胰高血糖素與2型糖尿病及糖調(diào)節(jié)異常的相關(guān)性研究

1、<p>　　胰高血糖素與2型糖尿病及糖調(diào)節(jié)異常的相關(guān)性研究</p><p>　　[摘要] 目的：分析不同階段的2型糖尿病患者，在空腹、糖耐量（OGTT）、左旋精氨酸（L-Arg）實驗中胰腺αβ細(xì)胞分泌的胰高血糖素（GC）、胰島素，游離脂肪酸（FFA）的變化；通過對胰高血糖素（GC）、游離脂肪酸（FFA）與血糖（BG）、胰島素（INS）、胰島素穩(wěn)態(tài)模型（HOMA）、糖代謝激素分泌曲線等指標(biāo)之間的關(guān)系的研究

2、，來探討胰腺αβ細(xì)胞在糖尿病發(fā)病機(jī)制中所起作用，為糖尿病的治療提供理論依據(jù)。方法：3組研究對象，包括T2DM組45例、IGR組28例、NGT組30例，分別行糖耐量（OGTT）、次日行左旋精氨酸（L-Arg）實驗。檢測空腹?fàn)顟B(tài)下的血糖（FBG）、胰島素（F）、胰高血糖素（FGC）、游離脂肪酸（FFA），計算各組的胰島素穩(wěn)態(tài)模型（HOMA-β），胰島素敏感指數(shù)（ISI），HOMA-IR；同時計算OGTT，L-Arg試驗中檢測的不同時間段并計

3、算曲線下面積AUCBG，AUCINS，AUCGC。結(jié)果：3組研究對象中的FGC和FFA均有總體差異；各組的FGC均與HOMA-β，ISI負(fù)相關(guān)，與HOMA-IR正相關(guān)；在所有的103例研究對象中，F(xiàn)GC與FBG，HOMA-IR正相關(guān)，</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 2型糖尿??；胰高血糖素；游離脂肪酸；血糖；胰島素 </p><p>　　糖尿病危害嚴(yán)重，其發(fā)病率不斷地被新的流行病學(xué)調(diào)查刷新

4、。近年來，胰腺α細(xì)胞在糖尿病發(fā)病及治療中所起作用，越發(fā)受到重視，有人認(rèn)為T2DM患者除存在胰腺β細(xì)胞的損傷還存在胰腺α細(xì)胞的損傷，一般認(rèn)為T2DM患者胰高血糖素（GC）和游離脂肪酸（FFA）都呈增高水平，但具體的變化尚無較全面的調(diào)查，不同學(xué)者的報道不盡相同。GC增高常與血糖水平、胰島素抵抗（IR）相關(guān)[1]，上四分位數(shù)IR的個體伴隨有上四分位數(shù)GC水平的協(xié)同變化[2]；但也不盡然，譬如低血糖時[3]。GC可能直接影響餐后血糖和腸促胰島素

5、的分泌，與纖溶活性也有獨立的聯(lián)系。動物實驗提示糖尿病早期GC變化比胰島素下降更明顯，封閉GC受體可改善IR。 </p><p>　　低能量食物能同時降低血糖、胰島素和FFA水平，提示在能量代謝調(diào)節(jié)時FFA與血糖、胰島素同方向變化；而阿西莫司降低FFA后，卻能提高餐后胰島素分泌和血糖曲線下面積，提示FFA與糖代謝調(diào)節(jié)負(fù)相關(guān)。FFA影響糖代謝可能通過代謝率的變化和（或）關(guān)鍵酶基因表達(dá)的變化，高FFA水平會提高糖尿病合

6、并冠脈疾病患者心肌缺血的危險。所以GC，F(xiàn)FA與糖尿病的關(guān)系密切、危害嚴(yán)重，探討其變化與血糖、胰島素之間的關(guān)系顯得尤為迫切。 </p><p><b>　　1 材料與方法 </b></p><p><b>　　1.1 研究對象 </b></p><p>　　2008年8月至2009年2月在勝利醫(yī)院就診的各種類型2型糖尿?。?/p>

7、T2DM），以及糖調(diào)節(jié)異常（IGR）患者，還包括來源于健康體檢者的對照組（NGT），一共103例，分為3組：T2DM組45例；IGR組28例；NGT組30例。NGT組來自勝利醫(yī)院體檢中心、與前2組年齡相近的健康人群，排除一級親屬糖尿病家族史，排除有嚴(yán)重慢性疾病、尤其是內(nèi)分泌和代謝系統(tǒng)疾病。 </p><p><b>　　1.2 實驗過程 </b></p><p>　　

8、所有的研究對象清晨空腹抽取靜脈血，檢測空腹血糖（GLU）、血脂（包括游離脂肪酸FFA、總膽固醇TC、甘油三脂TG、高密度脂蛋白HDL、脂蛋白a、低密度脂蛋白LDL、極低密度脂蛋白VLDL、乳糜微粒CM等）、胰島素、胰高血糖素（glugacon，GC）。 </p><p>　　隨后行口服葡萄糖耐量（OGTT）試驗，檢測30，60，90，120 min血糖（blood glucose，BG）、胰島素和胰高血糖素（GC

9、）水平。繪制空腹，30，60，90，120 min的BG，GC分泌曲線，比較分泌高峰和曲線下面積（AUC）。 </p><p>　　次日再對該研究對象行左旋精氨酸（L-Arg）實驗：受試者隔夜空腹12 h以上，清晨行肘靜脈穿刺，抽取靜脈血并留置穿刺針。然后注射25% L-Arg 5 g，30 s內(nèi)注射完畢；于注射后2，4，6 min各采靜脈血1次，檢測注射前及后2，4，6 min的GLU，GC水平。繪制空腹，2，

10、4，6 min的GLU，GC分泌曲線，比較分泌高峰和曲線下面積。 </p><p>　　血糖、血脂等常規(guī)檢測項目在本院檢驗科RA-1000全自動生化分析儀上完成。胰島素（INS）、胰高血糖素（glucagon，GC）的測定采用放射免疫分析法。GADAb，ICA，IAA檢測采用免疫熒光法，試劑及熒光顯微鏡由德國歐蒙公司提供。 </p><p>　　1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 </p>

11、<p>　　統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 13.0 軟件，計量資料滿足正態(tài)分布和方差齊性，采用單因素ANOVA方差分析、LSD 檢驗以及Pearson 積差相關(guān)分析；不滿足正態(tài)分布和方差齊性，采用Kruskal-Waillis H 檢驗、Mann-Whitney U 檢驗以及Spearman 秩相關(guān)分析。 </p><p><b>　　2 結(jié)果 </b></p><p

12、>　　2.1 研究對象的一般情況 </p><p>　　3組的性別、年齡、體重指數(shù)、血壓均無統(tǒng)計學(xué)差異；血脂有差異，代謝紊亂的患者存在血脂的差異是能夠接受的，選擇樣本時也難以避免，見表1。 　　2.2 空腹?fàn)顟B(tài)下3組研究對象的BG，GC，F(xiàn)FA水平 </p><p>　　各研究組的BG，GC，F(xiàn)FA等指標(biāo)，均滿足樣本正態(tài)分布。下文中的胰島素敏感指數(shù)（ISI）不滿足正態(tài)，轉(zhuǎn)化為自然

13、對數(shù)后進(jìn)行分析。3組研究對象進(jìn)入實驗后，首先觀察空腹?fàn)顟B(tài)下血糖、胰島素、胰高血糖素、游離脂肪酸的水平，見表2。 </p><p>　　2.3 空腹胰高血糖素與穩(wěn)態(tài)模型、胰島素敏感指數(shù)的關(guān)系 </p><p>　　3組研究對象共103例統(tǒng)一記為Total組考察，分析各組GC與HOMA-β，ISI，HOMA-IR的相關(guān)關(guān)系，采用Pearson積差相關(guān)分析。其中Total組的HOMA-β，ISI

14、不滿足正態(tài)分布，故改用Spearman秩相關(guān)分析。相關(guān)系數(shù)r和P見表3。各組GC與HOMA-β，ISI均有顯著的統(tǒng)計學(xué)負(fù)相關(guān)，與HOMA-IR均有顯著的統(tǒng)計學(xué)負(fù)相關(guān)。 </p><p>　　2.4 游離脂肪酸與穩(wěn)態(tài)模型、胰島素敏感指數(shù)的關(guān)系 </p><p>　　分析各組FFA與HOMA-β，ISI，HOMA-IR的相關(guān)關(guān)系，采用Pearson積差相關(guān)分析。其中Total組的HOMA-β，

15、ISI不滿足正態(tài)分布，故采用Spearman秩相關(guān)分析，見表4。在NGT組，F(xiàn)FA與HOMA-β，ISI，HOMA-IR均無統(tǒng)計學(xué)相關(guān)；在Total組，F(xiàn)FA與HOMA-β，ISI有顯著的統(tǒng)計學(xué)負(fù)相關(guān)，與HOMA-IR有顯著的統(tǒng)計學(xué)負(fù)相關(guān)。 </p><p>　　2.5 OGTT試驗中3組研究對象的BG，GC水平 </p><p>　　2.5.1 OGTT試驗中血糖的變化 經(jīng)levene方

16、差齊性檢驗，3組研究對象的30 min BG，90 min BG，120 min BG，AUCBG樣本觀測值滿足方差齊性（P分別為0.292，0.123，0.879，0.057），其均數(shù)的比較采用單因素ANOVA方差分析和LSD檢驗；而3組的FBG，60 min BG不滿足方差齊性（P分別為0.028，0.046），其均數(shù)的比較采用Kruskal-Waillis H 檢驗和Mann-Whitney U檢驗。血糖BG的檢測結(jié)果及其均數(shù)的比

17、較見表5～7。 </p><p>　　120 min BG，AUCBG兩兩組間比較，均有顯著差異（P=0）。30 min BG，60 min BG，90 min BG，120 min BG，AUCBG表現(xiàn)為T2DM>IGR>NGT。 </p><p>　　各組在OGTT試驗中的血糖分泌曲線繪制見圖1，各組均表現(xiàn)為口服75 g葡萄糖30 min后血糖濃度最高，60 min BG，

18、90 min BG，120 min BG依次下降。血糖釋放的曲線下面積（AUCBG）表現(xiàn)為AUCT2DM>AUCIGRG>AUCNGT。 </p><p>　　2.5.2 OGTT試驗中胰島素的變化 經(jīng)levene方差齊性檢驗，在OGTT試驗中各組研究對象的FINS，30 min，60 min，90 min，120 min，AUC樣本觀測值均不滿足方差齊性（P分別為0.040，0，0，0，0，0），其

19、均數(shù)的3組總體比較采用Kruskal-Waillis H檢驗。 </p><p>　　各組研究對象的FINS，30，60，90，120 min，AUC均有總體顯著差異（P=0）；各檢測值兩兩組間比較，均有顯著差異（P=0）。FINS的均數(shù)表現(xiàn)為FINSIGR>FINSNGT>FINST2DM；而30，60，90，120 min，AUC的均數(shù)都表現(xiàn)為T2DM>IGR>NGT。 </p&

20、gt;<p>　　各組研究對象在OGTT試驗中的胰島素分泌曲線見圖2，在口服75 g葡萄糖后，T2DM組和NGT組在60 min時胰島素水平最高，IGR組的分泌高峰較T2DM組和NGT組延遲，在90 min達(dá)到最高。胰島素釋放的曲線下面積（AUC）表現(xiàn)為AUCNGT>AUCIGR>AUCT2DM。 </p><p>　　2.5.3 OGTT試驗中胰高血糖素的變化 通過OGTT試驗中的GC

21、釋放曲線，進(jìn)一步觀察胰高血糖素的變化。T2DM組和IGR組在服糖后60 min達(dá)到濃度高峰，而NGT組在服糖后30 min即達(dá)到高峰，達(dá)峰后下降速度要快于T2DM組和IGR組。NGT組胰高血糖素水平總是低于其他3組患者，在口服葡萄糖后有個短暫的升高，幅度也很小?？赡苡捎谝葝u素分泌增加的原因，GC在60，90，120 min時段反而水平下降。 </p><p>　　2.6 L-Arg試驗中血糖的變化 </p&

22、gt;<p>　　血糖的檢測結(jié)果及其均數(shù)的比較結(jié)果見表8。經(jīng)levene方差齊性檢驗，3組研究對象的2 min BG，4 min BG，6 min BG，AUCBG樣本觀測值滿足方差齊性（P分別為0.094，0.468，0.785，0.352），其均數(shù)的比較采用單因素ANOVA方差分析和LSD檢驗；而3組的FBG不滿足方差齊性（P為0.028），其均數(shù)的比較采用Kruskal-Waillis H 檢驗和Mann-Whitn

23、ey U檢驗。 </p><p>　　空腹和6 min的血糖水平表現(xiàn)為BGT2DM>BGIGR>BGNGT；2，4 min的血糖水平表現(xiàn)為BGT2DM>BGIGR>BGNGT。血糖曲線下面積表現(xiàn)為AUCT2DM>AUCIGR>AUCNGT。各組研究對象在L-Arg試驗中，血糖釋放曲線見圖4。隨著時間的推遲，血糖水平呈增長趨勢，均表現(xiàn)為6 min BG>4 min BG&g

24、t;2 min BG>FBG。3組研究對象的血糖水平為BGT2DM>BGIGR>BGNGT。 </p><p>　　2.7 L-Arg試驗中胰島素的變化 </p><p>　　經(jīng)levene方差齊性檢驗，在L-Arg試驗中各組 研究對象的F，2，4，6 min，AUC樣本觀測值均不滿足方差齊性（P分別為0.040，0.006，0.009，0.002，0.001），其均數(shù)的

25、3組總體比較采用Kruskal-Waillis H檢驗，結(jié)果見表9。 </p><p>　　3組研究對象在L-Arg試驗中的胰島素水平以及曲線下面積均有總體顯著差異?？偨Y(jié)如下：各組各指標(biāo)見兩兩比較均有統(tǒng)計學(xué)差異。具體表現(xiàn)為：空腹胰島素水平呈FIGR>FNGT>FT2DM；2 min和4 min胰島素水平呈IGR>NGT>T2DM；6 min胰島素水平呈6 minIGR>6 minNG

26、T>6 minT2DM；曲線下面積表現(xiàn)為AUCIGR>AUCNGT>AUCT2DM。在L-Arg試驗中各組的胰島素釋放曲線中，3組研究對象均在2 min處胰島素濃度最高，4，6 min呈緩慢下降趨勢。AUCIGR明顯高于其他2組，AUCT2DM明顯低于其他2組，見圖5。 　　2.8 L-Arg試驗中胰高血糖素的變化 </p><p>　　經(jīng)levene方差齊性檢驗，在OGTT試驗中各組研究對

27、象的FGC，2 min GC，4 min GC，6 min GC，AUCGC樣本觀測值滿足方差齊性（P分別為0.083，0.296，0.958，0.888，0.570），均數(shù)的4組總體比較采用單因素ANOVA方差分析，各組間兩兩比較采用LSD檢驗，見表10，圖6。 </p><p>　　3組研究對象在L-Arg試驗中的GC水平是有 </p><p>　　總體顯著差異的；各組各時段的GC兩兩

28、比較均有顯著統(tǒng)計學(xué)差異。總結(jié)如下：空腹和2 min胰高血糖素表現(xiàn)為FGCT2DM>FGCIGR>FGCNGT；4 min胰高血糖素表現(xiàn)為4 min GCT2DM>4 min GCIGR>4 min GCNGT；6 min胰高血糖素表現(xiàn)為6 min GCT2DM>6 min GCIGR>6 min GCNGT，但6 min GCIGR與6 min GCNGT兩兩比較無統(tǒng)計學(xué)差異；曲線下面積表現(xiàn)為AUCT

29、2DM>AUCNGT>AUCIGR。在L-Arg實驗的胰高血糖素釋放曲線圖6中，各組研究對象均在2 min時GC濃度最高，隨后的4，6 min濃度呈下降趨勢。T2DM組的GC水平最高，NGT組的GC水平最低。 </p><p><b>　　3 討論 </b></p><p>　　近年來越來越多的研究表明α細(xì)胞可能同樣存在胰島素抵抗。胰高血糖素是胰島α細(xì)胞分

30、泌的一種多肽激素，其主要生物作用是促進(jìn)肝糖原分解，抑制肝糖元合成，增強糖異生，使血糖升高。在胰島內(nèi)α細(xì)胞與β細(xì)胞δ細(xì)胞相互比鄰，分別分泌胰島素、胰高血糖素、生長抑素，三者之間的旁分泌系統(tǒng)的相互調(diào)控作用，構(gòu)成了反饋機(jī)制，對維持血糖的平衡十分重要。在2型糖尿?。═2DM）患者，不僅存在著β細(xì)胞功能的異常同時還有α細(xì)胞功能的異常。在T2DM的發(fā)展中，胰島素的分泌表現(xiàn)多種異常，如進(jìn)餐后早期相（第一時相）的分泌減少，后相分泌延遲，由此胰高血糖素在

31、進(jìn)餐后非但不受抑制，反而進(jìn)一步升高。胰島素和胰高血糖素的分泌異常共同導(dǎo)致了餐后高血糖的發(fā)生。而這2種激素的分泌異常甚至在糖耐量受損時即已經(jīng)出現(xiàn)[4]。很多研究表明，胰高血糖素可以刺激血糖升高，但很大程度上依賴于胰島素的濃度。Pankaj Shah等研究發(fā)現(xiàn)，如果餐后胰島素可迅速升高，胰高血糖素抑制的缺乏對于糖耐量的影響是非常小的。而在胰島素分泌延遲或分泌下降時缺乏對胰高血糖素的抑制則可發(fā)生明顯的高血糖。 </p><

32、p>　　本研究顯示在正常對照組空腹胰高血糖素濃度與自身餐后各時相胰高血糖素濃度相比無差異，而糖尿病患者餐后各時相均顯著高于正常對照組。糖尿病患者的餐后胰島素峰值較正常對照組延后，胰島素水平比對照組升高。ln（Homa-IR）較對照組有顯著差異。FFA比對照組升高，BMI同對照組無顯著差異。Carlsson A和Shah P研究[5]在2型糖尿病中出現(xiàn)胰高血糖素分泌的異常升高，導(dǎo)致餐后血糖的升高。本研究顯示糖尿病組的胰高血糖素濃度6

33、0 min顯著高于其空腹水平，空腹及餐后各時相胰高血糖素水平顯著高于正常對照組，患有2型糖尿病的胰高血糖素分泌不受抑制，這同國內(nèi)外報道相一致。Unger提出“雙激素”學(xué)說，2型糖尿病的發(fā)生有胰島素和胰高血糖素作用紊亂的參與，認(rèn)為胰高血糖素絕對或相對過多，是造成糖尿病高糖血癥的重要因素之一，但確切的原因不明。Catala J在對胰管結(jié)扎大鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，晚期大鼠血糖升高，可見胰島α細(xì)胞呈3倍增長，胰高血糖素顯著升高。研究認(rèn)為，2型糖尿病患

34、者存在胰島α細(xì)胞功能的異常，胰高血糖素異常分泌增多，血糖升高。長時間的高糖血癥可降低α細(xì)胞對血糖的敏感性，導(dǎo)致葡萄糖對胰高血糖素分泌的</p><p>　　概括來說：T2DM和糖調(diào)節(jié)異常患者胰高血糖素和游離脂肪酸水平升高，其升高的程度與血糖、HOMA-IR正相關(guān)，與胰島素，HOMA-β，ISI負(fù)相關(guān)。在T2DM和糖調(diào)節(jié)異?；颊撸雀哐撬嘏c游離脂肪酸呈正相關(guān)關(guān)系，兩者可能存在獨立的聯(lián)系。胰高血糖素不僅參與了2型糖

35、尿病的發(fā)病，同時也導(dǎo)致2型糖尿病脂代謝紊亂。高胰高血糖素血癥和游離脂肪酸升高共同作用有可能是2型糖尿病發(fā)病機(jī)制的另一主要基本環(huán)節(jié)。 　　[參考文獻(xiàn)] </p><p>　　[1]Fanelli C G，Porcellati F，Rossetti P，et al. Glucagon： the effects of its excess and deficiency on insulin action[J]. N

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46、 Hospital of Petroleum Administration，Dongying 257055，China； </p><p>　　2. Endocrinology Department，Affiliated Hospital to Medical College，Qingdao University，Qingdao 266003，China） </p><p>　　[Abst

47、ract]Objective： To analyze the changes of patients with type 2 diabetes in different stages in glucagon （GC） and free fatty acid （FFA） in fasting，OGTT and L-Arg experiments，and discusses the role of pancreatic αβ cells i

48、n diabetes pathogenesis by studying the relations among indexes such as glucagon （GC），free fatty acid （FFA）and blood glucose （BG），insulin，insulin homeostasis model （HOMA） and glucose metabolism hormone secretion curve，in