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目的:糖尿病慢性血管并发症是2型糖尿病致死致残的主要原因,而内皮细胞功能失调与损伤是糖尿病慢性血管并发症的始动环节,高血糖是糖尿病患者糖代谢紊乱的标志之一,也是导致慢性血管并发症的高危因素。体外研究表明,高浓度葡萄糖可损伤内皮细胞。然而,以前研究观察的是恒定性高浓度葡萄糖的效应。正常人由于存在完善的神经体液调节机制,血糖被严格控制在正常范围内,但糖尿病患者的血糖在一天中会出现频繁波动。临床研究发现,旨在控制波动性高血糖的胰岛素强化治疗可明显降低糖尿病患者心血管事件的发生,提示波动性高血糖可能在糖尿病大血管并发症的发生中有着极其重要的病理学意义。本研究通过对比研究间断高浓度葡萄糖与恒定性高浓度葡萄糖对体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的凋亡,调控基因bax、bcl-2的表达及血管舒、缩因子一氧化氮(NO)、内皮素(ET-1)合成的影响,从而探讨葡萄糖浓度波动在糖尿病慢性血管并发症中的发病机制。方法:体外培养人脐静脉内皮细胞。实验分组如下:正常对照组(NG组)(葡萄糖浓度为5.55 mmol/L);恒定高葡萄糖组(HG组)(葡萄糖浓度为25 mmol/L);间断高葡萄糖组(FG组)(葡萄糖浓度为5.55 mmol/L与葡萄糖浓度为25 mmol/L两种条件培养液,每8h更换一次);每间隔8h更换新鲜条件培养液一次,一共作用72h。流式细胞仪检测细胞凋亡率及相关调控基因bax、bcl-2表达,硝酸还原酶法测定内皮细胞合成的血管舒张因子NO含量,放射免疫分析法测定内皮细胞合成的血管收缩因子ET-1含量。结果:(1)恒定性高浓度葡萄糖(25 mmol/L)与间断高葡萄糖(5.55/25 mmol/L)作用于人脐静脉内皮细胞72h后,与正常对照组相比,两组内皮细胞凋亡率均增高,分别为(8.10±0.10)%(P<0.001)、(10.20±0.20)%(P<0.001),以间断高葡萄糖组增高幅度尤为明显,与恒定性高浓度葡萄糖组比较,有显著性差异(P<0.001)。(2)恒定性高浓度葡萄糖(25 mmol/L)与间断高葡萄糖(5.55/25 mmol/L)作用于人脐静脉内皮细胞72h后,与正常对照组相比,两组内皮细胞凋亡促凋亡基因bax表达均增高,(以荧光指数fluorimetric index,FI表示其相对含量)分别为1.13±0.021,(P<0.001)、1.34±0.020(P<0.001),以间断高葡萄糖组增高幅度尤为明显,与恒定性高浓度葡萄糖组比较,有显著性差异(P<0.001)。(3)恒定性高浓度葡萄糖(25 mmol/L)与间断高葡萄糖(5.55/25 mmol/L)作用于人脐静脉内皮细胞72h后,与正常对照组相比,两组内皮细胞凋亡抑凋亡基因bcl-2表达均减少,(以荧光指数fluorimetric index,FI表示其相对含量)分别为0.90±0.059,(P<0.001)、0.79±0.062(P<0.001),以间断高葡萄糖组减少幅度尤为明显,与恒定性高浓度葡萄糖组比较,有显著性差异(P<0.001)。(4)恒定性高浓度葡萄糖(25 mmol/L)与间断高葡萄糖(5.55/25 mmol/L)作用于人脐静脉内皮细胞72h后,与正常对照组相比,两组内皮细胞NO合成均减少,分别为(13.50±2.00)μmol/L(P<0.001),(18.10±3.70)μmol/L,(P<0.001),以间断高葡萄糖组减少幅度尤为明显,与恒定性高浓度葡萄糖组比较,有显著性差异(P<0.001)。(5)恒定性高浓度葡萄糖(25 mmol/L)与间断高葡萄糖(5.55/25 mmol/L)作用于人脐静脉内皮细胞72h后,与正常对照组相比,两组内皮细胞ET-1合成均增多,分别为(2.70±0.50)pg/μg Protein(P<0.001)、(3.50±0.50)pg/μg Protein(P<0.001),以间断高葡萄糖组增高幅度尤为明显,与恒定性高浓度葡萄糖组比较,有显著性差异(P<0.001)。结论:1、间断高浓度葡萄糖相对于恒定性高浓度葡萄糖更能显著性增强人脐静脉内皮细胞的凋亡、凋亡基因bax的表达、血管收缩因子ET-1的合成。2、间断高浓度葡萄糖相对于恒定性高浓度葡萄糖更能显著性减少抑凋亡基因bcl-2表达、血管舒张因子NO的合成。提示间断高血糖可能通过影响细胞凋亡及血管舒缩因子NO及ET-1等途径损伤血管内皮功能,进而促进糖尿病慢性血管并发症的发生发展。