胰島β細胞的功能是指β細胞在葡萄糖及葡萄糖以外的因素,如:在精氨酸、胰高血糖素、化學藥物等刺激下分泌胰島素來維持血糖水平穩定的能力,用于評價與藥物治療有關的胰島素分泌功能,例如改善胰島素敏感性,刺激胰島素分泌,糾正高血糖的毒性等是否引起β細胞功能的變化及變化的機制。
1 胰島功能的影響因素
1.1宏觀影響因素
1.1.1血糖 短期高血糖對胰島素分泌和葡萄糖利用有刺激作用,長期持續高血糖通過氧化應激炎癥介質、降低轉錄因子PDX-1及MafA的基因表達等損害胰島β細胞,影響胰島素第一時相及第二時相分泌能力,加重體內胰島素抵抗,即所謂的\"糖毒性作用\"[1]。
1.1.2血脂、體脂 隨肥胖程度的增加及甘油三酯水平的升高,胰島素抵抗顯著提高,胰島β細胞分泌的胰島素需代償性增加以維持血糖[2]。大量脂肪細胞分泌產生過量游離脂肪酸(FFA)及一系列炎癥因子,β細胞功能受FFA的影響呈時間依賴性,若短期暴露,葡萄糖刺激胰島素分泌(GSIS)增加,導致餐后胰島素增加,并可上調β細胞功能對抗胰島素抵抗效應。相反則使糖代謝受損,β細胞數量減少。FFA增加體內棕櫚酸酯的堆積,其抑制胰島素分泌,還能通過降低PDX-1和MafA的活性影響胰島素基因的表達[3]。
1.1.3腸促胰島素 主要包括胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)和葡萄糖依賴性促胰島素多肽(GLP)。用以描述人類胃腸道運動對胰島內分泌活動的促進作用,能提高β細胞功能、控制血糖濃度。但人體內的GLP-1容易被DPP-4降解,在體內存留時間短,進而GLP-1類似物及DPP-4抑制劑問世,DPP-4抑制劑彌補了該缺陷,它對生理狀態的GLP不產生反應,且動物實驗中已證實能提升β細胞的質和量[4]。
1.2微觀影響因素
1.2.1氧化應激 當β細胞暴露于FFA和慢性高血糖,可誘發氧化應激,導致胰島素分泌減少。在糖尿病患者中,氧化應激標志物8-OHdG、4-HNE在胰島中的表達水平升高,而β細胞相對低表達抗氧化酶,對氧化應激易感[5]。
1.2.2人類胰島淀粉樣多肽(hIAPP)豐富的淀粉樣變與β細胞功能降低及其總量減少相關。隨著時間的延長,淀粉樣蛋白的細胞毒性逐漸降低,說明成熟的淀粉樣蛋白具有惰性,但此時仍可影響β細胞功能[6]。
1.2.3炎癥 胰島炎癥是β細胞功能受損的主要促進因素,并參與胰島素抵抗的發病機制。炎癥反應中巨噬細胞浸潤可能歸因于高糖和或FFA環境下IL-6、IL-8等炎癥因子的作用,也可能是凋亡β細胞的脂質體作為趨化因子的募集作用[5]。
1.2.4脂肪細胞因子 是從脂肪組織產生并分泌的激素樣肽,包括脂聯素、瘦素、抵抗素等。脂聯素通過抑制糖異生、調節脂肪酸代謝和骨骼肌中鈣離子信號通路對胰島素起調節作用。健康者體內更高的脂聯素水平提示脂聯素能改善胰島素敏感性。瘦素既能通過下丘腦對葡萄糖穩態起調節作用,又能直接影響葡萄糖的代謝,同時干擾肝臟、脂肪組織、肌肉組織中胰島素的活性,并抑制胰島素基因的表達[7]。
1.3其他影響因素 包括胰島素抵抗[5],自身免疫,環境與生活方式,自然衰老,基因缺陷與遺傳[8,9],口服降糖藥、胰島素、胰島素類似物[10]等。
2 胰島功能的評價方法
2.1據應用范圍分
2.1.1臨床評價指標[11] 包括血糖、胰島β細胞激素測定(胰島素、C肽、胰島素原、特異性胰島素)、精氨酸刺激試驗、胰高血糖素刺激試驗。
2.1.2科研評價指標[11] 包括高糖鉗夾技術、微小模型計算法、精氨酸刺激試驗及胰高血糖素刺激試驗、口服葡萄糖耐量試驗中胰島素上升值與血糖上升值的比值(△I/△G)、靜脈葡萄糖注射第一時相胰島素分泌、穩態模型評估法、空腹及葡萄糖刺激后血漿胰島素與葡萄糖的比值、從空腹葡萄糖耐量試驗演繹出的胰島β細胞功能修正指數。
2.2據胰島β細胞所處的狀態分
2.2.1靜態下主要評價指標[5] 穩態模型評估法。
2.2.2動態下主要評價指標[5] IVGTT、OGTT、處置指數、高葡萄糖鉗夾試驗、分級葡萄糖輸注實驗、精氨酸刺激試驗。
2.3據胰島β細胞功能類型分
2.3.1胰島β細胞分泌功能評估方法[12] 高糖鉗夾技術、口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)、IVGTT、精氨酸刺激試驗、胰升糖素刺激試驗。
2.3.2胰島素敏感性評估方法[12] FINS、HOMA模型的胰島素抵抗指數(HOMA-IR)、正糖鉗夾、微小模型、OGTT結果得到的評價胰島素敏感性方法、胰島素耐量試驗。
總的來說,胰島功能的評價方法眾多,需要根據不同的人群及情況選擇,從而得出較為準確的胰島功能;進而指導臨床及時準確的制定診療方案。
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