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        兒童糖尿病GH/IGF-1軸與血糖控制及胰島β細(xì)胞的相關(guān)性研究

        2023-02-08 00:50:04呂麗芬劉建麗焦麗華
        中國(guó)婦幼健康研究 2023年1期
        關(guān)鍵詞:胰島葡萄糖胰島素

        呂麗芬,劉建麗,焦麗華

        (唐山市婦幼保健院兒內(nèi)科,河北 唐山 063000)

        兒童糖尿病是危害兒童和青少年健康的內(nèi)分泌疾病。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)兒童1型糖尿病患病率為2/10萬(wàn)~5/10萬(wàn),并呈低齡化趨勢(shì)增長(zhǎng)[1];2型糖尿病患病率亦隨著兒童肥胖人數(shù)日益增多而增高[2]。初診糖尿病患兒常伴有其他內(nèi)分泌代謝異常,與后期血糖控制達(dá)標(biāo)情況及胰島β細(xì)胞功能相關(guān)。生長(zhǎng)激素(growth hormone,GH)/胰島素樣生長(zhǎng)因子1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)軸是人體重要的內(nèi)分泌代謝軸,參與生長(zhǎng)、新陳代謝及血糖代謝調(diào)節(jié)[3],其中IGF-1是一種結(jié)構(gòu)與胰島素相似的激素,主要由肝臟在GH刺激下產(chǎn)生,作用于周?chē)衅鞴侔l(fā)揮胰島素樣作用,增加對(duì)胰島素的敏感性,抑制胰島素抵抗?fàn)顟B(tài),穩(wěn)定血糖水平[4]。GH是一種葡萄糖反調(diào)節(jié)激素,在低血糖時(shí)升高,發(fā)揮高血糖作用并導(dǎo)致胰島素抵抗[5]。探討糖尿病患兒的GH、IGF-1水平可能有助于了解其胰島β細(xì)胞功能,并促進(jìn)血糖控制達(dá)標(biāo),但是其間關(guān)系尚未得到證實(shí)。鑒于此,本研究擬檢測(cè)糖尿病患兒的血清GH、IGF-1水平,分析其與血糖控制、胰島β細(xì)胞的相關(guān)性,結(jié)果報(bào)道如下。

        1研究對(duì)象與方法

        1.1研究對(duì)象

        選擇2014年1月至2020年12月唐山市婦幼保健院收治的1型和2型糖尿病患兒共136例,其中男81例(59.56%),女55例(40.44%);年齡為2~14歲,平均(7.02±2.35)歲;1型糖尿病105例(77.21%),2型糖尿病31例(22.79%)。納入標(biāo)準(zhǔn):①符合《中國(guó)1型糖尿病診治指南》[6]和《中國(guó)2型糖尿病防治指南(2013年版)》[7]中的診斷標(biāo)準(zhǔn);②年齡在18周歲以下。排除標(biāo)準(zhǔn):①合并惡性腫瘤、自身免疫性疾病和血液疾??;②有感染性疾病、先天遺傳性疾??;③資料不全或?qū)嶒?yàn)室數(shù)據(jù)缺失。

        收集患兒的相關(guān)臨床資料,包括性別、年齡、身高、體重、糖尿病家族史、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)(血糖、血脂、GH/IGF-1),以及低血糖、酮癥酸中毒發(fā)生情況等。根據(jù)糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)水平[8]將患兒分為Ⅰ組(HbA1c<7%,42例)、Ⅱ組(HbA1c為7%~<9%,60例)、Ⅲ組(HbA1c≥9%,34例)。本研究已獲得本院倫理審核批準(zhǔn)(P514241)。

        1.2實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法

        1.2.1標(biāo)本的采集

        門(mén)診當(dāng)日或入院24h內(nèi)采集空腹肘靜脈血3mL,室溫下靜置,待血液自然凝固后取上層液離心(4℃下5 031×g,離心半徑10cm)10min,取血清上機(jī)檢測(cè)。

        1.2.2 GH/IGF-1的檢測(cè)

        BIOBASE 2000全自動(dòng)酶免分析儀(山東博科醫(yī)療器械有限公司),應(yīng)用酶鏈免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清GH、IGF-1水平,試劑盒購(gòu)自上海晶抗生物公司。

        1.2.3血糖和血脂的檢測(cè)

        鄭州安圖A2000全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光測(cè)定儀及配套試劑檢測(cè)空腹血糖(fasting plasma glucose,F(xiàn)PG)、餐后2h血糖(2h postprandial plasma glucose,2hPG)、空腹胰島素(fasting insulin,F(xiàn)INS)、空腹C肽(fasting C-peptide,F(xiàn)C-P)、餐后2hC肽(2h postprandial C-peptide,2hFC-P)水平。D-10糖化血紅蛋白檢測(cè)儀(美國(guó)Bio-Rad公司)檢測(cè)HbA1c水平。穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(homeostatic model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)=FPG×FINS/22.5,胰島β細(xì)胞功能指數(shù)(homeostatic model assessment of β-cell function,HOMA-β)=20×FINS/(FPG-3.5)。日本奧林巴斯AU5821全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、載脂蛋白A1(apolipoprotein A1,ApoA1),載脂蛋白B(apolipoprotein B,ApoB)。

        1.2.4胰島β細(xì)胞功能的檢測(cè)

        所有患兒均行75g口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(oral glucose tolerance test,OGTT),試驗(yàn)前禁食12h,OGTT后30min、60min、120min、180min時(shí)分別采集靜脈血3mL,全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光測(cè)定儀檢測(cè)胰島素、血糖、C肽(C-peptide,C-P)水平。計(jì)算糖負(fù)荷30min凈增C-P與葡萄糖比值(△C-P30/△G30),糖負(fù)荷30min凈增胰島素與葡萄糖比值(△I30/△G30),評(píng)估早相胰島素分泌功能;計(jì)算120min血糖曲線下面積(area under the curve,AUC)校正后的C-P AUC(C-PAUC/GAUC)和120min血糖AUC校正后的胰島素AUC(IAUC/GAUC),評(píng)估總的胰島β細(xì)胞分泌功能。采用不規(guī)則梯形法計(jì)算AUC。

        1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        2結(jié)果

        2.1各組基線資料的比較

        三組患兒的年齡、性別、糖尿病分型、身高、體重、病程、糖尿病家族史比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),并發(fā)癥中低血糖和酮癥酸中毒發(fā)生率比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);Ⅲ組低血糖和酮癥酸中毒發(fā)生率均高于Ⅰ組(χ2值分別為7.153、8.050,P<0.017),但與Ⅱ組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2值分別為5.632、3.134,P>0.017),見(jiàn)表1。

        表1 三組基線資料的比較Table 1 Comparison of baseline data among the three

        2.2各組實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的比較

        Ⅲ組的HOMA-β、△C-P30/△G30、△I30/△G30、C-PAUC/GAUC、IAUC/GAUC、ApoA1、IGF-1均低于Ⅱ組和Ⅰ組(P<0.05),且Ⅱ組均低于Ⅰ組(P<0.05);Ⅲ組的FPG、HbA1c、FC-P、2hFC-P、HOMA-IR、TG、TC、ApoB、GH均高于Ⅱ組和Ⅰ組(P<0.05),且Ⅱ組高于Ⅰ組(P<0.05);Ⅲ組和Ⅱ組的2hPG、FINS均高于Ⅰ組(P<0.05),但Ⅲ組與Ⅱ組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表2。

        表2 三組實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的比較Table 2 Comparison of laboratory indicators among the three

        2.3血清GH和IGF-1水平與有關(guān)臨床指標(biāo)相關(guān)性的分析

        血清GH水平與FPG、2hPG、FINS、HbA1c、FC-P、2hFC-P、HOMA-IR、TG、TC、ApoB均呈正相關(guān)(P<0.05),與HOMA-β、△C-P30/△G30、△I30/△G30、C-PAUC/GAUC、IAUC/GAUC、ApoA1均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05);血清IGF-1水平與HOMA-β、△C-P30/△G30、△I30/△G30、C-PAUC/GAUC、IAUC/GAUC、ApoA1均呈正相關(guān)(P<0.05),與FPG、2hPG、FINS、HbA1c、FC-P、2hFC-P、HOMA-IR、TG、TC、ApoB均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),見(jiàn)表3。

        表3 血清GH和IGF-1水平與有關(guān)臨床指標(biāo)的相關(guān)性Table 3 Correlation between serum GH and IGF-1 levels and relevant clinical indicators

        2.4影響兒童糖尿病血清GH和IGF-1相關(guān)因素的分析

        分別以GH、IGF-1為因變量,以年齡、性別、糖尿病分型、身高、體重、病程、糖尿病家族史、并發(fā)低血糖、并發(fā)酮癥酸中毒、FPG、2hPG、FINS、HbA1c、FC-P、2hFC-P、HOMA-IR、TG、TC、ApoB、HOMA-β、△C-P30/△G30、△I30/△G30、C-PAUC/GAUC、IAUC/GAUC、ApoA1為自變量,建立多重線性回歸方程,用逐步法排除無(wú)關(guān)變量,最終HOMA-β、HOMA-IR、△C-P30/△G30、HbA1c均為影響GH/IGF-1軸的相關(guān)因素(P<0.05),見(jiàn)表4和表5。

        表4 影響GH的多重線性回歸方程Table 4 Multiple linear regression equations affecting GH

        表5 影響IGF-1的多重線性回歸方程Table 5 Multiple linear regression equations affecting IGF-1

        3討論

        糖尿病是兒童和青少年中常見(jiàn)的代謝紊亂性疾病。近年來(lái),兒童1型糖尿病和2型糖尿病的發(fā)病率顯著增加,其中1型糖尿病由免疫相關(guān)因素引起胰島β細(xì)胞破壞而誘發(fā)[9];2型糖尿病發(fā)病機(jī)制與成人相似,表現(xiàn)為胰島素抵抗和非自身免疫性β細(xì)胞衰竭[10]。兒童糖尿病胰島β細(xì)胞功能衰退更快,出現(xiàn)糖尿病并發(fā)癥更早[2],增加了血糖的控制難度。有研究顯示,青少年兒童1型糖尿病血糖控制達(dá)標(biāo)率(HbA1c<7.5%)僅為41.55%[11]。糖尿病患兒因胰島素絕對(duì)或相對(duì)不足導(dǎo)致血糖升高、炎癥及應(yīng)激狀態(tài),常發(fā)生糖尿病酮癥酸中毒,影響了內(nèi)分泌系統(tǒng)的穩(wěn)定。

        3.1 GH、IGF-1與胰島功能的關(guān)系

        GH是一種具有胰島素反向調(diào)節(jié)作用的高血糖激素,其作用與胰島素相反,可增加肝臟和腎臟的葡萄糖產(chǎn)量,并減少外周組織對(duì)葡萄糖的攝取,GH過(guò)度合成可導(dǎo)致葡萄糖耐受不良及糖尿病的發(fā)生[12]。GH在脂肪組織中可誘導(dǎo)脂肪分解,并釋放游離脂肪酸,過(guò)量游離脂肪酸的產(chǎn)生可導(dǎo)致脂毒性,破壞細(xì)胞膜的完整性,改變細(xì)胞的酸堿平衡,并引發(fā)有害脂質(zhì)的產(chǎn)生,導(dǎo)致骨骼肌胰島素抵抗和葡萄糖耐量降低[13]。GH的大部分生理作用是通過(guò)IGF-1實(shí)現(xiàn)的。IGF-1是一種結(jié)構(gòu)上與胰島素相似的激素,在兒童成長(zhǎng)中參與調(diào)節(jié)生長(zhǎng)和細(xì)胞增殖,在葡萄糖代謝中有類(lèi)胰島素樣作用,通過(guò)與胰島素受體結(jié)合增強(qiáng)對(duì)葡萄糖的吸收,促進(jìn)糖原合成和乳酸分泌,提高人體肝臟和肌肉組織對(duì)胰島素的敏感性,發(fā)揮降糖作用。IGF-1具有負(fù)向調(diào)節(jié)GH的作用,IGF-1合成減少可刺激GH過(guò)度分泌,引起胰島素抵抗,低水平IGF-1已被證明與胰島素減少有關(guān)[14]。IGF-1還可與脂聯(lián)素相互作用促進(jìn)脂肪合成,抑制脂肪組織分解,具有降脂作用,低血清IGF-1水平與血脂異常有關(guān)[15]。有研究顯示,與健康同齡人相比,兒童糖尿病常出現(xiàn)GH/IGF-1軸異常[16]。在胰島素缺乏的狀態(tài)下,GH/IGF-1軸因肝臟中GH抵抗而發(fā)生改變,導(dǎo)致GH分泌過(guò)多和循環(huán)IGF-1濃度低[17]。

        3.2 GH、IGF-1與兒童糖尿病血糖控制以及胰島β細(xì)胞的相關(guān)性

        本研究發(fā)現(xiàn),兒童糖尿病GH/IGF-1軸異常與血糖控制存在明顯關(guān)系,血清GH水平在Ⅲ組中最高,Ⅰ組中最低,而血清IGF-1水平在Ⅲ組中最低,Ⅰ組中最高,說(shuō)明GH過(guò)度合成及IGF-1缺乏與糖尿病患兒血糖控制不良有關(guān)。分析原因可能為:GH/IGF-1軸失調(diào),GH合成增多,IGF-1合成減少,增加糖異生,抑制周?chē)衅鞴賹?duì)葡萄糖的敏感性和利用度,引起血糖升高及胰島素抵抗。本研究相關(guān)性分析結(jié)果也顯示,血清IGF-1水平與FPG、2hPG、FINS、HbA1c、FC-P、2hFC-P、HOMA-IR均呈負(fù)相關(guān),GH與之均呈正相關(guān),表明GH/IGF-1軸失調(diào)可能引起糖代謝紊亂和胰島素抵抗,進(jìn)而導(dǎo)致血糖控制不良。本研究進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),血清IGF-1水平與HOMA-β、△C-P30/△G30、△I30/△G30、C-PAUC/GAUC、IAUC/GAUC均呈正相關(guān),GH與之均呈負(fù)相關(guān),提示GH/IGF-1軸與胰島β細(xì)胞功能衰退亦有關(guān)。有研究顯示,胰島β細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行性減少,胰島素分泌受損在糖尿病血糖紊亂中發(fā)揮重要作用,而胰島β細(xì)胞功能障礙與β細(xì)胞生長(zhǎng)和凋亡間失衡有關(guān)[18]。GH/IGF-1軸可調(diào)節(jié)胰島β細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活、分化和胰島素分泌[19],其中IGF-1可促使胰島素受體底物-2的酪氨酸磷酸化,激活磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信號(hào)通路[20];PI3K/Akt信號(hào)通路的激活可誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞增殖,促進(jìn)胰島β細(xì)胞存活,維持胰島β細(xì)胞的數(shù)量,進(jìn)而抑制胰島素抵抗,改善胰島β細(xì)胞功能[21]。由此可見(jiàn),GH/IGF-1軸可能通過(guò)調(diào)控胰島β細(xì)胞功能參與兒童糖尿病的發(fā)病及進(jìn)展過(guò)程。本研究線性回歸分析結(jié)果顯示,HOMA-β、HOMA-IR、△C-P30/△G30、HbA1c均是影響GH/IGF-1軸的相關(guān)因素;提示血糖控制不良、胰島素抵抗、胰島β細(xì)胞功能障礙也可能在一定程度上影響GH/IGF-1軸穩(wěn)態(tài)。

        綜上,糖尿病患兒血清GH水平增高,血清IGF-1水平降低,GH/IGF-1軸失調(diào)與其血糖控制不良及胰島β細(xì)胞功能障礙有關(guān)。本研究局限之處在于樣本例數(shù)偏少,且多為1型糖尿病患兒,尚需進(jìn)一步招募2型糖尿病患兒并收集資料,以證實(shí)GH/IGF-1軸在2型糖尿病患兒中的作用機(jī)制及臨床意義。

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