胰高血糖素与2型糖尿病及糖调节异常的相关性研究.doc

1、胰高血糖素与 2 型糖尿病及糖调节异常的相关性研究 摘要 目的：分析不同阶段的 2 型糖尿病患者，在空腹、糖耐量（ OGTT）、左旋精氨酸（ L-Arg）实验中胰腺细胞分泌的胰高血糖素（ GC）、胰岛素，游离脂肪酸（ FFA）的变化；通过对胰高血糖素（ GC）、游离脂肪酸（ FFA）与血糖（ BG）、胰岛素（ INS）、胰岛素稳态模型（ HOMA）、糖代谢激素分泌曲线等指标之间的关系的研究，来探讨胰腺细胞在糖尿病发病机制中所起作用，为糖尿病的治疗提供理论依据。方法： 3 组研究对象，包括 T2DM 组 45 例、 IGR组 28 例、 NGT组 30 例，分别行糖耐量（ OGTT）、次日行左旋

2、精氨酸（ L-Arg）实验。检测空腹状态下的血糖（ FBG）、胰岛素（ F）、胰高血糖素（ FGC）、游离脂肪酸（ FFA），计算各组的胰岛素稳态模型（ HOMA-），胰岛素敏感指数（ ISI）， HOMA-IR；同时计算 OGTT， L-Arg 试验中检测的不同时间段并计算曲线下面积 AUCBG， AUCINS， AUCGC。结果： 3 组研究对象中的 FGC 和 FFA 均有总体差异；各组的FGC 均与 HOMA-， ISI 负相关，与 HOMA-IR 正相关；在所有的 103 例研究对象中， FGC 与 FBG， HOMA-IR 正相关，与 FINS 无相关性，与 HOMA-， ISI

3、负相关； FFA 与 FBG，HOMA-IR 正相关，与 FINS， HOMA-， ISI负相关； FGC与 FFA 之间，在 T2DM 组和 IGR 组正相关，在 NGT组无统计学相关。 3 组研究对象在 OGTT 中 GC曲线下面积表现为T2DMIGRNGT， L-Arg 实验中 GC曲线下面积表现为T2DMIGRNGT； AUCGC 与 AUCBG 显著正相关、与AUCINS显著负相关。结论：发现 T2DM 和 IGR 患者胰高血糖素和游离脂肪酸水平升高，其升高的程度与血糖、HOMA-IR 正相关，与 INS， HOMA-， ISI 负相关。在 T2DM和 IGR 患者，胰高血糖素升高，

4、提示 2 型糖尿病人不仅存在胰腺细胞分泌异常，且存在细胞的分泌异常。 关键词 2 型糖尿病；胰高血糖素；游离脂肪酸；血糖；胰岛素 糖尿病危害严重，其发病率不断地被新的流行病学调查刷新。近年来，胰腺细胞在糖尿病发病及治疗中所起作用，越发受到重视，有人认为 T2DM患者除存在胰腺细胞的损伤还存在胰腺细胞的损伤，一般认为 T2DM患者胰高血糖素（ GC）和游离脂肪酸（ FFA）都呈增高水平，但具体的变化 尚无较全面的调查，不同学者的报道不尽相同。 GC增高常与血糖水平、胰岛素抵抗（ IR）相关 1，上四分位数 IR的个体伴随有上四分位数 GC 水平的协同变化 2；但也不尽然，譬如低血糖时 3。 GC

5、 可能直接影响餐后血糖和肠促胰岛素的分泌，与纤溶活性也有独立的联系。动物实验提示糖尿病早期 GC 变化比胰岛素下降更明显，封闭 GC受体可改善 IR。 低能量食物能同时降低血糖、胰岛素和 FFA 水平，提示在能量代谢调节时 FFA 与血糖、胰岛素同方向变化；而阿西莫司降低 FFA 后，却能提高餐后胰岛素分泌和血糖曲线下面积，提示 FFA 与糖代谢调节负相关。 FFA 影响糖代谢可能通过代谢率的变化和（或）关键酶基因表达的变化，高 FFA 水平会提高糖尿病合并冠脉疾病患者心肌缺血的危险。所以GC， FFA 与糖尿病的关系密切、危害严重，探讨其变化与血糖、胰岛素之间的关系显得尤为迫切。 1 材料与

6、方法 1.1 研究对象 2008 年 8 月至 2009 年 2 月在胜利医院就诊的各种类型2 型糖尿病（ T2DM），以及糖调节异常（ IGR）患者，还包括来源于健康体检者的对照组（ NGT），一共 103 例，分为 3组： T2DM 组 45 例； IGR 组 28 例； NGT组 30 例 。 NGT 组来自胜利医院体检中心、与前 2 组年龄相近的健康人群，排除一级亲属糖尿病家族史，排除有严重慢性疾病、尤其是内分泌和代谢系统疾病。 1.2 实验过程 所有的研究对象清晨空腹抽取静脉血，检测空腹血糖（ GLU）、血脂（包括游离脂肪酸 FFA、总胆固醇 TC、甘油三脂 TG、高密度脂蛋白 HD

7、L、脂蛋白 a、低密度脂蛋白 LDL、极低密度脂蛋白 VLDL、乳糜微粒 CM等）、胰岛素、胰高血糖素（ glugacon， GC）。 随后行口服葡萄糖耐量（ OGTT）试验，检测 30， 60，90， 120 min 血糖（ blood glucose， BG）、胰岛素和胰高血糖素（ GC）水平。绘制空腹， 30， 60， 90， 120 min 的 BG，GC 分泌曲线，比较分泌高峰和曲线下面积（ AUC）。 次日再对该研究对象行左旋精氨酸（ L-Arg）实验：受试者隔夜空腹 12 h 以上，清晨行肘静脉穿刺，抽取静脉血并留置穿刺针。然后注射 25% L-Arg 5 g， 30 s 内注射

8、完毕；于注射后 2， 4， 6 min 各采静脉血 1 次，检测注射前及后 2， 4，6 min 的 GLU， GC 水平。绘制空腹， 2， 4， 6 min 的 GLU，GC 分泌曲线，比较分泌高峰和曲线下 面积。 血糖、血脂等常规检测项目在本院检验科 RA-1000 全自动生化分析仪上完成。胰岛素（ INS）、胰高血糖素（ glucagon，GC）的测定采用放射免疫分析法。 GADAb， ICA， IAA 检测采用免疫荧光法，试剂及荧光显微镜由德国欧蒙公司提供。 1.3 统计学方法 统计学分析采用 SPSS 13.0 软件，计量资料满足正态分布和方差齐性，采用单因素 ANOVA 方差分析、

9、 LSD 检验以及 Pearson 积差相关分析；不满足正态分布和方差齐性，采用 Kruskal-Waillis H 检验、 Mann-Whitney U 检验以及Spearman 秩相关分析。 2 结果 2.1 研究对象的一般情况 3 组的性别、年龄、体重指数、血压均无统计学差异；血脂有差异，代谢紊乱的患者存在血脂的差异是能够接受的，选择样本时也难以避免，见表 1。 2.2 空腹状态下 3 组研究对象的 BG， GC， FFA 水平 各研究组的 BG， GC， FFA 等指标，均满足样本正态分布。下文中的胰岛素敏感指数（ ISI）不满足正态，转化为自然对数后进行分析。 3 组研究对象进入实验

10、后，首先观察空腹状态下血糖、胰岛素、胰高血糖 素、游离脂肪酸的水平，见表 2。 2.3 空腹胰高血糖素与稳态模型、胰岛素敏感指数的关系 3 组研究对象共 103 例统一记为 Total 组考察，分析各组GC 与 HOMA-， ISI， HOMA-IR 的相关关系，采用 Pearson积差相关分析。其中 Total 组的 HOMA-， ISI 不满足正态分布，故改用 Spearman 秩相关分析。相关系数 r 和 P 见表 3。各组 GC 与 HOMA-， ISI均有显著的统计学负相关，与HOMA-IR 均有显著的统计学负相关。 2.4 游离脂肪酸与稳态模型、胰岛素敏感指数的关系 分析各组 FF

11、A与 HOMA-， ISI， HOMA-IR 的相关关系，采用 Pearson 积差相关分析。其中 Total 组的 HOMA-，ISI 不满足正态分布，故采用 Spearman 秩相关分析，见表 4。在 NGT组， FFA 与 HOMA-， ISI， HOMA-IR 均无统计学相关；在 Total 组， FFA 与 HOMA-， ISI 有显著的统计学负相关，与 HOMA-IR 有显著的统计学负相关。 2.5 OGTT试验中 3 组研究对象的 BG， GC水平 2.5.1 OGTT试验中血糖的变化 经 levene方差齐性检验，3 组研究对象 的 30 min BG， 90 min BG，

12、120 min BG， AUCBG样本观测值满足方差齐性（ P 分别为 0.292， 0.123， 0.879，0.057），其均数的比较采用单因素 ANOVA 方差分析和 LSD检验；而 3 组的 FBG， 60 min BG 不满足方差齐性（ P 分别为 0.028， 0.046），其均数的比较采用 Kruskal-Waillis H 检验和 Mann-Whitney U 检验。血糖 BG 的检测结果及其均数的比较见表 5 7。 120 min BG， AUCBG 两两组间比较，均有显著差异（ P=0）。 30 min BG， 60 min BG， 90 min BG， 120 min B

13、G，AUCBG 表现为 T2DMIGRNGT。 各组在 OGTT试验中的血糖分泌曲线绘制见图 1，各组均表现为口服 75 g 葡萄糖 30 min 后血糖浓度最高， 60 min BG， 90 min BG， 120 min BG 依次下降。血糖释放的曲线下面积（ AUCBG）表现为 AUCT2DMAUCIGRGAUCNGT。 2.5.2 OGTT试验中胰岛素的变化 经 levene 方差齐性检验，在 OGTT 试验中各组研究对象的 FINS， 30 min， 60 min，90 min， 120 min， AUC 样本观测值均不满足方差齐性（ P 分别为 0.040， 0， 0， 0， 0，

14、 0），其均数的 3 组总体比较采用Kruskal-Waillis H 检验。 各组研究对象的 FINS， 30， 60， 90， 120 min， AUC 均有总体显著差异（ P=0）；各检测值两两组间比较，均有显著差异（ P=0）。 FINS的均数表现为FINSIGRFINSNGTFINST2DM；而 30， 60， 90， 120 min，AUC 的均数都表现为 T2DMIGRNGT。 各组研究对象在 OGTT试验中的胰岛素分泌曲线见图2，在口服 75 g 葡萄糖后， T2DM 组和 NGT 组在 60 min 时胰岛素水平最高， IGR 组的分泌高峰较 T2DM组和 NGT组延迟，在

15、90 min 达到最高。胰岛素释放的曲线下面积（ AUC）表现为 AUCNGTAUCIGRAUCT2DM。 2.5.3 OGTT试验中胰高血糖素的变化 通过 OGTT试验中的 GC 释放曲线，进一步观察胰高血糖素的变化。 T2DM组和 IGR 组在服糖后 60 min 达到浓度高峰，而 NGT组在服糖后 30 min 即达到高峰，达峰后下降速度要快于 T2DM 组和 IGR 组。 NGT组胰高血糖素水平总是低于其他 3 组患者，在口服葡萄糖后有个短暂的升高，幅度也很小。可能由于胰岛素分泌增加的原因， GC 在 60， 90， 120 min 时段反而水平下降。 2.6 L-Arg 试验中血糖的

16、变化 血糖的检测结果及其均数的比较结果见表 8。经 levene方差齐性检验， 3 组研究对象的 2 min BG， 4 min BG， 6 min BG， AUCBG 样本观测值满足方差齐性（ P 分别为 0.094，0.468， 0.785， 0.352），其均数的比较采用单因素 ANOVA 方差分析和 LSD 检验；而 3 组的 FBG不满足方差齐性（ P 为0.028），其均数的比较采用 Kruskal-Waillis H 检验和Mann-Whitney U 检验。 空腹和 6 min 的血糖水平表现为BGT2DMBGIGRBGNGT； 2， 4 min 的血糖水平表现为BGT2DMB

17、GIGRBGNGT。血糖曲线下面积表现为AUCT2DMAUCIGRAUCNGT。各组研究对象在 L-Arg 试验中，血糖释放曲线见图 4。随着时间的推迟，血糖水平呈增长趋势，均表现为 6 min BG4 min BG2 min BGFBG。 3组研究对象的 血糖水平为 BGT2DMBGIGRBGNGT。 2.7 L-Arg 试验中胰岛素的变化 经 levene 方差齐性检验，在 L-Arg 试验中各组 研究对象的 F， 2， 4， 6 min， AUC 样本观测值均不满足方差齐性（ P 分别为 0.040， 0.006， 0.009， 0.002， 0.001），其均数的3 组总体比较采用 K

18、ruskal-Waillis H 检验，结果见表 9。 3 组研究对象在 L-Arg 试验中的胰岛素水平以及曲线下面积均有总体显著差异。总结如下：各组各指标见两两比较均有统计学差异。具体表现为：空腹胰 岛素水平呈FIGRFNGTFT2DM； 2 min 和 4 min 胰岛素水平呈IGRNGTT2DM； 6 min 胰岛素水平呈 6 minIGR6 minNGT6 minT2DM；曲线下面积表现为AUCIGRAUCNGTAUCT2DM。在 L-Arg 试验中各组的胰岛素释放曲线中， 3 组研究对象均在 2 min 处胰岛素浓度最高， 4， 6 min 呈缓慢下降趋势。 AUCIGR 明显高于其

19、他 2 组，AUCT2DM明显低于其他 2 组，见图 5。 2.8 L-Arg试验中胰高血糖素的变化 经 levene 方差齐性检验， 在 OGTT 试验中各组研究对象的 FGC， 2 min GC， 4 min GC， 6 min GC， AUCGC 样本观测值满足方差齐性（ P 分别为 0.083， 0.296， 0.958， 0.888，0.570），均数的 4 组总体比较采用单因素 ANOVA 方差分析，各组间两两比较采用 LSD 检验，见表 10，图 6。 3 组研究对象在 L-Arg 试验中的 GC 水平是有 总体显著差异的；各组各时段的 GC两两比较均有显著统计学差异。总结如下：

20、空腹和 2 min 胰高血糖素表现为FGCT2DMFGCIGRFGCNGT； 4 min 胰高血 糖素表现为 4 min GCT2DM4 min GCIGR4 min GCNGT； 6 min 胰高血糖素表现为 6 min GCT2DM6 min GCIGR6 min GCNGT，但6 min GCIGR 与 6 min GCNGT 两两比较无统计学差异；曲线下面积表现为 AUCT2DMAUCNGTAUCIGR。在 L-Arg 实验的胰高血糖素释放曲线图 6 中，各组研究对象均在 2 min时 GC 浓度最高，随后的 4， 6 min 浓度呈下降趋势。 T2DM组的 GC 水平最高， NGT组

21、的 GC水平最低。 3 讨论 近 年来越来越多的研究表明细胞可能同样存在胰岛素抵抗。胰高血糖素是胰岛细胞分泌的一种多肽激素，其主要生物作用是促进肝糖原分解，抑制肝糖元合成，增强糖异生，使血糖升高。在胰岛内细胞与细胞细胞相互比邻，分别分泌胰岛素、胰高血糖素、生长抑素，三者之间的旁分泌系统的相互调控作用，构成了反馈机制，对维持血糖的平衡十分重要。在 2 型糖尿病（ T2DM）患者，不仅存在着细胞功能的异常同时还有细胞功能的异常。在 T2DM的发展中，胰岛素的分泌表现多种异常，如进餐后早期相（第一时相）的分泌减少，后相分泌延迟，由此胰高血糖 素在进餐后非但不受抑制，反而进一步升高。胰岛素和胰高血糖素的分泌异常共同导致了餐后高血糖的发生。而这 2 种激素的分泌异常甚至在糖耐量受损时即已经出现 4。很多研究表明，胰高血糖素可以刺激血糖升高，但很大程度上依赖于胰岛素的浓度。 Pankaj Shah 等研究发现，如果餐后胰岛素可迅速升高，胰高血糖素抑制的缺乏对于糖耐量的影响是非常小的。而在胰岛素分泌延迟或分泌下降时缺乏对胰高血糖素的抑制则可发生明显的高血糖。