莫翠瑤1,章 毅,楊 靜,尹建紅,劉云峰
2型糖尿病(T2DM)這個“隱形殺手”正逐漸成為我國最大的公共衛(wèi)生問題之一,由其所引發(fā)的一系列健康問題正困擾著眾多人群,并給國家及個人帶來巨大的經(jīng)濟壓力。T2DM的病理核心為胰島β細胞分泌胰島素不足,無法應(yīng)對過剩的血糖,從而導(dǎo)致血糖負荷及胰島素抵抗,近年來研究發(fā)現(xiàn),胰島素抵抗與腎素-血管緊張素-醛固酮(ALD)系統(tǒng)(RAAS)、單核細胞趨化因子-1(MCP-1)之間可能存在關(guān)聯(lián)。本研究通過檢測腎素、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、醛固酮(ALD)及MCP-1的含量,分析各指標與胰島素抵抗之間的關(guān)系。
1.1 研究對象 選擇2016年10月—2017年8月在山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院住院就診及門診體檢者128例,根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)1999年T2DM 診斷標準分組,正常糖耐量(NGT)組:空腹血糖(FPG)<6.1 mmol/L,及餐后2 h血糖(2 hPG)<7.0 mmol/L;糖調(diào)節(jié)受損(IGR)組:6.1 mmol/L≤FPG<7.0 mmol/L和/或7.8 mmol/L≤2 hPG<11.1 mmol/L;2型糖尿病(T2DM)組:FPG≥7.0 mmol/L和/或2 hPG≥11.1 mmol/L。本研究中2型糖尿病為初發(fā)糖尿病病人,未進行飲食控制和任何藥物干預(yù),NGT組為經(jīng)口服葡萄糖耐量試驗證實為正常糖耐量。排除標準:糖尿病急慢性并發(fā)癥;心、肝、腎疾病;近期使用過血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)或血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)類藥物等相關(guān)藥物;原發(fā)性醛固酮增多癥、腎素瘤等及其他內(nèi)分泌疾病病人。
1.2 研究方法 所有受試者均簽署知情同意書,禁食10 h,于06:00時抽取臥位 90 min以上 5 mL靜脈血,送內(nèi)分泌實驗室測定血清腎素、AngⅡ、醛固酮水平,以評估RAAS活性,再次抽取5 mL靜脈血,低溫離心提取血清后放置在-50 ℃低溫冰箱中保存,采用酶聯(lián)免疫分析法測定血清MCP-1(試劑盒由上海西塘公司提供)水平,嚴格按照說明書操作。
1.3 胰島功能判定 胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)=空腹胰島素(FINS)×FPG/22.5,作為評價胰島素抵抗的指標,HOMA-IR>2.69時即為存在胰島素抵抗。胰島β細胞功能指數(shù)(HOMA-β)=20×空腹胰島素/(FPG-3.5)。血漿醛固酮/腎素活性(ARR)=醛固酮(pg/mL)/腎素[ng/(mL·h)] 。
2.1 各組臨床資料及實驗室指標比較 3組間年齡、血壓、電解質(zhì)、血脂等指標比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05 )。HOMA-IR、糖化血紅蛋白(HbA1c)、FPG、2 hPG 、AngⅡ水平在NGT組、IGR組、T2DM組依次升高,其組間兩兩相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。T2DM組、IGR組MCP-1、HOMA-β與NGT組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而T2DM組FIns水平與IGR組、NGT組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);腎素、醛固酮、ARR 3組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。詳見表1、見表2。
表1 3組臨床資料與生化指標比較
注:BMI為體質(zhì)指數(shù);SBP為收縮壓;DBP為舒張壓;TC為總膽固醇;TG為三酰甘油;LDL-C為低密度脂蛋白膽固醇;HDL-C為高密度脂蛋白膽固醇。1 mmHg=0.133 kPa。與NGT組比較,1)P<0.05;與IGR 組比較,2)P<0.05
組別例數(shù)腎素(ng/mL)AngⅡ(pg/mL)醛固酮(pg/mL) ARR MCP-1 (pg/mL) NGT組431.88±1.40 44.03±11.56145.08±26.8018.95±24.20 111.58±28.96 IGR組411.99±1.4350.76±6.161)144.15±21.7916.08±18.33 137.13±36.141)T2DM組441.84±1.9054.75±10.491)2) 144.95±28.4220.22±39.06146.58±35.741)
與NGT組比較,1)P<0.05;IGR 組比較,2)P<0.05
2.2 HOMA-IR影響因素的Pearson相關(guān)分析 HOMA-IR與MCP-1(r=0.266,P=0.002)、AngⅡ(r=0.27,P=0.002)呈正相關(guān),與腎素、醛固酮之間無關(guān)聯(lián)性。
2.3 AngⅡ、MCP-1影響因素的Pearson相關(guān)分析 AngⅡ與HOMA-IR、FPG 、2 hPG 、HbA1c(r值分別為0.27,0.282,0.422,0.306,P<0.05)呈正相關(guān),與HOMA-β(r=-0.306,P=0.000)呈負相關(guān)。MCP-1與HOMA-IR、FPG 、2 hPG 、HbA1c(r值分別為0.266,0.283,0.371,0.329,P<0.05)呈正相關(guān),與HOMA-β(r=-0.327,P=0.000)呈負相關(guān)。并且MCP-1與AngⅡ之間也有相關(guān)性,兩者呈正相關(guān)(r=0.485,P=0.000)。
研究表明腎素抑制劑阿利吉侖(DRI)一方面與Ren2大鼠骨骼肌組織AngⅡ,AT1R、鹽皮質(zhì)激素受體(MR)表達的減少有關(guān),從而可改善Ren2大鼠的氧化應(yīng)激、纖維化和線粒體異常,最終效應(yīng)是改善全身胰島素敏感性;另一方面又可改善胰腺β細胞NADPH氧化酶活性,改善IRS-1、IRS-2和Akt的磷酸化,減少異常的β細胞胰島素含量,從而改善全身胰島素抵抗,兩種機制表明過度活躍的RAAS不僅通過對胰島素的產(chǎn)生、分泌和胰島素代謝信號的傳導(dǎo)產(chǎn)生干擾,而且還通過腎素抑制劑降低組織氧化應(yīng)激來改善全身胰島素敏感性和葡萄糖代謝[1]。Ren 2小鼠骨骼肌中IRS-1、Tyr941IRS磷酸化、Thr308Akt磷酸化/活化和GLUT-4表達的減少,在用腎素抑制劑體內(nèi)治療后這種異常可得到糾正,這些在體內(nèi)使用阿利吉侖的實驗表明,阿利吉侖對胰島素抵抗和糖尿病并發(fā)癥具有有益作用[1-2]。腎素、腎素受體-依賴性系統(tǒng)依賴細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo),Wnt受體復(fù)合物或V-ATPase途徑也可能參與胰島素抵抗的病理生理過程。盡管國外有研究表明腎素對改善胰島素抵抗具有有益作用,但仍有臨床研究表明腎素與胰島素抵抗之間并無關(guān)聯(lián)。黃祺等[3]發(fā)現(xiàn)在初診T2DM人群中腎素與胰島素抵抗無相關(guān)性。本研究也顯示3組人群腎素比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,且與胰島素抵抗之間也無關(guān)聯(lián)性。
醛固酮誘導(dǎo)胰島素抵抗可能包括以下幾方面:在肥胖和胰島素抵抗的嚙齒動物模型中[4],醛固酮水平的升高促進炎癥,誘導(dǎo)氧化應(yīng)激,并對胰腺β細胞的結(jié)構(gòu)和功能完整性產(chǎn)生負面影響,這導(dǎo)致胰島素釋放和作用減少[5]。有研究顯示醛固酮誘導(dǎo)的活性氧(ROS)產(chǎn)生激活了西羅莫可(雷帕霉素)復(fù)合物和IκB激酶β途徑,這促進了胰島素受體底物蛋白的降解,降低一氧化氮(NO)生物利用度和Akt磷酸化,從而影響胰島素的信號傳導(dǎo),這種對胰島素信號傳導(dǎo)的抑制被糖皮質(zhì)激素受體拮抗劑恢復(fù),為醛固酮誘導(dǎo)胰島素信號傳導(dǎo)提供了另一種可能的機制。在本研究中,3組人群在醛固酮水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。相關(guān)文獻也報道不同糖耐量水平病人的醛固酮值差異無統(tǒng)計學(xué)意義[6]。也有文獻發(fā)現(xiàn)醛固酮水平與空腹血糖的變化無關(guān)[3],與本試驗結(jié)果相符。本研究中腎素、醛固酮與胰島素抵抗之間均無明顯相關(guān)性,對于醛固酮、腎素對胰島素抵抗的影響,目前仍有不同的見解,一方面由于樣本量少,可能存在誤差;且對試驗對象需進行橫斷面研究,故仍需要更全面的臨床試驗支持。
AngⅡ是RAAS中活性最強的物質(zhì),其誘導(dǎo)胰島素抵抗的機制有:AngⅡ通過蛋白激酶C(PKC)誘導(dǎo)線粒體功能障礙,促進線粒體中ROS的產(chǎn)生,ROS的釋放激活Ren2小鼠胰島組織中p47phox,并通過PKC的磷酸化作用誘導(dǎo)GLUT-4易位的失活,并隨后轉(zhuǎn)運到膜上激活NoxA1和Rac亞基,胰島Ang Ⅱ免疫染色的增加伴隨著IRS-1、IRS-2和Akt的免疫染色的減少。由AngⅡ激活的另一個重要的ROS依賴性轉(zhuǎn)錄因子是核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB),NF-κB通過IκB-激酶復(fù)合物誘導(dǎo)IκB的磷酸化,使得NF-κB易位到細胞核,引起GLUT-4易位的失活,最終影響組織細胞攝取葡萄糖。AngⅡ也是一個強有力的促炎介質(zhì)。如前所述,AngⅡ可增加ROS的生成,其誘導(dǎo)的NF-κB活化不僅抑制胰島素信號,還促進各種炎性細胞因子、黏附分子和生長因子生成引起靶器官的損傷,加重胰腺纖維化[7]。阻斷RAAS不僅可以改善骨骼肌和胰腺血流量,還可以降低ROS和RNS的生成,從而防止或減少胰腺纖維化、炎癥、胰島β細胞的凋亡[8]。
ACEI及ARB在多數(shù)情況下用于高血壓的治療,在許多情況下具有改善葡萄糖調(diào)節(jié)和胰島素敏感性的額外作用,用ACEI或ARB抑制RAS可改善T2DM小鼠和病人的葡萄糖耐受不良。如厄貝沙坦可通過恢復(fù)WAT中IRS-1和GLUT4 mRNA的表達,抑制應(yīng)激誘導(dǎo)的脂肪組織生成,并使游離脂肪酸釋放減少,改善胰島素耐受性[9]。國外研究證實,ARB抑制脂肪細胞中的MCP-1和NF-κB的活化來改善胰島素抵抗[10]。國內(nèi)實驗表明,AngⅡ水平的升高在除外血壓、藥物等因素的影響下,可作為預(yù)測T2DM病人胰島β細胞功能受損及胰島素抵抗的指標[11]。本研究發(fā)現(xiàn)3組人群AngⅡ水平兩兩比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義,且AngⅡ與HOMA-IR呈正相關(guān),表明在糖代謝異常初期及糖尿病前期AngⅡ參與胰島素抵抗的發(fā)生。所以,抑制AngⅡ在一定程度上能改善胰島素抵抗,延緩糖尿病的進展。
MCP-1是CC趨化因子家族的成員,在肥胖動物和人類的脂肪組織上調(diào)的炎癥分子中,MCP-1通過趨化性促進炎性細胞的遷移[12]。國外研究人員發(fā)現(xiàn),由MCP-1激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)可引發(fā)各種下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)事件,從而影響胰島素的信號傳導(dǎo),這一過程涉及異三聚體G蛋白亞基、PKC、磷酸肌醇-3-激酶和Ras的激活,并且有針對性地破壞MCP-1本身從而改善胰島素抵抗和肝脂肪變性,MCP-1還分別鈍化肌管細胞和骨骼肌中的胰島素信號傳導(dǎo)和胰島素刺激的葡萄糖攝取,這兩種途徑的交替可能導(dǎo)致胰島素抵抗[13]。本研究發(fā)現(xiàn)T2DM組、IGR組MCP-1、HOMA-β與NGT組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義,隨著血糖水平的不斷升高,血清MCP-1、HOMA-IR逐漸增高,HOMA-β逐漸減低,表明隨著血糖水平的升高,胰島素抵抗水平增強,胰島β細胞受損越嚴重,并且MCP-1與HOMA-IR呈正相關(guān),表明MCP-1也是影響胰島素抵抗的因素之一。國內(nèi)學(xué)者也發(fā)現(xiàn)糖尿病組人群的MCP-1較正常組人群高,且經(jīng)過多元逐步回歸分析表明MCP-1與HOMA-IR獨立相關(guān),可見其參與了胰島素抵抗的發(fā)展進程[14]。用MCP-1預(yù)處理的小鼠會使胰島素刺激的葡萄糖攝取減弱,通過使用MEK抑制劑治療可以部分恢復(fù)胰島素的葡萄糖攝取,這表明aP2-MCP-1小鼠的胰島素抵抗可能與循環(huán)血中的MCP-1影響有關(guān)[15]。AngⅡ主要通過經(jīng)由AT1受體的NADPH氧化酶的激活來增加ROS的形成,并隨后激活NF-κB、AP-1等轉(zhuǎn)錄因子,AngⅡ刺激NF-κBp65亞基的核易位,進而導(dǎo)致NF-κBp50/p65異二聚體與MCP-1增強子區(qū)域中的兩個NF-κB結(jié)合位點相結(jié)合,誘導(dǎo)大鼠體內(nèi)MCP-1基因的表達[16]。本實驗提示AngⅡ與MCP-1呈正相關(guān),表明在血糖升高的情況下,胰島素抵抗可能由AngⅡ通過促進MCP-1的表達而加重的。
已知AngⅡ通過促進MCP-1的分泌誘導(dǎo)胰島素抵抗,故在治療上運用ACEI、ARB及趨化因子受體拮抗劑可相應(yīng)地改善胰島素抵抗,減緩糖尿病的進展。本研究通過對RAAS及MCP-1參與糖尿病胰島素抵抗發(fā)病機制的探討,為減輕胰島素抵抗提供相應(yīng)的理論依據(jù),為臨床上糖尿病治療提供了新的方向。