文章來源： 中華內分泌代謝雜志, 2017,33(05): 438-442
作者：陳研(譯者) 黃銀瓊(譯者) 陳剛(審校者)
一、對象和方法
1．對象：
本研究包括302名受試者(NGT消瘦組35人和NGT肥胖組30例；IGT組44例；T2DM組193例)。所有受試者通過病史采集、體檢以及血液檢查判斷具有良好的身體狀況。試驗前3個月體重穩定(±3磅)并且沒有參加超負荷的運動。NGT組和IGT組的受試者沒有服用任何會影響糖耐量的藥物。T2DM組中服用磺脲類藥物或二甲雙胍的患者在研究開始前3天前停止口服降糖藥物。參加研究的糖尿病患者不能服用噻唑烷二酮類、GLP-1受體激動劑、DPP4抑制劑、SGLT2抑制劑或胰島素治療。所有受試者不能參加任何運動項目。肥胖的定義是BMI>30 kg/m2或體脂%>35%。T2DM組根據餐后2 h血糖三分位分組，即第1組(GⅠ，2 h-PG<300><360 mg/dl)，第3組(gⅲ，2h-pg≥360="">
2．方法：
試驗前晚禁食10 h，試驗當天空腹，于上午8∶00所有的受試者進行2 h 75g OGTT，在－30、－15、0 min以及口服葡萄糖后每隔30 min檢測血糖、胰島素和FFA水平。禁食過夜后，所有受試者在隔天上午7∶00回到臨床研究中心進行高胰島素正常葡萄糖鉗夾試驗。在一側肘正中靜脈留置導管，以便于輸注各種試驗用液。在對側手背的靜脈抽血便于檢測，同時將手在鉗夾試驗前2 h置于60℃恒溫箱中(2型糖尿病受試者3 h)。3-[3H]-葡萄糖(DuPont-NEN, Boston, Mass., USA)初始劑量為非糖尿病受試者40 μCi，2型糖尿病受試者[FPG/5.6]×40 μCi，隨后以0.4 μCi/min速率持續輸注。
血漿葡萄糖水平采用葡萄糖氧化酶法(Beckman Glucose Analyzer, Fullerton, Calif., USA)。血漿胰島素和C肽水平采用放射免疫法測定(DPC，DPC, Los Angeles, Calif., USA)，血漿FFA采用分光光度法測定(Wako, Neuss, Germany)。血漿3-[3H]-葡萄糖水平測定采用先前報道的Somogyi沉淀法。血漿脂聯素水平采用放射免疫法測定(Linco Research, St Charles, MO, USA)。
3．數據分析：
根據OGTT時血漿葡萄糖和胰島素水平計算Matsuda指數來評估胰島素敏感性。胰島素敏感性根據235位受試者(NGT消瘦組17/34，NGT肥胖組21/30、IGT組39/44，T2DM組GⅠ 53/65、GⅡ 54/64、GⅢ 51/64)進行的高胰島素正常葡萄糖鉗夾試驗中的M/I比值來評估。胰島素抵抗(IR)采用胰島素敏感指數的倒數來計算。內源性葡萄糖的產生等于體內所有組織的葡萄糖攝取，采用氚標的葡萄糖輸注率(DPM/min)除以氚標的血漿葡萄糖比活性(DPM/mg)計算。在胰島素輸注之后，在非穩態時的葡萄糖顯現率(Ra)采用Steele公式計算。殘存EGP采用葡萄糖顯現率(Ra)減去外源性葡萄糖輸注率來計算。鉗夾試驗最后30 min的殘存EGP加上鉗夾試驗最后30 min維持正常葡萄糖時的外源性葡萄糖輸注率，即為全身葡萄糖利用率(Rd)。Adipo-IR分別以空腹血漿FFA與空腹血漿胰島素濃度的乘積，以及OGTT時的平均血漿FFA和胰島素濃度乘積計算。
β細胞功能(胰島素分泌/胰島素抵抗指數或ΔI/ΔG/IR)采用OGTT時血漿胰島素曲線下面積增值和血漿葡萄糖(ΔAUC-I/ΔAUC-G)曲線下面積增值的比值，除以胰島素抵抗指數(Matsuda指數的倒數)來計算。
4．統計學處理：
數據采用
±s表示，非正態分布數據在分析前采用自然對數(Ln)轉換。采用ANOVA和Bonferroni-Dunn post hoc方法進行組間比較。單變量資料相關分析采用Spearman等級相關分析方法。多變量分析以ln(Adipo-IR)為因變量，以年齡、BMI、性別、是否糖尿病、胰島素敏感性[ln(Matsuda指數)]、胰島素分泌(ΔAUC-I/ΔAUC-G)和β細胞功能(ΔAUC-I/ΔAUC-G/IR)為自變量，分析它們之間的關系。
二、結果
研究對象的臨床特征如表1所示。糖尿病組的年齡稍大于非糖尿病組，糖尿病組的BMI和體脂肪率與NGT肥胖組和IGT組沒有差別。非糖尿病組(NGT組和IGT組)空腹血漿葡萄糖水平均在正常范圍內，而在T2DM組中，GⅠ、GⅡ、GⅢ 3組的空腹血漿葡萄糖水平呈逐步上升趨勢(表1)。同樣，OGTT時平均血漿葡萄糖水平在T2DM組下GⅠ、GⅡ、GⅢ 3組中逐步上升(圖1B和圖2A)。
圖1 受試者血糖和胰島素變化
圖2 受試者OGTT中血糖、FFA和胰島素敏感性變化
NGT肥胖組和IGT組空腹血漿FFA水平均顯著高于NGT消瘦組。空腹血漿FFA水平在NGT消瘦組中最低，從NGT肥胖組到IGT組呈顯著線性增加，而在T2DM組中趨于穩定，并沒有進一步增加(表1)。OGTT時，NGT肥胖組平均血漿FFA水平與NGT消瘦組相比顯著增加，并且從NGT到IGT(圖1A)到T2DM GⅠ、GⅡ、GⅢ組呈逐步增加趨勢(圖1B)且沒有平臺期(圖2B)。這種變化與反映胰島素敏感性的Matsuda指數和胰島素分泌完全一致，反映出進行性下降的胰島素敏感性(圖2C)和β細胞功能(表1)。
空腹血漿胰島素水平從NGT組到IGT組(圖1C)到T2DM組(圖1D)逐步增加，而OGTT時平均血漿胰島素水平表現為典型倒U型曲線，從NGT組到IFG組呈增加趨勢，后在T2DM組GⅠ、GⅡ、GⅢ組中呈進行性下降趨勢(圖2D)。
OGTT時FFA抑制程度的受損與β細胞功能進行性下降(ΔAUC-I/ΔAUC-G/IR)密切相關(r＝－0.52, P<0.000>圖3)，與高胰島素正葡萄糖鉗夾試驗時胰島素敏感指數M值的進行性下降也密切相關(r＝－0.42, P<0.000>圖1和圖2)。
圖3 指標間相關性分析
因此，隨著消瘦型NGT人群變成肥胖人群(但仍維持正常糖耐量)或IGT或T2DM，空腹血漿FFA和OGTT時FFA(以及血漿葡萄糖)水平增加(表1，圖2A和圖2B)，這是由于胰島素敏感性逐漸下降(圖2C)，OGTT時胰島素反應水平(圖2D)以及β細胞功能的下降造成的(表1, 圖3)。
脂肪組織IR指數：與NGT消瘦組相比，NGT肥胖組和IGT組空腹Adipo-IR增加了2倍(4.1±0.3對8.0±1.1和9.2±0.7，P<>P<>圖2E)。T2DM肥胖組空腹Adipo-IR顯著高于T2DM消瘦組(13.8±0.8對8.0±0.7，P<>圖3)。高胰島素正葡萄糖鉗夾試驗(表1)結束時的血漿FFA水平在所有研究組沒有差異，也證實了這一點。
空腹Adipo-IR從NGT到IGT到T2DM呈持續上升趨勢(圖2E)，OGTT-Adipo-IR從NGT消瘦組到NGT肥胖組到IGT組逐漸增加，后在T2DM三個亞組中進行性降低(圖2F)，與OGTT期間胰島素反應的U型曲線一致(圖2D)。因此，OGTT期間胰島素分泌缺乏可導致OGTT時Adipo-IR在T2DM組呈反常下降(圖2D和圖2F)，提示OGTT-Adipo-IR在糖尿病受試者中非可靠指標。
在多變量回歸分析中，以年齡、BMI、性別、是否糖尿病、胰島素敏感性(ln[Matsuda指數])、胰島素分泌(ΔAUC-I/ΔAUC-G)和β細胞功能(ΔAUC-I/ΔAUC-G/IR)作為自變量，以ln(Adipo-IR)作為因變量，發現ln(Adipo-IR)與BMI(P<0.000>P<0.000>P<0.000>r＝0.82，P<0.000>r＝0.80, P<0.000>P<0.000>P<0.000>r＝－0.49, P＝0.009)，并且獨立于年齡、性別及BMI。
三、討論
我們早先發現在從'正常'糖耐量發展為IGT最終轉變為T2DM的過程中，β細胞功能逐步下降，外周胰島素抵抗逐步增強。T2DM患者的脂肪組織胰島素抵抗也增加，但目前在NGT到IGT再到T2DM過程中，對Adipo-IR變化的自然病程研究仍然較少。近期1篇文章綜述了脂肪細胞胰島素抵抗的各類指標，如在正常血糖高胰島素鉗夾或OGTT期間示蹤劑(如將標記的棕櫚酸酯或甘油作為示蹤劑)的轉換或游離脂肪酸的抑制。現階段研究我們使用空腹血漿FFA與空腹血漿胰島素濃度的乘積作為Adipo-IR的指標。由于血漿FFA濃度與外周脂解率緊密相關，因此Adipo-IR可作為脂肪組織胰島素抗脂解效應抵抗的指標。血漿胰島素和FFA濃度之間的雙曲線關系最初是由Groop等提出的，他們通過5步法高胰島素正葡萄糖鉗夾術，研究胰島素與血漿FFA濃度抑制及脂解率(以[14C]-棕櫚酸酯標記)之間的關系。Bugianesi等也提出了類似的結論。他們通過2步法高胰島素正葡萄糖鉗夾術測量血漿FFA濃度及脂解率(以2H甘油轉換為標記)。然而，這些研究的樣本量都較小且未評估NGT到IGT再到T2DM過程中Adipo-IR的變化。
在這一橫斷面研究中，我們評估了空腹狀態及OGTT中不同糖耐量水平和不同胰島素抵抗水平受試者的血漿FFA濃度變化。將胰島素抵抗受試者(包括NGT肥胖組、IGT組和T2DM組)與NGT消瘦組受試者進行比較，從NGT消瘦組到NGT肥胖組再到IGT組，空腹血漿FFA濃度呈顯著線性增加，而在T2DM組達到平臺，并沒有進一步增加，反映出胰島素敏感度逐步下降。從NGT到IGT，隨著OGTT過程中血漿FFA濃度升高，全身胰島素抵抗及OGTT過程中Adipo-IR愈發嚴重。從IGT到T2DM，OGTT期間血漿FFA濃度持續升高，但全身胰島素抵抗達到平穩狀態且OGTT時Adipo-IR呈下降趨勢。正如我們早期研究顯示的，IGT受試者對葡萄糖代謝的胰島素抵抗達到最大程度上或接近最大程度，隨著胰島素抵抗增強，空腹血漿FFA濃度升高。從NGT進展到IGT，伴隨著空腹血漿FFA升高及愈發嚴重的全身胰島素抵抗和Adipo-IR。在IGT發展為T2DM的過程中，盡管Adipo-IR愈加嚴重，可空腹血漿FFA并沒有進一步升高。這很可能是由于空腹血漿胰島素濃度代償性升高抵消了脂肪細胞胰島素抵抗的惡化。各組在OGTT期間，FFA水平持續升高而不出現平臺可能是由于T2DM受試者β細胞功能障礙和胰島素分泌減少的緣故，這與胰腺的Starling曲線特征一致。男性和女性的BMI和胰島素敏感性(Matsuda指數)皆與Adipo-IR緊密相關，但女性較男性Adipo-IR水平更高，此發現與早期Nielsen等人提出的女性血漿FFA濃度比男性更高的結論一致。值得注意的是我們的研究為橫斷面研究，但結果卻與METSIM和ACT NOW兩項前瞻性研究一致，即空腹血漿FFA濃度或Adipo-IR與新發T2DM之間存在顯著相關性。
因此，我們的結果顯示，空腹Adipo-IR指數在不同的糖耐量階段包括NGT、IGT、T2DM，皆可作為一個可靠的脂肪細胞胰島素抵抗指標。相比之下，OGTT試驗中Adipo-IR變化則全然不同。OGTT受試者從IGT到T2DM(I-III組)過程中出現FFA抑制受損(血漿FFA水平升高)與Adipo-IR分離的現象，這是T2DM胰島素分泌功能下降導致胰島素水平極度降低的結果。因此，OGTT試驗中的Adipo-IR不可作為T2DM受試者脂肪細胞胰島素抵抗的可靠指標。對嚴重空腹高血糖患者使用Adipo-IR指標評估脂肪細胞胰島素抵抗時，必須小心謹慎。與OGTT相反，逐步升級的高胰島素鉗夾術的研究一致顯示T2DM受試者存在血漿FFA和甘油抑制受損和14C棕櫚酸酯轉換抑制受損，提示T2DM存在脂肪細胞胰島素抵抗。
圖2和圖3突出了鑒別胰島素分泌和β細胞葡萄糖敏感性(如β細胞敏感性-胰島素分泌之間的關系)的重要性，以及β細胞葡萄糖敏感性在影響葡萄糖耐量和血漿FFA濃度上所起的重要作用。從NGT消瘦組到NGT肥胖組再到IGT組，胰島素分泌/胰島素抵抗指數下降且與OGTT血糖水平的升高有緊密聯系，此結論與早期我們研究組及其他研究組的結論一致。如果將OGTT時所有受試者(NGT，IGT，T2DM)的胰島素分泌/胰島素抵抗指標的對數值與血糖濃度平均值與血漿FFA濃度平均值作圖，可以清楚地看到這些變量之間存在密切的負相關關系。同樣，β細胞胰島素分泌降低與空腹Adipo-IR增加相關。
在本研究中，我們發現，與NGT消瘦組相比，NGT肥胖組、IGT組和T2DM組不僅出現了更嚴重的胰島素抵抗且更加肥胖。T2DM組比NGT和IGT組年齡稍大。體重和年齡是FFA水平的影響因素。胰島素抵抗患者的脂肪量越多，血漿FFA水平越高。年齡大也會影響身體組成成分。老年人的身體脂肪含量通常大于BMI相同的年輕人。然而，Ferrannini等人的研究顯示年齡的增長對胰島素作用的影響較小。
總之，本研究顯示空腹脂肪細胞胰島素抵抗指標(空腹FFA與空腹胰島素的乘積)隨著NGT到IGT再到T2DM的變化進行性上升，可以作為脂肪細胞胰島素敏感性的有效指標。相比之下，OGTT中脂肪細胞胰島素抵抗指標從NGT到IGT不斷升高，但從IGT到T2DM不斷下降。這是由于糖尿病組的胰島素分泌急劇下降所造成的。因此，就糖尿病受試者而言，僅空腹脂肪細胞胰島素抵抗指標(而非OGTT-Adipo-IR)可作為脂肪細胞胰島素敏感性的可靠參考標準。我們可以得出以下結論：開始于'正常'糖耐量個體的β細胞功能降低與FFA和空腹Adipo-IR的進行性升高有關。
(本文參考文獻從略)
