2型糖尿病的相關(guān)影響因素及鐵營養(yǎng)與氧化應(yīng)激水平的相關(guān)性研究

張惠英，李 瑞，杜雪雪

糖尿病是受免疫、遺傳和環(huán)境等多種因素共同作用的代謝性疾病[1]。由于代謝紊亂和血糖增高，可直接或間接導(dǎo)致微量元素鐵代謝異常，微量元素鐵又參與胰島素的合成、分泌、貯存、活性以及能量代謝過程，其異常會影響胰島素的合成與分泌等，從而促進糖尿病的發(fā)生與發(fā)展[2-3]。氧化應(yīng)激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內(nèi)高活性分子，如活性氧自由基和活性氮自由基(RNS)產(chǎn)生過多，其氧化程度超出氧化物的清除速度，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導(dǎo)致組織損傷。

有學(xué)者認為，鐵是一把“雙刃劍”，一方面，當(dāng)鐵缺乏時，可以減少一些含鐵的抗氧化酶〔如過氧化氫酶(CAT)〕的合成，從而降低了體內(nèi)抗氧化能力；另一方面，當(dāng)體內(nèi)鐵負荷時，微量元素鐵也可能通過參與氧化反應(yīng)從而對機體造成損傷[4-5]。本研究主要探討2型糖尿病患者鐵營養(yǎng)狀況與氧化應(yīng)激水平的相關(guān)性，分析影響2型糖尿病的相關(guān)因素，為2型糖尿病的防治提供參考。

1　資料與方法

1.1一般資料2010年3—7月收集在寧夏自治區(qū)兩所二級甲等以上醫(yī)院(中國人民解放軍第五醫(yī)院和中衛(wèi)市人民醫(yī)院)住院且確診的2型糖尿病患者182例為病例組，按照1999年糖尿病診斷標準，按是否合并并發(fā)癥分為單純組88例和并發(fā)癥組94例，同時收集在這兩所醫(yī)院進行健康體檢正常者87例為對照組。3組受檢者的年齡、性別、學(xué)歷及職業(yè)間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，見表1)，具有可比性。

1.2方法

1.2.1血樣采集晨起取空腹血5 ml，離心后，取血清于-80 ℃低溫冰箱保存待測。

1.2.2體內(nèi)鐵營養(yǎng)指標血清鐵(SI)采用ICP-OES法。血清鐵蛋白(SF)、可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(sTfR)均采用ELISA法，美國R&D System公司試劑盒。

1.2.3氧化應(yīng)激指標包括丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和CAT。以上指標測定所用試劑盒均來自南京建成生物研究所，其實驗室操作步驟均按照試劑盒說明書操作。

1.2.4實驗儀器722分光光度計、Varian710-ES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、北京普朗新技術(shù)有限公司酶標工作站(DNM-9602G型酶標分析儀和DNX-9620A型電腦洗板機)、石墨爐、高速離心機、旋渦混勻器和微型振蕩器等儀器。

表1　3組受檢者一般資料比較

注：*為F值

2　結(jié)果

2.1體內(nèi)鐵營養(yǎng)狀況比較與對照組比較，單純組和并發(fā)癥組的SI、SF水平均升高，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；而sTfR水平均降低，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01，見表2)。

Table2 Comparison of the nutritional status of study object among three groups

組別例數(shù)SI(mg/L)SF(μg/L)?sTfR(nmol/L)對照組873 41±3 34　2 31±0 32　29 68±14 59　單純組884 76±3 94△2 44±0 34△21 08±11 55▲并發(fā)癥組946 86±3 98△2 57±0 33▲16 63±11 82▲F值11 1436 7818 728P值0 0000 0010 000

注：*為幾何均數(shù)值；SI=血清鐵，SF=血清鐵蛋白，sTfR=可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體；與對照組比較，△P<0.05，▲P<0.01

2.2氧化應(yīng)激水平比較與對照組比較，單純組和并發(fā)癥組的MDA水平均升高，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；而SOD、CAT水平均降低，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；3組GSH-Px水平比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，見表3)。

2.3體內(nèi)SF水平與氧化應(yīng)激水平的關(guān)系不同SF水平組中，MDA、CAT水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；SOD、GSH-Px水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，見表4)。

2.42型糖尿病相關(guān)因素的Logistic回歸分析以2型糖尿病為因變量，年齡、性別、學(xué)歷、MDA、SOD、CAT、SI及SF為自變量，進行Logistic回歸分析。結(jié)果顯示，年齡、性別、SI、SF、MDA、SOD及CAT進入回歸方程(P<0.05，見表5)。

表3　3組受檢者氧化應(yīng)激水平的比較

注：MDA=丙二醛，SOD=超氧化物歧化酶，GSH-Px=谷胱甘肽過氧化物酶，CAT=過氧化氫酶；與對照組比較，△P<0.05，▲P<0.01

Table4Comparison of antioxidant level among groups with different serum protein content

例數(shù)SF(μg/L)?MDA(μmol/L)SOD(U/ml)GSH-Px(U/L)CAT(U/ml)Q1組662 02±0 134 61±1 34107 62±30 06228 79±167 944 09±2 85Q2組692 29±0 074 88±1 31106 60±26 28244 93±180 234 47±3 44Q3組672 56±0 094 75±1 43106 87±29 57309 03±181 744 00±3 48Q4組672 91±0 154 71±1 21107 00±33 42277 54±172 644 22±3 86F值752 5200 4893 0813 0130 347P值0 0000 6690 0280 0310 791

注：*為幾何均數(shù)值

表52型糖尿病相關(guān)因素的有序Logistic回歸分析

Table5Logistic regression analysis on the relationship between T2DM and related factors

β值標準誤Waldχ2值dfP值95%CI組別=1 002 3271 5352 29910 129(-0 681，5 335)組別=2 004 9341 5679 91110 002(1 862，8 005)年齡0 0930 01634 41210 000(0 062，0 125)性別0 6700 3024 91810 027(0 078，1 263)學(xué)歷-0 6460 4322 23410 135(-1 494，0 201)MDA0 3630 11010 78810 001(0 146，0 579)SOD-0 0250 00522 67310 000(-0 035，-0 015)CAT-0 1300 0448 58710 003(-0 218，-0 043)SI0 1200 0399 60010 002(0 044，0 196)SF0 0010 0014 01810 045(2 748，0 002)

3　討論

研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者體內(nèi)存在鐵負荷[7-9]。SI主要反映血液中鐵水平，SF主要反映體內(nèi)鐵儲存的情況，sTfR是轉(zhuǎn)鐵蛋白受體分解的片段，主要用來衡量體內(nèi)鐵代謝情況，而sTfR的水平隨著體內(nèi)SF的活躍而減少[9]。體內(nèi)鐵代謝越旺盛，則血清sTfR的水平就越低。李劍虹等[6]研究表明，sTfR可用于判定體內(nèi)鐵過量。本研究結(jié)果顯示，對照組體內(nèi)的SI和SF水平降低，單純組和并發(fā)癥組則升高；對照組sTfR水平升高，單純組和并發(fā)癥組則降低，sTfR在單純組和并發(fā)癥組差異有顯著性，且均低于對照組，進一步說明糖尿病患者體內(nèi)鐵代謝較活躍。

2型糖尿病是一個多因素導(dǎo)致的慢性代謝性疾病，是以高血糖為特征的代謝紊亂，體內(nèi)氧化應(yīng)激同樣存在紊亂[10-11]。MDA是細胞膜脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物之一，其水平可間接估計脂質(zhì)過氧化的程度。2型糖尿病患者高血糖狀態(tài)會引起葡萄糖氧化過程中氧化應(yīng)激增強，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA增多。本研究結(jié)果顯示，2型糖尿病患者體內(nèi)脂質(zhì)過氧化水平較正常組增加，說明2型糖尿病患者體內(nèi)氧化應(yīng)激水平增高，與常東等[11-12]研究結(jié)果一致。在不同SF水平組中，SOD、CAT水平有明顯差異，而且對照組升高，并發(fā)癥組降低。這與單春燕等[10-12]研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果表明，2型糖尿病患者體內(nèi)氧化應(yīng)激水平增高、抗氧化能力減弱。

本研究中，不同SF水平組的SOD、GSH-Px的水平有明顯差異，其余幾個指標無明顯差別。這可能與SOD能夠特異性地清除體內(nèi)游離的二價鐵，通過發(fā)生Fenton反應(yīng)產(chǎn)生更具細胞毒性的羥基(-OH)或氧自由基有關(guān)。據(jù)估計，50%以上的自由基造成的分子損傷由-OH造成[13]。鐵與巰基結(jié)合有很強的催化作用，也能產(chǎn)生活性很強的-OH和其他氧化劑[14-15]。另外，活性鐵是脂質(zhì)過氧化的催化劑，能使脂質(zhì)過氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的脂烷基和脂烷過氧基再度作用于脂質(zhì)，使反應(yīng)以鏈式不斷進行，進而加重反應(yīng)造成的損害[16]。鐵絡(luò)合劑去鐵胺、轉(zhuǎn)SF能制止或減緩鐵參與脂質(zhì)過氧化反應(yīng)[17]。不同的SF水平組中，游離的二價鐵離子將增多，這也可能加劇了SOD活性的減少。GSH-Px主要的作用亦是清除過氧化物等氧化劑，鐵的增多也助于氧化劑的產(chǎn)生，從而降低了GSH-Px的活性[18]。這進一步說明，體內(nèi)鐵營養(yǎng)狀況與抗氧化酶的活性有一定關(guān)系。

在對不同病例組中2型糖尿病相關(guān)因素的有序Logistic回歸分析中，發(fā)現(xiàn)不同病例組中，年齡、性別、SI、SF及MDA水平對2型糖尿病起促進作用；SOD、CAT水平對2型糖尿病起保護作用。由此可知，年齡、性別、SI、SF以及MDA是2型糖尿病的危險因素；而SOD、CAT是2型糖尿病的保護因素，這與付正菊等[8-10]的研究相似。

綜上所述，2型糖尿病患者體內(nèi)存在鐵負荷情況，并同時存在鐵代謝紊亂，鐵負荷是2型糖尿病的一個危險因素。2型糖尿病患者體內(nèi)氧化應(yīng)激水平增高、抗氧化能力減弱。不同SF水平組，氧化應(yīng)激水平有所改變。因此可以認為，2型糖尿病患者體內(nèi)鐵負荷與氧化損傷同時存在，鐵與氧化應(yīng)激水平可能存在一定的關(guān)聯(lián)，并將作為后續(xù)研究內(nèi)容。

1衛(wèi)生部疾病控制司、中華醫(yī)學(xué)會糖尿病學(xué)分會.中國糖尿病防治指南(試行本)[J].中國慢性病預(yù)防與控制，2004，12(6)：283-285.

2馮婷，楊波，張祥迅，等.鐵超負荷對胰島β細胞分泌胰島素功能的影響[J].四川醫(yī)學(xué)，2007，28(12)：1341-1343.

3Brewer GJ.Risks of copper and iron toxicity during aging in humans[J].Chem Res Toxicol，2010，23(2)：319-326.

4孫燕，朱本章.微量元素與糖尿病氧化應(yīng)激[J].國外醫(yī)學(xué)：醫(yī)學(xué)地理分冊，2005，25(4)：159-161.

5馮燁，李成江.鐵代謝與糖尿病的關(guān)系[J].浙江醫(yī)學(xué)，2008，30(6)：662-663，666.

6李劍虹，樸建華，楊曉光.轉(zhuǎn)鐵蛋白受體評估鐵過量狀況最佳臨界值的研究[J].營養(yǎng)學(xué)報，2007，29(5)：431-434.

7Sun L，F(xiàn)ranco OH，Hu FB，et al.Ferritin concentrations，metabolic syndrome，and type 2 diabetes in middle-aged and elderly chinese[J].J Clin Endocrinol Metab，2008，93(12)：4690-4696.

8付正菊，劉敏，汪之頊，等.2型糖尿病與鐵營養(yǎng)狀況相關(guān)性研究[J].中國糖尿病雜志，2008，16(8)：493-494.

9孫雪松，何慶瑜.含鐵蛋白介導(dǎo)的鐵轉(zhuǎn)運分子機制[J].化學(xué)進展，2007，19(12)：1987-1990.

10單春艷，鄭少雄，陳莉明，等.2型糖尿病患者血清氧化應(yīng)激指標水平的改變[J].實用糖尿病雜志，2006，2(2)：14-17.

11常東，潘洪志，許風(fēng)娟，等.糖尿病及其視網(wǎng)膜病變患者抗氧化酶及氧化應(yīng)激產(chǎn)物的變化[J].哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2008，42(5)：475-478.

12賈文波，許繼取，宋方方，等.2型糖尿病患者胰島素抵抗和氧化應(yīng)激反應(yīng)[J].中國公共衛(wèi)生，2006，22(7)：769-771.

13Fumeron F，Pean F，Driss F，et al.Ferritin and transferrin are both predictive of the onset of hyperglycemia in men and women over 3 years：the data from an epidemiological study on the Insulin Resistance Syndrome(DESIR)study[J].Diabetes Care，2006，29(9)：2090-2094.

14Halliwell B.Oxidants and the central nervous system：some fundamental questions.Is oxidant damage relevant to Parkinson′s disease，Alzheimer′s disease，traumatic injury or stroke? [J].Acta Neurol Scand Suppl，1989(126)：23-33.

15雷海燕，顧萍，邵加慶，等.血清鐵蛋白與2型糖尿病及其相關(guān)危險因素的關(guān)系[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2010，13(1)：36.

16劉馮，莫東華，劉智屏，等.可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體在急性溶血性貧血診斷中的意義[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2010，13(5)：1528.

17韋安陽，周春蘭.微量元素銅、鐵、錳、鍺與自由基[J].廣東微量元素科學(xué)，2001，8(6)：15-16.

18Van Campenhout A，Van Campenhout C，Lagrou AR，et al.Impact of diabetes mellitus on the relationships between iron-，inflammatory- and oxidative stress status[J].Diabetes Metab Res Rev，2006，22(6)：444-454.