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背景和目的临床研究发现在手术、外伤、烧伤、感染等情况下普遍存在创伤后胰岛素抵抗现象，且胰岛素抵抗的程度与手术创伤的程度呈正相关，而与患者的预后呈负相关。有关创伤后胰岛素抵抗发生、发展的分子机制十分复杂，目前还未完全阐明。以往的研究表明，外周组织（主要指骨骼肌）是产生创伤后胰岛素抵抗的主要部位。胰岛素受体前、受体本身和受体后各个环节的异常都有可能使得骨骼肌对胰岛素的敏感性下降，对葡萄糖的氧化利用发生障碍，其中继发于创伤后的胰岛素受体后信号转导障碍可能是最主要的机制。本课题通过对大鼠实施小肠部分切除术建立创伤动物模型，对胰岛素受体后信号转导通路上的几个关键蛋白（酶）的含量和磷酸化状态进行分析，并对骨骼肌的葡萄糖转运功能进行检测，比较创伤后循环中TNF-α浓度变化与上述结果之间的关系。旨在探讨手术创伤引起的胰岛素受体后信号转导通路异常和葡萄糖摄取功能障碍之间的关系，揭示导致创伤后胰岛素抵抗可能的分子机制。方法选用清洁级雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠，随机分为创伤组（麻醉后实施小肠部分切除术，n=20）和对照组（仅接受麻醉，n=20），进行以下各项研究。（1）．术后（或同等时间后）分别测定大鼠不同时间点的血糖、血清胰岛素和血清TNF-α浓度。计算胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）和胰岛素分泌指数（HOMA-β）。检验血清TNF-α浓度与其他各项指标的相关性。（2）．运用高胰岛素—正常血糖钳夹技术评估创伤后外周组织葡萄糖廓清率变化。（3）．对大鼠骨骼肌组织中的胰岛素受体底物-1（Insulin receptor substrate 1，IRS-1）、磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3-K）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB／Akt）等蛋白的含量和磷酸化状态进行检测，并检验其与血清TNF-α浓度的相关性。（4）．运用[3H]标记葡萄糖示踪法测定大鼠骨骼肌组织对葡萄糖转运能力的改变。（5）．分析大鼠骨骼肌组织中葡萄糖转运蛋白4（Glucose Transporter 4，GLUT-4）的表达及分布变化。结果1．大鼠小肠部分切除术后血糖浓度明显升高（P＜0.05）。血清胰岛素浓度先短暂下降然后逐渐升高（P＜0.05）。2．创伤组大鼠胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）明显高于对照组（P＜0.05）。而胰岛素分泌指数（HOMA-β）则低于对照组（P＜0.05）。3．创伤组大鼠血清TNF-α浓度明显高于对照组（P＜0.05）。血清TNF-α浓度与血糖浓度、血清胰岛素浓度以及HOMA-IR指数呈正相关，而与HOMA-β指数没有明显的相关性。4．创伤组大鼠外周组织对葡萄糖的敏感性降低，葡萄糖廓清率较对照组下降了49％(7.41±0.20mg·kg-1·min-1 vs．14.50±0.12mg·kg-1·min-1，F=5342.62，P=0.000)。5．两组大鼠骨骼肌中总的IRS-1蛋白含量没有明显差别（246.75±5.41％vs．248.76±6.29％，F=1.172，P=0.286）。但是创伤组大鼠骨骼肌酪氨酸（Tyr）位点磷酸化的IRS-1蛋白含量较对照组下降了31％（88.62±45.06 vs．127.61±53.88，F=6.165，P=0.018）。相反，创伤组大鼠骨骼肌中丝氨酸（Ser）位点磷酸化的IRS-1蛋白含量较对照组增加了63％（153.56±44.59％vs．94.38±36.07％，F=21.290，P=0.000）。6．两组大鼠骨骼肌中PI3-K激酶的p85调节亚基的表达没有明显差异（50.72±3.68％vs．52.17±2.55％，F=2.103，P=0.155）。7．两组大鼠骨骼肌中总的PKB／Akt含量没有明显差异（115.78±8.87％vs．115.99±11.23％，F=0.004，P=0.947），但是创伤组大鼠骨骼肌中磷酸化的PKB／Akt含量较对照组下降了48％（46.81±8.10 vs．89.94±8.32，F=275.772，P=0.000）。8．血清TNF-α浓度与IRS-1蛋白总量、PI3-K的p85亚基含量以及PKB／Akt蛋白总量没有相关性。但TNF-α浓度与Ser磷酸化的IRS-1含量呈正相关，与Tyr磷酸化的IRS-1含量和磷酸化的PKB／Akt含量呈负相关。9．在相同反应时间、相同胰岛素浓度刺激条件下，创伤组大鼠骨骼肌细胞对2-脱氧-D-[1-3H]葡萄糖的转运能力明显小于对照组（P＜0.05）。10．两组大鼠骨骼肌中GLUT-4 mRNA的表达没有明显差异（54.16±13.07％vs．55.67±13.99％，F=0.063，P=0.805）。11．手术后早期（3h）两组大鼠骨骼肌中GLUT-4蛋白含量没有明显差别（53.01±6.89％vs．52.26±5.39％，F=0.149，P=0.702），而手术后第3天创伤组大鼠骨骼肌中的GLUT-4蛋白含量下降，明显低于对照组大鼠（48.07±12.08％vs．57.33±10.49％，F=6.692，P=0.014）。12．GLUT-4主要分布在骨骼肌细胞浆中，胞膜上仅有少量分布。创伤组大鼠骨骼肌GLUT-4转位被抑制，细胞膜上的GLUT-4表达少于对照组（Z=-2.191，P=0.028）。结论本课题成功建立大鼠创伤后胰岛素抵抗模型，发现创伤后循环中TNF-α释放增加，诱导胰岛素受体底物1（IRS-1）的酪氨酸（Tyr）位点磷酸化减弱而丝氨酸（Ser）位点磷酸化增强，抑制了其下游PKB／Akt的磷酸化活性，阻碍了正常的胰岛素信号转导，使得外周组织对胰岛素敏感性降低，骨骼肌细胞中GLUT-4蛋白的表达和转位功能均受到抑制，对葡萄糖的转运速率减慢，最终导致胰岛素抵抗。