彭朝勝,曹悅鞍,丁海燕,張文路,夏 菁,謝文秀,楊 璐

2010年3月刊登在《新英格蘭醫(yī)學雜志》的最新中國糖尿病流行病學調查結果表明,在年齡≥20歲的中國人群中,糖尿病患病率為9.7%,并呈日益上升趨勢,糖尿病是獨立于其他動脈硬化危險因素外引起心臟和周圍動脈疾病的主要原因。業(yè)已證實,氧化應激在糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展過程中起著關鍵作用,是重要的病理生理機制之一。近期在體外細胞培養(yǎng)實驗[1]中發(fā)現(xiàn)波動性高血糖能通過促進氧化應激和氧自由基形成,引起繼發(fā)的細胞功能紊亂及損傷,而臨床上對于糖尿病患者血糖波動與氧化應激的相關性也逐漸被人們所重視。本研究采用動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)(continuous glucose monitoring system,CGMS)觀察血糖控制良好的2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者日內血糖波動與反映體內氧化應激的主要指標血清丙二醛(malonyldialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的關系,并初步探討血糖波動在T2DM氧化應激中的作用機制。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2型糖尿病患者76例(男性48例、女性28例),均符合2007年中國2型糖尿病防治指南診斷標準,年齡44～72(52.86±11.22)歲,排除心腦血管疾病、感染、肝腎疾病、惡性腫瘤及自身免疫性疾病等。所有受試者2周內均未服用抗氧化劑或硝酸酯類藥物。根據CGMS監(jiān)測的日內平均血糖波動幅度(mean amplitude glycemic excursions,MAGE)結果分為:異常波動組(AFG)38例:MAGE≥3.9 mmol/L,其中男性23例、女性 15例;正常波動組(NFG)38例:MAGE＜3.9 mmol/L,其中男性25例、女性13例。所選患者均接受口服降糖藥物(排除胰島素治療者)治療并血糖控制良好,即空腹血糖(FPG)＜7.0 mmol/L,糖化血紅蛋白(HbA1c)＜7.0%。

1.2 方法

1.2.1 檢測指標 所有受試者測量身高、體質量、血壓,計算體質指數(shù)(BMI)、平均血壓(MBP)。動態(tài)血糖監(jiān)測前日晚餐后空腹12 h,于次晨8:00左右取靜脈血,所有血樣收集后立即離心10 min(3 500 r/min)取分離血清。統(tǒng)一采用Beckman Cx5全自動生化分析儀測定FPG、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)等指標。采用低壓液相色譜法(美國Bio-Rad公司DiaSTAT儀)測定HbA1c。用化學發(fā)光法測定空腹胰島素水平(FINS),試劑盒購自美國Bayer公司,采用穩(wěn)態(tài)模型評估法(homeostasis model assessment,HOMA)計算胰島素抵抗程度(Homa InRI=空腹血糖×空腹胰島素/22.5)。所有剩余血清立即置于-20℃冰箱冷凍保存 ,標本收集完全之后統(tǒng)一測定血清脂質過氧化產物MDA、SOD含量。采用硫代巴比妥酸方法檢測MDA濃度;黃嘌呤氧化酶/黃嘌呤系統(tǒng)檢測 SOD水平(試劑盒均購自南京建成生物工程研究所,檢測按說明書進行)。

1.2.2 動態(tài)血糖監(jiān)測 采用圣美迪諾公司的CGMS對受試者進行連續(xù)72 h的監(jiān)測。CGMS的總體平均相對偏差為13.2%。本組患者監(jiān)測期間三餐進食時間相對固定統(tǒng)一。監(jiān)測期間應用強生公司生產的血糖儀,測量4次指血血糖作為參比血糖,即置入當天睡前1次血糖及以后連續(xù)3 d每天晨起1次FPG。讀取受試者測試第2天全日血糖平均值(daily averageplasmaglucose,DAPG),并計算如下指標:①日平均血糖波動幅度(mean amplitude glycemic excursions,MAGE),統(tǒng)計第2天24 h波動幅度大于1個標準差的血糖波動,以波動峰值到谷值的方向計算其波動幅度,MAGE為所有血糖波動幅度的平均值;②血糖波動系數(shù)(blood glucose fluctuant coefficient,BGFC),統(tǒng)計3 d總體血糖濃度的標準偏差;③日血糖波動最大幅度(daily maximum margin of glucose,DMMG):統(tǒng)計第2天全日血糖最大值與最小值的差值。

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據進行分析,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示。多組比較的均數(shù)經方差分析,組間比較采用t檢驗,并以相關分析評價指標間的相關性,以P＜0.05為有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 一般資料分析 兩組年齡、病程、FPG、BMI、TG、TC、HbA1c及平均血壓無統(tǒng)計學差異。異常波動組 FINS、Homa InIR明顯高于正常波動組(P＜0.05,表1)。

表1 兩組一般資料(s)

表1 兩組一般資料(s)

注:與正常波動組比較,*P＜0.05

項 目 AFG(n=38) NFG(n=38)年齡(年) 53.06±9.42 52.65±10.34心率(/min) 78.23±7.96 76.53±9.27病程(年) 7.92±3.42 7.58±3.59 MBP(kPa) 15.22±4.64 14.99±3.88 FPG(mmol/L) 6.33±0.52 6.17±0.82 BMI(kg/m2) 26.43±2.82 26.18±3.23 HbA1c(%) 6.23±1.15 6.19±1.52 TC(mmol/L) 6.23±0.95 6.15±0.76 TG(mmol/L) 2.50±0.92 2.41±0.77 HDL-C(mmol/L) 1.07±0.32 1.05±0.28 LDL-C(mmol/L) 3.36±0.51* 2.93±0.62 FINS(m U/L) 23.83±0.87* 20.11±0.76 Homa In RI 4.90±2.61* 4.22±2.14

2.2 氧化應激指標與動態(tài)血糖監(jiān)測結果分析 兩組間日平均血糖值無顯著差異;異常波動組DMMG、BGFC及MDA與正常波動組比較升高(P均＜0.05),而SOD明顯降低(P＜0.01,表 2)。

表2 兩組氧化應激指標與動態(tài)血糖監(jiān)測結果比較±s)

表2 兩組氧化應激指標與動態(tài)血糖監(jiān)測結果比較±s)

注:與正常波動組比較,*P＜0.05,**P＜0.01

組別 n DAPG(mmol/L) DMMG(mmol/L) BGFC(mmol/L) MDA(μmol/L) SOD(kU/L)AFG 38 7.92±2.40 5.86±2.23* 2.63±0.92* 6.68±1.44* 129.33±16.43 NFG 38 7.77±2.61 5.02±1.91 2.10±0.61 5.21±1.25 148.46±12.82**

2.3 相關性分析 MAGE與InRI、MDA呈正相關(r分別0.312,0.293,P均＜0.05),與SOD呈負相關(r為-0.358,P＜0.01)。

3 討論

隨著對糖尿病研究的不斷深入,氧化應激在糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)病機制中的地位已達共識,認為氧化應激是該類疾病的重要病理生理機制之一,并貫穿于發(fā)病的整個過程[2-3]。氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時,體內氧自由基產生過多,與抗氧化防御之間嚴重失衡,使活性氧在機體或細胞內蓄積而引起細胞毒性,進而導致組織損傷的過程。氧化應激產生的活性產物如自由基、丙二醛等不但可以直接攻擊大分子物質如脂肪、蛋白、核酸等,使之發(fā)生過氧化,導致細胞壞死,還可以通過間接介導線粒體途徑、DNA修復酶及轉錄因子等導致細胞功能缺損。同時,機體亦存在包括SOD、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidace,GSH-Px)、過氧化氫酶(catalase,CAT)等在內的抗氧化防御酶系。生理情況下,自由基的產生和清除處于動態(tài)平衡,任何原因破壞了這一平衡系統(tǒng),就會啟動氧化應激的損傷機制,從而關聯(lián)諸多疾病的病理生理過程。

既往糖代謝異常對體內氧化應激影響的研究多集中在血糖的升高上。認為糖尿病患者體內的高血糖狀態(tài)可通過糖有氧氧化增加、多元醇代謝途徑和己糖胺生物合成通路的激活、蛋白的非酶糖基化作用的加強等導致體內活性氧簇產生過多,從而引發(fā)氧化應激反應,活化一系列應激信號途徑而導致組織器官損傷[4-6]。近年,隨著血糖波動在糖尿病發(fā)病機制中的作用被不斷證實[7-9],血糖波動與氧化應激關系的研究也已引起普遍關注。Monnier等[1]體外細胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)波動性高血糖增加臍靜脈內皮細胞蛋白激酶C的活性,促進氧化應激和氧自由基形成,使細胞間黏附分子的表達增加。在對糖尿病鼠的研究中也顯示血糖的異常波動易造成氧化應激狀態(tài)的現(xiàn)象[10]。這些建立在細胞水平及動物實驗的結果均提示異常的血糖波動與氧化應激的激活密切相關,由此激發(fā)的氧化應激可能導致了相關疾病的發(fā)生和發(fā)展。

隨著動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)的不斷完善,較準確地測定人體內血糖波動情況已成為可能。MAGE是動態(tài)血糖監(jiān)測中反映體內血糖波動的參數(shù)之一,被認為是目前評估血糖波動的“金指標”。本研究以周健等[11]提出的中國人MAGE的正常參考值為標準,將血糖控制良好的2型糖尿病患者分為兩組,通過檢測反映體內氧化應激平衡狀態(tài)的代表性指標血清SOD和MDA的水平,來評估不同血糖波動狀況下患者體內氧化應激情況。結果發(fā)現(xiàn),在控制了年齡 、BMI、血壓 、FPG 、HbA1c等因素的情況下 ,兩組患者空腹胰島素、胰島素抵抗指數(shù)差異仍有統(tǒng)計學意義,提示血糖波動大的糖尿病患者胰島素抵抗更為明顯。研究結果還顯示:與正常波動組比較異常波動組MDA明顯升高,而SOD明顯降低;MAGE與InRI和MDA均呈正相關,但與SOD呈負相關,進一步提示了血糖波動對患者體內氧化應激系統(tǒng)的影響是獨立于血糖平均水平與糖化血紅蛋白之外的。

異常的血糖波動參與體內氧化應激系統(tǒng)失衡的具體機制目前尚不清楚,結合本試驗參考相關文獻考慮可能為:①異常的血糖波動增加了胰島素抵抗,胰島素抵抗可導致機體處于一種氧化應激狀態(tài),誘發(fā)機體持續(xù)、輕微的慢性炎癥;②波動性血糖易通過多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶途徑促進硝基酪氨酸的形成及提高黏附分子的表達[12],通過依賴蛋白激酶C活化的還原型輔酶Ⅰ/Ⅱ氧化酶等刺激活性氧的過度生成[13];③波動性高血糖可作用于細胞內信號傳導通路,活化蛋白激酶C,激活鈣調節(jié)通道等促進氧化應激和氧自由基形成[14];④波動性血糖減弱了高葡萄糖濃度狀態(tài)下,細胞通過改變某些代謝狀態(tài)或進行調節(jié)性反饋來部分拮抗葡萄糖毒性作用,加重了體內氧化應激系統(tǒng)的失衡等。

總之,異常的血糖波動可能通過激活或加重體內氧化應激反應參與了糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生及發(fā)展。但有關血糖波動及其介導的信號通路在氧化應激反應中的意義,仍需進一步的研究和觀察。

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