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2型糖尿病(T2DM)发病的中心环节是胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能缺陷,目前在T2DM的治疗中,如何保护胰岛β细胞功能和改善胰岛素抵抗己成为研究的热点。国内外对T2DM的研究显示,胰岛β细胞功能不足及胰岛素抵抗是T2DM两大发病机制,有研究表明胰岛素抵抗贯穿于T2DM始终,在糖耐量异常或者初诊的T2DM患者中可能已达到高峰,且随着糖尿病病程的进展,改变不明显;而胰岛β细胞功能不足则成为发病的必要条件,英国前瞻性糖尿病研究(UKPDS)显示,随着病情不断进展,T2DM患者胰岛β细胞功能进行性减退,其原因是持续存在的胰岛素抵抗加上糖毒性、脂毒性对β细胞不断损伤。
因此,要保护细胞功能、延缓β细胞功能衰竭,就必须尽早给于严格的血糖控制,逆转高血糖对胰岛β细胞的毒性损害,使其得到最大程度的恢复。但2型糖尿病强化降糖的作用(ACCORD)研究显示,患者全因死亡率和心血管死亡率显著增加,非致死性卒中和心衰均无显著性变化,仅非致死性心肌梗死显著下降;在2型糖尿病患者中强化控糖对血管后果的作用(ADVANCE)研究显示,复合主要终点显著下降,主要大血管事件仅有下降趋势,但无显著性降低,主要微血管事件有显著下降;退伍军人糖尿病研究(VADT)研究显示,大血管事件发生风险无显著差异,甚至部分微血管病变亦无显著差异。这些带来降糖领域最大困惑:降糖干预不能获得预期的临床收益?
UKPDS研究十年随访显示:早期强化血糖控制可维持减轻血管并发症的益处,还显著减少心肌梗死发生,降低全因死亡。李延兵等研究显示对新诊断的T2DM患者进行短期胰岛素强化治疗,包括每日多次胰岛素注射(MDⅠ)和持续皮下胰岛素输注(CSⅡ),使总体血糖控制达标,可以改善β细胞功能并达到长期缓解,只需要饮食控制就能保持正常血糖。翁建平等的研究显示,在疾病早期使用短程胰岛素强化干预,可促进胰岛β细胞修复,延缓病程进展,使用胰岛素疗效优于口服降糖药物,且不显著增加低血糖及体重增加的风险,而且胰岛素治疗有抗凋亡和抗氧化应激作用,可能的机制是改善了糖脂毒性及代谢记忆。这些原因尚不完全清楚,以及强化胰岛素治疗的时间多长为宜亦无定论,有待深入研究。
本研究基于以上研究结果,观察强化胰岛素治疗对2型糖尿病胰岛β细胞功能、胰岛素抵抗和氧化应激影响。
目的:本研究的目的是通过对初诊T2DM患者强化胰岛素治疗的研究,观察强化胰岛素治疗对T2DM患者胰岛β细胞功能和胰岛素抵抗的影响及其机制;观察强化胰岛素治疗对T2DM大鼠胰岛β细胞凋亡的影响及其机制,为临床对初诊T2DM患者强化胰岛素治疗提供理论依据;观察强化胰岛素治疗对T2DM大鼠氧化应激的影响及其机制。
方法:
1.强化胰岛素治疗对初诊T2DM患者胰岛β细胞功能和胰岛素抵抗的影响。将128例初诊T2DM患者随机分为胰岛素组(group IG)、格列齐特组(group GG)、二甲双胍组(group DG)和吡格列酮组(group PG),在饮食及运动治疗的基础上,疗程12周,分别在实验前后测4个实验组的胰岛素AUC0-30min、AUC0-180min和C肽AUC0-30min、AUC0-180min、Homa-β及Homa-IR,比较不同的治疗方法对胰岛β细胞功能和胰岛素抵抗的影响。
2.强化胰岛素治疗对T2DM大鼠胰岛β细胞凋亡的影响。将36只Wistar大鼠随机分为对照组(NC组,n=12)和高脂组(HF组,n=24),对照组给予基础饲料喂养,高脂组给予灌胃脂肪乳10天,高脂组在形成胰岛素抵抗后,给大鼠腹腔注射链脲佐菌素(STZ),形成T2DM大鼠模型。将高脂组再随机分为2个亚组,即糖尿病对照组(DC,n=12),腹腔注射生理盐水;糖尿病胰岛素治疗组(DI,n=12),每日17~18时在腹部皮下注射诺和灵N2~3U/d(根据上午8时血糖,每3d调整胰岛素用量,使血糖维持在NC组的水平),胰岛素治疗共4周。在实验前、灌胃脂肪乳第10天、注射STZ第3天和治疗4周末测大鼠体重(BW)、空腹血糖(FPG)、空腹血清胰岛素(FINS)、C肽(C-P),游离脂肪酸(FFA),实验结束时分别用免疫组化法测大鼠胰腺组织bcl-2和bax表达,用TUNEL技术和流式细胞术测胰岛β细胞凋亡率。观察强化胰岛素治疗对T2DM大鼠胰岛β细胞凋亡的影响。
3.强化胰岛素治疗对T2DM大鼠氧化应激的影响。将36只Wistar大鼠随机分为对照组(NC组,n=12)和高脂组(HF组,n=24),对照组给予基础饲料喂养,高脂组给予高脂饲料喂养4周,高脂组在形成胰岛素抵抗后,给高脂组大鼠腹腔注射链脲佐菌素(STZ),形成T2DM大鼠模型。将高脂组再随机分为2个亚组,即糖尿病对照组(DC,n=12),腹腔注射生理盐水;糖尿病胰岛素治疗组(DI,n=12),每日17~18时在腹部皮下注射诺和灵N2~3U/d(根据上午8时血糖,每3d调整胰岛素用量,使血糖维持在NC组的水平),胰岛素治疗共4周。在实验前、灌胃脂肪乳第10天、注射STZ第3天和治疗4周末测大鼠空腹血清胰岛素FINS、血清甘油三酯(TG)、血清胆固醇(TC)、FFA、胰岛素敏感指数(ISI),实验结束时测大鼠血清及肝组织匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽转移酶(GSM)。观察强化胰岛素治疗对T2DM大鼠氧化应激的影响。
结论:
1.对初诊的T2DM患者强化胰岛素治疗,可以恢复葡萄糖刺激的胰岛素第一时相分泌,改善胰岛β细胞功能,还可改善胰岛素第二时相分泌,减轻胰岛素抵抗。强化胰岛素治疗可作为初诊T2DM患者可行的治疗方案,而且比常规口服降糖药物更具优势。
2.强化胰岛素治疗可增强T2DM大鼠胰岛细胞bcl-2蛋白表达和降低bax蛋白表达,可减轻T2DM大鼠胰岛β细胞凋亡,其保护机制可能与降低脂毒性、糖毒性有关。
3.T2DM大鼠存在脂质过氧化水平升高及抗氧化酶的下降,T2DM大鼠的血脂、FFA、MDA与胰岛素抵抗的形成呈正相关,SOD、GSM与胰岛素抵抗的形成呈负相关。强化胰岛素治疗可减轻T2DM大鼠的氧化应激损伤,其机制可能与改善血脂代谢紊乱、降低高FFA水平,减轻“脂毒性”有关。