目的:糖尿病心肌病是糖尿病的主要并发症之一,是导致糖尿病患者死亡的主要原因,临床表现为心脏舒张和(或)收缩功能障碍,可诱发心力衰竭、心律失常、心绞痛、心源性休克和猝死。糖尿病心肌病的特征性病变是心肌细胞代谢紊乱、心肌细胞肥大增生、心肌纤维化、心肌细胞凋亡、心肌细胞功能下降、细胞水平钙转运缺陷等。其中心肌细胞代谢紊乱包括心肌细胞葡萄糖利用障碍,脂肪酸利用增多,是糖尿病心肌病最早发生的功能改变。胰岛素受体及其信号转导障碍在糖尿病心肌病的心肌细胞代谢紊乱中发挥了重要作用。胰高血糖素是由胰岛α细胞分泌的激素,其主要生物学作用是促进肝糖原分解,抑制肝糖原合成,增强糖异生,升高血糖。大量研究显示,糖尿病患者体内存在高胰高血糖素血症,并与胰岛素的敏感性呈负相关,已经证实胰高血糖素为2型糖尿病发病的另一重要机制。但关于胰高血糖素的研究主要集中在其升高血糖的作用上,对其在糖尿病发病中的具体机制及其对糖尿病并发症尤其是糖尿病心肌病变的作用尚不明确。本研究拟探讨胰高血糖素对新生大鼠心肌细胞的胰岛素受体α、β亚基及葡萄糖转运体-4(glucose transporter-4,GLUT-4)表达的影响,是否对心肌细胞的糖代谢产生影响,并进一步探讨胰高血糖素在糖尿病及其心肌病变中的作用及发病机制,为研发新的治疗策略提供理论依据。方法:采用胶原酶消化和差速贴壁法分离新生大鼠心肌细胞并做原代培养。常规培养心肌细胞72小时后,更换为有血清的DMEM(Dulbecco modified Eagle medium)培养液。选取27孔细胞进行试验,细胞每9个孔分为一组,共分3组,换培养基的同时给药,第1组为正常对照组,不给予药物刺激;第2组给予胰高血糖素浓度100ng/L;第3组给予胰高血糖素浓度1000ng/L。给药后每天在倒置相差显微镜下进行细胞形态学的观察。给药48小时后进行各项指标的测定,再将每组平均分为A、B及C 3个小组,每3个孔分为1小组,即共分为9个小组:1A组、1B组、1C组、2A组、2B组、2C组、3A组、3B组、3C组,各组中的A小组用于检测胰岛素受体α亚基,B小组用于检测胰岛素受体β亚基,C小组用于检测葡萄糖转运体-4。(1)倒置相差显微镜下观察处理前后心肌细胞的形态学变化。(2)应用免疫组织化学染色方法检测心肌细胞膜上的胰岛素受体α亚基、胰岛素受体β亚基及葡萄糖转运体-4的表达量。(3)应用Image-Pro-Plus 6.0软件处理免疫组织化学染色图片,进行半定量分析后对所采集的数据用SPSS 13.0软件进行统计。结果:(1)新生大鼠心肌细胞原代培养成功。(2)分组给药后检测心肌细胞膜上胰岛素受体α、β亚基及GLUT-4表达情况,用平均光密度(mean desity)表示,1组(对照组)、2组(胰高血糖素浓度为100ng/L组)和3组(胰高血糖素浓度为1000ng/L组)三组的胰岛素受体α亚基(F=78.504,P=0.000)、胰岛素受体β亚基(F=42.700,P=0.000)及GLUT-4(F=39.449,P=0.000)表达均有显著统计学差异。应用LSD-t检验进行两两比较,2组(胰高血糖素浓度为1000ng/L组)心肌细胞上胰岛素受体α亚基表达(P=0.000)、胰岛素受体β亚基表达(P=0.000)、GLUT-4表达(P=0.000)较1组(对照组)明显减少,有统计学意义。3组(胰高血糖素浓度为100ng/l组)心肌细胞上胰岛素受体α亚基表达(P=0.000)、胰岛素受体β亚基表达(P=0.000)、GLUT-4表达(P=0.000)较1组(对照组)明显减少,有统计学意义。3组(胰高血糖素浓度为1000ng/L组)心肌细胞上胰岛素受体α亚基表达(P=0.020)、胰岛素受体β亚基表达(P=0.027)、GLUT-4表达(P=0.010)较2组(胰高血糖素浓度为100ng/L组)明显减少,有统计学意义。结论:高胰高血糖素可导致新生大鼠心肌细胞的胰岛素受体α、β亚基及GLUT-4表达减少,且随胰高血糖素浓度升高减少更明显,胰高血糖素可能影响心肌细胞上的胰岛素受体信号转导及葡萄糖转运,引起心肌细胞糖代谢障碍,导致心肌细胞代谢紊乱,在糖尿病心肌病的发生发展过程中起了重要作用。