2型糖尿病患者葡萄糖氧化代謝關鍵酶的測定和代謝組學研究

劉欣萍

·臨床醫學·

2型糖尿病患者葡萄糖氧化代謝關鍵酶的測定和代謝組學研究

劉欣萍

目的研究2型糖尿病(T2DM)患者葡萄糖氧化代謝關鍵酶的測定和代謝組學變化。方法150例符合標準研究對象分成五組：健康人組(對照組)30例、T2DM高危人組29例、T2DM前期組31例、T2DM早期組31例和T2DM中后期組29例。采用酶聯免疫吸附實驗(ELISA)法對糖代謝關鍵酶進行測定, 包括檸檬酸合成酶(CS)、異檸檬酸脫氫酶(ICD)、α-酮戊二酸脫氫酶(α-KGDHC), 磁微粒分離免疫分析法測定胰島功能等生化指標。結果對照組的ICD活性高于T2DM高危人組、T2DM前期組、T2DM早期組和T2DM中后期組(P＜0.05或P＜0.01), 其中ICD活性最低的是T2DM高危人組和T2DM前期組, 且兩組差異無統計學意義(P＞0.05)。ICD活性略有增強的是T2DM早期組和T2DM中后期組。結論在機體的三羧酸循環(TCA循環)中ICD是其關鍵限速酶, ICD活性對TCA的代謝流量具有一定的相關性。

2型糖尿病；葡萄糖氧化代謝；關鍵酶；測定；代謝

糖尿病是一種以胰島素分泌或代謝缺陷, 或者兩者同時存在而引起的以慢性高血糖為特征的代謝異常綜合征, 發病率逐年上升, 且T2DM的發生率顯著高于1型糖尿病。文獻報道［1］, T2DM的發生可能與遺傳易感、胰島素抵抗及功能缺陷及血糖調節受損等關系密切, 一旦患病患者需終身服藥,且藥物的長期應用導致的肝腎功能損傷不容忽視, 對人體健康造成嚴重威脅。因此, 對于具備可能引發T2DM的高危因素的人群應做好一級預防, 控制T2DM的發生。但由于目前對糖尿病的發病機制還沒有完全闡明, 導致對于糖尿病的防治無法取得突破性進展。本研究通過分析健康人群及T2DM各時期人群的代謝酶和生化代謝譜, 研究是何種生物標志物引起了代謝缺陷, 對T2DM的發病機制進行闡明, 對具備高危因素的人群進行及早的行為干預, 使高危人群減少發病率或不發病, 具體報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 2012年7月～2015年7月的150例入組研究對象, 分為五組：T2DM高危人組29例；T2DM前期即葡萄糖調節受損(IGR)組31例；T2DM早期(無慢性并發癥)組31例；T2DM中后期(合并慢性并發癥)組29例；對照組(健康人)30例。選擇符合WHO糖尿病診斷標準［1］。五組受檢人員一般資料比較差異無統計學意義(P＞0.05), 具有可比性。

1.2方法

1.2.1采集血標本 囑參與研究人員第1次采血, 于晨起空腹安靜狀態下進行, 使用帶有分離膠的真空采血管, 采集血液2 ml；第2次采血, 第1次采血后囑參與研究人員將75 g無水葡萄糖溶于300 ml水中口服, 2 h后采集靜脈血2 ml。將血標本密封置于深凍冰箱(-70℃)內保存, 待檢。

1.2.2儀器與試劑 選擇儀器：全自動生化分析儀(日立717OS), 全自動免疫、生化/特定蛋白分析儀(ADALTIS eclectica), 自動多功能酶標儀(KHB ST-360), 低溫冰箱(-70℃),超速離心機。選擇試劑：CS試劑盒(產品編號：Catalog No.E1661h)； ICD試劑盒(產品編號：Catalog No.E1403h)；α-KGDHC試劑盒(產品編號：Catalog No.E1923h)。

1.2.3測定 采用ELISA法對糖代謝關鍵酶進行測定, 包括CS、ICD、α-KGDHC, 采用自動多功能酶標儀進行3次檢測；胰島功能等生化指標測定采用磁微粒分離免疫分析法進行測定［2］。

1.3統計學方法 將研究所得數據采用SPSS16.0統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差(±s)表示,兩組間比較采用t檢驗, 多組間比較應用方差分析；計數資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

各組血清糖代謝關鍵酶測定及胰島功能比較：CS、α-KGDHC各組間比較差異無統計學意義(P＞0.05)。ICD、胰島素敏感指數(ISI-Stumvoll)、胰島素抵抗指數(HOMA-IR) T2DM高危人組、T2DM前期組、T2DM早期組和T2DM中后期組與對照組比較, 差異有統計學意義(P＜0.05或P＜0.01)。其中ICD活性最低的是T2DM高危人組和T2DM前期組,且兩組差異無統計學意義(P＞0.05)。ICD活性略有增強的是T2DM早期組和T2DM中后期組。見表1。

表1 各組血清糖代謝關鍵酶測定及胰島功能比較 (±s)

表1 各組血清糖代謝關鍵酶測定及胰島功能比較 (±s)

注：與對照組比較,aP<0.05,bP<0.01；ISI-Stumvoll=空腹血糖(FBG)×空腹胰島素(FINS), HOMA-IR=FINS×FBG/22.5

組別 例數 CS(U/L) ICD(U/L) α-KGDHC(U/L) ISI-Stumvoll HOMA-IR T2DM高危人組 29 20.94±10.86 6.15±4.17b7.95±5.18 0.048±0.032a1.61±1.45aT2DM前期組 31 18.69±9.75 6.42±3.94b13.79±12.35 0.017±0.010b3.33±1.79bT2DM早期組 31 24.12±12.54 13.66±6.91b7.66±7.15 0.023±0.016b3.16±2.25bT2DM中后期組 29 25.52±11.73 24.29±12.18a9.27±10.61 0.009±0.007b16.48±25.18b對照組 30 19.67±5.54 37.97±3.88 8.91±5.07 0.065±0.026 0.84±0.35

3 討論

TCA具有參與蛋白質、糖、脂肪的分解代謝作用, 是人體三磷酸腺苷(ATP)產生的主要途徑［3］。本研究顯示, 在TCA循環中ICD是其關鍵限速酶, ICD的活性與TCA循環的代謝流量具有一定的相關性。對照組的ICD活性高于T2DM高危人組、T2DM前期組、T2DM早期組和T2DM中后期組(P＜0.05或P＜0.01), 其中ICD活性最低的是T2DM高危人組及T2DM前期組, 兩組比較差異無統計學意義(P＞0.05), 顯示T2DM高危人組及T2DM前期組人群的ICD活性已經被抑制。ICD活性略有增強的是T2DM早期組及T2DM中后期組, 但均低于對照組(P＜0.05或P＜0.01)。顯示T2DM早期組及T2DM中后期組患者部分酶活性可能恢復, 這與患者開始用藥有關。

α-KGDHC不但是TCA的關鍵酶, 也是產生活性氧家族(ROS)的基本位點, 研究顯示：神經元的壞死是由于KGDHC酶活性受到抑制而導致的［4］。

從本文研究結果可見, HOMA-IR增高和ISI-Stumvoll逐漸降低的順序是對照組、T2DM高危人組、T2DM早期組、T2DM前期組、T2DM中后期組, T2DM高危人組與對照組比較差異具有統計學意義(P＜0.05), T2DM前期組、T2DM早期組、T2DM中后期組與對照組比較差異具有統計學意義(P＜0.01), T2DM前期組與T2DM早期組比較可見：HOMAIRT2DM前期組較T2DM早期組高, ISI-Stumvoll T2DM前期組較T2DM早期組低, 這一結果說明糖尿病藥物的應用促使糖尿病早期的患者恢復了部分胰島素的敏感性, 因而胰島功能優于未使用藥物的糖尿病前期患者。由此可見, 對具備高危因素的人群進行及早的行為干預, 進而使高危人群減少發病率或不發病。

線粒體功能障礙是糖尿病一個主要誘因［5］。CS、ICD和α-KGDHC的活性影響的TCA速度的代謝流量是不同的。ICD是TCA循環中的關鍵限速酶, 它的活性與TCA的代謝流量具有一定的相關性。

［1］周愛儒.生物化學.第6版.北京:人民衛生出版社, 2004:72-104.

［2］平靜, 關心, 吳麗霞, 等.糖尿病及高危人群三羧酸循環關鍵酶的測定與生化代謝譜的研究//第九屆全國藥物和化學異物代謝學術會議, 2009:118-120.

［3］沈朋, 曾真, 程翼宇, 等.乳腺癌血清蛋白質組和代謝組協同分析研究.中華檢驗醫學雜志, 2005, 28(7):710-712.

［4］錢燕寧, 屠偉峰, 王燦琴, 等.手術應激后紅細胞糖代謝限速酶活性的改變.醫學研究雜志, 2006, 11(35):47-48.

［5］孔悅, 張冰, 劉小青, 等.高甘油三酯高血糖血癥大鼠脂代謝相關酶活性變化的實驗研究.中國現代醫學雜志, 2006, 23(16): 3542-3544.

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2016.03.008

2015-10-19］

117000 遼寧省本溪市金山醫院檢驗科