2019, Vol. 45扩展功能
文章信息
- 廖鑫, 邓凡曲, 宋美潓, 高琳, 张晗, 张琳, 王雪梅, 章莹, 赵宇
- LIAO Xin, DENG Fanqu, SONG Meihui, GAO Lin, ZHANG Han, ZHANG Lin, WANG Xuemei, ZHANG Ying, ZHAO Yu
- 不同糖代谢状态人群血清CTRP3和25(OH) D水平及其与胰岛素抵抗的关系
- Relationship between serum levels of CTRP3, 25(OH)D and insulin resistance in individuals with different glucose metabolism states
- 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(04): 887-892
- Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2019, 45(04): 887-892
- 10.13481/j.1671-587x.20190425
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文章历史
- 收稿日期: 2019-03-25
2. 遵义医药高等专科学校护理系, 贵州 遵义 563006
2. Department of Nursing, Zunyi Medical and Pharmaceutical College, Zunyi 563006, China
目前我国已经成为全球糖尿病发病率最高的国家，长期血糖控制不佳将导致多器官多系统损害。糖尿病的主要发病机制为长期胰岛功能损害致胰岛素分泌不足。早期改善2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患者的胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)或可改善糖尿病患者的预后。C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白3(C1q/TNF related protein 3, CTRP3)是近年来新发现的脂肪因子，目前学术界对CTRP3的研究较少。研究[1-2]表明：CTRP3具有一定的抗炎作用，但其水平在糖耐量减低(impaired glucose tolerance, IGT)人群中的变化尚未见报道，且CTRP3与IR之间的关系以及在糖脂代谢中的作用机制也未阐明。25羟维生素D[25(OH)D]水平与T2DM的发生发展有密切关联，补充维生素D可明显降低T2DM的发病率。贵州省地处山区，长期日晒不足，维生素D缺乏现象很常见且明显。本研究观察不同糖代谢状态人群血清中CTRP3和25(OH) D水平，旨在探讨CTRP3和25(OH)D在T2DM患者糖脂代谢及IR中的作用及其临床意义。
1 资料与方法 1.1 研究对象本组研究对象均来自2017年10月—2018年4月就诊于遵义医学院附属医院的患者和体检中心健康体检者。初诊T2DM患者44例(T2DM组)，其中男性24例，女性20例，平均年龄(44.19±9.77)岁；均符合1999年WHO T2DM诊断及分型标准，均为初诊患者。IGT患者42例(IGT组)，其中男性20例，女性22例，平均年龄(48.51±13.07)岁；根据1999年WHO的糖代谢状态的分类标准，空腹血糖(FPG)6.1~7.0 mmol·L-1，75g糖耐量试验(OGTT)后2h血糖7.8~11.1 mmol·L-1。选取体检中心健康体检者54人作为正常对照组，其中男性30人，女性24人，平均年龄(47.67±12.67)岁; FPG水平 < 6.1 mmol·L-1，75g OGTT后2 h血糖水平 < 7.8 mmol·L-1。排除标准：1型糖尿病、妊娠期糖尿病和其他特殊类型糖尿病患者；糖尿病肾病及其他糖尿病急性并发症如糖尿病酮症或酮症酸中毒、高渗性昏迷等；心功能不全、肝肾功能不全、明显缺氧和处于明显应激状态者(如严重感染、创伤、手术、心脑血管事件及肿瘤等消耗性疾病)；其他糖脂代谢紊乱的相关疾病、甲状旁腺疾病、骨质疏松疾病史、其他骨代谢异常疾病及其他可影响钙磷代谢、维生素D代谢疾病患者；半年内使用维生素D制剂类、性激素类、降钙素、类固醇激素、甲状旁腺激素等药物者。
1.2 研究方法所有受试者入院后予告知并签署知情同意书。清晨禁食禁饮，空腹排便后脱掉外衣及鞋，保持身体直立，测量身高及体质量。计算体质量指数(BMI)，BMI=体质量(kg)/身高(m2)。
于次日清晨空腹8~10 h后抽取静脉血待用，检测血清中FPG、糖化血红蛋白(HbA1c)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、空腹胰岛素(FIns)、25(OH)D和CTRP3水平。
采用己糖激酶法检测FPG水平，使用BIO-RAD D10糖化血红蛋白分析仪采用高压液相法检测HbA1c水平，采用Olympus (AU2700)全自动分析仪检测血脂及FIns水平，采用电化学发光方法(德国Roche vitamin D配套试剂盒)检测25(OH)D水平。另留取一部分血清放置于－80℃冰箱中冷冻保存，采用酶联免疫吸附实验(ELISA)测定血清CTRP3水平(试剂盒购自美国TSZ公司)。计算稳态模型IR指数(HOMA-IR)，HOMA-IR =(FPG×FIns)/22.5；计算稳态模型胰岛素分泌指数(HOMA-β)，HOMA-β=(20×FIns)/(FPG－3.50)。
1.3 统计学分析采用SPSS 19.0统计软件进行统计学分析。血清学检测指标以x±s表示，3组间比较采用方差分析，组间两两比较方差齐的采用LSD法；两个因素之间相关性分析采用Pearson相关分析法，HOMA-IR和HOMA-β影响因素分析采用多元逐步回归分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 各组研究对象血清学检测指标与正常对照组比较，IGT组患者血清中HDL-C、25(OH)D水平和HOMA-β值明显降低(P < 0.05)，T2DM组患者血清中FPG、HbA1c、TG、TC、FIns水平和BMI、HOMA-IR值明显升高(P < 0.05)，而CTRP3、HDL-C、25(OH)D水平和HOMA-β值明显降低(P < 0.05)；与IGT组比较，T2DM组患者血清中FPG、HbA1c、TG、FIns水平和HOMA-IR值明显升高(P < 0.05)，HDL-C水平和HOMA-β值明显降低(P < 0.05)。见表 1。
| (x±s) | |||||||||||||
| Group | n | Age(year) | FPG[cB/(mmol·L-1)] | HbA1c(η/%) | TG[cB/(mmol·L-1)] | HDL-C[cB/(mmol·L-1)] | LDL-C[cB/(mmol·L-1)] | FIns[λB/(mIU·L-1)] | BMI (kg·m-2) | 25(OH)D[ρB/(μg·L-1)] | CTRP3[ρB/(ng·L-1)] | HOMA-IR | HOMA-β |
| Normal control | 54 | 47.67±12.67 | 5.00±0.54 | 4.83±0.51 | 1.88±0.74 | 1.57±0.60 | 2.97±0.56 | 8.69±3.17 | 22.54±2.67 | 17.23±6.67 | 183.30±70.51 | 1.88±0.87 | 147.47±39.95 |
| IGT | 42 | 48.51±13.07 | 6.16±0.63 | 5.10±0.96 | 1.68±0.96 | 1.27±0.23* | 3.17±0.72 | 7.55±3.11 | 1.99±0.86 | 9.30±3.70* | 145.23±51.18 | 24.47±1.96 | 60.45±21.23* |
| T2DM | 44 | 44.19±9.77 | 12.70±4.84*△ | 9.90±2.31*△ | 2.60±1.06*△ | 1.13±0.48*△ | 2.99±0.91 | 12.28±5.73*△ | 27.32±4.94* | 8.48±2.67* | 110.38±26.72* | 7.28±2.62*△ | 32.03±10.09*△ |
| F | 0.878 | 64.605 | 965.668 | 5.958 | 7.051 | 0.659 | 9.702 | 167.208 | 33.108 | 6.080 | 26.536 | 22.528 | |
| P | 0.419 | 0.001 | 0.001 | 0.004 | 0.004 | 0.001 | 0.52 | 0.001 | 0.001 | 0.003 | 0.001 | 0.001 | |
| *P < 0.05 vs normal control group；△P < 0.05 vs IGT group. | |||||||||||||
以CTRP3为因变量，与其他变量进行相关性分析，CTRP3与HbA1c(r=-0.259，P < 0.05)、FIns(r=-0.148，P < 0.05)和HOMA-IR(r=-0.204，P < 0.05)均呈负相关关系。见表 2。以25(OH)D为因变量，与其他变量进行相关性分析，25(OH) D与TG(r=-0.209，P < 0.05)、FPG(r=-0.406，P < 0.05)和HOMA-IR(r=-0.306，P < 0.05)呈负相关关系，与HOMA-β呈正相关关系(r=0.329，P < 0.05)。见表 3。
| CTRP3 | HbA1c | FIns | HOMA-IR |
| r | -0.259 | -0.148 | -0.204 |
| P | 0.001 | 0.047 | 0.006 |
| 25(OH)D | TG | FPG | HOMA-β | HOMA-IR |
| r | -0.209 | -0.406 | 0.329 | -0.306 |
| P | 0.048 | 0.001 | 0.002 | 0.003 |
以HOMA-IR为因变量, CTRP3和HbA1c等其他变量为自变量，进行多元逐步回归分析，结果显示：CTRP3(X1，P < 0.05，β=-0.139)和HbA1c(X2，P < 0.05，β= 1.677)为HOMA-IR的独立影响因素，回归方程：YHOMA-IR=11.185－0.139X1+ 1.677X2。见表 4。
| Model | β | B | SE | t | P |
| CTRP3 | -0.139 | -1.628 | -0.967 | -7.722 | 0.000 |
| HbA1c | 1.677 | 4.322 | 1.241 | 8.640 | 0.000 |
| β：Standardized regression coefficient；B：Regression coefficient；SE：Standard error. | |||||
以HOMA-β为因变量，CTRP3、25(OH)D、FPG和HbA1c等其他变量为自变量，进行多元逐步回归分析，结果显示：25(OH)D(X1，P < 0.05，β= 0.208)、FPG(X2，P < 0.05，β=－0.328)和HbA1c(X3，P < 0.05，β= -0.134)为HOMA-β的独立影响因素，回归方程：YHOMA-β=18.634+0.208 X1－0.328 X2－0.134 X3。见表 5。
| Model | β | B | SE | t | P |
| 25(OH)D | 0.208 | 2.995 | 1.491 | 2.009 | 0.048 |
| FPG | -0.328 | -6.936 | -2.189 | -3.168 | 0.002 |
| HbA1c | -0.134 | -3.267 | -1.002 | -3.043 | 0.000 |
| β：Standardized regression coefficient；B：Regression coefficient；SE：Standard error. | |||||
糖尿病的发病机制十分复杂，早期即可出现严重并发症，部分T2DM患者的治疗效果并不理想，因此，有关糖尿病发病机制及其治疗一直是重要的研究课题。脂肪组织是目前公认的活跃的内分泌器官，可分泌多种脂肪因子，除了众所周知的运动减重可以改善IR外，多种脂肪因子可能具有调节IR的作用，且这些新型的脂肪因子在糖脂代谢中具有极其重要的意义。
CTRP3是近年来新发现的脂肪因子，首先发现于分化的3T3-L1细胞系中，其与脂联素同属C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白(C1q/TNF related proteins, CTRPs)超家族成员，与脂联素有高度同源性，在调节炎症反应及新陈代谢方面具有重要作用[1]。CTRP3是一个潜在的抗炎症介质，其表达水平与肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)、白细胞介素6(interleukin-6, IL-6)和C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)等炎症细胞因子表达水平呈负相关关系[2]。研究[3]表明：炎症相关疾病，如IgA肾病患者的CTRP3水平较低(而该类患者的TGF-β和IL-6水平升高)。研究[4]表明：由于在CTRPs家族中CTRP3与脂联素功能最为相似，与IR及其相关疾病如肥胖症、T2DM等也有关联。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activited receptor-γ, PPAR-γ)、特异性蛋白1(specific protein1, SP-1)和c-FOS能够降低CTRP3表达，转录因子c-Jun是目前已知唯一可增加CTRP3表达的转录因子[5]。在动物实验[6]中，CTRP3能减轻大鼠糖尿病性心肌病的心功能不全、炎症、氧化应激和细胞死亡。研究者[7-8]发现：CTRP3被认为是脂质代谢的重要介质，在心血管重建的调节中起重要作用，并且能通过激活Sirt1信号通路防止阿霉素诱导的心脏功能障碍、炎症和细胞死亡[8]。目前大量研究[9-10]已证实：脂联素具有提高胰岛素敏感性、抗炎和抗动脉粥样硬化等作用，而CTRP3可通过激活性蛋白激酶(AMPK)信号通路增加机体脂联素的表达，间接参与到糖脂代谢作用中；CTRP3还可通过AKT信号通路抑制葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-pase)及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)抑制肝脏糖原的输出发挥降血糖作用[11-12]。糖尿病是慢性炎症性疾病，脂肪因子分泌的抗炎因子和促炎因子失衡是其发生发展的重要原因。在细胞和动物实验中CTRP3可能通过调节多种脂肪细胞炎症因子的表达进一步影响胰岛功能，减轻脂肪炎症反应, 增加葡萄糖转运子的表达, 改善脂肪细胞对葡萄糖的利用率, 提高胰岛素敏感性，从而发挥降糖作用，且CTRP3高表达的小鼠可以避免发生由高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性，减轻机体IR[13]。基于上述实验基础，本文作者认为CTRP3与糖脂代谢及IR有密切关联。
目前，有关CTRP3在不同糖代谢状态人群体内的研究较少。研究[14-16]表明：在T2DM人群及肥胖人群中CTRP3水平明显降低，CTRP3与BMI、腰臀比值及FBG、FIns和TG水平呈负相关关系，与本研究结果相吻合。本研究中T2DM组患者血清中CTRP3水平较正常对照组明显降低，IGT人群中CTRP3水平较正常对照组有所下降；随着CTRP3水平降低，不同糖代谢状态患者BMI、HbA1c、FIns水平和HOMA-IR值明显升高，且与HbA1c呈负相关关系；CTRP3是HOMA-IR的独立危险因素，提示不同糖代谢状态患者机体内CTRP3水平降低可能与糖脂代谢紊乱及IR有密切关系。在多囊卵巢综合征患者中，二甲双胍、罗格列酮等胰岛素增敏药物均可调控CTRP3进而改善胰岛素敏感性，故CTRP3或许是IR及T2DM防治的新分子靶点。也有少数研究[17]显示：糖尿病患者血浆CTRP3水平明显增高，与本研究结果不同，或许CTRP3水平升高为IR状态下脂联素水平不足乃至缺乏时的一种代偿性的反应。本研究仅为横断面研究，尚不能阐明CTRP3与糖尿病的因果关系及具体发病机制，CTRP3与IR和糖脂代谢之间存在何种关联及其具体机制有待更深入的研究。
本研究结果显示：不同糖代谢状态人群25(OH)D水平明显不同。随着糖代谢异常的加重，IGT组和T2DM组患者血清中25(OH)D水平逐渐降低，T2DM组患者血清中25(OH)D水平最低，且其水平与TG、FPG和HOMA-IR呈负相关关系，与HOMA-β呈正相关关系；多元逐步回归分析显示：25(OH)D是HOMA-β的独立影响因素。本研究结果提示：25(OH)D与机体糖脂代谢以及胰岛功能有关联。维生素D缺乏可降低胰岛素敏感性，增加IR，加速糖尿病的发生发展，可能与维生素D能增加胰岛素产生β细胞的葡萄糖刺激胰岛素分泌有关[18]。此外，有学者[19]发现：维生素D缺乏在T2DM患者的并发症，如糖尿病周围神经病变的发展过程中具有重要作用。最新的对IR相关疾病与25(OH)D关系的研究[20]也显示：男性代谢综合征(metabolism syndrome, MetS)患者血清25(OH)D水平明显低于无MetS的患者, 血清25(OH)D水平降低与中年男性的MetS呈负相关关系。维生素D缺乏可通过降低PPARγ信号通路的活化直接损伤胰岛β细胞功能[21]；维生素D可以调节瘦素合成，抑制脂肪细胞脂质堆积[22-23]，减轻肥胖从而改善机体IR。上述研究结果提示：通过治疗不同糖耐量患者的维生素D缺乏，或许可延缓糖尿病的发生发展。
综上所述，在不同糖代谢状态下，随着患者BMI、HbA1c、FIns水平和HOMA-IR值的升高，血清中CTRP3和25(OH)D水平明显降低；CTRP3与HbA1c呈负相关关系，是HOMA-IR的独立危险因素；25(OH) D与TG、FPG和HOMA-IR呈负相关关系，与HOMA-β呈正相关关系，25(OH)D是HOMA-β的独立影响因素。CTRP3和25(OH)D与IR及糖脂代谢有密切关联，在糖尿病的发生发展过程中起抑制作用，其可能为糖尿病、糖尿病前期、甚至IR相关疾病的防治提供新的思路。
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