血脂异常对胰岛β细胞功能和胰岛素敏感性的影响

血脂异常对胰岛β细胞功能和胰岛素敏感性的影响 血脂异常对胰岛β细胞功能和胰岛素敏感 性的影响 2264 ? 论着? 重庆医学2010年9月第39卷第17期 血脂异常对胰岛I3细胞功能和胰岛素敏感性的影响 李佳,徐玲,蒋岚 (泸州医学院附属医院内分泌科,四川泸州646000) 摘要:目的用Botnia钳夹术评价血脂异常患者胰岛G细胞功能和胰岛素敏感性.方法对糖耐量正常的15例血脂正常 者和15例高脂血症患者分别进行Botnia钳夹术,评价高脂血症患者胰岛细胞功能和胰岛素敏感性.以正糖钳夹稳态期胰岛素介 导的葡萄糖利用率(Rd)来判定周围组织胰岛素敏感性,以lVGTT测定的第一时相胰岛素分泌(FPIR)与Rd值的乘积处置 指数来判定胰岛口细胞功能.结果血脂异常纽Rd明显低于血脂正常纽(P一0.009),基础胰岛素水平明显高于血脂正常纽 (P一0.002),Botnia钳夹术测定的FPIR,血脂正常者和血脂畀常者差异无统计学意义(P>0.05).但用Rd校正后得出的处置指 数值,血脂异常者明显低于血脂正常者(P:0.011).Rd与血清游离脂肪酸明显负相关(r=一0.577),FPIR与游离脂肪酸,尿酸 明显负相关(r一一0.446;r一0.391).结论血糖正常的血脂异常患者存在外周胰岛素抵抗与胰岛B细胞功能异常,高游离脂 肪酸血症可能在其中发挥重要作用.' 关键词:静脉葡萄糖耐量试验;葡萄糖钳夹技术;血脂异常;胰岛素抵抗;胰岛8细胞 dot:10.3969/j.issn.1671—8348.2010.17.010 中图分类号:R589.2文献标识码:A文章编号:】67卜8348(20】O)17-226403 EvaluationofinsulinresistanceandisletBcellfunctionindyslipidemiasubjeetswithnormalbloodglucose IIJia.XULing.JIANGLan (Department0,F"0fr0og,A,filiatedHospitalo,LuzhouMedicalCollege,Luzhou,Sichuan646000,China) Abstract:ObjectiveTodetecttheinfluencebetweenperipheralinsulinresistanceandisletpcellfunctionindyslipidemiasub jectswithnormalbloodglucose.MethodsTheBotniaclamp,anintravenousglucosetolerancetestfollowedbyaeuglycemic—hyper— insulinemicclamp.wasperformedin15normalsubjectsand15casesofdyslipidemiawithnormalglucosetolerance.Therateofin— sulin-mediatedglucosedisposal(Rd)duringthesteadystateofglucoseclampwasusedtoassesstheperipheraltissueinsulinsensi— tivity.Thedispositionindex(DI)wasusedtomeasureinsulinsecretionadjustingforinsulinsensitivityandwascalculatedfromthe productoftheFPIRandtheRd.ResultsDyslipidemiapatientsshoweddecreasedRd(6.27? 2.59mg?kg?minvs9.03?2. 78mg?kg?min,P0.009),butsimilarFPIR,comparedwithhealthypeople.However,insulinsecretionadjustingthedegree ofinsulinresistancewassignificantlyimpaired(尸一 0.011).TheRdwassignificantlycorrelatednegativelywithfreefattyacids (FFA)(r-_一 0.577,P<0.05).FPIRwassignificantlycorrelatednegativelywiththeFFAanduricacid(r一一0.446,r一一0.391, P<O.05).ConclusionIndyslipidemiasubjectswithnormalbloodglucose,therearesevereperipheralinsulinresistanceandrela tivedeficiencyofcellfirstphaseinsulinrelease.Itislogicaltodeducethatbothinsulinresistanceandthecellchangescouldbe,at leastpartially,secondarytohighlevelsofserumFFAs. Keywords:intravenousglucosetolerancetest;glucoseclamptechnique;dyslipidemia;iusul inresistance;islet8cell 胰岛8细胞的胰岛素分泌缺陷和(或)靶组织对胰岛素敏 感性的降低即胰岛素抵抗(IR)是2型糖尿病发生的重要病理, 生理机制.近年来,脂代谢紊乱,脂毒性学说在2型糖尿病的 发生,发展过程中起到的作用日益受到重视,但部分体外研究 发现,脂毒性只在高血糖的背景下才对8细胞功能发生明显影 响,而在体研究,特别是对血脂异常患者进行的研究尚无明确 结论.因此,本研究对糖耐量完全正常的高脂血症患者进行胰 岛p细胞功能和胰岛素敏感性评价,以探讨单纯的血脂异常对 IR和胰岛B细胞功能的影响.I临床常用的静脉注射葡萄糖耐 量试验(intravenousglucosetolerancetest,IVGTT)能测定第 一 时相胰岛素分泌(first—phaseinsulinresponse,FPIR),因而 在胰岛B细胞功能轻度受损的早期即可得到反映,但该试验结 果要受IR的干扰,在凋嫠胰岛素敏感性后,可恰当评估机体胰 岛B细胞功能.本研究在临床建立Botnia钳夹术[2]以测定 受试者IR水平和胰岛8细胞功能,即先进行IVGTT,随后再 进行高胰岛素正葡萄糖钳夹术(简称正糖钳夹术),并且用正糖 钳央测定的胰岛素敏感性调整1VGTT值,使得测定的胰岛8 细胞功能更为准确,可靠. 1对象与方法 1.1研究对象正常糖耐量者30例,按2007年《中国成人血 脂异常防治指南》诊断标准分为两组:血脂正常组15例,男9 例,女6例.血脂异常组15例,男8例,女7例.血脂异常标 准为:TC?5.18mmol/I;TG?1.7mmol/I;HDI一C<1.O4 mmol/I;LDI一C?3.37mmol/I,4项指标至少符合1项.试 验前将试验的目的以及可能产生的不良反应告知研究对象,并 填写知情同意书. 1.2研究方法所有受试对象空腹12h,测定身高,体质量指 数(BMI),腰围(w),排空小便后仰卧.分别在双前臂正中静 脉穿刺并留置导管,以备抽血及输注胰岛素,葡萄糖.将受试 者一侧前臂置于恒温箱中(温度5O?)以保证静脉血动脉化. 整个试验在受试者安静,清醒的状态下进行. 1.2.1Botnia钳夹术钳夹过程持续18Omin,分为第1阶段 IVGTT(0,60min)和第2阶段正糖钳夹术(60,180min). 在置管后测定空腹血糖(FPG)并留取血清样本.在1,3min 内静脉推注完0.3g/kg的葡萄糖(50葡萄糖),推沣完开始记 时,分别留取1,2,4,6,8,1O,2O,3O,4O,5O,60min的血样标本 重庆医学2010年9月第39卷第17期 2mI,用于测定葡萄糖,胰岛素浓度.在6Orain结束时开始进 行正糖钳夹术,前10rain(即6O,70rain)内注入初始负荷剂量 (45mu/m.)胰岛素溶液(丹麦诺和诺德公司常规诺和灵R4O u/mI)使血浆胰岛素水平迅速升高,在随后的7o,180min里 以120mu/(m.?min)速率持续输注胰岛索.每5分钟测定1 次动脉化的静脉血浆葡萄糖(葡萄糖氧化酶法,贝朗血糖检测 仪),输注并调整2O葡萄糖溶液输注率,使钳夹血糖接近正 常FPG值,通常设置在4.4,5.5mmol/I.以l5o,18Orain 为稳态期.钳夹期间每10分钟取血标本测胰岛素,每3O分钟 取血测定皮质醇,胰升糖素.所有血样均经离心分离血清,, 8O?保存待测. 计算方法:计算钳夹过程稳态期葡萄糖消失率(又称葡萄 糖利用率,Rd).周围组织的胰岛素敏感性以胰岛素介导的 Rd示,它等于钳夹稳态期的Rd.胰岛8细胞功能以处置指 数(dispositionindexDI)表示],DI—FPIR×Rd.FPIR以2, 4,6min的血清胰岛素浓度之和来进行计算. 1.2.2其他临床指标测定血红蛋白(HbAlc)用微柱层析法 测定.血浆胰岛素,胰高糖素采用放免法测定(药盒购自中国 原子能科学研究院同位素研究所).血清总游离酯肪酸(FFA) 采用酰基辅酶A氧化酶比色法测定,药盒由英国Randox试验 公司提供. 1.3统计学处理所有统计应用SPSS12.0软件完成.计量 资料以j?s表示,检验各组变量正态分布情况.两组间比较 采用独立样本t检验.以Pearson相关对各指标间相关性进行 分析.并以多元逐步回归分析影响Rd,FPIR的因素. 2结果 2.1Botnia钳夹试验的建立所有受试者在试验开始静脉推 注葡萄糖后血中胰岛素水平迅速升高,约2,4rain达到峰值, 以后逐步下降,随着第2阶段正糖钳夹试验的开始,血中胰岛 素水平再次迅速升高,约10min达到峰值,以后均维持于一相 对稳定水平至整个钳夹过程结束.两组患者试验前基础胰岛 素水平有差异,但在钳夹稳态期两组胰岛素水平差异无统计学 2265 意义(P>().05).所有受试者试验开始后1rain血浆葡萄糖水 平达到高峰,以后逐步下降,在第2阶段正糖钳夹试验开始后 逐步趋向稳定,在钳夹稳态期中始终维持在4.4,5.5ITII~IO1// I.试验开始静脉推注葡萄糖后血皮质醇,胰高糖素水平迅速 降低,以后逐渐升高,在稳态期维持稳定水平,但仍明显低于试 验前,见表1. 2.2血脂异常患者与血脂正常者各临床指标比较血脂异常 组TC,TG和LDI一C明显高于血脂正常组(P<0.05),在两组 BMI,腰围,血压[收缩压(SBP),舒张压(DBP)],FPG,血尿酸 (uA)水平无差异的情况下,血脂异常组空腹胰岛素(FINs)水 平明显高于血脂正常对照组(P一0.002),而Rd值明显低于血 脂正常组,两者差异有统计学意义(P一0.009).两组FPIR值 差异无统计学意义(P一0.305),但对其用胰岛素敏感性进行 校正之后,两者显示明显差异,血脂异常组DI值明显低于血脂 正常组(P__0.011),见表2. 2.3所有进行Botnia钳夹试验者的Rd,FPIR值与各临床指 标的相关及回归分析对所有进行Botnia钳夹试验者的Rd, FPIR值与各临床指标进行Pearson相关分析结果显示,Rd与 FFA,胰岛素抵抗指数(HOMA—IR),TG,LDIC,FINS呈具有 统计学意义的明显负相关,r值分别为:0.577,一0.553,一 0.478,一0.404,一0.442,P值均小于0.05.FP1R值与FFA, H0MAIR,TG,UA呈具有统计学意义的明显负相关,r值分 别为:,0.446,一0.387,一0.393,一0.391,P值均小于0.05. 以Rd值为因变量,其余各临床指标为自变量(FPG,FINS 两个指标由于直接参与HOMA,IR的计算,不作为自变量纳 入分析),进行多元逐步回归分析(纳入标准P%0.05,排除标 准P>O.10),结果仅FFA,HOMA—IR两指标进入回lJ_]方程. 回归方程如下:Rd=16.712—0.013×FFA一0.927×H0MA— IRFFA标准化回归系数为:一0.424,HOMAIR标准化归 系数为:一0.384.同样方法得出FPIR回归方程如下:FPIR一 479.0510.172×FFA一0.265×UAFFA,UA标准化回归系 数分别为:一0.409,一0.348. 表1两组Botnia钳夹试验的各指标情况(?5) 2266重庆医学2010年9月第39卷第17期 表2(续)血脂正常者与血脂异常患者各临床指标比较《i?s) 血脂正常组 血脂异常组 两组比较t值 两组比较P值 48o.64?79.18 539.21?113.61 —— 1.638 O.1]4 310.92?54.44 346.46?52.73 — 1.816 0.080 9.O3?2.78 6.27?2.59=# 2.813 0.009 312.15?22.57 295.85?55.44 1.054 0.305 2805.27?863.77 1883.75?974.63# 2.741 O.O11 与正常组相比,#:P<0.05;##:P<0.01. 3讨论 IR和胰岛G细胞功能受损是糖尿病发生的两个最重要的 病理生理因素.在不同的患者,在疾病的不同阶段这两种因素 的重要性有所差别.目前多数研究均认为,糖调节异常是划分 胰岛p细胞功能正常与异常的切点,但胰岛口细胞功能的衰变 是一个动态的过程,血糖正常的糖尿病高危人群可能已经存在 轻度的胰岛0细胞功能受损,充分了解IR和胰岛口细胞功能 的动态变化特点对指导特异性干预,预防和延缓2型糖尿病的 发生将起到重要的作用.因此本研究对血糖正常的高脂血症 患者进行Botnia钳夹术以观察其胰岛G细胞功能与IR水平, 并探讨脂毒性作用的存在是否依赖于高血糖. 目前国内外公认的评价胰岛8细胞功能的最好方法是高 葡萄糖钳夹技术(简称高糖钳夹术).评价IR的金指标是正糖 钳夹术.但由于这两种钳夹技术方法复杂,价格昂贵且费时, 难以实现对受试者在同一天进行高糖和正糖钳夹术.本研究 在临床成功建立Botnia钳夹术,即先进行IVGTT再进行正糖 钳夹术.在首先进行的IVGTT过程中,随着静脉血糖的升 高,血皮质醇,胰升糖素水平均较试验前有所降低,以后缓慢回 升,在随后进行的正糖钳夹试验过程中,血皮质醇,胰升糖素水 平保持稳定.这均提示整个钳夹过程中无低血糖等应激因素 的存在.评价正糖钳夹技术是否成功建立的指标包括】:(1) 当血胰岛素达到优势浓度时,血糖钳夹在正常血糖状态并保持 稳定;(2)内源性胰岛素完全被抑制;(3)升糖激素无明显释放; (4)肝糖产生被抑制.既往研究发现,在葡萄糖钳夹过程中,正 常人群血浆胰岛素浓度达到5OmIu/I以上,糖尿病患者以及 其他严重IR患者血浆胰岛素达到200mlU/I,几乎能完全抑 制肝糖的产生,此时葡萄糖输注率等于葡萄糖的利用率,即葡 萄糖输注率可作为评价外周组织对胰岛素敏感性的指标. 本研究正糖钳夹试验的建立达到以上标准.不同实验室采用 相同胰岛素输注率时稳态期胰岛素浓度相差较大,可能与试验 具体操作,胰岛素测定方法等因素有关.钳夹稳态期胰岛素浓 度不同,Rd值也不同,一般稳态期胰岛素浓度越高,Rd值越 大.本研究两组稳态期胰岛素浓度差异无统计学意义(P> 0.05),两组Rd值具有可比性J. 既往研究已证实,Botnia钳夹术能准确反映机体IR水 平,开始进行的IVGTT并不影响随后进行的正糖钳夹术,而 且有较好的重复性一.研究还发现对IVGTT测定的FPIR能 进行IR的校正,用DI能更真实地反映胰岛8细胞的功能], 由此可见Botnia钳夹术的建立,不仅能准确测定胰岛素敏感 性,而且能用该指标校正IVGTT测定的胰岛B细胞功能,使 胰岛B细胞功能的评估也更为可靠. 本研究血脂异常组Rd值明显低于正常组(P一0.009). 可见在BMI,腰围,血糖,血压,血尿酸水平无差异的情况下, 血脂异常患者IR明显重于正常者,这与既往报道相符.对胰 岛8细胞的功能评价,血脂异常者空腹胰岛素水平较正常者有 明显升高(P--0.002),Botnia钳夹术测定的FPIR,血脂异常患 者较正常者已有下降趋势,但差异无统计学意义(P>0.05), 在引入IR指标后的Dl值比较,血脂异常者DI值较正常者已 有明显降低(P一0.011).可见,血脂异常者在血糖水平正常 时已经有一定程度的胰岛G细胞功能受损,表现为FPIR减 少,而基础胰岛素分泌有所增加,这在既往文献中很少报道. 对所有进行Botnia钳夹术的受试者进行的相关分析中,Rd值 与FFA,TG,IDIC,HOMA—IR,FINS呈明显负相关,具有统 计学意义,在以Rd值为因变量的多元逐步回归分析中仅 FFA,HOMAIR两指标进入回归方程.可见Botnia钳夹术测 定的IR与HOMA模型的IR之间存在良好的相关性.lR与 FFA之间的明显相关性在以前的研究中早已得到证实.本研 究中Botnia钳夹术测定的FPIR与FFA,HOMA—IR,TG,UA 呈明显负相关,在以FPIR为因变量的多元回归分析中FFA, uA进入回归方程.可见高TG血症特别是高FFA水平对胰 岛8绌胞的功能特别是早相胰岛素的分泌存在不良影响. TG,FFA与IR和胰岛8细胞功能的这种关系可以用脂毒性学 说得到解释,血液中高浓度的TG在脂蛋白脂酶的作用下水解 成FFA,过多的FFA以TG的形式在非脂肪组织过度沉积,可 通过神经酰胺,蛋白激酶C,胰岛素受体底物一2,胰十二指肠同 源异型盒1,过氧化物酶体增殖物激活受体,内质网应激等途 径损害细胞功能并促进其凋亡,从而造成该组织的损伤.在胰 岛中过多沉积可以使胰岛B细胞凋亡加速并使其功能减退,而 在胰岛素作用的靶组织如肝脏,肌肉中过度沉积将造成.IR. 本研究还发现血尿酸与早相胰岛素分泌之间的负相关关系,这 在以往文献中很少报道lg,且结论不一,值得进一步研究. 两组受试者FPG,HbAlc差异无统计学意义,在对Rd和 FPIR进行的相关及回归分析中,二者均与FPG,HbAlc不具 有统计学意义的相关性,可见本研究得出的(下转第2269页) 重庆医学2010年971第39卷第17期 本研究中先用MTT法检测到阿司匹林使吉西他滨对胰 腺癌细胞的生存抑制率降低,而且通过核形态染色发现阿司匹 林减少了吉西他滨引起的细胞凋亡,说明阿司匹林能引起胰腺 癌细胞株SW1990对吉西他滨耐药.阿司匹林引起耐药的主 要机制可能是PI3K/AKT通路的激活.因为PI3K/AKT是 着名的细胞内促存活途径1],是多种细胞产生耐药的主要分 子,且阿司匹林在保护结肠癌细胞免受去血清培养或者抗癌药 物处理引起的凋亡的过程中起着主导作用L5j.本研究用蛋白 免疫印迹的方法检测到阿司匹林能明显活化PI3K和AKT激 酶,而且,此通路的特异性抑制剂LY294002的应用能消除阿 司匹林在胰腺癌细胞上抑制凋亡的作用,进一步表明PI3K/ AKT通路是阿司匹林发挥作用的主要分子机制. 综上所述,阿司匹林能引起胰腺癌细胞SW1990产生对吉 西他滨的耐药,此发现对临床合理用药有非常重要的指导作 用.为此,需要在其他人胰腺癌细胞株上实验并在动物实验上 得到验证,以明确阿司匹林对吉西他滨临床用药的影响. 参考文献 [1] [2] [33 [4] 李耀波.胰腺癌与慢性胰腺炎的CT鉴别诊断[J].广西医 学,200I,23(3):497. 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(收稿日期:20091111修回日期:201002—24) (上接第2266页) 结论完全不受血糖水平的影响. 综上所述,血脂异常患者除了存在明显的IR外,已出现轻 度的胰岛8细胞功能损害,而血清FFA的增高在其中发挥重 要作用. 参考文献: [1] [2] [3] [4] [5] 李光伟.胰岛8细胞功能评价[J].国外医学内分泌学分 册,2001,2】(5):225. TripathyD,WessmanY,GullstromM,eta1.Importance ofobtainingindependentmeasuresofinsulinsecretionand insulinsensitivityduringthesametest:resultswiththe Botniaclamp[J].DiabetesCare,2003,26(5):1395. KahnSE,PrigeonRI,MeCullochDK,eta1.Quantifica tionoftherelationshipbetweeninsulinsensitivityandp cellfunctioninhumansubjects:evidenceforahyperbolic function[J].Diabetes,1993,42:l663. VrbikovaJ,BendlovaB,HillM,eta1.Insulinsensitivity andbetacellfunctioninwomenwithpolycysticovary syndrome[J].DiabetesCare,2002,25(7):1217. DeFronzoRA,TobinJD,AndresR.Glucoseclamptech— nique:amethodforquantifyinginsulinsecretionandre— sistance[J~.AMJPhysiol,1979,237(3):E214. 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