引用本文: 郭沛, 侯棟升, 姚立彬, 洪健, 朱孝成, 邵永. 胃旁路手術切除殘胃對肥胖合并 2 型糖尿病大鼠減重及糖代謝的影響. 中國普外基礎與臨床雜志, 2021, 28(10): 1280-1286. doi: 10.7507/1007-9424.202102012 復制
2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)占糖尿病總體發病率的 90% 以上[1-2]。T2DM 的發生及發展與患者的生活方式及遺傳因素相關,其中肥胖是最為重要的獨立危險因素,超過 80% T2DM 患者合并肥胖[3],傳統治療方法不理想。近年來研究發現,減重手術在治療肥胖癥及 T2DM 方面較傳統治療方法效果較好[4-5],其不僅短期效果良好,而且長期效果也非常明顯[6-7]。袖狀胃切除術和胃旁路術(gastric bypass,GB)是我國目前開展較多的減重手術,其目的是限制食物攝入和營養吸收,進而減輕體質量,從而增加胰島素敏感性、改善糖代謝,其中 GB 后糖尿病緩解率及體質量減輕效果較袖狀胃切除術更優[8],然而目前尚無某種理論或假說能夠合理地解釋其降糖或改善其他肥胖相關代謝綜合征的機制。目前文獻[9-11]報道胃可通過調節關鍵激素的分泌在代謝信號中發揮重要作用而降低血糖。然而 GB 術的減重及降糖作用與殘胃的關系國內外的基礎研究仍較少,基于此,本研究通過比較 GB 及 GB 切除殘胃(resectional gastric bypass,R-GB)后的血糖及激素變化,以探討殘胃在 GB 后減重及降糖效果中的作用。
1 材料與方法
1.1 實驗動物及分組
檢疫合格的雄性 8~10 周齡 SD 大鼠(體質量 345~385 g)24 只,購自徐州醫科大學實驗動物中心。所有實驗大鼠均采用單籠喂養,用高脂喂養 1 個月聯合低劑量鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔內注射誘導肥胖合并 T2DM 大鼠模型。禁食、不禁水 12 h 后,腹腔內注射配置好的 1% STZ 溶液(35 mg/kg)。STZ 注射完成后,大鼠恢復高脂飲食。分別于 STZ 注射完成后的第 2 和 3 天,從大鼠尾尖采集靜脈血檢測隨機血糖水平,若 2 次隨機血糖水平均超過 16.7 mmol/L 則表示大鼠 T2DM 模型構建成功。將 T2DM 建模成功后的 24 只大鼠編號后采用抽簽的方式隨機分為 R-GB 組、GB 組及假手術(sham operation,SO)組,每組 8 只大鼠。
1.2 3 組大鼠的手術
各組大鼠術前禁食 12 h,手術麻醉前電子稱稱量大鼠體質量,每只大鼠腹腔內注射濃度 5% 的水合氯醛(0.5 mL/100 g)麻醉,同時肌肉注射頭孢曲松(75 mg/kg)預防術后感染。待麻醉藥物生效后,常規消毒、鋪無菌洞巾。取正中切口長約 4 cm,關腹時采用 2-0 絲線連續縫合。R-GB 組和 GB 組均在賁門周圍創建一個 20% 的胃小囊(在 Meguid等[12]研究的基礎上,本實驗在距屈氏韌帶約 30 cm 處離斷空腸,將遠端空腸與胃行胃腸吻合,隨后在距離胃腸吻合口下方10 cm處,將近端空腸與該處腸管行端側吻合。),不同的是,R-GB 組中我們是將遠端殘胃切除并使用 4-0 絲線荷包縫合十二指腸,見圖 1a–1c。SO 組是在胃上做一個小切口并縫合,距離屈氏韌帶以遠約 30 cm 處切斷小腸并原位斷端吻合(圖 1d),不改變胃腸道正常解剖結構,控制手術時間與 R-GB、GB 組相同。術后 24 h 給予 5% 葡萄糖,術后 72 h 給予腸內營養液。給予腸內營養 48 h 后開始添加高脂飼料(5 g)喂養 48 h,觀察若無不良反應后予以正常飲食。

a:術前的胃;b:R-GB 組;c:GB 組;d:SO 組
1.3 標本采集
分別于術前 1 周(以下簡稱“術前”)、術后每周至術后第 8 周時在眶后采血,采血過程中,以棉花為吸收劑,采用開放滴注方法,大鼠吸入麻醉劑異氟醚進行短暫麻醉[13]。麻醉后分別給予 50% 葡萄糖溶液(7.68 mL/kg)灌胃。用 20 μL 的微量紅細胞壓積管采集大鼠灌胃前(0 min)、灌胃后30 min、60 min、90 min 和 120 min 眶后血樣約 0.5 mL,離心(3 000 r/min,r=13.5 cm)10 min 后收集血清標本,在?80 ℃ 冰箱中保存。
1.4 觀察指標
1.4.1 體質量、攝食量和空腹血糖(FBG)水平
分別于術前及術后第 1~8 周每周測量大鼠體質量、攝食量和 FBG 水平。大鼠體質量和 FBG 水平(禁食不禁水 12 h)于上午 9 點空腹測量,每周測量 3 d,取 3 d 測得結果的平均值。記錄術前 1 周總攝食量,計算出日均攝食量;記錄術后即日至術后每周總攝食量,計算每周術后日均攝食量,至術后第 8 周。
1.4.2 口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)和胰島素耐量試驗(ITT)
各組術前、術后第 8 周時給予 50% 葡萄糖溶液(3 mg/kg)灌胃 2 h 后分別于 0、30、60、90、120 min 采血進行 OGTT;于腹腔內注射人胰島素注射液(0.5 U/L)后分別于 0、30、60、90、120 min 進行 ITT 且在 OGTT 結束后 3 d 進行。用手持血糖儀從清醒大鼠尾靜脈每次采集約 1 μL 血樣。
1.4.3 胃腸激素水平檢測
分別于術前和術后第 8 周時采用酶聯免疫吸附分析試劑盒(ELISA 試劑盒,武漢貝茵萊生物科技有限公司)檢測血清中胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)、胃泌素、胰島素、胰高血糖素水平。
1.4.4 計算穩態模型胰島素抵抗(HOMA-IR)指數
HOMA-IR指數=空腹血糖水平×空腹胰島素水平/22.5。
1.5 統計學方法
所有數據采用 SPSS 20.0 版本統計學軟件進行數據處理,采用 GraphPad Prism 7.0 軟件完成統計圖的繪制。計量數據經 Shapiro-Wilk 檢驗,服從正態分布者采用均數±標準差(±s)表示,組間比較使用單因素方差分析,組內比較采用配對 t 檢驗。采用受試者操作特征曲線下面積(AUC)值(以梯形積分法計算)分析 OGTT 血糖水平、ITT 血糖水平、胃泌素、胰島素、胰高血糖素和 GLP-1 水平。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 體質量、攝食量和 FBG 水平變化
2.1.1 體質量
術后第1~8周時 R-GB 組和 GB 組大鼠體質量均較術前(0周)降低(P<0.05),SO 組術前與術后比較變化不明顯(P>0.05),至術后第 8 周時 R-GB 組、GB 組和 SO 組體質量較術前分別下降 15.5%、13.0%、–2.9%。術后各周 R-GB 組和 GB 組體質量低于 SO 組(P<0.05),R-GB 組和 GB 組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2a。

a:體質量,*表示 SO 組與 R-GB 組和 GB 組比較(
2.1.2 攝食量
術后第1~8周時 R-GB 組和 GB 組大鼠攝食量均較術前降低(P<0.05),SO 組術后各周與術前比較變化不明顯(P>0.05),至術后第 8 周時 R-GB 組、GB 組和 SO 組攝食量較術前分別下降 20.4%、26.9%、–2.3%。術后各周 R-GB 組和 GB 組攝食量低于 SO 組(P<0.05)、R-GB 組和 GB 組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2b。
2.1.3 FBG 水平
R-GB 組術后各周大鼠 FBG 水平較術前降低但僅在術后第 4 周及以前與術前比較差異有統計學意義(P<0.05),GB 組術后各周 FBG 水平較術前降低且差異有統計學意義(P<0.01),SO 組術后各周 FBG 水平與術前比較差異均無統計學意義(P>0.05),至術后第 8 周時,R-GB 組、GB 組和 SO 組 FBG 水平較術前分別下降 29.3%、62.9%及–2.0%。FBG 水平在 GB 組術后第 1~8 周時均低于 SO 組(P<0.05),而 R-GB 組僅在術后第 2~4 周時低于 SO 組(P<0.05),且 R-GB 組從術后第 3 周開始一直高于 GB 組(P<0.05),見圖 2c。
2.2 各組 OGTT 及 ITT 血糖水平變化及其 AUC 值以及 HOMA-IR 指數變化情況
2.2.1 各組 OGTT 及 ITT 血糖水平及 HOMA-IR 指數變化情況
① R-GB 組和 SO 組術后第 8 周時各觀察時間點大鼠 OGTT、ITT 血糖水平與術前相應觀察時間點相比差異均無統計學意義(P>0.05);GB 組術后第 8 周時各觀察時間點大鼠 OGTT、ITT 血糖水平均低于術前相應觀察時間點且差異有統計學意義(P<0.05),見圖 2d–2i。② 術后第 8 周時,GB 組各觀察時間點大鼠 OGTT、ITT 血糖水平均低于 R-GB 組及 SO 組相應時間點且差異有統計學意義(P<0.05),而 R-GB 組及 SO 組間相應時間點比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2j、2k。
2.2.2 OGTT 和 ITT 血糖水平的 AUC 值及 HOMA-IR指數變化
① R-GB 組和 SO 組術后第 8 周時大鼠 OGTT、ITT 血糖水平 AUC 值與術前比較差異均無統計學意義(P>0.05),而 GB 組術后第 8 周時大鼠 OGTT、ITT 血糖水平 AUC 值均低于術前且差異有統計學意義(P<0.05),且 R-GB 組、GB 組和 SO 組術后第 8 周時 OGTT 血糖水平 AUC 值較術前分別下降 8.0%、43.0% 和–1.0%,而 ITT 血糖水平 AUC 值較術前分別下降 8.0%、67.0%、6.0%,見圖 2l、2m;在 R-GB 組和 SO 組術后第 8 周時大鼠 HOMA-IR 指數值與術前比較差異均無統計學意義(P>0.05),而在 GB 組術后第 8 周時低于術前且差異有統計學意義(P<0.05),且 R-GB 組、GB 組和 SO 組術后第 8 周時 HOMA-IR 指數值較術前分別下降 25.0%、50.0%、?6.0%,見圖 2n。② 術后第 8 周時 GB 組大鼠 OGTT、ITT 血糖水平的 AUC 值及 HOMA-IR 指數值均低于 R-GB 組及 SO 組且差異有統計學意義(P<0.05),而 R-GB 組及 SO 組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2l–2n。
2.3 術后胃腸激素變化
① 在 R-GB 組:與術前相比,術后第8周時胃泌素水平的 AUC 值降低(P<0.05)、GLP-1、胰島素和胰高血糖素水平的 AUC 值變化不明顯(P>0.05);在 GB 組:與術前相比,術后第8周時 GLP-1 水平的 AUC 值升高(P<0.05)、胰島素和胰高血糖素水平的 AUC 值降低(P<0.05),胃泌素的 AUC 值變化不明顯(P>0.05);在 SO 組:與術前相比,術后第8周時各激素水平的 AUC 值變化不明顯(P>0.05)。② 術后第8周時 R-GB 組的胃泌素水平的 AUC 值明顯低于 GB 組(P<0.01)和 SO 組(P<0.01),而 GB 組和 SO 組比較變化不明顯(P>0.05);GB 組的胰島素和胰高血糖素水平的 AUC 值低于 R-GB 組(P<0.01)和 SO 組(P<0.01)、GLP-1 水平的 AUC 值高于 R-GB 組(P<0.01)和 SO 組(P<0.01),而 R-GB 組和 SO 組比較變化不明顯(P>0.05)。見圖 2o–2r。
3 討論
由于我國胃癌的高患病率[14-15],且 GB 術后無法定期對殘胃進行內鏡檢查,不能及時發現患者殘胃的病理變化,所以 GB 術后發生殘胃癌也是一個令人擔憂的問題,那么臨床上為了避免 GB 術后殘胃癌的發生是否能將殘胃切除?有 GB 手術同時將殘胃切除的臨床研究[16-17]結果發現,R-GB 術后并發癥發生率及手術效果方面與 GB 沒有差異,但未具體將糖代謝指標(如胰島素、胰高血糖素、糖化血紅蛋白等)與 GB 手術做比較,缺乏一定說服力。但 Hayashi 等[9]報道 R-GB 后非糖尿病和胃癌患者新發糖尿病率較高;Zhou 等[10]通過比較 GK 大鼠全胃切除、全胃切除后 Roux-en-Y 重建術和 GB 手術的降糖效果發現,全胃切除后大鼠血糖控制不好。在本研究中將 GB 手術和 R-GB 手術后具體的血糖指標、胰島素耐量指標及相關胃腸激素水平進行比較的結果發現,GB 手術將殘胃切除后將會影響降糖效果。
胃泌素是一種胃腸肽,由胃竇 G 細胞分泌,其以多種形式存在,最主要的是胃泌素-17 和胃泌素-34,在進食過程中釋放到體循環,通過激活胃腸嗜鉻樣細胞中的胃泌素/膽囊收縮素(CCK)-B 受體表達刺激胃酸分泌[18]。胃泌素和 CCK-B 受體被認為與胎兒胰腺發育有關[18-19]。在胰腺再生的動物實驗[20-22]中發現,胃泌素可以促進 β 細胞的再生,增加 β 細胞復制,減少 β 細胞凋亡,其對 β 細胞再生和存活的作用增加了 β 細胞的質量,改善了糖耐量,提示胃泌素在糖尿病治療中具有潛在作用。有研究[23-24]表明,質子泵抑制劑可提高 T2DM 患者血漿中胃泌素水平,高胃泌素水平可以改善血糖和糖化血紅蛋白水平。在本研究中發現,R-GB 組將胃竇切除后,血清胃泌素水平的 AUC 值較術前明顯降低,提示切斷了胃泌素與胰腺 β 細胞之間的聯系從而導致 β 細胞的再生及復制減少、β 細胞凋亡增加,胰島功能減弱,表現出血清胰島素水平及胰高血糖素水平 AUC 值較 GB 組高(P<0.05)。
GLP-1 主要由食物刺激位于回腸及結腸的神經內分泌 L 細胞分泌產生,攝入食物后可促進 GLP-1 分泌。Cao 等[25]的研究進一步發現,CCK2 受體在人 L 細胞系和大鼠 L 細胞中均有表達,CCK2 受體激動劑胃泌素可以刺激 L 細胞中 CCK2 的表達從而促進 GLP-1 的分泌。GLP-1 還可抑制胰高血糖素分泌、延緩胃排空、促進胰島 β 細胞增殖、促進前胰島素原轉化為胰島素,并且抑制胃排空、胃酸分泌等提高機體胰島素敏感度,從而參與緩解糖尿病的作用[26-29]。有研究[22, 30-32]報道,GLP-1 和胃泌素聯合應用可改善糖代謝。GB 術后,食物能早期與回腸接觸刺激 L 細胞,促使 GLP-1 分泌,因而患者術后血漿 GLP-1 水平明顯升高[33]。本研究中也發現,GB 術后血清 GLP-1 水平的 AUC 值與術前相比明顯升高,隨著 GLP-1 水平的升高,增加了胰島素的敏感性,血清胰島素及胰高血糖素水平的 AUC 值明顯降低;而 GB 手術將殘胃切除后胃泌素分泌可能減少,導致 L 細胞中 CCK2 表達降低,從而導致 GLP-1 的分泌減少,因此術后大鼠血糖控制不穩定,持續升高;SO 組沒有改變原有的胃腸道解剖結構,所以術后血糖無明顯變化。
總之,本研究對肥胖合并 T2DM 大鼠分別實施 R-GB、GB 及 SO,R-GB 和 GB 是在賁門創建了一個 20% 的胃小囊,均可明顯減少大鼠攝食量,導致體質量急劇下降,而在血糖控制方面,GB 手術在改善肥胖合并 2 型糖尿病大鼠血糖穩態方面效果更好,而將殘胃切除后未能明顯改善糖代謝,血糖不穩定且持續上升,其原因可能是由于切除殘胃后胃腸激素分泌受到影響,殘胃可通過調節關鍵激素的分泌在代謝信號中發揮重要作用,但該結論也需要謹慎看待,因為本研究存在以下不足之處:① 大鼠樣本量較少,每組僅有 8 只,且術后觀察時間僅有 8 周,因此結果可能存在一定的偏倚;② 本實驗觀察了 GB 術后殘胃保留對減重及胰島素抵抗的改善效果優于 GB 后切除殘胃,但其確切作用機制尚不明確;③ 肥胖合并 T2DM 的發病機制錯綜復雜,胃腸激素、腸道菌群、炎癥因子、膽汁酸等均參與了疾病的發生及發展,各因素間的相互影響需進一步明確。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:郭沛完成動物實驗及論文撰寫;侯棟升設計研究思路;姚立彬對論文修改;洪健統計學分析;朱孝成、邵永設計研究思路及論文審校。
倫理聲明:① 本研究通過了徐州醫科大學實驗動物倫理委員會批準;② 本研究已取得實驗動物使用許可證并批準在徐州醫科大學使用實驗動物,批文編號為:SYXK(蘇)2020-0048。
2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)占糖尿病總體發病率的 90% 以上[1-2]。T2DM 的發生及發展與患者的生活方式及遺傳因素相關,其中肥胖是最為重要的獨立危險因素,超過 80% T2DM 患者合并肥胖[3],傳統治療方法不理想。近年來研究發現,減重手術在治療肥胖癥及 T2DM 方面較傳統治療方法效果較好[4-5],其不僅短期效果良好,而且長期效果也非常明顯[6-7]。袖狀胃切除術和胃旁路術(gastric bypass,GB)是我國目前開展較多的減重手術,其目的是限制食物攝入和營養吸收,進而減輕體質量,從而增加胰島素敏感性、改善糖代謝,其中 GB 后糖尿病緩解率及體質量減輕效果較袖狀胃切除術更優[8],然而目前尚無某種理論或假說能夠合理地解釋其降糖或改善其他肥胖相關代謝綜合征的機制。目前文獻[9-11]報道胃可通過調節關鍵激素的分泌在代謝信號中發揮重要作用而降低血糖。然而 GB 術的減重及降糖作用與殘胃的關系國內外的基礎研究仍較少,基于此,本研究通過比較 GB 及 GB 切除殘胃(resectional gastric bypass,R-GB)后的血糖及激素變化,以探討殘胃在 GB 后減重及降糖效果中的作用。
1 材料與方法
1.1 實驗動物及分組
檢疫合格的雄性 8~10 周齡 SD 大鼠(體質量 345~385 g)24 只,購自徐州醫科大學實驗動物中心。所有實驗大鼠均采用單籠喂養,用高脂喂養 1 個月聯合低劑量鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔內注射誘導肥胖合并 T2DM 大鼠模型。禁食、不禁水 12 h 后,腹腔內注射配置好的 1% STZ 溶液(35 mg/kg)。STZ 注射完成后,大鼠恢復高脂飲食。分別于 STZ 注射完成后的第 2 和 3 天,從大鼠尾尖采集靜脈血檢測隨機血糖水平,若 2 次隨機血糖水平均超過 16.7 mmol/L 則表示大鼠 T2DM 模型構建成功。將 T2DM 建模成功后的 24 只大鼠編號后采用抽簽的方式隨機分為 R-GB 組、GB 組及假手術(sham operation,SO)組,每組 8 只大鼠。
1.2 3 組大鼠的手術
各組大鼠術前禁食 12 h,手術麻醉前電子稱稱量大鼠體質量,每只大鼠腹腔內注射濃度 5% 的水合氯醛(0.5 mL/100 g)麻醉,同時肌肉注射頭孢曲松(75 mg/kg)預防術后感染。待麻醉藥物生效后,常規消毒、鋪無菌洞巾。取正中切口長約 4 cm,關腹時采用 2-0 絲線連續縫合。R-GB 組和 GB 組均在賁門周圍創建一個 20% 的胃小囊(在 Meguid等[12]研究的基礎上,本實驗在距屈氏韌帶約 30 cm 處離斷空腸,將遠端空腸與胃行胃腸吻合,隨后在距離胃腸吻合口下方10 cm處,將近端空腸與該處腸管行端側吻合。),不同的是,R-GB 組中我們是將遠端殘胃切除并使用 4-0 絲線荷包縫合十二指腸,見圖 1a–1c。SO 組是在胃上做一個小切口并縫合,距離屈氏韌帶以遠約 30 cm 處切斷小腸并原位斷端吻合(圖 1d),不改變胃腸道正常解剖結構,控制手術時間與 R-GB、GB 組相同。術后 24 h 給予 5% 葡萄糖,術后 72 h 給予腸內營養液。給予腸內營養 48 h 后開始添加高脂飼料(5 g)喂養 48 h,觀察若無不良反應后予以正常飲食。

a:術前的胃;b:R-GB 組;c:GB 組;d:SO 組
1.3 標本采集
分別于術前 1 周(以下簡稱“術前”)、術后每周至術后第 8 周時在眶后采血,采血過程中,以棉花為吸收劑,采用開放滴注方法,大鼠吸入麻醉劑異氟醚進行短暫麻醉[13]。麻醉后分別給予 50% 葡萄糖溶液(7.68 mL/kg)灌胃。用 20 μL 的微量紅細胞壓積管采集大鼠灌胃前(0 min)、灌胃后30 min、60 min、90 min 和 120 min 眶后血樣約 0.5 mL,離心(3 000 r/min,r=13.5 cm)10 min 后收集血清標本,在?80 ℃ 冰箱中保存。
1.4 觀察指標
1.4.1 體質量、攝食量和空腹血糖(FBG)水平
分別于術前及術后第 1~8 周每周測量大鼠體質量、攝食量和 FBG 水平。大鼠體質量和 FBG 水平(禁食不禁水 12 h)于上午 9 點空腹測量,每周測量 3 d,取 3 d 測得結果的平均值。記錄術前 1 周總攝食量,計算出日均攝食量;記錄術后即日至術后每周總攝食量,計算每周術后日均攝食量,至術后第 8 周。
1.4.2 口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)和胰島素耐量試驗(ITT)
各組術前、術后第 8 周時給予 50% 葡萄糖溶液(3 mg/kg)灌胃 2 h 后分別于 0、30、60、90、120 min 采血進行 OGTT;于腹腔內注射人胰島素注射液(0.5 U/L)后分別于 0、30、60、90、120 min 進行 ITT 且在 OGTT 結束后 3 d 進行。用手持血糖儀從清醒大鼠尾靜脈每次采集約 1 μL 血樣。
1.4.3 胃腸激素水平檢測
分別于術前和術后第 8 周時采用酶聯免疫吸附分析試劑盒(ELISA 試劑盒,武漢貝茵萊生物科技有限公司)檢測血清中胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)、胃泌素、胰島素、胰高血糖素水平。
1.4.4 計算穩態模型胰島素抵抗(HOMA-IR)指數
HOMA-IR指數=空腹血糖水平×空腹胰島素水平/22.5。
1.5 統計學方法
所有數據采用 SPSS 20.0 版本統計學軟件進行數據處理,采用 GraphPad Prism 7.0 軟件完成統計圖的繪制。計量數據經 Shapiro-Wilk 檢驗,服從正態分布者采用均數±標準差(±s)表示,組間比較使用單因素方差分析,組內比較采用配對 t 檢驗。采用受試者操作特征曲線下面積(AUC)值(以梯形積分法計算)分析 OGTT 血糖水平、ITT 血糖水平、胃泌素、胰島素、胰高血糖素和 GLP-1 水平。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 體質量、攝食量和 FBG 水平變化
2.1.1 體質量
術后第1~8周時 R-GB 組和 GB 組大鼠體質量均較術前(0周)降低(P<0.05),SO 組術前與術后比較變化不明顯(P>0.05),至術后第 8 周時 R-GB 組、GB 組和 SO 組體質量較術前分別下降 15.5%、13.0%、–2.9%。術后各周 R-GB 組和 GB 組體質量低于 SO 組(P<0.05),R-GB 組和 GB 組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2a。

a:體質量,*表示 SO 組與 R-GB 組和 GB 組比較(
2.1.2 攝食量
術后第1~8周時 R-GB 組和 GB 組大鼠攝食量均較術前降低(P<0.05),SO 組術后各周與術前比較變化不明顯(P>0.05),至術后第 8 周時 R-GB 組、GB 組和 SO 組攝食量較術前分別下降 20.4%、26.9%、–2.3%。術后各周 R-GB 組和 GB 組攝食量低于 SO 組(P<0.05)、R-GB 組和 GB 組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2b。
2.1.3 FBG 水平
R-GB 組術后各周大鼠 FBG 水平較術前降低但僅在術后第 4 周及以前與術前比較差異有統計學意義(P<0.05),GB 組術后各周 FBG 水平較術前降低且差異有統計學意義(P<0.01),SO 組術后各周 FBG 水平與術前比較差異均無統計學意義(P>0.05),至術后第 8 周時,R-GB 組、GB 組和 SO 組 FBG 水平較術前分別下降 29.3%、62.9%及–2.0%。FBG 水平在 GB 組術后第 1~8 周時均低于 SO 組(P<0.05),而 R-GB 組僅在術后第 2~4 周時低于 SO 組(P<0.05),且 R-GB 組從術后第 3 周開始一直高于 GB 組(P<0.05),見圖 2c。
2.2 各組 OGTT 及 ITT 血糖水平變化及其 AUC 值以及 HOMA-IR 指數變化情況
2.2.1 各組 OGTT 及 ITT 血糖水平及 HOMA-IR 指數變化情況
① R-GB 組和 SO 組術后第 8 周時各觀察時間點大鼠 OGTT、ITT 血糖水平與術前相應觀察時間點相比差異均無統計學意義(P>0.05);GB 組術后第 8 周時各觀察時間點大鼠 OGTT、ITT 血糖水平均低于術前相應觀察時間點且差異有統計學意義(P<0.05),見圖 2d–2i。② 術后第 8 周時,GB 組各觀察時間點大鼠 OGTT、ITT 血糖水平均低于 R-GB 組及 SO 組相應時間點且差異有統計學意義(P<0.05),而 R-GB 組及 SO 組間相應時間點比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2j、2k。
2.2.2 OGTT 和 ITT 血糖水平的 AUC 值及 HOMA-IR指數變化
① R-GB 組和 SO 組術后第 8 周時大鼠 OGTT、ITT 血糖水平 AUC 值與術前比較差異均無統計學意義(P>0.05),而 GB 組術后第 8 周時大鼠 OGTT、ITT 血糖水平 AUC 值均低于術前且差異有統計學意義(P<0.05),且 R-GB 組、GB 組和 SO 組術后第 8 周時 OGTT 血糖水平 AUC 值較術前分別下降 8.0%、43.0% 和–1.0%,而 ITT 血糖水平 AUC 值較術前分別下降 8.0%、67.0%、6.0%,見圖 2l、2m;在 R-GB 組和 SO 組術后第 8 周時大鼠 HOMA-IR 指數值與術前比較差異均無統計學意義(P>0.05),而在 GB 組術后第 8 周時低于術前且差異有統計學意義(P<0.05),且 R-GB 組、GB 組和 SO 組術后第 8 周時 HOMA-IR 指數值較術前分別下降 25.0%、50.0%、?6.0%,見圖 2n。② 術后第 8 周時 GB 組大鼠 OGTT、ITT 血糖水平的 AUC 值及 HOMA-IR 指數值均低于 R-GB 組及 SO 組且差異有統計學意義(P<0.05),而 R-GB 組及 SO 組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見圖 2l–2n。
2.3 術后胃腸激素變化
① 在 R-GB 組:與術前相比,術后第8周時胃泌素水平的 AUC 值降低(P<0.05)、GLP-1、胰島素和胰高血糖素水平的 AUC 值變化不明顯(P>0.05);在 GB 組:與術前相比,術后第8周時 GLP-1 水平的 AUC 值升高(P<0.05)、胰島素和胰高血糖素水平的 AUC 值降低(P<0.05),胃泌素的 AUC 值變化不明顯(P>0.05);在 SO 組:與術前相比,術后第8周時各激素水平的 AUC 值變化不明顯(P>0.05)。② 術后第8周時 R-GB 組的胃泌素水平的 AUC 值明顯低于 GB 組(P<0.01)和 SO 組(P<0.01),而 GB 組和 SO 組比較變化不明顯(P>0.05);GB 組的胰島素和胰高血糖素水平的 AUC 值低于 R-GB 組(P<0.01)和 SO 組(P<0.01)、GLP-1 水平的 AUC 值高于 R-GB 組(P<0.01)和 SO 組(P<0.01),而 R-GB 組和 SO 組比較變化不明顯(P>0.05)。見圖 2o–2r。
3 討論
由于我國胃癌的高患病率[14-15],且 GB 術后無法定期對殘胃進行內鏡檢查,不能及時發現患者殘胃的病理變化,所以 GB 術后發生殘胃癌也是一個令人擔憂的問題,那么臨床上為了避免 GB 術后殘胃癌的發生是否能將殘胃切除?有 GB 手術同時將殘胃切除的臨床研究[16-17]結果發現,R-GB 術后并發癥發生率及手術效果方面與 GB 沒有差異,但未具體將糖代謝指標(如胰島素、胰高血糖素、糖化血紅蛋白等)與 GB 手術做比較,缺乏一定說服力。但 Hayashi 等[9]報道 R-GB 后非糖尿病和胃癌患者新發糖尿病率較高;Zhou 等[10]通過比較 GK 大鼠全胃切除、全胃切除后 Roux-en-Y 重建術和 GB 手術的降糖效果發現,全胃切除后大鼠血糖控制不好。在本研究中將 GB 手術和 R-GB 手術后具體的血糖指標、胰島素耐量指標及相關胃腸激素水平進行比較的結果發現,GB 手術將殘胃切除后將會影響降糖效果。
胃泌素是一種胃腸肽,由胃竇 G 細胞分泌,其以多種形式存在,最主要的是胃泌素-17 和胃泌素-34,在進食過程中釋放到體循環,通過激活胃腸嗜鉻樣細胞中的胃泌素/膽囊收縮素(CCK)-B 受體表達刺激胃酸分泌[18]。胃泌素和 CCK-B 受體被認為與胎兒胰腺發育有關[18-19]。在胰腺再生的動物實驗[20-22]中發現,胃泌素可以促進 β 細胞的再生,增加 β 細胞復制,減少 β 細胞凋亡,其對 β 細胞再生和存活的作用增加了 β 細胞的質量,改善了糖耐量,提示胃泌素在糖尿病治療中具有潛在作用。有研究[23-24]表明,質子泵抑制劑可提高 T2DM 患者血漿中胃泌素水平,高胃泌素水平可以改善血糖和糖化血紅蛋白水平。在本研究中發現,R-GB 組將胃竇切除后,血清胃泌素水平的 AUC 值較術前明顯降低,提示切斷了胃泌素與胰腺 β 細胞之間的聯系從而導致 β 細胞的再生及復制減少、β 細胞凋亡增加,胰島功能減弱,表現出血清胰島素水平及胰高血糖素水平 AUC 值較 GB 組高(P<0.05)。
GLP-1 主要由食物刺激位于回腸及結腸的神經內分泌 L 細胞分泌產生,攝入食物后可促進 GLP-1 分泌。Cao 等[25]的研究進一步發現,CCK2 受體在人 L 細胞系和大鼠 L 細胞中均有表達,CCK2 受體激動劑胃泌素可以刺激 L 細胞中 CCK2 的表達從而促進 GLP-1 的分泌。GLP-1 還可抑制胰高血糖素分泌、延緩胃排空、促進胰島 β 細胞增殖、促進前胰島素原轉化為胰島素,并且抑制胃排空、胃酸分泌等提高機體胰島素敏感度,從而參與緩解糖尿病的作用[26-29]。有研究[22, 30-32]報道,GLP-1 和胃泌素聯合應用可改善糖代謝。GB 術后,食物能早期與回腸接觸刺激 L 細胞,促使 GLP-1 分泌,因而患者術后血漿 GLP-1 水平明顯升高[33]。本研究中也發現,GB 術后血清 GLP-1 水平的 AUC 值與術前相比明顯升高,隨著 GLP-1 水平的升高,增加了胰島素的敏感性,血清胰島素及胰高血糖素水平的 AUC 值明顯降低;而 GB 手術將殘胃切除后胃泌素分泌可能減少,導致 L 細胞中 CCK2 表達降低,從而導致 GLP-1 的分泌減少,因此術后大鼠血糖控制不穩定,持續升高;SO 組沒有改變原有的胃腸道解剖結構,所以術后血糖無明顯變化。
總之,本研究對肥胖合并 T2DM 大鼠分別實施 R-GB、GB 及 SO,R-GB 和 GB 是在賁門創建了一個 20% 的胃小囊,均可明顯減少大鼠攝食量,導致體質量急劇下降,而在血糖控制方面,GB 手術在改善肥胖合并 2 型糖尿病大鼠血糖穩態方面效果更好,而將殘胃切除后未能明顯改善糖代謝,血糖不穩定且持續上升,其原因可能是由于切除殘胃后胃腸激素分泌受到影響,殘胃可通過調節關鍵激素的分泌在代謝信號中發揮重要作用,但該結論也需要謹慎看待,因為本研究存在以下不足之處:① 大鼠樣本量較少,每組僅有 8 只,且術后觀察時間僅有 8 周,因此結果可能存在一定的偏倚;② 本實驗觀察了 GB 術后殘胃保留對減重及胰島素抵抗的改善效果優于 GB 后切除殘胃,但其確切作用機制尚不明確;③ 肥胖合并 T2DM 的發病機制錯綜復雜,胃腸激素、腸道菌群、炎癥因子、膽汁酸等均參與了疾病的發生及發展,各因素間的相互影響需進一步明確。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:郭沛完成動物實驗及論文撰寫;侯棟升設計研究思路;姚立彬對論文修改;洪健統計學分析;朱孝成、邵永設計研究思路及論文審校。
倫理聲明:① 本研究通過了徐州醫科大學實驗動物倫理委員會批準;② 本研究已取得實驗動物使用許可證并批準在徐州醫科大學使用實驗動物,批文編號為:SYXK(蘇)2020-0048。