2型糖尿病患者血清膽紅素水平的變化及意義

王文平，張永明，丁曉潔，王 萍

(安徽省第二人民醫院，合肥230001)

近年研究發現，氧化應激在糖尿病及其慢性并發癥中發揮著重要作用［1，2］，高血糖可以引起機體氧化應激，使體內活性氧簇(ROS)產生增多，導致胰島細胞凋亡及產生糖尿病慢性并發癥。膽紅素作為機體重要的內源性抗氧化劑，能發揮清除氧自由基及抗脂質氧化作用。本文通過觀察胰島素治療前后2型糖尿病患者的血清膽紅素水平，探討膽紅素在2型糖尿病發展病程中的變化以及對慢性并發癥的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 DM-A組:60例均為2012年7月～2013年9月在安徽省第二人民醫院住院及門診患者，符合2010年《中國糖尿病防治指南》的診斷標準，初診糖尿病且病程＜1年，不伴糖尿病慢性并發癥，空腹血糖(FPG)≥11.1 mmol/L或糖化血紅蛋白(HbA1c)≥9.0%。DM-B組:60例為診斷糖尿病超過5年，伴糖尿病慢性并發癥如周圍血管病變、冠心病、視網膜病變、周圍神經病變、腎病(Ⅲ期)其中之一或多種。健康對照組(Con組)60例均為安徽省第二人民醫院體檢中心同期健康體檢者，每組均為男32例、女28例，年齡比較差異無統計學意義(P均＞0.05)。排除標準:心絞痛、心肌梗死、頸椎病、腰椎間盤突出、急性腦血管疾病(腦出血，腦梗死)、近期手術、急性感染及其他應激狀態者、急性肝膽系統疾病(肝炎、膽囊炎、膽管結石或感染)、肝功能異常者［血清丙氨酸氨基轉移酶(ALT)或血清門冬氨酸氨基轉移酶＞40 U/L］、腎功能異常者(血肌酐＞107 μmol/L)、慢性感染性疾病及惡性腫瘤、甲狀腺疾病、嚴重貧血等血液系統疾病。

1.2 方法

1.2.1 治療方法 DM-A及DM-B組制定個體化的胰島素降糖方案(胰島素使用諾和諾德公司的諾和靈30R、門冬胰島素30或德國拜耳公司的重合林M30)，使血糖在短期內達標并維持血糖平穩治療3個月后復查。

1.2.2 生化指標檢測 受檢者晚餐后禁食10～12 h，次日早晨空腹抽取靜脈血，分別測定血紅蛋白(Hb)(XT-2000i血球計數儀)、FPG、總膽紅素(TBIL)、直接膽紅素(DBIL)、間接膽紅素(IBIL)、ALT、白蛋白(ALB)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，以上生化指標均由HITACHI 7600-020全自動生化分析儀以酶法測定，用高效液相色譜法(美國BIO-RAD分析儀)檢測HbA1c，并且在胰島素治療3個月后重復測定以上所有指標。

1.2.3 統計學方法 采用SPSS17.0統計軟件，計量資料用±s表示，對于非正態分布的數據經對數轉化為正態分布，多組間比較用方差分析，兩組間比較用配對t檢驗。變量間的相關性分析采用偏相關分析。以P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組治療前臨床及生化指標的比較 見表1。DM-A 組治療前 TBIL、IBIL、FPG、HbAlc均比 Con 組高(P均 ＜0.05)，DM-B組 TBIL、IBIL濃度較 Con組及DM-A組低(P均＜0.05)。三組間年齡、體質量指數(BMI)、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、Hb、血脂(TC、TG、HDL-C、LDL-C)、ALT、ALB 差異均無統計學意義(P均＞0.05)。對IBIL按性別分層比較結果如下:DM-A組男性與女性IBIL分別為(14.08±3.71)、(12.07 ±3.37)μmol/L，Con 組男性與女性IBIL 分別為(10.59 ±3.64)、(9.09 ±2.86)μmol/L，兩組男與女IBIL比較差異有統計學意義(P均＜0.05)。DM-B組男性與女性 IBIL分別為(8.50 ±3.10)、(8.17 ±3.04)μmol/L，比較差異無統計學意義(P ＞0.05)。

表1 三組臨床及生化指標比較(±s)

表1 三組臨床及生化指標比較(±s)

注:與 Con組比較，*P ＜0.05;與 DM-A組比較，#P ＜0.05

組別 n 年齡(歲) BMI(kg/m2) SBP(mmHg)DBP(mmHg) Hb(g/L) TC(mmol/L)TG(mmol/L)HDL(mmol/L)DM-A 組 60 55.69 ±11.59 23.96 ±2.97 129.65 ± 9.18 78.62 ± 8.53 135.42 ±16.24 4.93 ±1.07 2.32 ±1.63 1.17±0.24 DM-B 組 60 56.96 ±10.85 23.87 ±2.43 130.78 ±11.35 79.36 ± 9.87 132.03 ±15.66 4.95 ±1.32 2.52 ±1.62 1.22 ±0.69 Con 組 60 56.70 ±12.49 23.10 ±2.16 128.37 ± 9.68 77.24 ±10.91 134.86 ±18.27 4.80 ±1.28 2.36 ±1.81 1.25 ±0.66組別 n LDL(mmol/L) ALT(U/L) ALB(g/L) FPG(mmol/L) HbA1c(%)TBIL(μmol/L)IBIL(μmol/L)DBIL(μmol/L)DM-A 組 60 2.76 ±0.83 21.05 ±10.41 42.61 ±4.28 12.82 ±3.73* 10.52 ±1.05 16.24 ±5.08*13.45 ±4.55*2.83 ±1.27 DM-B 組 60 2.73 ±0.99 20.40 ± 9.54 41.46 ±4.80 9.14 ±3.55*# 8.71 ±1.72#10.47 ±3.25*#8.33 ±3.06*#2.16 ±0.95#Con 組 60 2.65 ±0.72 19.95 ± 8.50 42.84 ±4.02 4.68 ±0.52 - 12.53 ±3.64 10.06 ±3.44 2.47 ±1.06

2.2 各組胰島素治療前后生化指標的比較DM-A 組胰島素治療后 FPG、HbA1c、TBIL、IBIL 濃度降低(P均＜0.05)。DM-B組胰島素治療后FPG、HbA1c降低(P 均 ＜0.05)，但 TBIL、IBIL 濃度與治療前比較差異無統計學意義(P均＞0.05)。見表 2。

表2 各組胰島素治療前后生化指標比較(±s)

表2 各組胰島素治療前后生化指標比較(±s)

注:與同組治療前比較，*P＜0.05

組別 n ALT(U/L) ALB(g/L) FPG(mmol/L) HbA1c(%) TBIL(μmol/L)IBIL(μmol/L)DBIL(μmol/L)DM-A組60治療前 21.05 ±10.41 42.61 ±4.28 12.82 ±3.73 10.52 ±1.05 16.24 ±5.08* 13.45 ±4.55 2.83 ±1.27治療后 21.13 ±9.52 42.13 ±4.07 6.43 ±1.03* 6.43 ±1.09* 12.11 ±4.73* 9.32 ±3.56* 2.75 ±1.36 DM-B組 60治療前 20.40 ±9.54 41.46 ±4.80 9.14 ±3.55 8.71 ±1.72 10.47 ±3.25 8.33 ±3.06 2.16 ±0.95治療后 20.33 ±8.97 42.08 ±4.52 6.75 ±1.24* 6.81 ±1.52*10.31 ±3.33 8.16 ±2.95 2.13 ±1.07

2.3 相關性分析 控制年齡、Hb、ALB等變量后，偏相關分析顯示，治療前DM-A組TBIL與HbA1c呈正相關(r=0.622，P＜0.05);DM-B組 TBIL與HbA1c呈負相關(r=-0.515，P ＜0.05);胰島素治療后 DM-A、DM-B 組 HbA1c均達標，IBIL、DBIL與HbA1c之間無明顯相關性(P ＞0.05)。

3 討論

膽紅素是一種四吡咯色素，大部分由衰老紅細胞的Hb在巨噬細胞、網狀內皮細胞、肝細胞中代謝而成。因膽紅素分子含有共軛雙鍵體系和碳-10上含有活性氫原子，使其具有捕獲超氧陰離子等氧自由基的能力，可清除氧自由基，發揮抗氧化功能。由于DBIL與ALB結合不如IBIL緊密，故抗氧化性相應減弱。

血紅素氧合酶-1(HO-1)是血紅素降解的起始酶和限速酶，它的主要功能是代謝血紅素形成膽綠素、一氧化碳和游離鐵。研究表明，HO-1及其代謝產物是機體重要的抗氧化系統之一。正常狀態下，HO-l在胰腺組織內的表達較低，在電離輻射、氧化應激、內毒素、激素或重金屬離子等的刺激下，HO-1可被誘導轉錄和表達［3］。已有研究表明，HO-1可以減少胰島細胞在多種應激狀態下凋亡的發生，維持胰島細胞的正常功能，還可改善糖代謝，調節血管、神經和肌肉細胞的功能，防止糖尿病并發癥的發生［4，5］。

在糖尿病早期階段，高血糖作用于內皮細胞、白細胞和血小板，誘導氧化應激和炎性反應。本研究中初診高血糖的2型糖尿病患者TBIL和IBIL水平高于Con組，分析機制可能為高血糖時機體血紅素氧合酶誘導表達增加，抗氧化隨之反應性增強，導致膽紅素生成增多，發揮對機體的保護及抗氧化作用。研究表明，男性的血清膽紅素水平較女性高［6］，本研究中分別比較了不同組別中不同性別患者膽紅素水平的差異。結果顯示Con組與DM-A組不同性別患者之間膽紅素水平的差異有統計學意義。其原因為膽紅素大多數為血紅蛋白的代謝產物，而女性的血紅蛋白相對較低。

2型糖尿病患者以大血管并發癥為主，包括外周動脈硬化和心腦血管疾病，微血管慢性并發癥的發病機制上有很多共同之處，如糖代謝紊亂所致蛋白非酶糖化、山梨醇代謝途徑的激活、葡萄糖及脂質的毒性、蛋白激酶C的激活、氧化應激及微循環障礙，臨床上患者多同時患有多種慢性并發癥。本研究中我們選取的2型糖尿病對象為單一或多種并發癥患者，結果顯示病程較長及慢性并發癥的2型糖尿病患者TBIL、IBIL低于Con組及初診2型糖尿病患者，推測可能由于病程的延長，長期的氧化應激，機體的氧化與抗氧化之間失衡，膽紅素消耗增加，機體的抗氧化能力下降，導致并發癥產生。最近中國人群中的研究表明，獨立于其他危險因素，低膽紅素水平與糖尿病視網膜病變密切相關［7］。另外諸多研究發現，低膽紅素水平與糖尿病周圍神經病、冠心病等的發生密切相關［8，9］。本研究中伴慢性并發癥的2型糖尿病患者TBIL與HbAlc濃度呈負相關，與Choi等［10，11］的研究結果一致。

Dandona等［12］研究發現，使用胰島素治療可直接導致氧化應激產物及單核細胞中的P47phox表達減少，證明胰島素可以直接抑制氧化應激。最近研究發現，胰島素可通過調控解耦聯蛋白的表達，減少線粒體氧化磷酸化產生ROS。另外，胰島素還可以增加各種抗氧化酶的表達，降解過多的ROS，增加細胞內抗氧化劑的產生，如谷胱甘肽，協助細胞維持正常免疫系統的功能，并具有抗氧化和解毒作用。本研究入組時排除轉氨酶升高患者，組間ALT差異無統計學意義，可排除兩組中因肝功能異常造成的膽紅素差異;且治療中未使用護肝及降低黃疸等藥物，僅僅在胰島素治療后復查血膽紅素的變化，結果發現對于初診2型糖尿病患者，胰島素降糖后，高血糖毒性解除，膽紅素水平隨之下降，分析與胰島素本身有抗氧化應激的作用有關，其可導致體內氧化應激減輕，膽紅素下降。但隨著病程的延長，胰島素降糖未對血膽紅素水平產生影響，提示有血糖外的因素參與影響膽紅素的代謝。

血液中的膽紅素有DBIL和IBIL兩種形式，其結構特點和理化特性完全不同，同時膽紅素是極強的脂溶性物質，使其容易通過細胞膜和血腦屏障，濃度增高時可導致神經系統特別是腦的損傷。本研究中膽紅素在正常或輕度偏高的水平，主要發揮對機體抗氧化的正面效應。影響膽紅素的因素較多，如何誘導血紅素加氧酶的表達及維持膽紅素在適合的范圍，需深入地從分子機制探討，指導臨床從抗氧化的機制上防治糖尿病的慢性并發癥。

［1］Takayanagi R，Inoguchi T，Ohnaka K.Clinical and experimental evidence for oxidative stress as an exacerbating factor of diabetes mellitus［J］.J Clin Biochem Nutr，2011，48(1):72-77.

［2］Selvaraju V，Joshi M，Suresh S，et al.Diabetes，oxidative stress，molecular mechanism，and cardiovascular disease——an overview［J］.Toxicol Mech Methods，2012，22(5):330-335.

［3］劉敏，母義明，潘長玉.血紅素氧化酶在糖尿病及其并發癥中的保護作用［J］.第二軍醫大學學報，2006，27(7):778-780.

［4］Wu ML，Ho YC，Yet SF.A central role of heme oxygenase-1 in cardiovascular protection［J］.Antioxid Redox Signal，2011，15(7):1835-1846.

［5］Ptilovanciv EO，Fernandes GS，Teixeira LC，et al.Heme oxygenase 1 improves glucoses metabolism and kidney histological alterations in diabetic rats［J］.Diabetol Metab Syndr，2013，5(1):3.

［6］黎穎.某地區健康人群血清總膽紅素參考值調查［J］.國際檢驗醫學雜志，2012，33(7):823-824.

［7］Najam SS，Sun J，zhang J，et al.Serum total bilirubin levels and prevalence of diabetic retinopathy in a Chinese population［J］.J Diabetes，2014，6(3):221-227.

［8］Zelle DM，Deetman N，Alkhalaf A，et al.Support for a protective effect of bilirubin on diabetic nephropathy in humans［J］.Kidney Int，2011，79(6):686-687.

［9］ Stief TW.Bilirubin and microangiopathy［J］.Ophthalmology，2012，119(6):1285-1286.

［10］Choi SW，Lee YH，Kweon SS，et al.Association between total bilirubin and hemoglobin A1cin Korean type 2 diabetic patients［J］.J Korean Med Sci，2012，27(10):1196-1201.

［11］Ohnaka K，Kono S，Inoguchi T，et al.Inverse associations of serum bilirubin with high sensitivity C-reactive protein，glycated hemoglobin，and prevalence of type 2 diabetes in middle-aged and elderly Japanese men and women［J］.Diabetes Res Clin Pract，2010，88(1):103-110.

［12］ Dandona P，Chaudhuri A，Ghanim H，et al.Proinflammatory effects of glucose and anti-inflammatory effect of insulin:relevance to cardiovascular disease［J］.Am J Cardiol，2007，99(4A):15B-26B.