文章來源： 中華內(nèi)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) 

脂肪組織是影響葡萄糖及脂質(zhì)代謝的內(nèi)分泌器官，它通過分泌脂肪因子、促炎因子和血漿游離脂肪酸(FFA)以減弱葡萄糖代謝，減少肌肉中三磷酸腺苷(ATP)合成，促進(jìn)有毒脂質(zhì)代謝產(chǎn)物合成并改變胰島素信號(hào)。胰島素通過促進(jìn)葡萄糖攝取，合成三酰甘油，抑制三酰甘油水解，并阻止FFA和甘油進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)從而作用于脂肪細(xì)胞。例如脂肪組織胰島素抵抗(Adipo-IR)即胰島素抑制脂肪分解作用減弱與糖耐量受損有關(guān)，血漿FFA升高損害肌肉胰島素信號(hào)通路，促進(jìn)肝臟葡萄糖異生，減少葡萄糖刺激的胰島素分泌。正常糖耐量(NGT)肥胖者與2型糖尿病(T2DM)患者皮下脂肪組織產(chǎn)生胰島素抵抗。胰島素亦是增加脂肪酸攝取，促進(jìn)三酰甘油(TG)合成的生脂激素，可刺激皮下脂肪的堆積，促進(jìn)肝臟、肌肉、胰腺、心臟及其他組織脂肪的異位聚集。雖然2型糖尿病發(fā)病過程中β細(xì)胞功能障礙及肌肉胰島素抵抗(IR)的作用和自然史已明確，但從NGT發(fā)展為T2DM過程中Adipo-IR的作用仍未得到充分闡釋。目前用以評(píng)估脂肪組織胰島素抵抗的方式多樣，體內(nèi)評(píng)估Adipo-IR仍存在爭議。其中一種方法是使用示蹤劑量化棕櫚酸酯轉(zhuǎn)換和甘油釋放率計(jì)算脂肪分解指數(shù)。我們研究組發(fā)現(xiàn)人體脂肪分解抑制及FFA釋放與血漿胰島素濃度呈曲線相關(guān)，若經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化，則變?yōu)榫€性相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)尚屬首次。所有研究結(jié)果都表明，以對(duì)數(shù)形式表示，循環(huán)血漿胰島素濃度與脂肪分解率及血漿FFA濃度呈線性相關(guān)。因此，血漿FFA與胰島素濃度乘積可作為評(píng)估脂肪組織胰島素抵抗的指標(biāo)，此乘積可在各種代謝情況下評(píng)估脂肪組織胰島素敏感性。然而，目前尚無大樣本研究系統(tǒng)性地評(píng)估脂肪組織胰島素敏感性在NGT發(fā)展為IGT甚至T2DM中的作用。

本研究旨在通過NGT、IGT及T2DM的大樣本分析，評(píng)估脂肪組織胰島素抵抗在2型糖尿病自然史中的作用。所有來自圣安東尼奧代謝研究(SAM)項(xiàng)目的受試者均檢測了OGTT過程中FFA的水平，并且在隔天進(jìn)行高胰島素正葡萄糖鉗夾試驗(yàn)評(píng)估胰島素敏感性。

一、對(duì)象和方法

1．對(duì)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(yàn)前3個(gè)月體重穩(wěn)定(±3磅)并且沒有參加超負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)。NGT組和IGT組的受試者沒有服用任何會(huì)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(dòng)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(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。肥胖的定義是BMI>30 kg/m²或體脂%>35%。T2DM組根據(jù)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(yàn)前晚禁食10 h，試驗(yàn)當(dāng)天空腹，于上午8∶00所有的受試者進(jìn)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(jìn)行高胰島素正常葡萄糖鉗夾試驗(yàn)。在一側(cè)肘正中靜脈留置導(dǎo)管，以便于輸注各種試驗(yàn)用液。在對(duì)側(cè)手背的靜脈抽血便于檢測，同時(shí)將手在鉗夾試驗(yàn)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(xù)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(bào)道的Somogyi沉淀法。血漿脂聯(lián)素水平采用放射免疫法測定(Linco Research, St Charles, MO, USA)。

3．?dāng)?shù)據(jù)分析：

根據(jù)OGTT時(shí)血漿葡萄糖和胰島素水平計(jì)算Matsuda指數(shù)來評(píng)估胰島素敏感性。胰島素敏感性根據(jù)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(jìn)行的高胰島素正常葡萄糖鉗夾試驗(yàn)中的M/I比值來評(píng)估。胰島素抵抗(IR)采用胰島素敏感指數(shù)的倒數(shù)來計(jì)算。內(nèi)源性葡萄糖的產(chǎn)生等于體內(nèi)所有組織的葡萄糖攝取，采用氚標(biāo)的葡萄糖輸注率(DPM/min)除以氚標(biāo)的血漿葡萄糖比活性(DPM/mg)計(jì)算。在胰島素輸注之后，在非穩(wěn)態(tài)時(shí)的葡萄糖顯現(xiàn)率(Ra)采用Steele公式計(jì)算。殘存EGP采用葡萄糖顯現(xiàn)率(Ra)減去外源性葡萄糖輸注率來計(jì)算。鉗夾試驗(yàn)最后30 min的殘存EGP加上鉗夾試驗(yàn)最后30 min維持正常葡萄糖時(shí)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(shí)的平均血漿FFA和胰島素濃度乘積計(jì)算。

β細(xì)胞功能(胰島素分泌/胰島素抵抗指數(shù)或ΔI/ΔG/IR)采用OGTT時(shí)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(shù)(Matsuda指數(shù)的倒數(shù))來計(jì)算。

4．統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：

數(shù)據(jù)采用±s表示，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)在分析前采用自然對(duì)數(shù)(Ln)轉(zhuǎn)換。采用ANOVA和Bonferroni-Dunn post hoc方法進(jìn)行組間比較。單變量資料相關(guān)分析采用Spearman等級(jí)相關(guān)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(shù))]、胰島素分泌(ΔAUC-I/ΔAUC-G)和β細(xì)胞功能(ΔAUC-I/ΔAUC-G/IR)為自變量，分析它們之間的關(guān)系。

二、結(jié)果

研究對(duì)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(nèi)，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(shí)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?？崭寡獫{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(wěn)定，并沒有進(jìn)一步增加(表1)。OGTT時(shí)，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(tái)期(圖2B)。這種變化與反映胰島素敏感性的Matsuda指數(shù)和胰島素分泌完全一致，反映出進(jìn)行性下降的胰島素敏感性(圖2C)和β細(xì)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(shí)平均血漿胰島素水平表現(xiàn)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(jìn)行性下降趨勢(圖2D)。

OGTT時(shí)FFA抑制程度的受損與β細(xì)胞功能進(jìn)行性下降(ΔAUC-I/ΔAUC-G/IR)密切相關(guān)(r＝－0.52, P<0.000>圖3)，與高胰島素正葡萄糖鉗夾試驗(yàn)時(shí)胰島素敏感指數(shù)M值的進(jìn)行性下降也密切相關(guān)(r＝－0.42, P<0.000>圖1和圖2)。

圖3 指標(biāo)間相關(guān)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(shí)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(shí)胰島素反應(yīng)水平(圖2D)以及β細(xì)胞功能的下降造成的(表1, 圖3)。

脂肪組織IR指數(shù)：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(duì)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(duì)8.0±0.7，P<>圖3)。高胰島素正葡萄糖鉗夾試驗(yàn)(表1)結(jié)束時(shí)的血漿FFA水平在所有研究組沒有差異，也證實(shí)了這一點(diǎn)。

空腹Adipo-IR從NGT到IGT到T2DM呈持續(xù)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(gè)亞組中進(jìn)行性降低(圖2F)，與OGTT期間胰島素反應(yīng)的U型曲線一致(圖2D)。因此，OGTT期間胰島素分泌缺乏可導(dǎo)致OGTT時(shí)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(biāo)。

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(shù)])、胰島素分泌(ΔAUC-I/ΔAUC-G)和β細(xì)胞功能(ΔAUC-I/ΔAUC-G/IR)作為自變量，以ln(Adipo-IR)作為因變量，發(fā)現(xiàn)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(dú)立于年齡、性別及BMI。

三、討論

我們早先發(fā)現(xiàn)在從'正常'糖耐量發(fā)展為IGT最終轉(zhuǎn)變?yōu)門2DM的過程中，β細(xì)胞功能逐步下降，外周胰島素抵抗逐步增強(qiáng)。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(duì)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(xì)胞胰島素抵抗的各類指標(biāo)，如在正常血糖高胰島素鉗夾或OGTT期間示蹤劑(如將標(biāo)記的棕櫚酸酯或甘油作為示蹤劑)的轉(zhuǎn)換或游離脂肪酸的抑制?，F(xiàn)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(biāo)。由于血漿FFA濃度與外周脂解率緊密相關(guān)，因此Adipo-IR可作為脂肪組織胰島素抗脂解效應(yīng)抵抗的指標(biāo)。血漿胰島素和FFA濃度之間的雙曲線關(guān)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(shù)，研究胰島素與血漿FFA濃度抑制及脂解率(以[¹⁴C]-棕櫚酸酯標(biāo)記)之間的關(guān)系。Bugianesi等也提出了類似的結(jié)論。他們通過2步法高胰島素正葡萄糖鉗夾術(shù)測量血漿FFA濃度及脂解率(以2H甘油轉(zhuǎn)換為標(biāo)記)。然而，這些研究的樣本量都較小且未評(píng)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(píng)估了空腹?fàn)顟B(tài)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(jìn)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(dá)到平臺(tái)，并沒有進(jìn)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(fā)嚴(yán)重。從IGT到T2DM，OGTT期間血漿FFA濃度持續(xù)升高，但全身胰島素抵抗達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)且OGTT時(shí)Adipo-IR呈下降趨勢。正如我們早期研究顯示的，IGT受試者對(duì)葡萄糖代謝的胰島素抵抗達(dá)到最大程度上或接近最大程度，隨著胰島素抵抗增強(qiáng)，空腹血漿FFA濃度升高。從NGT進(jìn)展到IGT，伴隨著空腹血漿FFA升高及愈發(fā)嚴(yán)重的全身胰島素抵抗和Adipo-IR。在IGT發(fā)展為T2DM的過程中，盡管Adipo-IR愈加嚴(yán)重，可空腹血漿FFA并沒有進(jìn)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(xì)胞胰島素抵抗的惡化。各組在OGTT期間，F(xiàn)FA水平持續(xù)升高而不出現(xiàn)平臺(tái)可能是由于T2DM受試者β細(xì)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(shù))皆與Adipo-IR緊密相關(guān)，但女性較男性Adipo-IR水平更高，此發(fā)現(xiàn)與早期Nielsen等人提出的女性血漿FFA濃度比男性更高的結(jié)論一致。值得注意的是我們的研究為橫斷面研究，但結(jié)果卻與METSIM和ACT NOW兩項(xiàng)前瞻性研究一致，即空腹血漿FFA濃度或Adipo-IR與新發(fā)T2DM之間存在顯著相關(guān)性。

因此，我們的結(jié)果顯示，空腹Adipo-IR指數(shù)在不同的糖耐量階段包括NGT、IGT、T2DM，皆可作為一個(gè)可靠的脂肪細(xì)胞胰島素抵抗指標(biāo)。相比之下，OGTT試驗(yàn)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(xiàn)FFA抑制受損(血漿FFA水平升高)與Adipo-IR分離的現(xiàn)象，這是T2DM胰島素分泌功能下降導(dǎo)致胰島素水平極度降低的結(jié)果。因此，OGTT試驗(yàn)中的Adipo-IR不可作為T2DM受試者脂肪細(xì)胞胰島素抵抗的可靠指標(biāo)。對(duì)嚴(yán)重空腹高血糖患者使用Adipo-IR指標(biāo)評(píng)估脂肪細(xì)胞胰島素抵抗時(shí)，必須小心謹(jǐn)慎。與OGTT相反，逐步升級(jí)的高胰島素鉗夾術(shù)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(zhuǎn)換抑制受損，提示T2DM存在脂肪細(xì)胞胰島素抵抗。

圖2和圖3突出了鑒別胰島素分泌和β細(xì)胞葡萄糖敏感性(如β細(xì)胞敏感性-胰島素分泌之間的關(guān)系)的重要性，以及β細(xì)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(shù)下降且與OGTT血糖水平的升高有緊密聯(lián)系，此結(jié)論與早期我們研究組及其他研究組的結(jié)論一致。如果將OGTT時(shí)所有受試者(NGT，IGT，T2DM)的胰島素分泌/胰島素抵抗指標(biāo)的對(duì)數(shù)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(fù)相關(guān)關(guān)系。同樣，β細(xì)胞胰島素分泌降低與空腹Adipo-IR增加相關(guān)。

在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)，與NGT消瘦組相比，NGT肥胖組、IGT組和T2DM組不僅出現(xiàn)了更嚴(yán)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(huì)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，F(xiàn)errannini等人的研究顯示年齡的增長對(duì)胰島素作用的影響較小。

總之，本研究顯示空腹脂肪細(xì)胞胰島素抵抗指標(biāo)(空腹FFA與空腹胰島素的乘積)隨著NGT到IGT再到T2DM的變化進(jìn)行性上升，可以作為脂肪細(xì)胞胰島素敏感性的有效指標(biāo)。相比之下，OGTT中脂肪細(xì)胞胰島素抵抗指標(biāo)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(xì)胞胰島素抵抗指標(biāo)(而非OGTT-Adipo-IR)可作為脂肪細(xì)胞胰島素敏感性的可靠參考標(biāo)準(zhǔn)。我們可以得出以下結(jié)論：開始于'正常'糖耐量個(gè)體的β細(xì)胞功能降低與FFA和空腹Adipo-IR的進(jìn)行性升高有關(guān)。

(本文參考文獻(xiàn)從略)