2型糖尿病患者血糖波動(dòng)與血清丙二醛、超氧化物歧化酶的關(guān)系

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(xué)雜志》的最新中國(guó)糖尿病流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明,在年齡≥20歲的中國(guó)人群中,糖尿病患病率為9.7%,并呈日益上升趨勢(shì),糖尿病是獨(dú)立于其他動(dòng)脈硬化危險(xiǎn)因素外引起心臟和周圍動(dòng)脈疾病的主要原因。業(yè)已證實(shí),氧化應(yīng)激在糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展過程中起著關(guān)鍵作用,是重要的病理生理機(jī)制之一。近期在體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)[1]中發(fā)現(xiàn)波動(dòng)性高血糖能通過促進(jìn)氧化應(yīng)激和氧自由基形成,引起繼發(fā)的細(xì)胞功能紊亂及損傷,而臨床上對(duì)于糖尿病患者血糖波動(dòng)與氧化應(yīng)激的相關(guān)性也逐漸被人們所重視。本研究采用動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)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(nèi)血糖波動(dòng)與反映體內(nèi)氧化應(yīng)激的主要指標(biāo)血清丙二醛(malonyldialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的關(guān)系,并初步探討血糖波動(dòng)在T2DM氧化應(yīng)激中的作用機(jī)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(guó)2型糖尿病防治指南診斷標(biāo)準(zhǔn),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(nèi)均未服用抗氧化劑或硝酸酯類藥物。根據(jù)CGMS監(jiān)測(cè)的日內(nèi)平均血糖波動(dòng)幅度(mean amplitude glycemic excursions,MAGE)結(jié)果分為:異常波動(dòng)組(AFG)38例:MAGE≥3.9 mmol/L,其中男性23例、女性 15例;正常波動(dòng)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(cè)指標(biāo) 所有受試者測(cè)量身高、體質(zhì)量、血壓,計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(BMI)、平均血壓(MBP)。動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)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(dòng)生化分析儀測(cè)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(biāo)。采用低壓液相色譜法(美國(guó)Bio-Rad公司DiaSTAT儀)測(cè)定HbA1c。用化學(xué)發(fā)光法測(cè)定空腹胰島素水平(FINS),試劑盒購自美國(guó)Bayer公司,采用穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估法(homeostasis model assessment,HOMA)計(jì)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(biāo)本收集完全之后統(tǒng)一測(cè)定血清脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA、SOD含量。采用硫代巴比妥酸方法檢測(cè)MDA濃度;黃嘌呤氧化酶/黃嘌呤系統(tǒng)檢測(cè) SOD水平(試劑盒均購自南京建成生物工程研究所,檢測(cè)按說明書進(jìn)行)。

1.2.2 動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè) 采用圣美迪諾公司的CGMS對(duì)受試者進(jìn)行連續(xù)72 h的監(jiān)測(cè)。CGMS的總體平均相對(duì)偏差為13.2%。本組患者監(jiān)測(cè)期間三餐進(jìn)食時(shí)間相對(duì)固定統(tǒng)一。監(jiān)測(cè)期間應(yīng)用強(qiáng)生公司生產(chǎn)的血糖儀,測(cè)量4次指血血糖作為參比血糖,即置入當(dāng)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(cè)試第2天全日血糖平均值(daily averageplasmaglucose,DAPG),并計(jì)算如下指標(biāo):①日平均血糖波動(dòng)幅度(mean amplitude glycemic excursions,MAGE),統(tǒng)計(jì)第2天24 h波動(dòng)幅度大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的血糖波動(dòng),以波動(dòng)峰值到谷值的方向計(jì)算其波動(dòng)幅度,MAGE為所有血糖波動(dòng)幅度的平均值;②血糖波動(dòng)系數(shù)(blood glucose fluctuant coefficient,BGFC),統(tǒng)計(jì)3 d總體血糖濃度的標(biāo)準(zhǔn)偏差;③日血糖波動(dòng)最大幅度(daily maximum margin of glucose,DMMG):統(tǒng)計(jì)第2天全日血糖最大值與最小值的差值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。多組比較的均數(shù)經(jīng)方差分析,組間比較采用t檢驗(yàn),并以相關(guān)分析評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)性,以P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)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(jì)學(xué)差異。異常波動(dòng)組 FINS、Homa InIR明顯高于正常波動(dòng)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(dòng)組比較,*P＜0.05

項(xiàng) 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(yīng)激指標(biāo)與動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)結(jié)果分析 兩組間日平均血糖值無顯著差異;異常波動(dòng)組DMMG、BGFC及MDA與正常波動(dòng)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(yīng)激指標(biāo)與動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)結(jié)果比較±s)

表2 兩組氧化應(yīng)激指標(biāo)與動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)結(jié)果比較±s)

注:與正常波動(dòng)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(guān)性分析 MAGE與InRI、MDA呈正相關(guān)(r分別0.312,0.293,P均＜0.05),與SOD呈負(fù)相關(guān)(r為-0.358,P＜0.01)。

3 討論

隨著對(duì)糖尿病研究的不斷深入,氧化應(yīng)激在糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)病機(jī)制中的地位已達(dá)共識(shí),認(rèn)為氧化應(yīng)激是該類疾病的重要病理生理機(jī)制之一,并貫穿于發(fā)病的整個(gè)過程[2-3]。氧化應(yīng)激是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時(shí),體內(nèi)氧自由基產(chǎn)生過多,與抗氧化防御之間嚴(yán)重失衡,使活性氧在機(jī)體或細(xì)胞內(nèi)蓄積而引起細(xì)胞毒性,進(jìn)而導(dǎo)致組織損傷的過程。氧化應(yīng)激產(chǎn)生的活性產(chǎn)物如自由基、丙二醛等不但可以直接攻擊大分子物質(zhì)如脂肪、蛋白、核酸等,使之發(fā)生過氧化,導(dǎo)致細(xì)胞壞死,還可以通過間接介導(dǎo)線粒體途徑、DNA修復(fù)酶及轉(zhuǎn)錄因子等導(dǎo)致細(xì)胞功能缺損。同時(shí),機(jī)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(nèi)的抗氧化防御酶系。生理情況下,自由基的產(chǎn)生和清除處于動(dòng)態(tài)平衡,任何原因破壞了這一平衡系統(tǒng),就會(huì)啟動(dòng)氧化應(yīng)激的損傷機(jī)制,從而關(guān)聯(lián)諸多疾病的病理生理過程。

既往糖代謝異常對(duì)體內(nèi)氧化應(yīng)激影響的研究多集中在血糖的升高上。認(rèn)為糖尿病患者體內(nèi)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(qiáng)等導(dǎo)致體內(nèi)活性氧簇產(chǎn)生過多,從而引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng),活化一系列應(yīng)激信號(hào)途徑而導(dǎo)致組織器官損傷[4-6]。近年,隨著血糖波動(dòng)在糖尿病發(fā)病機(jī)制中的作用被不斷證實(shí)[7-9],血糖波動(dòng)與氧化應(yīng)激關(guān)系的研究也已引起普遍關(guān)注。Monnier等[1]體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)波動(dòng)性高血糖增加臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞蛋白激酶C的活性,促進(jìn)氧化應(yīng)激和氧自由基形成,使細(xì)胞間黏附分子的表達(dá)增加。在對(duì)糖尿病鼠的研究中也顯示血糖的異常波動(dòng)易造成氧化應(yīng)激狀態(tài)的現(xiàn)象[10]。這些建立在細(xì)胞水平及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均提示異常的血糖波動(dòng)與氧化應(yīng)激的激活密切相關(guān),由此激發(fā)的氧化應(yīng)激可能導(dǎo)致了相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展。

隨著動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不斷完善,較準(zhǔn)確地測(cè)定人體內(nèi)血糖波動(dòng)情況已成為可能。MAGE是動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)中反映體內(nèi)血糖波動(dòng)的參數(shù)之一,被認(rèn)為是目前評(píng)估血糖波動(dòng)的“金指標(biāo)”。本研究以周健等[11]提出的中國(guó)人MAGE的正常參考值為標(biāo)準(zhǔn),將血糖控制良好的2型糖尿病患者分為兩組,通過檢測(cè)反映體內(nèi)氧化應(yīng)激平衡狀態(tài)的代表性指標(biāo)血清SOD和MDA的水平,來評(píng)估不同血糖波動(dòng)狀況下患者體內(nèi)氧化應(yīng)激情況。結(jié)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(jì)學(xué)意義,提示血糖波動(dòng)大的糖尿病患者胰島素抵抗更為明顯。研究結(jié)果還顯示:與正常波動(dòng)組比較異常波動(dòng)組MDA明顯升高,而SOD明顯降低;MAGE與InRI和MDA均呈正相關(guān),但與SOD呈負(fù)相關(guān),進(jìn)一步提示了血糖波動(dòng)對(duì)患者體內(nèi)氧化應(yīng)激系統(tǒng)的影響是獨(dú)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(dòng)參與體內(nèi)氧化應(yīng)激系統(tǒng)失衡的具體機(jī)制目前尚不清楚,結(jié)合本試驗(yàn)參考相關(guān)文獻(xiàn)考慮可能為:①異常的血糖波動(dòng)增加了胰島素抵抗,胰島素抵抗可導(dǎo)致機(jī)體處于一種氧化應(yīng)激狀態(tài),誘發(fā)機(jī)體持續(xù)、輕微的慢性炎癥;②波動(dòng)性血糖易通過多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶途徑促進(jìn)硝基酪氨酸的形成及提高黏附分子的表達(dá)[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(dòng)性高血糖可作用于細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路,活化蛋白激酶C,激活鈣調(diào)節(jié)通道等促進(jìn)氧化應(yīng)激和氧自由基形成[14];④波動(dòng)性血糖減弱了高葡萄糖濃度狀態(tài)下,細(xì)胞通過改變某些代謝狀態(tài)或進(jìn)行調(diào)節(jié)性反饋來部分拮抗葡萄糖毒性作用,加重了體內(nèi)氧化應(yīng)激系統(tǒng)的失衡等。

總之,異常的血糖波動(dòng)可能通過激活或加重體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)參與了糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生及發(fā)展。但有關(guān)血糖波動(dòng)及其介導(dǎo)的信號(hào)通路在氧化應(yīng)激反應(yīng)中的意義,仍需進(jìn)一步的研究和觀察。

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