單純空腹血糖受損者內皮功能改變及其危險因素分析

呂以培，車紅英，黃文萍，陳建西，張素華，黃中瑩，楊丕堅，李舒敏，盧偉波，羅文意

新近發現與高血糖相關的血管病變發生較早，可以在糖尿病之前[1-2]，單純空腹血糖受損(I-IFG)也會出現血管內皮改變[3]或血管病變的危險增加[4]。本研究觀察I-IFG的肥胖和非肥胖者的血管內皮功能改變及其相關危險因素，旨在探討I-IFG者的內皮功能改變的特點和危險因素。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2008年1月—2012年3月于我院就診的I-IFG者共60例(C組)，根據國際糖尿病聯盟肥胖標準〔男性腰圍≥90 cm，女性腰圍≥80 cm為肥胖〕，分為非肥胖亞組(C1)與肥胖亞組(C2)，男27例，女33例，年齡28～59歲。其中C1亞組28例，平均年齡為(47±8)歲；C2亞組32例，平均年齡為(46±10)歲。選擇142例糖耐量正常者(N組)，其中男66例，女76例，年齡22～60歲；分為非肥胖亞組(N1)75例，平均年齡(46±7)歲；肥胖亞組(N2)67例，平均年齡為(46±10)歲。所有受試者除外：腦卒中、冠心病、血液系統疾病、肝病或肝功能異常、周圍血管疾病、全身或尿路感染、血尿、其他原因引起的腎病與腎炎及腎功能不全、充血性心力衰竭、發熱、妊娠、吸煙者，近2周不用調脂藥、胰島素增敏劑、內皮保護劑與血管緊張素轉化酶抑制劑。所有受試者均在受試前說明研究目的、過程、不良反應等，試驗前3 d進食碳水化合物每天不少于200 g，保證空腹時間10 h以上。一部分被試為本院就診的2型糖尿病患者的一級親屬(子女)，以自愿參加為原則。

1.2 研究方法

1.2.1 記錄糖尿病家族史，測量身高、體質量、腰圍(肋弓下緣與髂前上嵴之間的中點)以及3 d早晨(抽血、做B超和取報告時)血壓，計算體質指數(BMI)=體質量(kg)/身高2(m2)、腰圍指數(WI)=腰圍(cm)/身高(cm)和平均動脈壓(MAP)=1/3(收縮壓+2×舒張壓)。

1.2.2 血尿標本采集 所有受試者行口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)及胰島素釋放試驗，檢測0、10、20、30、60、120 min血糖(BG)，免疫活性胰島素(INS)，空腹血脂〔總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)〕，游離脂肪酸(FFA)，脂聯素(APN)，血內皮素(SET)和超敏C反應蛋白(hs-CRP)，同時留取晨尿測定尿內皮素(UET)與微量清蛋白(MUA)；計算穩態模型胰島素抵抗指數(HOMA-IR)、胰島素釋放指數(HOMA-β)和胰島素敏感指數(ISI)〔HOMA-IR=空腹胰島素(FINS)×空腹血糖(FBG)/22.5、HOMA-β=FINS×20/(FBG-3.5)和ISI=1/(FINS×FBG)〕，用梯形面積公式計算OGTT葡萄糖曲線下面積(gluAUC)、胰島素曲線下面積(INSAUC)以及胰島素分泌早期相(0～30 min)曲線下面積(INSAUCone)與第二相(30～120 min)胰島素曲線下面積(INSAUCtwo),計算早期胰島素分泌指標糖負荷后10 min、20 min和30 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min和△I30 min/△G30 min。

1.2.3 測定方法 INS采用RIA法(用天津協和醫藥科技有限公司試劑盒)；MUA采用散射比濁法(用西門子醫學診斷產品有限公司試劑盒)；hs-CRP采用免疫比濁法(用北京利德曼生化股份有限公司試劑)；內皮素(ET)采用RIA法(用北京科美生物技術有限公司試劑)；UET采用未抽提直接法；FFA采用比色法(英國RANDOX laboratories Ltd.試劑)；APN采用酶聯免疫法(上海圓創生物科技有限公司提供)。血、尿標本留取后即放-20 ℃冰箱內保存，統一測定。

1.2.4 彩超檢查 口服葡萄糖耐量試驗的第二天用彩超測定肱動脈休息時、加壓及服用硝酸甘油后的內徑變化。受試者平臥，休息10 min后暴露右上肢，并外展20°，將探頭置于肘上5～10 cm處，測量肱動脈最大內徑為基礎狀態下肱動脈內徑(Db)，然后將血壓計袖帶縛于受試者前臂肘下5 cm處充氣加壓達30 kPa保持5 min，然后突然釋放，在60 s內在同一部位測量肱動脈內徑(Dh)，囑休息10 min后，舌下含服硝酸甘油0.5 mg，含化后1～2 min時用同樣方法測量內徑(Dn)，測量過程中探頭固定。使用儀器為PhilipsHD11XE彩色電腦聲像儀，L12-3高頻探頭；計算內皮依賴性血管舒張功能(EDD)△D%=(Dh-Db)/Db×100%，內皮非依賴性血管舒張功能(EID)△D1%=(Dn-Db)/Db×100%。

2 結果

2.1 各組指標比較

2.1.1 一般資料比較 糖尿病親屬(一級親屬，子女)、性別、年齡N和C組中及各亞組之間比較差異無統計學意義(P>0.05)，校正年齡、性別后，BMI、WI和MAP在N組與C組之間差異無統計學意義(P>0.05)，C2亞組與C1以及N2亞組與N1亞組的BMI、WI和MAP比較差異有統計學意義(P<0.01)。見表1。

2.1.2 血脂指標TC、LDL、HDL、TG、APN、FFA比較 校正年齡和性別后，C組TC、TG和LDL與N組比較差異無統計學意義(P>0.05)，N組HDL較C組高，差異有統計學意義(P<0.01)。C2亞組TC和N2亞組比較差異有統計學意義(P<0.05)；C2亞組LDL和N2、C1亞組比較差異有統計學意義(P<0.05)；N2和C1亞組HDL分別與N1亞組比較差異有統計學意義(P<0.05)；N2與N1、C2與C1亞組的TG比較差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

APN在C組降低而FFA則增高，差異有統計學意義(P<0.05)。N2亞組的APN和FFA較N1亞組以及C1亞組的FFA較N1亞組差異有統計學意義(P<0.01)，C1亞組的APN較N1亞組差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

2.1.3 血糖相關因素比較 血糖：FBG均數C組高于N組，差異有統計學意義(P<0.01)，C2高于N2亞組及C1高于N1亞組，差異有統計學意義(P<0.01)；OGTT 120 min均數C組和N組差異無統計學意義(P>0.05)，N2和C1亞組與N1亞組比較差異有統計學意義(P<0.01)；gluAUC均數C組高于N組，差異有統計學意義(P<0.01)，C2高于N2亞組、C1和N2亞組均高于N1亞組，差異有統計學意義(P<0.01)。見表2。

胰島素水平：C組和N組比較，FINS、INS 120 min、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo差異均無統計學意義(P>0.05)，HOMA-β減小，差異有統計學意義(P<0.01)。FINS、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo均數 N2均高于N1亞組，差異有統計學意義(P<0.01)，而FINS均數C2高于C1亞組，差異有統計學意義(P<0.01)；INS 120 min中N2大于N1亞組，差異有統計學意義(P<0.05)；HOMA-β中N2高于N1亞組而C1低于N1亞組，差異有統計學意義(P<0.01)，C2低于N2而高于C1亞組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

胰島素分泌快速相：C與N組間△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min和△I30 min/△G30 min比較差異無統計學意義(P>0.05)，C1和N2與N1亞組比較△I20 min/△G20 min增高，差異有統計學意義(P<0.05)；組內配對檢驗，N1亞組△I10 min/△G10 min和△I30 min/△G30 min分別高于△I20 min/△G20 min，N1亞組20 min時為低谷，10 min有高峰呈早期分泌脈沖表現，N2、C1和C2亞組或C組10 min早期分泌脈沖消失。

胰島素抵抗：C組和N組比較HOMA-IR增高而ISI降低，差異有統計學意義(P<0.05)；HOMA-IR均數C2亞組高于N2亞組，差異有統計學意義(P<0.05)，N2較N1亞組、C2較C1亞組增高，差異有統計學意義(P<0.01)；ISI N2亞組低于N1亞組，差異有統計學意義(P<0.01)，C2亞組低于C1亞組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

2.1.4 內皮功能指標比較 校正性別、年齡后，C組和N組比較EDD、EID、hs-CRP、MUA差異有統計學意義(P<0.05)，且SET及UET差異有統計學意義(P<0.01)。SET和UET C2與C1和N2亞組、C1與N1亞組比較差異有統計學意義(P<0.01)，SET N2與N1亞組比較差異有統計學意義(P<0.01)，UET N2與N1比較差異有統計學意義(P<0.05)；hs-CRP C2與C1亞組、N2與N1亞組比較差異有統計學意義(P<0.01)；MUA C2與N2亞組比較，差異有統計學意義(P<0.05)；EED和EID C2與N2亞組比較差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

2.2 內皮功能指標與各因素相關性分析

2.2.1 相關性分析 控制性別和年齡后，EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET之間的偏相關性見表4。

表1 各組一般臨床資料和血脂指標的比較

注：*與N組比較P<0.05，○與N組比較P<0.01；▽與N1組比較P<0.05，▼與N1組比較P<0.01；▲與C1組比較P<0.05，■與C1組比較P<0.01；□與N2組比較P<0.05，◆與N2組比較P<0.01；BMI=體質指數，WI=腰圍指數，MAP=平均動脈壓，TC=總膽固醇，TG=三酰甘油，LDL=低密度脂蛋白，HDL=高密度脂蛋白，FFA=游離脂肪酸，APN=脂聯素

表2 各組血糖、胰島素、胰島功能和胰島素抵抗等指標比較

注：*與N組比較P<0.05，○與N組比較P<0.01；▽與N1組比較P<0.05，▼與N1組比較P<0.01；▲與C1組比較P<0.05，■與C1組比較P<0.01；□與N2組比較P<0.05，◆與N2組比較P<0.01；◇組內與△I10 min/△G10 min比較P<0.05，★組內與△I20 min/△G20 min比較P<0.05；FBG=空腹血糖，FINS=空腹胰島素，OGTT 120 min=糖耐量2 h血糖，HOMA-IR=胰島素抵抗指數，HOMA-β=胰島素釋放指數，ISI=胰島素敏感指數，△I10 min/△G10 min=10 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值，△I20 min/△G20 min=20 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值，△I30 min/△G30 min=30 min胰島素凈增值與血糖凈增值的比值，gluAUC=血糖曲線下面積，INSAUC=胰島素曲線下面積，INSAUCone=胰島素分泌早期相曲線下面積，INSAUCtwo=第二相胰島素曲線下面積

表3 各組內皮相關指標比較

注：*與N組比較P<0.05，○與N組比較P<0.01；▽與N1組比較P<0.05，▼與N1組比較P<0.01；▲與C1組比較P<0.05,■與C1組比較P<0.01；□與N2組比較P<0.05，◆與N2組比較P<0.01;hs-CRP=超敏C反應蛋白，MUA=尿微量清蛋白，UET=尿內皮素，SET=血內皮素，EDD=內皮依賴性血管舒張功能，EID=內皮非依賴性血管舒張功能

表4 內皮功能指標偏相關分析

2.2.2 多元逐步回歸分析 在C組中將EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET作為應變量分別與年齡、性別、家族史、BMI、腰圍、WI、MAP、TC、LDL、HDL、TG、APN、FFA、FBG、OGTT 120 min、FINS、INS 120 min、HOMA-IR、HOMA-β、△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min、△I30 min/△G30 min、gluAUC、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo、ISI作為自變量分析，hs-CRP應變量中有家族史、FFA、WI、LDL進入方程，R2=0.703(P<0.01),其中貢獻最大的是FFA(標準回歸系數0.750,P<0.01)；MUA應變量中APN、gluAUC進入方程，R2=0.399(P<0.01)，貢獻最大的是APN(標準回歸系數-0.637,P<0.01)；SET應變量中有家族史、FFA、WI、△I20 min/△G20 min進入方程，R2=0.776(P<0.01)，其中貢獻最大的是家族史(標準回歸系數0.571,P<0.01)；UET應變量中有家族史、APN、△I20 min/△G20 min和WI進入方程，R2=0.682(P<0.01)，其中貢獻最大的是WI(標準回歸系數0.546,P<0.01)；EDD應變量中有MAP、WI、TC進入方程，R2=0.461(P<0.01)，其中貢獻最大的是MAP(標準回歸系數0.366,P<0.01)；EID有FFA、MAP、WI進入方程，R2=0.437(P<0.01)，其中貢獻最大的是FFA(標準回歸系數0.487,P<0.01)。

3 討論

大血管和微血管內腔表面覆蓋內皮細胞，其病變特征與結構功能不同有關。微血管主要是毛細血管，由內皮細胞組成，微血管病變主要病理過程是內皮損傷、基膜增厚、血黏度增高、紅細胞聚集、血小板黏附和聚集，最后是微血栓形成和(或)微血管閉塞。大血管指微動脈之前的動脈循環，包括動脈和小動脈，由內膜、富含彈力纖維和平滑肌的中膜及較多結締組織的外膜組成，大血管病變病理主要是大中血管動脈粥樣硬化、動脈壁中層鈣化、內膜纖維增生，致使管腔狹窄，在病理上糖尿病和非糖尿病者的病變難以區分。

本研究觀察內皮功能的指標有EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET。EDD、EID、hs-CRP為大血管病變指標，EDD為內皮細胞在壓力的作用下釋放內皮衍生因子引起血管舒張，其依賴于結構完整、功能正常的血管內皮，檢測對象為肱動脈，因此為大血管內皮功能改變的早期敏感指標；EID為硝酸甘油通過血管平滑肌鳥苷酸環化酶的激活提供一氧化氮使血管舒張，主要取決于藥物劑量和血管平滑肌的功能狀態，因此為大血管內皮改變較晚的指標；hs-CRP是肝臟合成的一種急相反應蛋白，由單核細胞、巨噬細胞和脂肪細胞產生的刺激性炎性反應細胞因子促進肝細胞合成，為血管壁炎癥的一個指標[5]，因此是大血管病變指標，反應在內皮病變之后，相對稍晚。SET、MUA是大血管和微血管病變的混合指標，SET主要是內皮細胞分泌，當內皮細胞功能有改變時SET改變，因此是內皮功能改變早期敏感指標，對大血管與微血管的病變沒有特異性；MUA以前一直作為糖尿病腎病的指標，近年來在非糖尿病者中亦會出現，并且和大血管病變關系密切，因此為內皮損傷血管病變的標志，在非糖尿病的人群中主要提示大血管病變[6]。UET為微血管指標，腎源性的ET為UET的主要來源，來源于腎小球血管內皮細胞的ET加強對系膜細胞旁分泌的調節[7]，即腎小球血管內皮細胞是UET分泌的主導，因此UET能準確敏感地反映腎小球血管內皮細胞的功能改變，即UET是微血管病變的敏感指標。

本研究發現，I-IFG者與正常糖耐量者比較主要表現如下：(1)內皮指標：校正性別和年齡后C組與N組比較各項內皮指標都有明顯變化，C2亞組和N2亞組比較EED、EID、MUA、SET及UET均有改變，而C1亞組僅有SET和UET改變。說明I-IFG肥胖者內皮改變較為嚴重[8]，且主要表現以大血管內皮改變為主，同時有微血管病變，而微血管病變相對較輕[9]，I-IFG非肥胖者以微血管內皮改變為主。(2)代謝相關指標：MAP在正常糖耐量的肥胖者和I-IFG肥胖者明顯增高而非肥胖者不高，說明高血壓和肥胖關系密切；血脂在C組與N組比較主要有HDL、FFA和APN的改變，I-IFG肥胖者以TC、LDL和TG改變為主，與非肥胖者有一定的差異，I-IFG非肥胖者以HDL、FFA和APN改變為主，說明I-IFG無論肥胖與否均有血脂的紊亂；血糖以FBG增高為主，OGTT 120 min改變不明顯，gluAUC以FBG貢獻為主，符合I-IFG特征；胰島素改變不明顯，而比較敏感反映胰島功能改變的有HOMA-β和胰島素分泌快速相，HOMA-β在I-IFG肥胖者中已有下降而非肥胖者更甚，胰島素分泌快速相的改變表現為N1亞組10 min時有高峰呈早期分泌脈沖表現，而N2、C1和C2亞組或C組10 min早期分泌脈沖消失，有研究證明在體質量、血壓、糖耐量、血脂譜正常的人群存在胰島素快速相早期分泌脈沖表現[10]，提示這個快速相的早期分泌脈沖可能是健康人的特征性表現；胰島素敏感性降低和胰島素抵抗在I-IFG肥胖者中表現得更明顯。總之，I-IFG代謝改變主要為高血糖、脂代謝紊亂、胰島素抵抗及胰島分泌功能的下降，肥胖者以胰島素抵抗為主而非肥胖者胰島功能下降更明顯。I-IFG與正常糖耐量者的血壓均以肥胖者增高為主，似乎與血糖關系不大。

控制性別和年齡后內皮指標EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET之間有相關性，能準確一致反映血管內皮功能。危險因素分析，大血管指標EDD、EID、hs-CRP為應變量中能夠進入方程的自變量有家族史、MAP、TC、LDL、WI和FFA，主要是與肥胖、血壓增高、脂代謝紊亂有關，符合大血管病變因素的特征；微血管指標UET為應變量能進入方程的因素有家族史、WI、APN、和△I20 min/△G20 min；另外在SET和MUA大血管和微血管病變的混合指標中進入方程的有FFA和gluAUC，在家族史和脂代謝紊亂的基礎上主要是與血糖的改變(gluAUC)和早期胰島功能異常(△I20 min/△G20 min)的改變有關，符合微血管病變因素的特征。內皮功能改變的危險因素與糖尿病家族史[11]以及代謝性因素[12]諸如肥胖、血壓增高、脂代謝紊亂、血糖增高、胰島素抵抗及胰島功能的改變等獨立相關。

本研究結論：(1)I-IFG肥胖者以大血管內皮改變為主，同時有微血管內皮改變，非肥胖者以微血管內皮改變為主；(2)I-IFG代謝改變主要為血糖增高、脂代謝紊亂、胰島功

能的下降，肥胖者以胰島素抵抗為主，而非肥胖者胰島功能下降更明顯；(3)糖尿病家族史和代謝性因素諸如肥胖、血壓增高、脂代謝紊亂、血糖增高和胰島功能的改變等是I-IFG者內皮功能改變的獨立危險因素。

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