠二、大鼠2型糖尿病模型型糖尿病模型（一）小剂量（一）小剂量STZSTZ加高脂高糖饮加高脂高糖饮食大鼠模型食大鼠模型*造模原理造模原理 给大鼠注射小剂量给大鼠注射小剂量STZSTZ，造成胰岛，造成胰岛B B细胞轻度损伤，使多数动物产生糖细胞轻度损伤，使多数动物产生糖耐量异常，在此基础上给动物喂饲高耐量异常，在此基础上给动物喂饲高热量食物，引起动物肥胖，同时伴有热量食物，引起动物肥

40、胖，同时伴有高血脂、高胰岛素血症及胰岛素抵抗。高血脂、高胰岛素血症及胰岛素抵抗。操作方法操作方法 1 1大鼠静脉注射大鼠静脉注射STZ 25STZ 2530 mg/kg30 mg/kg体体重（配制和应用方法同前），重（配制和应用方法同前），2 23 3周后进行葡萄糖耐量试验。周后进行葡萄糖耐量试验。2 2选择口服葡萄糖耐量异常者，饲以选择口服葡萄糖耐量异常者，饲以高脂高糖半合成饲料。高脂高糖半合成饲料。结果结果 1 1模型的成模率约模型的成模率约70%70%？。？。2 2模型组动物模型组动物肥胖肥胖，体重明显高于正，体重明显高于正 常对照组。常对照组。3 3模型组模型组糖耐量异常和血糖升高糖耐

41、量异常和血糖升高。4.4.模型组动物血清模型组动物血清胰岛素增高（或正胰岛素增高（或正常）常）。（二）高脂高糖饮食加小剂量（二）高脂高糖饮食加小剂量STZSTZ大鼠模型大鼠模型*造模原理造模原理 先给动物喂饲高糖高脂食物，诱先给动物喂饲高糖高脂食物，诱发胰岛素抵抗，再腹腔注射小剂量发胰岛素抵抗，再腹腔注射小剂量STZSTZ，造成胰岛，造成胰岛B B细胞轻度损伤，诱细胞轻度损伤，诱发胰岛素代偿性分泌障碍，使动物发胰岛素代偿性分泌障碍，使动物产生高血糖。产生高血糖。结果结果 1喂饲高糖高脂饲料喂饲高糖高脂饲料4周后（注射周后（注射STZ之前），大鼠体重明显增加，并出现之前），大鼠体重明显增加，并出

42、现高胰岛素血症、胰岛素抵抗、高脂血高胰岛素血症、胰岛素抵抗、高脂血症和高血压。血糖升高，但未达到糖症和高血压。血糖升高，但未达到糖尿病标准。尿病标准。2注射注射STZ(30mg/kg 一次或两次一次或两次)后后大鼠血糖不同程度升高，血胰岛素降大鼠血糖不同程度升高，血胰岛素降至正常或偏低，其他异常继续存在。至正常或偏低，其他异常继续存在。（三）（三）多次小剂量使用多次小剂量使用STZ大鼠大鼠模型模型*（四）自发性（四）自发性2型糖尿病动物模型型糖尿病动物模型 NSY小鼠小鼠;kk小鼠小鼠;ob/ob;db/db小鼠小鼠;OLETF大鼠大鼠;GK大鼠大鼠;中国仓鼠中国仓鼠 。2型糖尿病型糖尿病模型

43、评价模型评价 由于由于2 2型糖尿病的发病既有遗传型糖尿病的发病既有遗传因素的作用又有环境因素的影响，无因素的作用又有环境因素的影响，无论是自发性还是实验诱导性模型，均论是自发性还是实验诱导性模型，均不能完全模拟人类不能完全模拟人类2 2型糖尿病。型糖尿病。l沙鼠沙鼠,蒙古沙鼠蒙古沙鼠,梳鼠等栖息于沙漠中梳鼠等栖息于沙漠中啮齿类动物给予普通饲料也会出现高啮齿类动物给予普通饲料也会出现高血糖、高血脂、高胰岛素血症。血糖、高血脂、高胰岛素血症。三、糖尿病动物模型的观察指标三、糖尿病动物模型的观察指标l1 1血糖血糖 l2 2糖耐量试验糖耐量试验 l3 3果糖胺和糖化血红蛋白含量果糖胺和糖化血红蛋白

44、含量 l4 4糖原合成的测定糖原合成的测定 l5 5糖异生的测定糖异生的测定 l6 6血胰岛素含量血胰岛素含量 l7 7血乳酸水平血乳酸水平 葡萄糖耐量实验葡萄糖耐量实验（glucosetolerancetest，GTT）采集禁食动物血（采集禁食动物血（0 0时）时）给予葡萄糖（或淀粉给予葡萄糖（或淀粉/蔗糖）蔗糖）测量给予糖后测量给予糖后0 0、3030、6060和和120min120min血糖含量血糖含量糖耐量实验糖耐量实验第三节第三节 胰岛素抵抗动物模型胰岛素抵抗动物模型（insulinresistance，IR）l靶细胞对胰岛素不敏感即胰岛素抵抗靶细胞对胰岛素不敏感即胰岛素抵抗 l继发

45、的高胰岛素血症继发的高胰岛素血症l糖耐量减低糖耐量减低,2,2型糖尿病型糖尿病,肥胖肥胖,脂代谢异脂代谢异常常,高血压及冠心病等高血压及冠心病等l胰岛素抵抗综合征胰岛素抵抗综合征(X(X综合征综合征)一、遗传型模型一、遗传型模型lZucker肥胖大鼠肥胖大鼠出生出生4-5周即明显肥胖。周即明显肥胖。高胰岛素血症、高脂血症、高糖皮质激素血高胰岛素血症、高脂血症、高糖皮质激素血症和症和IR血糖一般正常水平血糖一般正常水平自发形成稳定的自发形成稳定的IRIR状态，适状态，适用于发生机制研究用于发生机制研究lWistar肥胖大鼠肥胖大鼠肥胖、高胰岛素血症、高甘油三脂血症肥胖、高胰岛素血症、高甘油三脂血

46、症雄性多高血糖雄性多高血糖胰岛素合成和分泌增加胰岛素合成和分泌增加lob/ob显著肥胖、高血糖、高胰岛素血症和显著肥胖、高血糖、高胰岛素血症和IRldb/db血浆胰岛素水平升高血浆胰岛素水平升高lOLETF大鼠大鼠多食、肥胖、多饮、多尿多食、肥胖、多饮、多尿30周龄时周龄时90%雄性大鼠发生糖尿病雄性大鼠发生糖尿病二、喂养型二、喂养型l高脂膳食高脂膳食l高糖膳食高糖膳食l模型特点是可靠、稳定，价格低廉，适模型特点是可靠、稳定，价格低廉，适用于用于IR干预实验干预实验三、药物型三、药物型l多次、小剂量使用多次、小剂量使用STZSTZ也可复制出大也可复制出大鼠鼠IIII型糖尿病模型，型糖尿病模型，

47、100%100%存在存在IRIR。很。很少使用。少使用。l谷氨酸钠诱导肥胖性胰岛素抵抗动物谷氨酸钠诱导肥胖性胰岛素抵抗动物模型。模型。四、胰岛素抵抗动物模型的观察四、胰岛素抵抗动物模型的观察指标指标l1 1胰岛素耐量胰岛素耐量 l2 2胰岛素敏感指数胰岛素敏感指数 ISIISI1/1/（空腹血糖（空腹血糖空腹胰岛素）空腹胰岛素）ISIISIInIn1/1/（空腹血糖（空腹血糖空腹胰岛素）空腹胰岛素）l3 3糖化蛋白水平、糖原合成和糖异生的糖化蛋白水平、糖原合成和糖异生的 测定及血胰岛素含量测定测定及血胰岛素含量测定 l4 4钳夹技术钳夹技术*正常血糖正常血糖-高血浆胰岛素钳夹技高血浆胰岛素钳夹

48、技术检测胰岛素敏感性术检测胰岛素敏感性,判断模型是否判断模型是否成功。成功。l原理：输注胰岛素以维持血胰岛素在一个高原理：输注胰岛素以维持血胰岛素在一个高水平线上，同时又输注葡萄糖以维持血糖在水平线上，同时又输注葡萄糖以维持血糖在基础水平，由于输注的高胰岛素水平使血糖基础水平，由于输注的高胰岛素水平使血糖不断代谢，要维持血糖在原来的基础水平上不断代谢，要维持血糖在原来的基础水平上须不断输注葡萄糖。当葡萄糖输注速率和代须不断输注葡萄糖。当葡萄糖输注速率和代谢速率达到平衡时，此时的葡萄糖输注速率谢速率达到平衡时，此时的葡萄糖输注速率就等于体内各组织摄取葡萄糖的速率。所以就等于体内各组织摄取葡萄糖的

49、速率。所以血糖钳的输注速率即反映了组织对外源胰岛血糖钳的输注速率即反映了组织对外源胰岛素的敏感性。素的敏感性。第四节第四节 糖尿病慢性并发症糖尿病慢性并发症动物模型动物模型肥胖动物模型肥胖动物模型肥胖症（肥胖症（obesity）是指体内脂肪是指体内脂肪堆积过多和（或）分布异常，体重增堆积过多和（或）分布异常，体重增加，是加，是遗传因素和环境因素遗传因素和环境因素共同作用共同作用的结果。的结果。肥胖症常与肥胖症常与2型糖尿病、高血压、型糖尿病、高血压、血脂异常等病同时或先后出现，故肥血脂异常等病同时或先后出现，故肥胖实际上即是一种症状，又属于一种胖实际上即是一种症状，又属于一种慢性代谢异常疾病。

50、慢性代谢异常疾病。l全世界有近全世界有近3 3亿肥胖症患者。亿肥胖症患者。l我国我国19981998年超重人数已达一亿。年超重人数已达一亿。l美国美国2020岁以上人群岁以上人群25%25%为临床肥胖患为临床肥胖患者。者。59%59%的人符合肥胖症的定义。的人符合肥胖症的定义。肥胖的标准肥胖的标准(人类人类)1.BMI（bodymassindex）体重指数体重指数BMI=体重（体重（kg）/身高身高2（m2）正常值正常值:亚洲人正常为亚洲人正常为23kg/m22.体重体重标准体重（标准体重（kg）=身高（身高（cm）-1000.9体重正常值体重正常值=标准体重标准体重10%超重超重=实测体重实