胰高血糖素、胰高血糖素样肽-1对早期相胰岛素分泌及血糖漂移的影响

【摘要】：背景： 动态血糖监测系统(continuous glucose monitoring system, CGMS)是近年来逐步完善和推广的一种血糖监测技术,在全面了解血糖信息、指导治疗方面可发挥独特的作用。临床和基础研究显示：血糖波动(glucose excursion)与糖尿病慢性并发症的发生、发展有密切关系,相对于血糖绝对水平的作用,波动性高血糖对组织细胞的损伤可能更大。目前,通过对CGMS结果计算获得的平均血糖波动幅度(mean amplitude of glycemic excursions, MAGE)是评估血糖波动的可靠参数,该参数排除幅度小于1个血糖标准差的波动,弱化干扰因素,更客观反映机体的血糖变化。在2006年Monnier等发现2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者的MAGE与氧化应激显著正相关之后,MAGE已经逐渐被公认为评估血糖波动的金标准。 研究认为,只当β细胞分泌胰岛素的质和量严重受损,不足以维持葡萄糖内环境稳态时,才出现临床高血糖。可见β细胞功能障碍的发生远比糖尿病的发生早,判断胰岛功能的早期改变有重要意义。葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test, OGTT)结合胰岛素释放试验是临床常用的筛查糖尿病方法,同时也是评价早期胰岛p细胞功能的常用方法。国内外广泛采用的早期胰岛素分泌指数(△I30/△G30)是反映早期相胰岛素分泌的可靠参数。目前认为早期相胰岛素反应对于维持机体葡萄糖稳态,尤其是餐后血糖的稳态有着重要意义,进一步研究发现△I30/△G30越高,对机体葡萄糖内环境的影响越持久,△I30/△G30越低,餐后血糖升高越明显,提示早期相胰岛素分泌和抑制餐后血糖漂移关系密切。从正常糖耐量(normal glucose tolerance, NGT)到糖调节受损(impaired glucose regulation, IGR)再到T2DM,β细胞功能呈进行性下降,及早认识这种变化特征,有助于改善p细胞功能、提高对T2DM的防治。 胰高血糖素(glucagon, Gg)是胰岛α细胞分泌的升血糖激素,在糖尿病的发生、发展中也扮演重要角色。正常情况下,进餐后血糖可直接调控Gg的分泌,或通过刺激释放胰岛素间接调控Gg的分泌；当血糖水平过低时,胰岛α细胞则通过增加Gg的分泌,刺激肝糖输出,防止发生低血糖。但在一些糖尿病高危人群(如肥胖患者),可能同时存在高胰岛素血症和高胰高血糖素血症,其胰岛素抑制Gg分泌的能力明显下降,即出现胰岛α细胞的胰岛素抵抗。研究表明Gg绝对或相对过多,也是造成高血糖的重要因素。因此Gg分泌的异常可能参与了2型糖尿病的发病。 肠促胰岛素对调节机体葡萄糖稳态发挥重要作用,胰高血糖素样肽-1(glucagon like peptide-1, GLP-1)作为人体内最重要的肠促胰岛素之一,是目前的研究热点。目前认为GLP-1除可以葡萄糖依赖的促胰岛素分泌和合成外,尚可发挥抑制Gg分泌,延缓胃排空,降低食欲,减少摄食,增强葡萄糖的氧化和利用,诱导p细胞再生和分化,抑制β细胞凋亡等积极作用。研究还表明,NGT人群进餐后,血液中的GLP-1水平可以增加2-3倍以上,而T2DM患者餐后GLP-1的释放则显著减少。可见,GLP-1不仅可改善高血糖,保护胰岛功能,而且可能在T2DM发病机制中也有着重要作用。 本研究针对不同糖代谢状态人群,在CGMS期间行OGTT,并检测OGTT期间血糖、胰岛素、Gg及GLP-1动态变化,旨在观察不同糖代谢状态人群OGTT期间血糖谱、早期相胰岛素分泌及血糖波动特征,初步分析不同糖代谢状态人群Gg、GLP-1的变化对早期相胰岛素分泌的影响,及其与血糖漂移的相关性,为探讨Gg、GLP-1在T2DM发病机制中的作用提供初步实验依据。 目的 1.比较不同糖代谢状态人群OGTT期间的CGMS血糖谱特征,如血糖峰值、增加值和达峰时间的差异。 2.探讨Gg、GLP-1与早期相胰岛素分泌、血糖漂移及OGTT期间血糖谱特征指标的关系。 3.初步分析不同糖代谢状态人群OGTT期间的血糖、胰岛素、Gg及GLP-1动态变化特征。 4.比较OGTT期间CGMS测定值和静脉血糖值的一致性,评估CGMS在OGTT这种血糖快速变化状态下监测的精确性。 材料与方法 1.研究对象 从2010年03月到2010年11月在南方医院内分泌代谢科门诊招募48例志愿者参加本研究。纳入标准：1)年龄在20岁以上,静脉空腹血糖正常或初次发现升高者,范围在3.9～11.0mmol/L;2)无各种严重急、慢性并发症,近3月内无感染和酮症史；3)ALT、AST在正常上限值2倍以内,肾功正常；4)血压≤140/90mmHg;5)依从性较好,能配合实验。排除标准：1)T1DM或已用过降糖药物的IGR及T2DM患者；2)继发型糖尿病或药物引起的血糖异常；3)严重脂代谢紊乱症患者；4)孕妇及哺乳期妇女；5)有胃切除病史及严重胃肠道疾患者；6)其他可能影响糖代谢的疾病。 2.分组 根据实验期间的OGTT结果,按1999年WHO糖尿病诊断及分型标准,纳入受试者NGT组16例,男8例,女8例,年龄(40.4±12.5)岁；IGR组13例,男7例,女6例,年龄(49.3±9.9)岁；初诊T2DM组19例,男10例,女9例,年龄(46.1±13.4)岁。 3.实验流程 实验前培训受试者熟练掌握CGMS和普通血糖仪的使用,专科医生安装CGMS,将探头统一置于受试者腹部皮下脂肪层,进行连续72h的血糖监测。在CGMS第3天上午行75g-OGTT,试验前测量早8：00血压值、身高、体重及腰臀围,采集0、30、60、90及120 min前臂静脉血。葡萄糖氧化酶法测定血浆葡萄糖水平,放射免疫法测定血浆胰岛素、Gg及总GLP-1水平。 4.评估参数 4.1血糖波动采用MAGE评估,统计分析采用2天MAGE的平均值。 4.2葡萄糖负荷后早期相胰岛素分泌采用△I30/△G30评估,计算公式：ΔI30/ΔG30=(30min INS-0min INS)/(30min PG-0minPG) 4.3曲线下面积(area under the curve, AUC)采用近似梯形公式法计算： 120min AUC= (0min值+120min值)/2+30min值+60min值+90min值 4.4日常生活状态下CGMS的精确性评估采用CGMS自带软件分析得到的平均绝对差(mean absorlutely difference, MAD),评估标准：当指尖血糖值之间的差值≥5.6mmol/L时,MAD≤28%且相关系数≥0.79,当指尖血糖之间的差值5.6mmol/L时,MAD≤18%; OGTT期间CGMS的精确性评估采用CGMS测定值和静脉血糖值的相关性分析以及Clarke误差表格分析(error grid ananlysis, EGA),当EGA有95%以上的结果在A、B两区时,提示CGMS有可接受的精确性。 5.统计学处理 数据处理由SPSS13.0软件完成,以均数±标准差表示。完全随机设计资料数据符合正态分布和方差齐性时,采用单因素方差分析(ONE-WAY-ANOVA),进一步多重比较采用LSD法,不满足方差齐性时,用Welch法对F值进行校正,进一步多重比较采用Dunnett's T3法；两变量相关性采用Spearman相关法分析；同一指标的多时间点数据比较采用重复测量因素的方差分析；同一指标的两个不同时间点变量比较采用配对样本t检验；以P≤0.05表示差异具有统计学意义。 结果 1.一般资料 所有受试者顺利完成实验,NGT、IGR和T2DM组的性别、年龄、BMI、WHR、SBP、DBP均匹配(P均0.05)。 2.主要检测指标的比较 2.1血糖 在OGTT时间点之间有显著性差异(F=176.849, P0.001), NGT、IGR和T2DM组均如此(P均0.001)；三组血糖最低值均在0min,峰值分别在30、60和90min,达峰后NGT组血糖迅速下降,T2DM持续处于高水平,IGR组介于二组之间。血糖以T2DM组最高、IGR组次之、NGT组最低(F=58.052,P0.001)；从OGTT各时间点看,组间比较均有显著性差异(P均0.001)。OGTT时间点与分组之间存在交互效应(F=23.132,P0.001)。 2.2胰岛素 在OGTT时间点之间有显著性差异(F=77.321,P0.001), NGT、IGR和T2DM组均如此(P均0.001)；三组胰岛素最低值均在0mmin,峰值分别在60、90和90min,达峰后NGT组迅速下降,IGR组持续处于高水平,T2DM组胰岛素曲线低平,峰值最小。胰岛素以IGR组最高、NGT组次之、T2DM组最低(F=7.130,P=0.002)；从OGTT各时间点看,组间比较均有显著性差异(P均≤0.05)。OGTT时间点与分组之间存在交互效应(F=7.221,P0.001)。 2.3 Gg 在OGTT时间点之间有显著性差异(F=20.467,P0.001),在NGT、IGR和T2DM组均如此(P均0.05)；三组的Gg最低值均在0min,峰值均在30min,达峰后各组均呈降低趋势,T2DM组在整个OGTT期间处于高水平。Gg以T2DM组最高、IGR组次之、NGT组最低(F=16.921,P0.001);从OGTT各时间点看,组间比较均有显著性差异(P均0.01)。OGTT时间点与分组之间无交互效应(F=0.393,P=0.876)。 2.4 GLP-1 在OGTT时间点之间有显著性差异(F=27.917, P0.001), NGT、IGR和T2DM组均如此(P均0.05)；三组的GLP-1最低值均在0min,峰值均在60mmin,达峰后NGT组迅速下降,IGR组缓慢下降,T2DM组GLP-1曲线低平,峰值最小。GLP-1以NGT组最高、IGR组次之、T2DM组最低(F=14.799,P0.001)；从OGTT各时间点看,GLP-1在30、60、90和120min的组间比较均有显著性差异(P均0.05)。OGTT时间点与分组之间存在交互效应(F=6.233,P0.001)。 3.120min曲线下面积(AUC)比较 PG-AUC在NGT、IGR至T2DM组依次增加,组间比较有显著性差异(F= 72.296, P0.001); INS-AUC以IGR组最高,NGT组次之,T2DM组最低,组间比较有显著性差异(F=7.389, P=0.002); Gg-AUC在NGT、IGR至T2DM组依次增加,组间比较有显著性差异(F=12.054, P0.001); GLP-1-AUC在NGT、IGR至T2DM组依次减少,组间比较有显著性差异(F=13.849,P0.001)。 4.不同糖代谢状态人群血糖特征 4.1 HbAlc HbAlc在NGT、IGR至T2DM组依次增加,组间比较有显著性差异(F=18.409,P0.001)。 4.2 MAGE MAGE在NGT、IGR至T2DM组依次增加,组间比较有显著性差异(F=66.181,P0.001)。 4.3 OGTT期间的CGMS血糖谱特征 OGTT期间血糖峰值、增加值和达峰时间在NGT、IGR至T2DM组均依次增加,组间比较均有显著性差异(F分别为46.232、26.376和20.730,P均0.001)。 5.早期相胰岛素分泌的比较 △I30/△G30在NGT、IGR至T2DM组依次降低,组间比较有显著性差异(F=13.272,P0.001)。 6.相关性分析 6.1 120min-Gg-AUC、120min-GLP-1-AUC和ΔI30/ΔG30、MAGE的相关性 Gg-AUC与△I30/△G30的相关系数r为-0.389,呈显著性相关(P=0.006)；Gg-AUC与MAGE的相关系数r为0.519,呈显著性相关(P0.001)。 GLP-1-AUC与△I30/△G30的相关系数r为0.455,呈显著性相关(P=0.001)；GLP-1-AUC与MAGE的相关系数r为-0.578,呈显著性相关(P0.001)。 6.2 120min-Gg-AUC、120min-GLP-1-AUC、ΔI30/ΔG30、MAGE与OGTT期间血糖谱指标的相关性 Gg-AUC与OGTT期间血糖峰值、增加值、达峰时间的相关系数r分别为0.551、0.480和0.333,均有显著相关性(P均0.05)； GLP-1-AUC与OGTT期间血糖峰值、增加值、达峰时间的相关系数r分别为-0.538、-0.564和-0.442,均有显著相关性(P均0.01)； △I30/△G30与OGTT期间血糖峰值、增加值、达峰时间的相关系数r分别为-0.741、-0.678和-0.552,均有显著相关性(P均0.001)； MAGE与OGTT期间血糖峰值、增加值、达峰时间的相关系数r分别为0.831、0.816和0.644,均有显著相关性(P均0.001)。 7.各组OGTT期间血糖、胰岛素、Gg、GLP-1动态变化 7.1 NGT组 血糖在糖负荷后30min达到峰值(t=-12.726, P0.001 vs.0min),达峰后迅速降低(t=6.737, P0.001 vs.120min);胰岛素和GLP-1的变化具有一致性,峰值均出现在60min,较0min值分别升高约12.5倍和2.9倍(t分别为-8.690和-5.667,P均0.001vs.0min),达峰后快速降低(t分别为4.383和5.674,P均0.01vs.120min); Gg变化与血糖的变化有一致性,其峰值出现在30min (t=-5.027, P0.001 vs.0min),随着胰岛素和GLP-1分泌的增多,Gg水平显著性降低(t=3.959,P=0.001 vs.120min)。 7.2 IGR组 血糖在糖负荷后60min达到峰值(t=-24.142, P0.001 vs.0min),胰岛素和GLP-1分泌相对迟缓,胰岛素达峰时间延后至90min (t=-9.044, P0.001 vs. Omin),达峰后持续处于高水平,GLP-1峰值出现在60min (t=-2.574, P=0.024 vs.0min),曲线相对低平,Gg峰值在30min(t=-5.245, P0.001 vs.0min),达峰后呈显著性降低(t=4.663, P=0.001 vs.120min)。 7.3 T2DM组 血糖在糖负荷后90min达峰(t=-14.087, P0.001 vs.0min),胰岛素和GLP-1曲线低平,胰岛素峰值出现在90min (t=-7.430, P0.001 vs.0min), GLP-1峰值在60min (t=-4.584, P0.001 vs.0min),两者的峰值均明显偏低,Gg峰值在30min(t=-2.976,P=0.008 vs.0min),达峰后不呈显著性降低(t=2.091, P=0.051 vs.120min)。 8. CGMS精确性评价 MAD在NGT、IGR和T2DM组分别为(10.37±3.10)%、(9.82±3.39)%和(9.25±3.26)%,组间比较无显著性差异(F=0.515,P=0.601)。 配对的CGMS测定值和静脉血糖值在整个OGTT期间、血糖稳态、急升和急降阶段分别为240、48、91和101对,相关系数r分别为0.932、0.811、0.913和0.919,均具有显著相关性(P均0.001),应用EGA得到整个OGTT期间、血糖稳态、急升和急降阶段分别有97.9%、97.9%、98.9%和97.0%的结果在A、B两区。 结论 1. OGTT期间血糖峰值、增加值和达峰时间在NGT、IGR至T2DM人群均呈依次增加。 2.随着早期相胰岛素分泌的降低,或者血糖波动的增大,OGTT期间血糖峰值、增加值、达峰时间均逐渐增加。 3.糖负荷后Gg的高分泌,或GLP-1的低分泌,均与早期相胰岛素分泌的降低、血糖波动的增大、OGTT期间血糖峰值、增加值、达峰时间的增加相关。 4. OGTT期间,仅NGT人群的胰岛素和GLP-1具有一致的变化。 5. CGMS在OGTT这种血糖快速变化状态下的监测有可接受的精确性。

【关键词】：动态血糖监测系统 葡萄糖耐量试验 胰高血糖素 胰高血糖素样肽-1 早期相胰岛素分泌 血糖波动
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R587.1
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