不同糖代謝狀態下體重指數與胰島β細胞功能的相關性

鄒彩艷， 劉學奎， 梁軍， 吳慶強， 司冬芹， 竇連軍， 王犇， 金霄

(1. 徐州市中心醫院內分泌科， 江蘇 徐州 221009； 2. 徐州醫科大學臨床學院， 江蘇 徐州 221004)

研究表明，胰島素抵抗與胰島素分泌缺陷是糖尿病發生的主要病理生理機制[1]，而胰島β細胞功能狀況在其中有著至關重要的作用。研究發現，不同糖代謝狀態下，胰島β細胞功能狀況存在差異，這種差異的產生機制目前尚不明了[2]。體重指數(BMI)作為衡量人體肥胖程度的指標與糖尿病密切相關[3]，流行病學調查顯示，隨著BMI的增高，糖尿病患病率呈增高的趨勢[4]，這表明BMI在糖尿病的發展過程中有著重要的作用，這種作用機制可能影響了胰島β細胞功能狀況。有研究顯示[5]，肥胖糖耐量異常患者存在較為明顯的內臟脂肪蓄積、脂代謝紊亂、胰島素抵抗等癥狀，肥胖組胰島素水平明顯高于糖耐量異常體重正常組，HOMA穩態模型胰島素抵抗指數(Homeostasis Model Assessment-Insulin Resistance index，HOMA-IR)明顯高于糖耐量正常組。BMI與肥胖患者胰島素抵抗關系密切，但不同糖代謝狀態下尤其是糖尿病前期人群中BMI水平與胰島素抵抗、胰島素分泌缺陷之間關系尚不完全清楚。本研究探討不同糖代謝狀況下BMI與胰島β細胞功能狀況，為糖尿病的預防和治療提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 對象

選擇2013年于徐州市中心醫院常規體檢的江蘇徐州地區人群為研究對象，所有的檢測指標由徐州市中心醫院完成。研究對象年齡20～88歲，平均年齡(50.1±11.5)歲。共包括2 298例體檢者，剔除腫瘤、嚴重心肺腎功能不全者以及資料不全者，共2 082例體檢者納入研究。該研究經徐州市中心醫院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 人體測量學 體檢表格統一設計，由培訓合格的醫師進行詢問，并記錄受檢者一般情況、性別、年齡、既往史等。受檢者脫鞋，單衣測量體重、身高；受檢者取站位，雙腳分開25～30 cm，使體重均勻分配，測量腰圍和腰臀比。各指標測量3次取平均值。受檢者靜坐5 min后用汞柱式標準袖帶血壓計測量右上臂收縮壓及舒張壓，手臂與心臟在同一水平，間隔30 s測量3次，取其平均值。

1.2.2 75 g OGTT+胰島素釋放試驗 受檢者晚餐后禁食10 h以上，次日清晨空腹采肘靜脈血，并行75 g OGTT+胰島素釋放試驗，采用酶法在日立7600全自動生化分析儀上測定空腹血糖(FPG)、血清尿酸及服糖后 2 h血糖(2hPG)等生化指標，化學發光法測定血清空腹胰島素和服糖后2 h胰島素。

參照文獻[6]計算HOMA穩態模型， HOMA-IR=空腹血糖×空腹胰島素/22.5；胰島β細胞功能(HOMA-β)=20×空腹胰島素/(空腹血糖-3.5)；胰島素敏感指數(HOMA-ISI)=1/(空腹血糖×空腹胰島素)。

1.2.3 分組 不同糖代謝人群的劃分，正常糖代謝組：空腹血糖<6.1 mmol/L且2hPG<7.8 mmol/L；糖代謝異常組：空腹血糖6.1～7.0 mmol/L和(或)2hPG 7.8～11.1 mmol/L；糖尿病組：空腹血糖≥7.0 mmol/L和(或)2hPG≥11.1 mmol/L[7]。

按照BMI的水平分為3組，正常組：18.0(kg/m2)

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 不同糖代謝人群的一般狀況

不同糖代謝人群的各指標間存在差異，糖尿病組患者的年齡、BMI、腰圍、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、空腹胰島素、2hPG、HbA1c、三酰甘油、總膽固醇、低密度脂蛋白及HOMA-IR均明顯高于正常糖代謝組和糖代謝異常組，差異有統計學意義(P<0.05)。而糖尿病組的高密度脂蛋白、HOMA-β及HOMA-ISI明顯低于正常糖代謝組和糖代謝異常組，差異亦有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同糖代謝人群的一般狀況

a：P<0.05，與正常糖代謝組比較；b：P<0.05，與糖代謝異常組比較

2.2 不同BMI人群胰島細胞的狀況

校正性別、年齡、血壓、血脂等代謝因素后，隨著BMI 的增大HOMA-β和HOMA-IR也隨之增大(P<0.01)，但HOMA-ISI逐漸降低(P<0.01)，趨勢均有統計學意義。見表2。

表2 不同BMI人群胰島細胞的功能

2.3 不同糖代謝人群BMI與胰島細胞功能的關系

校正性別、年齡、血壓、血脂等代謝因素后，在正常糖代謝組和糖代謝異常組中，HOMA-β和HOMA-IR均隨著BMI 的增大而增大(P<0.01)，HOMA-ISI隨著BMI 的增大而降低(P<0.01)；而在糖尿病人群中，HOMA-ISI隨著BMI 的增大而降低(P<0.01)，HOMA-β和HOMA-IR隨BMI的變化趨勢無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 不同糖代謝人群BMI與胰島細胞功能的關系

3 討論

胰島β細胞具有分泌胰島素功能，而胰島素是調節血糖濃度、促進合成代謝、調節細胞分化和生長發育的重要激素，體內胰島素的絕對或相對不足，將導致糖尿病的發生發展[7]。因此，評估胰島β細胞功能對糖尿病的分型、診斷和治療有重要的臨床意義。目前，用于人群大規模調查胰島β細胞分泌功能及胰島素敏感性的公式主要是穩態模型，包括HOMA-β和HOMA-ISI、HOMA-IR[8]。

本研究中，不同糖代謝水平的人群HOMA-IR、HOMA-β和HOMA-ISI存在統計學差異，提示隨著糖代謝異常的出現，胰島β細胞功能發生了變化，這種變化也間接反映了糖尿病發生發展的過程。研究發現[9]，在糖耐量減低的人群中胰島素抵抗已經出現，還伴隨有胰島素敏感性降低，這與本研究中糖代謝異常人群HOMA-IR高于糖代謝正常人群，而HOMA-ISI低于糖代謝正常人群的數據是一致的。同時朱柏樂[10]發現糖代謝異常人群在空腹狀態下已經出現β細胞分泌受損，這與本研究結果一致，HOMA-β在正常糖代謝的人群中最高，糖代謝異常者次之，糖尿病患者最低。

流行病學調查顯示[11]，肥胖和2型糖尿病相伴流行，提示肥胖在糖尿病的發病過程中有著重要的作用。研究發現，肥胖雖多伴有胰島素抵抗，但是大部分肥胖患者始終保持著正常的血糖水平，究其原因主要在于胰島β細胞數量和胰島素分泌的代償性增加[12]，這與我們研究結果一致。在西方國家，60%～90%糖尿病患者發病與肥胖密切相關[13]。BMI是目前最常用的肥胖程度評價指標，其與2型糖尿病的發生風險呈顯著正相關。劉峰等[14]的一項研究表明，BMI、腰臀比和糖尿病患病率有著密切的關系，對糖尿病發病有一定的預測功能。安雅莉等[12]對不同BMI水平新診斷2型糖尿病患者胰島素分泌和胰島素抵抗狀況調查發現： ① 在血糖水平相似的各組中，肥胖亞組的胰島素敏感性更差，但是胰島素分泌能力都優于相應的非肥胖亞組。② 糾正高糖毒性后肥胖者胰島素分泌功能改善顯著，而非肥胖者的胰島素敏感性改善更佳。

本研究共納入2 298例體檢者，剔除腫瘤、嚴重心肺腎功能不全者以及資料不全者，共2 082例體檢者作為研究對象，統計學分析發現，在BMI≥28 kg/m2的人群中，HOMA-β高于BMI較低的兩組人群。進一步統計分析發現，在正常糖代謝組和糖代謝異常組中，HOMA-β和HOMA-IR均隨著BMI 的增大而增大，HOMA-ISI隨著BMI 的增大而降低；在糖尿病組中，HOMA-ISI隨著BMI 的增大而降低，而HOMA-β和HOMA-IR隨BMI的變化趨勢無統計學意義。換言之，糖耐量異常組隨著BMI的增加，胰島素抵抗加重，胰島素敏感性降低，同時胰島β細胞出現代償性分泌。但胰島β細胞的這種代償性分泌在糖尿病的人群中并不明顯。其原因可能是 ① 糖尿病患者的胰島β細胞受損嚴重，已不能進行代償性分泌增加。研究顯示，2型糖尿病患者同時存在胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗，造成β細胞數量的丟失或功能不足，最終在多因素損害下導致β細胞衰竭，β細胞的分泌缺陷和數量缺失可導致胰島素供給缺乏，機體代謝障礙[15]。② 由脂肪組織產生的眾多細胞因子通過自分泌、旁分泌和內分泌等途徑影響胰島素作用的各個環節，在糖尿病發病機制中起重要作用[16]。研究發現[17]，脂肪細胞能特異性分泌一種多肽—抵抗素(resistin)，其與糖代謝密切相關，在人體能降低細胞對葡萄糖的攝取量；由于體內刺激胰島素分泌最主要的方式是葡萄糖刺激，而葡萄糖可以自由進入胰島β細胞，并在β細胞中代謝，可直接刺激胰島素的合成與分泌，但抵抗素可降低細胞對葡萄糖的攝取，這可能是抵抗素損害或抑制胰島β細胞分泌胰島素的一種機制[18]。

綜上所述，在不同糖代謝狀態下，BMI對胰島β細胞功能的作用存在差別，正常糖代謝和糖代謝異常人群中，BMI的增大可使胰島β細胞功能代償性增加，而糖尿病人群中這種代償性機制已經得到破壞。因此，超重或肥胖患者、糖尿病前期人群包括糖耐量異常及空腹血糖調節受損者的胰島素抵抗及胰島素敏感性降低即已啟動，在這一階段做到早期干預包括控制體重及生活方式、藥物等多因素干預，減輕胰島素抵抗，改善胰島素敏感性，進而延緩糖尿病的發生發展，具有重要意義。本研究不足之處在于未應用高胰島素-正葡萄糖鉗夾技術金標準評估胰島細胞功能，且為橫斷面研究，尚需前瞻性研究進一步證實。