單純空腹血糖受損者內(nèi)皮功能改變及其危險因素分析

呂以培，車紅英，黃文萍，陳建西，張素華，黃中瑩，楊丕堅，李舒敏，盧偉波，羅文意

新近發(fā)現(xiàn)與高血糖相關(guān)的血管病變發(fā)生較早，可以在糖尿病之前[1-2]，單純空腹血糖受損(I-IFG)也會出現(xiàn)血管內(nèi)皮改變[3]或血管病變的危險增加[4]。本研究觀察I-IFG的肥胖和非肥胖者的血管內(nèi)皮功能改變及其相關(guān)危險因素，旨在探討I-IFG者的內(nèi)皮功能改變的特點和危險因素。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2008年1月—2012年3月于我院就診的I-IFG者共60例(C組)，根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟肥胖標(biāo)準(zhǔn)〔男性腰圍≥90 cm，女性腰圍≥80 cm為肥胖〕，分為非肥胖亞組(C1)與肥胖亞組(C2)，男27例，女33例，年齡28～59歲。其中C1亞組28例，平均年齡為(47±8)歲；C2亞組32例，平均年齡為(46±10)歲。選擇142例糖耐量正常者(N組)，其中男66例，女76例，年齡22～60歲；分為非肥胖亞組(N1)75例，平均年齡(46±7)歲；肥胖亞組(N2)67例，平均年齡為(46±10)歲。所有受試者除外：腦卒中、冠心病、血液系統(tǒng)疾病、肝病或肝功能異常、周圍血管疾病、全身或尿路感染、血尿、其他原因引起的腎病與腎炎及腎功能不全、充血性心力衰竭、發(fā)熱、妊娠、吸煙者，近2周不用調(diào)脂藥、胰島素增敏劑、內(nèi)皮保護(hù)劑與血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑。所有受試者均在受試前說明研究目的、過程、不良反應(yīng)等，試驗前3 d進(jìn)食碳水化合物每天不少于200 g，保證空腹時間10 h以上。一部分被試為本院就診的2型糖尿病患者的一級親屬(子女)，以自愿參加為原則。

1.2 研究方法

1.2.1 記錄糖尿病家族史，測量身高、體質(zhì)量、腰圍(肋弓下緣與髂前上嵴之間的中點)以及3 d早晨(抽血、做B超和取報告時)血壓，計算體質(zhì)指數(shù)(BMI)=體質(zhì)量(kg)/身高2(m2)、腰圍指數(shù)(WI)=腰圍(cm)/身高(cm)和平均動脈壓(MAP)=1/3(收縮壓+2×舒張壓)。

1.2.2 血尿標(biāo)本采集 所有受試者行口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)及胰島素釋放試驗，檢測0、10、20、30、60、120 min血糖(BG)，免疫活性胰島素(INS)，空腹血脂〔總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)〕，游離脂肪酸(FFA)，脂聯(lián)素(APN)，血內(nèi)皮素(SET)和超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)，同時留取晨尿測定尿內(nèi)皮素(UET)與微量清蛋白(MUA)；計算穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)、胰島素釋放指數(shù)(HOMA-β)和胰島素敏感指數(shù)(ISI)〔HOMA-IR=空腹胰島素(FINS)×空腹血糖(FBG)/22.5、HOMA-β=FINS×20/(FBG-3.5)和ISI=1/(FINS×FBG)〕，用梯形面積公式計算OGTT葡萄糖曲線下面積(gluAUC)、胰島素曲線下面積(INSAUC)以及胰島素分泌早期相(0～30 min)曲線下面積(INSAUCone)與第二相(30～120 min)胰島素曲線下面積(INSAUCtwo),計算早期胰島素分泌指標(biāo)糖負(fù)荷后10 min、20 min和30 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min和△I30 min/△G30 min。

1.2.3 測定方法 INS采用RIA法(用天津協(xié)和醫(yī)藥科技有限公司試劑盒)；MUA采用散射比濁法(用西門子醫(yī)學(xué)診斷產(chǎn)品有限公司試劑盒)；hs-CRP采用免疫比濁法(用北京利德曼生化股份有限公司試劑)；內(nèi)皮素(ET)采用RIA法(用北京科美生物技術(shù)有限公司試劑)；UET采用未抽提直接法；FFA采用比色法(英國RANDOX laboratories Ltd.試劑)；APN采用酶聯(lián)免疫法(上海圓創(chuàng)生物科技有限公司提供)。血、尿標(biāo)本留取后即放-20 ℃冰箱內(nèi)保存，統(tǒng)一測定。

1.2.4 彩超檢查 口服葡萄糖耐量試驗的第二天用彩超測定肱動脈休息時、加壓及服用硝酸甘油后的內(nèi)徑變化。受試者平臥，休息10 min后暴露右上肢，并外展20°，將探頭置于肘上5～10 cm處，測量肱動脈最大內(nèi)徑為基礎(chǔ)狀態(tài)下肱動脈內(nèi)徑(Db)，然后將血壓計袖帶縛于受試者前臂肘下5 cm處充氣加壓達(dá)30 kPa保持5 min，然后突然釋放，在60 s內(nèi)在同一部位測量肱動脈內(nèi)徑(Dh)，囑休息10 min后，舌下含服硝酸甘油0.5 mg，含化后1～2 min時用同樣方法測量內(nèi)徑(Dn)，測量過程中探頭固定。使用儀器為PhilipsHD11XE彩色電腦聲像儀，L12-3高頻探頭；計算內(nèi)皮依賴性血管舒張功能(EDD)△D%=(Dh-Db)/Db×100%，內(nèi)皮非依賴性血管舒張功能(EID)△D1%=(Dn-Db)/Db×100%。

2 結(jié)果

2.1 各組指標(biāo)比較

2.1.1 一般資料比較 糖尿病親屬(一級親屬，子女)、性別、年齡N和C組中及各亞組之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，校正年齡、性別后，BMI、WI和MAP在N組與C組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，C2亞組與C1以及N2亞組與N1亞組的BMI、WI和MAP比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表1。

2.1.2 血脂指標(biāo)TC、LDL、HDL、TG、APN、FFA比較 校正年齡和性別后，C組TC、TG和LDL與N組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，N組HDL較C組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。C2亞組TC和N2亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；C2亞組LDL和N2、C1亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；N2和C1亞組HDL分別與N1亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；N2與N1、C2與C1亞組的TG比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

APN在C組降低而FFA則增高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。N2亞組的APN和FFA較N1亞組以及C1亞組的FFA較N1亞組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，C1亞組的APN較N1亞組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

2.1.3 血糖相關(guān)因素比較 血糖：FBG均數(shù)C組高于N組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，C2高于N2亞組及C1高于N1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；OGTT 120 min均數(shù)C組和N組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，N2和C1亞組與N1亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；gluAUC均數(shù)C組高于N組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，C2高于N2亞組、C1和N2亞組均高于N1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見表2。

胰島素水平：C組和N組比較，F(xiàn)INS、INS 120 min、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，HOMA-β減小，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。FINS、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo均數(shù) N2均高于N1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，而FINS均數(shù)C2高于C1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；INS 120 min中N2大于N1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；HOMA-β中N2高于N1亞組而C1低于N1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，C2低于N2而高于C1亞組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

胰島素分泌快速相：C與N組間△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min和△I30 min/△G30 min比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，C1和N2與N1亞組比較△I20 min/△G20 min增高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；組內(nèi)配對檢驗，N1亞組△I10 min/△G10 min和△I30 min/△G30 min分別高于△I20 min/△G20 min，N1亞組20 min時為低谷，10 min有高峰呈早期分泌脈沖表現(xiàn)，N2、C1和C2亞組或C組10 min早期分泌脈沖消失。

胰島素抵抗：C組和N組比較HOMA-IR增高而ISI降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；HOMA-IR均數(shù)C2亞組高于N2亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，N2較N1亞組、C2較C1亞組增高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；ISI N2亞組低于N1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，C2亞組低于C1亞組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

2.1.4 內(nèi)皮功能指標(biāo)比較 校正性別、年齡后，C組和N組比較EDD、EID、hs-CRP、MUA差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且SET及UET差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。SET和UET C2與C1和N2亞組、C1與N1亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，SET N2與N1亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，UET N2與N1比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；hs-CRP C2與C1亞組、N2與N1亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；MUA C2與N2亞組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；EED和EID C2與N2亞組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

2.2 內(nèi)皮功能指標(biāo)與各因素相關(guān)性分析

2.2.1 相關(guān)性分析 控制性別和年齡后，EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET之間的偏相關(guān)性見表4。

表1 各組一般臨床資料和血脂指標(biāo)的比較

注：*與N組比較P<0.05，○與N組比較P<0.01；▽與N1組比較P<0.05，▼與N1組比較P<0.01；▲與C1組比較P<0.05，■與C1組比較P<0.01；□與N2組比較P<0.05，◆與N2組比較P<0.01；BMI=體質(zhì)指數(shù)，WI=腰圍指數(shù)，MAP=平均動脈壓，TC=總膽固醇，TG=三酰甘油，LDL=低密度脂蛋白，HDL=高密度脂蛋白，F(xiàn)FA=游離脂肪酸，APN=脂聯(lián)素

表2 各組血糖、胰島素、胰島功能和胰島素抵抗等指標(biāo)比較

注：*與N組比較P<0.05，○與N組比較P<0.01；▽與N1組比較P<0.05，▼與N1組比較P<0.01；▲與C1組比較P<0.05，■與C1組比較P<0.01；□與N2組比較P<0.05，◆與N2組比較P<0.01；◇組內(nèi)與△I10 min/△G10 min比較P<0.05，★組內(nèi)與△I20 min/△G20 min比較P<0.05；FBG=空腹血糖，F(xiàn)INS=空腹胰島素，OGTT 120 min=糖耐量2 h血糖，HOMA-IR=胰島素抵抗指數(shù)，HOMA-β=胰島素釋放指數(shù)，ISI=胰島素敏感指數(shù)，△I10 min/△G10 min=10 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值，△I20 min/△G20 min=20 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值，△I30 min/△G30 min=30 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值，gluAUC=血糖曲線下面積，INSAUC=胰島素曲線下面積，INSAUCone=胰島素分泌早期相曲線下面積，INSAUCtwo=第二相胰島素曲線下面積

表3 各組內(nèi)皮相關(guān)指標(biāo)比較

注：*與N組比較P<0.05，○與N組比較P<0.01；▽與N1組比較P<0.05，▼與N1組比較P<0.01；▲與C1組比較P<0.05,■與C1組比較P<0.01；□與N2組比較P<0.05，◆與N2組比較P<0.01;hs-CRP=超敏C反應(yīng)蛋白，MUA=尿微量清蛋白，UET=尿內(nèi)皮素，SET=血內(nèi)皮素，EDD=內(nèi)皮依賴性血管舒張功能，EID=內(nèi)皮非依賴性血管舒張功能

表4 內(nèi)皮功能指標(biāo)偏相關(guān)分析

2.2.2 多元逐步回歸分析 在C組中將EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET作為應(yīng)變量分別與年齡、性別、家族史、BMI、腰圍、WI、MAP、TC、LDL、HDL、TG、APN、FFA、FBG、OGTT 120 min、FINS、INS 120 min、HOMA-IR、HOMA-β、△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min、△I30 min/△G30 min、gluAUC、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo、ISI作為自變量分析，hs-CRP應(yīng)變量中有家族史、FFA、WI、LDL進(jìn)入方程，R2=0.703(P<0.01),其中貢獻(xiàn)最大的是FFA(標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)0.750,P<0.01)；MUA應(yīng)變量中APN、gluAUC進(jìn)入方程，R2=0.399(P<0.01)，貢獻(xiàn)最大的是APN(標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)-0.637,P<0.01)；SET應(yīng)變量中有家族史、FFA、WI、△I20 min/△G20 min進(jìn)入方程，R2=0.776(P<0.01)，其中貢獻(xiàn)最大的是家族史(標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)0.571,P<0.01)；UET應(yīng)變量中有家族史、APN、△I20 min/△G20 min和WI進(jìn)入方程，R2=0.682(P<0.01)，其中貢獻(xiàn)最大的是WI(標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)0.546,P<0.01)；EDD應(yīng)變量中有MAP、WI、TC進(jìn)入方程，R2=0.461(P<0.01)，其中貢獻(xiàn)最大的是MAP(標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)0.366,P<0.01)；EID有FFA、MAP、WI進(jìn)入方程，R2=0.437(P<0.01)，其中貢獻(xiàn)最大的是FFA(標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)0.487,P<0.01)。

3 討論

大血管和微血管內(nèi)腔表面覆蓋內(nèi)皮細(xì)胞，其病變特征與結(jié)構(gòu)功能不同有關(guān)。微血管主要是毛細(xì)血管，由內(nèi)皮細(xì)胞組成，微血管病變主要病理過程是內(nèi)皮損傷、基膜增厚、血黏度增高、紅細(xì)胞聚集、血小板黏附和聚集，最后是微血栓形成和(或)微血管閉塞。大血管指微動脈之前的動脈循環(huán)，包括動脈和小動脈，由內(nèi)膜、富含彈力纖維和平滑肌的中膜及較多結(jié)締組織的外膜組成，大血管病變病理主要是大中血管動脈粥樣硬化、動脈壁中層鈣化、內(nèi)膜纖維增生，致使管腔狹窄，在病理上糖尿病和非糖尿病者的病變難以區(qū)分。

本研究觀察內(nèi)皮功能的指標(biāo)有EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET。EDD、EID、hs-CRP為大血管病變指標(biāo)，EDD為內(nèi)皮細(xì)胞在壓力的作用下釋放內(nèi)皮衍生因子引起血管舒張，其依賴于結(jié)構(gòu)完整、功能正常的血管內(nèi)皮，檢測對象為肱動脈，因此為大血管內(nèi)皮功能改變的早期敏感指標(biāo)；EID為硝酸甘油通過血管平滑肌鳥苷酸環(huán)化酶的激活提供一氧化氮使血管舒張，主要取決于藥物劑量和血管平滑肌的功能狀態(tài)，因此為大血管內(nèi)皮改變較晚的指標(biāo)；hs-CRP是肝臟合成的一種急相反應(yīng)蛋白，由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的刺激性炎性反應(yīng)細(xì)胞因子促進(jìn)肝細(xì)胞合成，為血管壁炎癥的一個指標(biāo)[5]，因此是大血管病變指標(biāo)，反應(yīng)在內(nèi)皮病變之后，相對稍晚。SET、MUA是大血管和微血管病變的混合指標(biāo)，SET主要是內(nèi)皮細(xì)胞分泌，當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞功能有改變時SET改變，因此是內(nèi)皮功能改變早期敏感指標(biāo)，對大血管與微血管的病變沒有特異性；MUA以前一直作為糖尿病腎病的指標(biāo)，近年來在非糖尿病者中亦會出現(xiàn)，并且和大血管病變關(guān)系密切，因此為內(nèi)皮損傷血管病變的標(biāo)志，在非糖尿病的人群中主要提示大血管病變[6]。UET為微血管指標(biāo)，腎源性的ET為UET的主要來源，來源于腎小球血管內(nèi)皮細(xì)胞的ET加強(qiáng)對系膜細(xì)胞旁分泌的調(diào)節(jié)[7]，即腎小球血管內(nèi)皮細(xì)胞是UET分泌的主導(dǎo)，因此UET能準(zhǔn)確敏感地反映腎小球血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能改變，即UET是微血管病變的敏感指標(biāo)。

本研究發(fā)現(xiàn)，I-IFG者與正常糖耐量者比較主要表現(xiàn)如下：(1)內(nèi)皮指標(biāo)：校正性別和年齡后C組與N組比較各項內(nèi)皮指標(biāo)都有明顯變化，C2亞組和N2亞組比較EED、EID、MUA、SET及UET均有改變，而C1亞組僅有SET和UET改變。說明I-IFG肥胖者內(nèi)皮改變較為嚴(yán)重[8]，且主要表現(xiàn)以大血管內(nèi)皮改變?yōu)橹鳎瑫r有微血管病變，而微血管病變相對較輕[9]，I-IFG非肥胖者以微血管內(nèi)皮改變?yōu)橹鳌?2)代謝相關(guān)指標(biāo)：MAP在正常糖耐量的肥胖者和I-IFG肥胖者明顯增高而非肥胖者不高，說明高血壓和肥胖關(guān)系密切；血脂在C組與N組比較主要有HDL、FFA和APN的改變，I-IFG肥胖者以TC、LDL和TG改變?yōu)橹鳎c非肥胖者有一定的差異，I-IFG非肥胖者以HDL、FFA和APN改變?yōu)橹鳎f明I-IFG無論肥胖與否均有血脂的紊亂；血糖以FBG增高為主，OGTT 120 min改變不明顯，gluAUC以FBG貢獻(xiàn)為主，符合I-IFG特征；胰島素改變不明顯，而比較敏感反映胰島功能改變的有HOMA-β和胰島素分泌快速相，HOMA-β在I-IFG肥胖者中已有下降而非肥胖者更甚，胰島素分泌快速相的改變表現(xiàn)為N1亞組10 min時有高峰呈早期分泌脈沖表現(xiàn)，而N2、C1和C2亞組或C組10 min早期分泌脈沖消失，有研究證明在體質(zhì)量、血壓、糖耐量、血脂譜正常的人群存在胰島素快速相早期分泌脈沖表現(xiàn)[10]，提示這個快速相的早期分泌脈沖可能是健康人的特征性表現(xiàn)；胰島素敏感性降低和胰島素抵抗在I-IFG肥胖者中表現(xiàn)得更明顯。總之，I-IFG代謝改變主要為高血糖、脂代謝紊亂、胰島素抵抗及胰島分泌功能的下降，肥胖者以胰島素抵抗為主而非肥胖者胰島功能下降更明顯。I-IFG與正常糖耐量者的血壓均以肥胖者增高為主，似乎與血糖關(guān)系不大。

控制性別和年齡后內(nèi)皮指標(biāo)EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET之間有相關(guān)性，能準(zhǔn)確一致反映血管內(nèi)皮功能。危險因素分析，大血管指標(biāo)EDD、EID、hs-CRP為應(yīng)變量中能夠進(jìn)入方程的自變量有家族史、MAP、TC、LDL、WI和FFA，主要是與肥胖、血壓增高、脂代謝紊亂有關(guān)，符合大血管病變因素的特征；微血管指標(biāo)UET為應(yīng)變量能進(jìn)入方程的因素有家族史、WI、APN、和△I20 min/△G20 min；另外在SET和MUA大血管和微血管病變的混合指標(biāo)中進(jìn)入方程的有FFA和gluAUC，在家族史和脂代謝紊亂的基礎(chǔ)上主要是與血糖的改變(gluAUC)和早期胰島功能異常(△I20 min/△G20 min)的改變有關(guān)，符合微血管病變因素的特征。內(nèi)皮功能改變的危險因素與糖尿病家族史[11]以及代謝性因素[12]諸如肥胖、血壓增高、脂代謝紊亂、血糖增高、胰島素抵抗及胰島功能的改變等獨立相關(guān)。

本研究結(jié)論：(1)I-IFG肥胖者以大血管內(nèi)皮改變?yōu)橹鳎瑫r有微血管內(nèi)皮改變，非肥胖者以微血管內(nèi)皮改變?yōu)橹鳎?2)I-IFG代謝改變主要為血糖增高、脂代謝紊亂、胰島功

能的下降，肥胖者以胰島素抵抗為主，而非肥胖者胰島功能下降更明顯；(3)糖尿病家族史和代謝性因素諸如肥胖、血壓增高、脂代謝紊亂、血糖增高和胰島功能的改變等是I-IFG者內(nèi)皮功能改變的獨立危險因素。

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