T2DM患者脂肪餐后FMD變化與氧化應激、脂代謝動態相關性分析

邢光，戚紀周，許華

在我國，動脈粥樣硬化是腦梗死、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)和外周血管病等的首位病因，致殘率和致死率均較高，不僅嚴重危害患者的生命安全，還給社會帶來沉重的經濟負擔[1]。目前，已證實2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)、血脂等與動脈粥樣硬化關系密切。盡管通過完善降糖方案、使用他汀類藥物等多種方法控制危險因素，但動脈硬化性疾病的發生率與死亡率仍較高，故有必要轉換研究思路，并關注其他非經典的危險因素[2-3]。近年來，有學者提出，餐后階段是致動脈粥樣硬化的關鍵[4]。以往研究多是基于空腹水平的測定，忽略了一天中絕大多數時間都處于餐后狀態，加之生活水平提高，使高脂肪等高熱量食物攝入增加，而脂肪餐后機體脂代謝如何變化以及是否會影響動脈粥樣硬化尚不明確。T2DM會引起氧化應激，而氧化應激與動脈粥樣硬化及心腦血管事件有關[5-6]。因此，研究T2DM脂肪餐后氧化應激的變化意義重大。本研究探討T2DM患者脂肪餐后氧化應激、脂代謝動態的變化以及與血管舒張功能(flow-mediated vasodilation, FMD)的關系，旨在為精準化預防動脈粥樣硬化及其誘發的相關疾病提供參考。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2019年1月—2022年3月收治的125例T2DM患者(T2DM組)及體檢中心125例健康人群(對照組)為研究對象。T2DM組125例中，男性56例，女性69例，年齡(60.83±4.76)歲(51～72歲)，體質量指數(body mass index，BMI)21～26 kg/m2，平均(23.55±1.19)kg/m2；對照組125例中，男性62例，女性63例，年齡(59.79±4.80)歲(50～70歲)，BMI 21～26 kg/m2，平均(23.39±1.08)kg/m2。兩組患者的性別、年齡、BMI等資料均衡可比(P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會審核通過(審批號：J20181223)，患者及家屬均知情同意。

納入標準：T2DM組患者均符合T2DM的診斷標準[7]；年齡>18歲；近3個月無手術史；胃腸功能正常。排除標準：急性心腦血管疾病；高脂血癥；合并T2DM急性或嚴重并發癥者；伴有急性感染；入組前兩周有使用降脂藥物史；妊娠期和哺乳期；惡性心律失常；合并癌癥；心力衰竭；未達觀測時間點私自離開者。

1.2 方法

1.2.1 脂肪餐 入組者研究期間禁止飲酒、吸煙、劇烈運動，可根據需要飲用溫開水。空腹12 h后，于次日清晨攝入脂肪餐，碳水化合物、蛋白質、脂肪能量占比為26%、14%、60%，熱量為600 kcal/m2，食物統一由營養科醫師定量配置。原則上糖尿病患者不宜攝入太多脂肪，但因在體內脂肪僅10%轉化為葡萄糖，且偶爾負荷脂肪餐對整體健康無顯著影響，故在患者充分知情同意的前提下開展此項研究。

1.2.2 檢測方法 分別于餐前和餐后2、4 h采集外周靜脈血5 mL，應用血糖儀(Medisence Optium型，美國雅培公司)檢測血糖水平；應用比色法檢測超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)(試劑盒均購于南京諾爾曼生物)；采用全自動生化分析儀(DXC800型，美國Beckman Coulter公司)檢測總膽固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triacylglycerol，TG)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL-C)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL-C)；應用血管內皮功能檢測儀(UNEXEF38G型，上海歐姆龍公司)測量肱動脈血管舒張末期內徑(d1)和維持充氣壓力>250 mmHg(1 mmHg=133.3 Pa)5 min放氣后1 min的肱動脈內徑(d2)，計算肱動脈血流介導的FMD。

FMD=[(d2-d1)/d1]×100%

2 結 果

2.1 脂肪餐后血糖變化 兩組脂肪餐后血糖變化不同組間、時點間、組間-時點間交互作用比較，差別均有統計學意義(P<0.05)；兩組餐后2 h血糖均較餐前顯著升高，餐后4 h均較餐后2 h降低(P<0.05)；T2DM組餐前和餐后2、4 h血糖均高于對照組(P<0.05，表1)。

表1 兩組脂肪餐后血糖變化

2.2 脂肪餐后氧化應激 兩組脂肪餐后SOD、GSH-Px、MDA變化不同組間、時點間、組間-時點間交互作用比較，差別均有統計學意義(P<0.05)。T2DM組的SOD、GSH-Px表現為餐后4 h<餐后2 h<餐前，MDA表現為餐后4 h>餐后2 h>餐前(P<0.05)；對照組餐后2 h SOD、GSH-Px較治療前降低，MDA較治療前升高(P<0.05)；T2DM組餐前和餐后2、4 h的SOD和GSH-Px 均低于對照組，而MDA均高于對照組(P<0.05，表2)。

表2 兩組脂肪餐后氧化應激指標變化

2.3 脂肪餐后脂代謝 兩組脂肪餐后TC、TG、LDL-C、HDL-C變化不同組間、時點間、組間-時點間交互作用比較，差別均有統計學意義(P<0.05)；T2DM組的TC、TG、LDL-C表現為餐后4 h>餐后2 h>餐前，HDL-C表現為餐后4 h<餐后2 h<餐前，差別均有統計學意義(P<0.05)；對照組餐后2 h 的TC、TG、LDL-C均高于餐前，餐后4 h的TC、TG、LDL-C均低于餐后2 h，餐后2 h的HDL-C 低于餐前，餐后4 h的HDL-C高于餐前(P<0.05)，餐后4 h各脂代謝指標與餐前比較，差別均無統計學意義(P>0.05)；T2DM組餐前和餐后2、4 h的TC、TG、LDL-C均高于對照組，HDL-C均低于對照組(P<0.05，表3)。

表3 兩組脂肪餐后脂代謝變化

2.4 脂肪餐后FMD變化 兩組脂肪餐后FMD不同組間、時點間、組間-時點間交互作用比較，差別均有統計學意義(P<0.05)；T2DM組FMD表現為餐后4 h<餐后2 h<餐前(P<0.05)；對照組FMD表現為餐后2 h低于餐前，餐后4 h高于餐后2 h(P<0.05)，但餐后4 h與餐前比較差別無統計學意義(P>0.05)；T2DM組餐前及餐后2、4 h的FMD均低于對照組(P<0.05，表4)。

表4 兩組脂肪餐后FMD變化

2.5 相關性分析 以T2DM組各時點間血糖、氧化應激、脂代謝指標為源數據，采用Pearson進行相關性分析，結果顯示，餐前和餐后2、4 h的FMD與對應時點間的SOD、GSH-Px、HDL-C呈正相關，與對應時點間的血糖、MDA、TC、TG、LDL-C呈負相關(P<0.001，表5)。

表5 FMD與用餐時間相關性分析(r)

3 討 論

血管內皮功能障礙是動脈粥樣硬化最早期的病理生理改變，對早期發現動脈粥樣硬化具有重要意義[8]。FMD是反映血管內皮功能的指標之一，與對照組比較，糖尿病患者FMD降低[9]。本研究結論也支持這一觀點。一般認為，FMD越低，代表血管內皮功能障礙越明顯，發生急性心腦血管疾病風險越高。因此，研究FMD的預警因素，對預防急性心腦血管疾病具有積極意義。本研究結果顯示，脂肪餐后4 h內，T2DM患者FMD持續降低，而健康人群FMD在餐后2 h達谷值，餐后4 h即恢復至餐前相似水平，可見FMD受脂肪餐影響而變化，T2DM患者FMD谷值更低，達谷值時間延長。研究發現，T2DM患者脂肪餐后血管舒張活性物質合成減少，引發血管舒張、收縮功能紊亂，提示負荷脂肪餐可影響患者的血管內皮功能[10]。本研究觀點與之相似。因此，臨床應重視T2DM患者血管內皮功能的監測和干預，指導患者調整飲食結構，減少脂類攝入可能有助于保護血管內皮功能，預防動脈粥樣硬化發生。馬璐瑤等[11]給予健康雄性新西蘭大白兔高脂飲食喂養12周，發現大白兔出現粥樣動脈硬化，且隨時間推移逐漸加重。楊淑玲[12]的報道顯示，給予健康雄性新西蘭大白兔連續12周的高膽固醇喂飼，發現其內皮素-1水平逐漸升高，腹主動脈內膜厚度逐漸增厚，內膜粗糙，實驗結束時可觀察到斑塊。從理論上講，長期高脂飲食可增加頸動脈粥樣硬化的風險，但受限于倫理學及實際情況，本研究未對患者進行長期脂肪餐負荷試驗，所以長期高脂飲食帶來的影響仍需后續研究論證。

氧化應激通過兩個途徑影響動脈粥樣硬化的發生：(1)通過氧化作用，損傷細胞內的蛋白質、核酸等物質，抑制血管活性物質合成，損傷血管內皮；(2)通過氧化應激產物激活相應信號通路，介導血管內皮細胞產生改變，影響血管的結構和功能[13]。SOD、GSH-Px、MDA是經典的氧化應激標志物，其中SOD、GSH-Px歸屬于抗氧化系統，可清除氧自由基，避免細胞、組織受到氧化應激損傷；MDA則屬于氧化系統產物，MDA越高，提示機體氧化反應越激烈[14-15]。本研究顯示，T2DM患者SOD、GSH-Px均低于對照組，MDA高于對照組，與王蕊等[16]的報道相似，證實T2DM患者氧化-抗氧化系統失衡，氧化應激反應增強，這與慢性高血糖刺激和長期胰島素抵抗有關。在此基礎上，本研究發現，T2DM患者和對照組餐后2 h的SOD、GSH-Px均降低，MDA均升高，但對照組在餐后4 h快速恢復至餐前水平，T2DM患者SOD、GSH-Px則持續降低，MDA持續升高。表明機體氧化應激受攝入的脂肪餐影響，T2DM患者對氧化-抗氧化系統調控功能減弱，無法快速恢復。原因可能是，T2DM患者長期受到高血糖的慢性刺激，機體處于微炎癥狀態，激活了氧化應激系統，加之負荷脂肪餐后的代謝產物花生四烯酸、α-亞麻酸等，發生自動氧化或在特定酶的作用下生成一系列氧化代謝產物，導致氧化應激反應進一步加重，從而使氧化-抗氧化系統無法快速恢復。同時餐前和餐后2、4 h的SOD、GSH-Px與對應時間點FMD呈正相關，MDA與對應時間點FMD呈負相關，表明脂肪餐能通過氧化應激途徑影響患者的血管內皮功能。王俊瑩等[17]的研究發現，脂肪餐負荷可通過引起氧化應激參與動脈粥樣硬化的發生與進展，且氧化應激反應隨餐后時間的推移而變化，脂肪餐負荷后明顯增強。本研究結果與之一致，佐證了氧化應激在脂肪餐和動脈粥樣硬化中所起的中介作用。因此，氧化應激有望成為調控血管內皮功能的一個靶點，在預防動脈粥樣硬化及其引發的心腦血管疾病中呈現出巨大的應用前景。

脂代謝異常在動脈粥樣硬化中的作用，TC、TG、LDL-C升高及HDL-C降低可導致大量脂質顆粒在動脈內皮下沉積，并募集外周循環中淋巴細胞、單核細胞等遷移至內皮下，吞噬修飾脂質顆粒形成死亡的泡沫細胞，介導動脈中層平滑肌細胞向內膜遷移，產生彈力纖維和大量膠原等，包裹脂質池，從而誘發典型的動脈粥樣硬化病變[18-19]。本研究顯示，兩組餐后2 h的TC、TG、LDL-C水平均較餐前升高，HDL-C均較餐前降低；餐后4 h，對照組各脂代謝指標恢復至餐前相似水平，而T2DM患者TC、TG、LDL-C仍持續升高，達峰時間延長，HDL-C持續降低，達谷值時間亦延長，對異常脂代謝調控能力減弱，未能及時恢復。本研究還發現，餐前和餐后2、4 h，HDL-C與對應時間點FMD呈正相關，TC、TG、LDL-C與對應時間點FMD呈負相關，表明脂肪餐后脂代謝情況與血管內皮功能密切相關。靳春榮等[20]通過持續高脂飲食12周建立動脈粥樣硬化的兔模型，發現脂肪餐后2、4 h的TC、TG、LDL-C升高，HDL-C降低，隨脂肪餐負荷周期延長，脂代謝紊亂逐漸加重，成為動脈粥樣硬化發生、發展過程的相關獨立影響因素，佐證了脂肪餐能通過調節脂代謝影響動脈粥樣硬化的發生、發展。可見，T2DM患者要防止血管內皮功能異常和動脈粥樣硬化，不僅要注意控制空腹血脂水平，還應控制餐后血脂水平，以獲得預期效果。本研究也發現，餐后2、4 h血糖亦與FMD相關，有效控制餐后血糖水平亦有助于保護內皮細胞功能，預防動脈粥樣硬化。

T2DM患者FMD受損，負荷脂肪餐后血管內皮調節能力與氧化應激、脂代謝調控能力減弱，無法及時恢復至餐前水平，且血管內皮功能與氧化應激、血脂變化有關，不進行脂肪餐，可減少氧化應激，脂肪餐負荷后氧化應激、血脂變化有望成為FMD的預警指標。但本研究未考慮干擾因素，這是本研究局限之處，應校正FMD相關因素，以排除干擾因素對FMD的影響。