2型糖尿病患者血清3-脫氧葡糖醛酮、甲基乙二醛水平與認知功能的關系

黃小波 陳文強 陳文靜 王寧群 陳玉靜 劉 妍

(首都醫科大學宣武醫院，北京 100053)

糖尿病糖代謝紊亂可以在結構、神經生理、神經精神等多方面對大腦產生不良影響。糖尿病患者存在某些方面的認知障礙，特別是學習、記憶能力〔1，2〕。對于中老年人來說，輕微的認知功能減退即可顯著增加老年癡呆發生的危險〔3〕。3-脫氧葡糖醛酮(3-DG)和甲基乙二醛(MG)等二羰基化合物蓄積是近年發現的糖尿病重要的病理生理現象，由于這類物質具有較強的細胞毒性和生物活性，可以直接作用于神經元，發生病理生物學作用。本文探討糖尿病患者血清二羰基化合物水平與認知功能改變之間的關系。

1 對象和方法

1.1對象 按1999年WHO糖尿病的診斷標準，收集2011年9月至2012年9月在首都醫科大學宣武醫院就診的糖尿病病史>5年的患者86例，其中男57例，平均(60±11)歲，女29例，平均(64±9) 歲。不同性別患者年齡無顯著差異，具有可比性。其中冠心病23例，高血壓64例，心電圖提示陳舊性心肌梗死2例。全部患者近2 w均無感染性疾病，不伴免疫性疾病或惡性腫瘤，并排除血液病、肝腎功能不全、甲狀腺疾病及動脈炎、藥源性腦梗死。另外在同期門診中收集40例為健康對照組，入選者為健康的北京城區市民，無糖尿病，無腦血管病、腦腫瘤、一氧化碳中毒等引起中樞神經功能障礙的疾病，神經系統查體無局灶性神經功能障礙體征。

1.2認知功能檢查 研究中采用解恒革編譯MoCA量表(北京版)及《使用與評分指導手冊》(內部資料)，該量表由交替連線測驗、視空間與執行功能(立方體、鐘表)、命名、記憶、注意、句子復述、言語流暢性、抽象、延遲回憶和定向，共30個條目，可以對測試者認知領域的8個方面進行篩查。

1.3血清3-DG和MG檢測 HPLC分析血清3-DG：血清中加入2,3- 4戊二酮和6%高氯酸，然后與2,3-二氨基萘反應，得到穩定的3-DG衍生物，以購買的3-DG作為內標。乙酸乙酯萃取反應中生成的混合物，離心干燥，甲醇溶解，HPLC上樣。采用gilson高效液相，儀器配置302泵， 802壓力控制模塊， 811混勻器。采用5PE反相柱(內徑4.6 mm，長250 mm，nacalai tesque)，流動相為50 mmol/L磷酸鹽緩沖液-乙腈-甲醇(7∶2.5∶0.5)，流速1 ml/min。檢測條件為Hitachi 655621紫外檢測器波長為268 nm。采用Hitachi D-2000積分儀分析色譜結果，通過計算3-DG衍生物與內標的峰高比進行定量。

HPLC分析血清MG：TCA提取血清，50 μl上清液與500 μl 乙酸鈉緩沖液(pH 4.05，含2.0 mmol/L TRI)混合；60℃孵化45 min；0.45 μm Eppendorf離心過濾器濾過；上C-18反相HPLC柱；用流動相A(20 mmol/L乙酸鈉工作液pH 4.05)和B(0.2 mol/L乙酸鈉pH 4.05-水-甲醇1∶3∶6)梯度洗脫。流速1.0 ml/min。通過在線熒光檢測器(激發波長352 nm，檢測波長447 nm)，檢測MG和TRI的衍生物6-pteridin,通過與同法平行處理的已知濃度的MG標準品比較，計算樣品中MG含量。

1.4統計學處理 使用SPSS11.0軟件進行單因素方差分析和Bivariate過程積距相關分析(Pearson系數)。

2 結 果

2.1兩組認知功能比較 糖尿病組總分、命名和延遲回憶方面顯著低于對照組(P<0.05)。糖尿病組血清糖化血紅蛋白、3-DG和MG明顯高于對照組(P<0.05)。見表1。

2.2糖尿病組血糖和頸動脈硬化程度與認知功能的相關性 糖化血紅蛋白、3-DG和MG與認知功能呈顯著負相關(P<0.05)；糖化血紅蛋白與3-DG和MG顯著正相關(P<0.05)。見表2。

表1 糖尿病患者認知功能比較

表2 糖尿病患者血糖和頸動脈硬化程度與認知功能的相關性(r值)

3 討 論

本研究提示糖尿病患者在認知功能早期智能改變方面以注意力、計算力、記憶力和語言損害較突出〔4，5〕，是由于血糖增高時蛋白糖化過程加強，不可逆糖化終末產物產生過多，糖化終末產物的生成使蛋白質的結構、理化特性和功能狀態發生改變〔6〕。

本研究中糖尿病患者血糖水平與二羰基化合物呈顯著正相關。二羰基化合物具有較強的反應活性。正常情況下，二羰基化合物的降解酶能夠快速、高效地代謝機體合成或從外界吸收的二羰基化合物，因此，正常人體中二羰基化合物的含量很低。但是，在糖尿病患者體內，血糖水平升高促進Maillard反應和多元醇途徑生成3-DG和MG〔7〕；另外，糖尿病時機體處于氧化應激狀態，體內高水平的活性氧中間產物可能刺激細胞產生3-DG和MG〔8〕。二羰基化合物是既可以通過促進AGEs的生成而間接地參與糖尿病認知障礙的病理過程，同時由于這類物質具有較強的細胞毒性和生物活性，可以直接作用于海馬神經元，通過抑制海馬干細胞分化和誘導神經元凋亡等途徑而發生病理生物學作用，導致患者認知能力下降〔9〕。

總之，糖尿病患者可出現中樞神經系統功能損傷而影響大腦認知功能，甚至發生癡呆，降低患者的生活質量，因此應早期對糖尿病患者進行認知功能監測，及時檢測并干預患者體內二羰基化合物水平，以減少由于患者的認知功能下降而造成的對其他方面的直接影響。

4 參考文獻

1Debling D,Amelang M,Hasselbach P,etal.Diabetes and cognitive function in a population-based study of elderly women and men〔J〕.Diabetes Complications,2006;20(4):238-45.

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3Fischer P,Jungwirth S,Zehetmayer S,etal.Conversion from subtypes of mild cognitive impairment to Alzheimer dementia〔J〕.Neurology,2007;68(4):288-91.

4Luchsinger JA,Reitz C,Patel B,etal.Relation of diabetes to mild cognitive impairment〔J〕.Arch Neurol,2007;64(4):570-5.

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7Thornalley PJ,Anngborg A,Minhas HS.Formation of glyoxal,methylglyoxal and 3-deoxyglucosone in the glycation of proteins by glucose〔J〕.Biochem J,1999;344(1):109-16.

8Beisswenger PJ,Drummond KS,Nelson RG,etal.Susceptibility to diabetic nephropathy is related to dicarbonyl and oxidative stress〔J〕.Diabetes,2005;54(11):3274-81.

9黃小波，李宗信，陳文強，等.甲基乙二醛對成年大鼠海馬干細胞分化的神經毒性及腦康Ⅱ號保護作用的研究〔J〕.北京中醫藥大學學報，2009；32(2)：108-11.