hóa chất
Nguyên lý chung của phƣơng pháp này là mô phỏng đặc điểm chính của ĐTĐ týp 2: đề kháng insulin tại mô đích và thiếu hụt tƣơng đối insulin trong máu. Động vật thƣờng đƣợc chọn là chuột cống và chuột nhắt. Chuột nuôi bằng chế độ dinh dƣỡng giàu năng lƣợng và giàu lipid trong một khoảng 4 tuần - 8 tuần để gây các rối loạn về chuyển hóa, đƣa đến tình trạng đề kháng insulin, sau đó dùng hóa chất gây phá hủy tế bào beta tuyến tụy gây nên tình trạng thiếu hụt insulin. Hóa chất thƣờng dùng là streptozocin có đặc tính gây độc cho tế bào beta tuyến tụy [77], [78].
Hoá chất streptozocin (STZ)
Giữa thập niên 60 (thế kỷ 20) các nhà khoa học đã phát hiện ra tính độc chọn lọc của STZ đối với các tế bào beta đảo tụy. Khi đƣợc hấp thụ vào các tế bào beta, STZ đƣợc phân cắt thành glucose và một nửa còn lại là methylnitrosourea.
Vì có tính alkyl hóa nên tác động tới các đại phân tử sinh học dẫn tới phá hủy tế bào beta. Tính chọn lọc của STZ với tế bào beta do STZ là chất đồng đẳng nitrosourea trong đó N- methyl-N-nitrosourea đƣợc liên kết với C-2 của hexose. Nitrosoure tan trong lipid nên đƣợc hấp thụ dễ dàng vào mô qua màng sinh chất, kết quả của việc thay thế hexose là STZ ít tan trong lipid. STZ đƣợc tích lũy chọn lọc trong tế bào beta đảo tụy qua kênh vận chuyển glucose GLUT2 ái lực thấp nằm trong màng sinh chất. Tính độc của STZ còn đƣợc biểu hiện ở con đƣờng thứ 2 khi STZ tạo ra nitric oxide (NO) làm tổn thƣơng ADN và ức chế chu trình Krebs [79]. Rossini và Like (1976) với liều STZ 150 mg /kg gây tăng glucose máu chuột [80]. Leiter (1982) gây tăng glucose máu chuột bằng liều STZ 50 mg lặp lại nhiều lần [81]. Các mô hình này giống ĐTĐ týp 1 do phá huỷ hầu hết tế bào beta tuyến tuỵ
Kết hợp chế độ ăn giàu chất béo với STZ
Năm 2000, Reed MJ là ngƣời đầu tiên báo cáo đã gây đƣợc mô hình ĐTĐ týp 2 với thời gian nuôi chuột bằng thức ăn giàu chất béo 2 tuần và STZ liều thấp. Reed sử dụng thức ăn giàu chất béo, có 40% calo là chất béo để nuôi chuột trong 2 tuần để gây tình trạng đề kháng insulin ngoại biên. Sau 2 tuần, nồng độ insulin, acid béo tự do và triglycerid trong máu lô chuột ăn giàu chất béo đều cao hơn rõ rệt so với lô chuột ăn thức ăn thƣờng (P < 0,0001) [82]. Elizabeth R. Gilbert nuôi chuột nhắt bằng thức ăn giàu năng lƣợng và giàu chất béo (5200 kcal/kg, 60 % calo là chất béo) trong 5 tuần cũng gây rối loạn chuyển hóa và đề kháng insulin rõ rệt so với lô chứng [83]. Để gây tình trạng thiếu hụt insulin tƣơng đối, lƣợng tế bào beta phải bị phá hủy khoảng 70% nên cần dò liều STZ vì đáp ứng của mỗi lô chuột khác nhau. Reed đã tiêm tĩnh mạch STZ liều 50 mg/kg chuột cống Sprague-Dawley nuôi bằng chế độ ăn giàu chất béo 2 tuần. Mô hình ĐTĐ của Reed có tăng glucose, insulin, acid béo tự do, triglycerid máu tƣơng tự nhƣ ĐTĐ týp 2 trên ngƣời. Từ năm
2000 đến nay, nhiều tác giả đã áp dụng mô hình của Reed để đánh giá tác dụng điều trị ĐTĐ của dƣợc liệu. Phần lớn các nghiên cứu đều chọn nuôi chuột bằng chế độ ăn giàu chất béo trong 1 tháng và tiêm STZ liều duy nhất 50 mg/kg đã gây đƣợc mô hình ĐTĐ týp 2 trên chuột cống. Tuy nhiên mô hình này tiếp tục đƣợc nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới tiếp tục đƣợc cải tiến để gần giống với bệnh cảnh ĐTĐ trên ngƣời nhất [84], [85], [86].