食蟹猴血糖值與季節(jié)性氣溫變化的關系

孫云霄，張艷春，饒軍華，季 芳，靳麗莎，劉曉明，張禮標

(廣東省生物資源應用研究所/廣東省動物保護與資源利用重點實驗室/廣東省野生動物保護與利用公共實驗室，廣州 510260)

基礎血糖值是實驗動物重要的生理指標之一，準確的檢測結果對糖尿病等慢性終身性動物疾病的診斷，動物模型評價及病程分析具有實際意義。食蟹猴(Macacafascicularis)因其體型小巧，性情溫和，與人類的遺傳背景具有高度的同源性，在組織結構、 生理和代謝功能等方面與人類有許多相似的特征，成為目前應用最為廣泛的非人靈長類實驗動物[1-2]。而目前食蟹猴血糖值的正常水平尚沒有統(tǒng)一的標準，不同學者測得的食蟹猴群血糖不同，王艷靜等[3]檢測為(5.56±1.92) mmol/L；張六一[4]檢測結果為(3.67±1.54) mmol/L；徐傳磊等[5]檢測為(5.10±1.89) mmol/L；郝香芬等[6]檢測為(3.60±0.86) mmol/L。影響食蟹猴群血糖檢測的因素很多，如年齡、性別差異[7,3]，檢測方法[8]，甚至取樣時間[9]等。

除以上影響因素外，本研究組在膳食誘導食蟹猴2型糖尿病模型研究中發(fā)現，血糖值在一年內極不穩(wěn)定，不同季節(jié)間波動較大。同時，食蟹猴大樣本血糖檢測中經常使用便攜式血糖儀，但缺少數據論證其使用的合理性。以上兩個影響因素對目前膳食誘模中血糖值的評價具有重要參考價值，因此，本研究首先測定一年周期血糖的季節(jié)性變化，分析血糖與季節(jié)氣溫變化的關系；然后通過便攜式血糖儀和全自動生化儀檢測結果比較，論證前者能否應用于食蟹猴血糖值的檢測。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

普通級食蟹猴，由廣東藍島生物技術有限公司提供[SCXK(粵)2014-0010]。實驗均在廣東藍島生物技術有限公司實驗設施進行[SYXK(粵)2018-0191]。其中，一年周期血糖檢測采用9～20歲的中老年雄性食蟹猴(體重7～12 kg)，取正常食蟹猴6只和從膳食誘導2型糖尿病模型食蟹猴中選擇出的18只(血糖初始值較一年后的變化小于1 mmol/L，血糖值仍在正常值范圍)；便攜式血糖儀和全自動生化儀檢測采用75只 6～20 歲的正常成年食蟹猴(體重3～10 kg，雄性10只，雌性65只)。整個實驗過程按照實驗動物使用的3R原則作為指導，并全程給予實驗動物人道主義關懷，嚴格遵循實驗動物福利與倫理委員會的相關指南要求(倫理審查號：2011016)。

1.2 主要試劑與儀器

鹽酸氯胺酮(沈陽市獸藥廠)；便攜式血糖儀(美國強生)，穩(wěn)豪型血糖試紙；全自動生化儀(日立7020)。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗前動物預處理

將食蟹猴放置單籠(規(guī)格：70 cm×70 cm×80 cm)穩(wěn)定一周，飼料為實驗猴專用飼料，2型糖尿病猴采用特制的高糖高脂飼料(40%的能量來源于脂肪)飼喂誘導，飼料由廣州市飼料研究所生產，置于4℃冷庫中保存，保質期2 周。人工喂養(yǎng)，每日輔加時令水果等，自由飲水，記錄其日常飲食情況。于采血檢測前一天開始禁食，禁食時間保證在14～16 h之間。

1.3.2 血糖檢測及血清采集

隔夜禁食第二天用鹽酸氯胺酮5～10 mg/kg劑量對待抽血食蟹猴進行肌肉注射麻醉，昏迷后針刺后肢靜脈出血，滴至插在便攜式血糖儀的檢測試紙上，讀取并記錄數據；取后股靜脈血1 mL，室溫靜置30 min后，4℃ 4000 r/min離心10 min，取上層血清利用全自動生化分析儀檢測血糖值。

1.3.3 一年周期內食蟹猴血糖值檢測時段的分期

一年周期內食蟹猴血糖值檢測的6只正常食蟹猴組空腹血糖檢測于2011年7月-2012年7月進行，每3個月測一次，檢測結果編號依次為1107、1110、1201、1204、1207，共5次。18只膳食誘導食蟹猴血糖正常組檢測于2012年1月-2013年1月，每3個月測一次，檢測結果編號依次為1201′、1204′、1207′、1210、1301，共5次，根據采血時間來進行編號，兩組采血時間在同一個月則加“′”以示區(qū)別。本部分檢測利用便攜式血糖儀進行。

1.4 統(tǒng)計學方法

表1 正常食蟹猴一年周期內血糖值季節(jié)變化

注：與夏季空腹血糖值比較，**P< 0.01。

Note. Compared with the FPG value in summer,**P< 0.01.

表2 膳食誘導食蟹猴血糖正常組一年周期內血糖值季節(jié)變化

注：與冬季空腹血糖值比較，**P< 0.01。

Note. Compared with the FPG value in winter,**P< 0.01.

2 結果

2.1 食蟹猴血糖值的季節(jié)性變化

正常食蟹猴組血糖一年周期檢測結果見表1，呈現季節(jié)性周期變化，在冬季達最大值[(4.68±0.50) mmol/L]，在夏季達最小值[(3.40±0.41) mmol/L或(3.82±0.07) mmol/L]，兩者相差約1 mmol/L左右，差異顯著(P< 0.01)。膳食誘導食蟹猴血糖正常組檢測結果見表2，同樣具有周期性波動，冬季達最大值[(5.04±1.12) mmol/L或(5.06±1.01) mmol/L]，夏季達最小值[(2.96±0.68) mmol/L]，兩者相差在約2 mmol/L左右，差異顯著(P< 0.01)。

氣溫是季節(jié)性血糖變化主要的影響因素，繪制正常食蟹猴組與膳食誘導食蟹猴血糖正常組氣溫和血糖值散點圖(圖1，2)，觀察兩組散點曲線走勢，均存在極大值或極小值向另一個極值轉換，初期斜率變化趨勢較陡，后期斜率變化逐漸放緩現象。也就是說一年周期內夏→秋和冬→春這兩個時間段FPG變化波動幅度很大，氣溫平均每改變1℃，FPG平均改變約0.20 mmol/L。而秋→冬和春→夏這個時間段FPG波動幅度較小，氣溫平均每改變1℃，FPG平均改變約0.06 mmol/L。

2.2 兩種血糖檢測儀對食蟹猴血糖值的影響

為驗證2.1研究中利用便攜式血糖儀對食蟹猴血糖檢測結果的可靠性，本部分實驗利用便攜式血糖儀和全自動生化儀測定75只食蟹猴血糖值見表3，后者檢測值較前者高， 綜合比較存在顯著性差異(P< 0.01)。其中雌性群體兩種儀器的檢測結果差異顯著(P< 0.01)，雄性群體中無顯著差異。

按照國家標準，將便攜式血糖儀的血糖值以4.20 mmol/L為標準劃分，與全自動生化儀之間的差異如表4，當血糖值4.20 mmol/L，兩者相差0.65 mmol/L，差異顯著(P< 0.01)；當血糖值>4.20 mmol/L時，兩者相差0.29 mmol/L，明顯小于便攜式血糖儀測得值的20%。

3 討論

Fahlen等[10]最早在上世紀七十年代報道人類血糖的季節(jié)性變化規(guī)律，后經Suarez和Ryu[11-12]在人類大樣本中證實不同年齡、性別群體血糖均具有季節(jié)性變化周期。近年來隨著研究深入，發(fā)現人類糖化血紅蛋白同樣呈現季節(jié)性變化規(guī)律[13-14]，還有報道季節(jié)性變化對雌性恒河猴生殖功能有一定的影響[15]。而食蟹猴動物體內的血糖值季節(jié)性周期變化則缺少相關報道，因此本研究通過一年季節(jié)周期的檢測，發(fā)現食蟹猴血糖值隨季節(jié)不同呈周期性變化，夏季達最低值，冬季最大值，春秋兩季血糖值分布其間。出現這種變化的原因可能是夏季天氣悶熱，食物攝入減少，以散發(fā)熱量為主耗能較大，白晝時間變長，睡眠不足，體內的新陳代謝旺盛，因而大量消耗體內的血糖。同時，隨著溫度升高胰島素的敏感性增高，促使胰島素的分泌量比其他季節(jié)多，造成血糖偏低。因此，夏季血糖值總是偏低的，而冬季則恰恰相反[16]。至于膳食誘導組冬季與夏季血糖值相差2 mmol/L左右，而正常食蟹猴組卻為1 mmol/L，分析可能是正常食蟹猴組身體狀況良好，容易根據各種氣候狀況變化而進行自身適應性調節(jié)，從而促使血糖值在不同季節(jié)能維持在一個波動較小的范圍。

圖1 正常食蟹猴組一年季節(jié)周期內血糖值隨氣溫變化散點圖Figure 1 Scatter diagram of FPG and temperature in different seasons over a year in cynomolgus monkeys

圖2 膳食誘導食蟹猴血糖正常組一年季節(jié)周期內血糖值隨氣溫變化散點圖Figure 2 Scatter diagram of FPG and temperature in different seasons over a year in dietary induced cynomolgus monkeys with normal glucose levels

表3 兩種儀器對不同性別食蟹猴血糖值檢測差異分析

注：與便攜式血糖儀比較，**P< 0.01。

Note. Compared with the portable blood glucose meter,**P< 0.01.

表4 兩種儀器對不同水平血糖值檢測結果的差異分析

注：與便攜式血糖儀比較，**P﹤ 0.01。

Note. Compared with the portable blood glucose meter,**P﹤ 0.01.

除此之外，本研究還特別觀察到氣溫變化與食蟹猴血糖值之間的非線性關系，一年周期內夏→秋和冬→春時間段血糖值變化幅度大，秋→冬和春→夏血糖波動幅度小。氣溫平均每改變1℃，前兩個時間段血糖值改變約0.20 mmol/L，后兩個時間段改變約0.06 mmol/L。在實際分析工作中，可以對一年中任何時間血糖進行評估。若測定同批食蟹猴樣本，以春秋兩季平均溫度25℃為基準，冬季該月溫度為15℃，血糖值為5.00 mmol/L。夏季該月溫度為30℃，血糖值為4.00 mmol/L，由冬季到夏季表面看來血糖值降低了，可經粗略調整冬季血糖值=5.00 mmol/L-(25-15)×0.20 mmol/L=3.00 mmol/L, 夏季血糖值=4.00 mmol/L+(30-25)×0.06 mmol/L=4.30 mmol/L，血糖值實際不但沒有降低，反而升高了。這也合理地解釋了在膳食誘導食蟹猴2型糖尿病過程中，血糖值呈現非直線上升的原因。由于樣本量小，監(jiān)測時間跨度大，血糖隨季節(jié)性氣溫變化的改變值還需要以后的大樣本，長期，高密度的檢測結果來精確確定。而血糖和氣溫非線性關系的原因可能與動物的生理機能或動物間的個體差異相關，夏→秋和冬→春隨著天氣轉冷或轉暖，機體將貯備或消耗較多的葡萄糖為自身能量的需要，因此，這兩個時間段機體血糖變化明顯。而秋→冬和春→夏時間段雖然氣溫繼續(xù)變冷或變暖，但由于前一階段機體能量調節(jié)，葡萄糖來源與去路逐漸達到一個平衡狀態(tài)，故血糖濃度相對恒定。

國家標準GB/T19634-2005和美國臨床實驗室標準化委員會2002年發(fā)布的葡萄糖便攜式血糖儀的應用準則指出，合格的便攜式血糖儀的測定結果應統(tǒng)一以全自動生化儀的結果為標準，要求前者測定值>4.20 mmol/L時，兩者差異<血糖值20%；測定值<4.20 mmol/L時，差異<0.83 mmol/L。本研究中便攜式血糖儀測定食蟹猴血糖值在<4.20 mmol/L時，兩者相差0.65 mmol/L，雖然兩者差異顯著，但符合標準。>4.20 mmol/L時，兩者相差0.29 mmol/L，遠遠小于血糖值20%，也同樣符合國家標準。雖然便攜式血糖儀的檢測結果只能作為臨床診斷的參考，但通過本研究明確其可以應用于食蟹猴的血糖值檢測評價中。

本研究通過描述食蟹猴一年周期血糖變化規(guī)律，完善了食蟹猴血糖值研究中季節(jié)性溫度變化對其的影響分析。在今后實驗動物長期實驗過程中，有利于充分考慮到季節(jié)性溫度變化對血糖的影響，對數據進行全面分析，合理解釋數據的異常變化。直接有益于本實驗室膳食誘導食蟹猴2型糖尿病模型的研究中，對血糖值出現的波動進行合理的解釋及季節(jié)間的粗略調整方案。