不同糖耐量水平人群胰島素抵抗與RAAS及MCP-1的相關性研究

莫翠瑤1，章 毅，楊 靜，尹建紅，劉云峰

2型糖尿病(T2DM)這個“隱形殺手”正逐漸成為我國最大的公共衛生問題之一，由其所引發的一系列健康問題正困擾著眾多人群，并給國家及個人帶來巨大的經濟壓力。T2DM的病理核心為胰島β細胞分泌胰島素不足，無法應對過剩的血糖，從而導致血糖負荷及胰島素抵抗，近年來研究發現，胰島素抵抗與腎素-血管緊張素-醛固酮(ALD)系統(RAAS)、單核細胞趨化因子-1(MCP-1)之間可能存在關聯。本研究通過檢測腎素、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、醛固酮(ALD)及MCP-1的含量，分析各指標與胰島素抵抗之間的關系。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2016年10月—2017年8月在山西醫科大學第一醫院住院就診及門診體檢者128例，根據世界衛生組織(WHO)1999年T2DM 診斷標準分組，正常糖耐量(NGT)組：空腹血糖(FPG)<6.1 mmol/L，及餐后2 h血糖(2 hPG)<7.0 mmol/L；糖調節受損(IGR)組：6.1 mmol/L≤FPG<7.0 mmol/L和/或7.8 mmol/L≤2 hPG<11.1 mmol/L；2型糖尿病(T2DM)組：FPG≥7.0 mmol/L和/或2 hPG≥11.1 mmol/L。本研究中2型糖尿病為初發糖尿病病人，未進行飲食控制和任何藥物干預，NGT組為經口服葡萄糖耐量試驗證實為正常糖耐量。排除標準：糖尿病急慢性并發癥；心、肝、腎疾病；近期使用過血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)或血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)類藥物等相關藥物；原發性醛固酮增多癥、腎素瘤等及其他內分泌疾病病人。

1.2 研究方法 所有受試者均簽署知情同意書，禁食10 h，于06：00時抽取臥位 90 min以上 5 mL靜脈血，送內分泌實驗室測定血清腎素、AngⅡ、醛固酮水平，以評估RAAS活性，再次抽取5 mL靜脈血，低溫離心提取血清后放置在-50 ℃低溫冰箱中保存，采用酶聯免疫分析法測定血清MCP-1(試劑盒由上海西塘公司提供)水平，嚴格按照說明書操作。

1.3 胰島功能判定 胰島素抵抗指數(HOMA-IR)=空腹胰島素(FINS)×FPG/22．5，作為評價胰島素抵抗的指標，HOMA-IR>2．69時即為存在胰島素抵抗。胰島β細胞功能指數(HOMA-β)=20×空腹胰島素/(FPG-3.5)。血漿醛固酮/腎素活性(ARR)=醛固酮(pg/mL)/腎素[ng/(mL·h)] 。

2 結 果

2.1 各組臨床資料及實驗室指標比較 3組間年齡、血壓、電解質、血脂等指標比較差異均無統計學意義(P>0.05 )。HOMA-IR、糖化血紅蛋白(HbA1c)、FPG、2 hPG 、AngⅡ水平在NGT組、IGR組、T2DM組依次升高，其組間兩兩相比差異有統計學意義(P<0.05)。T2DM組、IGR組MCP-1、HOMA-β與NGT組比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，而T2DM組FIns水平與IGR組、NGT組比較差異均有統計學意義(P<0.05)；腎素、醛固酮、ARR 3組間比較差異無統計學意義。詳見表1、見表2。

表1 3組臨床資料與生化指標比較

注：BMI為體質指數；SBP為收縮壓；DBP為舒張壓；TC為總膽固醇；TG為三酰甘油；LDL-C為低密度脂蛋白膽固醇；HDL-C為高密度脂蛋白膽固醇。1 mmHg=0.133 kPa。與NGT組比較，1)P<0.05；與IGR 組比較，2)P<0.05

組別例數腎素(ng/mL)AngⅡ(pg/mL)醛固酮(pg/mL) ARR MCP-1 (pg/mL) NGT組431.88±1.40 44.03±11.56145.08±26.8018.95±24.20 111.58±28.96 IGR組411.99±1.4350.76±6.161)144.15±21.7916.08±18.33 137.13±36.141)T2DM組441.84±1.9054.75±10.491)2) 144.95±28.4220.22±39.06146.58±35.741)

與NGT組比較，1)P<0.05；IGR 組比較，2)P<0.05

2.2 HOMA-IR影響因素的Pearson相關分析 HOMA-IR與MCP-1(r=0.266，P=0.002)、AngⅡ(r=0.27，P=0.002)呈正相關，與腎素、醛固酮之間無關聯性。

2.3 AngⅡ、MCP-1影響因素的Pearson相關分析 AngⅡ與HOMA-IR、FPG 、2 hPG 、HbA1c(r值分別為0.27，0.282，0.422，0.306，P<0.05)呈正相關，與HOMA-β(r=-0.306，P=0.000)呈負相關。MCP-1與HOMA-IR、FPG 、2 hPG 、HbA1c(r值分別為0.266，0.283，0.371，0.329，P<0.05)呈正相關，與HOMA-β(r=-0.327，P=0.000)呈負相關。并且MCP-1與AngⅡ之間也有相關性，兩者呈正相關(r=0.485，P=0.000)。

3 討 論

研究表明腎素抑制劑阿利吉侖(DRI)一方面與Ren2大鼠骨骼肌組織AngⅡ，AT1R、鹽皮質激素受體(MR)表達的減少有關，從而可改善Ren2大鼠的氧化應激、纖維化和線粒體異常，最終效應是改善全身胰島素敏感性；另一方面又可改善胰腺β細胞NADPH氧化酶活性，改善IRS-1、IRS-2和Akt的磷酸化，減少異常的β細胞胰島素含量，從而改善全身胰島素抵抗，兩種機制表明過度活躍的RAAS不僅通過對胰島素的產生、分泌和胰島素代謝信號的傳導產生干擾，而且還通過腎素抑制劑降低組織氧化應激來改善全身胰島素敏感性和葡萄糖代謝[1]。Ren 2小鼠骨骼肌中IRS-1、Tyr941IRS磷酸化、Thr308Akt磷酸化/活化和GLUT-4表達的減少，在用腎素抑制劑體內治療后這種異常可得到糾正，這些在體內使用阿利吉侖的實驗表明，阿利吉侖對胰島素抵抗和糖尿病并發癥具有有益作用[1-2]。腎素、腎素受體-依賴性系統依賴細胞內信號轉導，Wnt受體復合物或V-ATPase途徑也可能參與胰島素抵抗的病理生理過程。盡管國外有研究表明腎素對改善胰島素抵抗具有有益作用，但仍有臨床研究表明腎素與胰島素抵抗之間并無關聯。黃祺等[3]發現在初診T2DM人群中腎素與胰島素抵抗無相關性。本研究也顯示3組人群腎素比較差異無統計學意義，且與胰島素抵抗之間也無關聯性。

醛固酮誘導胰島素抵抗可能包括以下幾方面：在肥胖和胰島素抵抗的嚙齒動物模型中[4]，醛固酮水平的升高促進炎癥，誘導氧化應激，并對胰腺β細胞的結構和功能完整性產生負面影響，這導致胰島素釋放和作用減少[5]。有研究顯示醛固酮誘導的活性氧(ROS)產生激活了西羅莫可(雷帕霉素)復合物和IκB激酶β途徑，這促進了胰島素受體底物蛋白的降解，降低一氧化氮(NO)生物利用度和Akt磷酸化，從而影響胰島素的信號傳導，這種對胰島素信號傳導的抑制被糖皮質激素受體拮抗劑恢復，為醛固酮誘導胰島素信號傳導提供了另一種可能的機制。在本研究中，3組人群在醛固酮水平比較差異無統計學意義。相關文獻也報道不同糖耐量水平病人的醛固酮值差異無統計學意義[6]。也有文獻發現醛固酮水平與空腹血糖的變化無關[3]，與本試驗結果相符。本研究中腎素、醛固酮與胰島素抵抗之間均無明顯相關性，對于醛固酮、腎素對胰島素抵抗的影響，目前仍有不同的見解，一方面由于樣本量少，可能存在誤差；且對試驗對象需進行橫斷面研究，故仍需要更全面的臨床試驗支持。

AngⅡ是RAAS中活性最強的物質，其誘導胰島素抵抗的機制有：AngⅡ通過蛋白激酶C(PKC)誘導線粒體功能障礙，促進線粒體中ROS的產生，ROS的釋放激活Ren2小鼠胰島組織中p47phox，并通過PKC的磷酸化作用誘導GLUT-4易位的失活，并隨后轉運到膜上激活NoxA1和Rac亞基，胰島Ang Ⅱ免疫染色的增加伴隨著IRS-1、IRS-2和Akt的免疫染色的減少。由AngⅡ激活的另一個重要的ROS依賴性轉錄因子是核轉錄因子-κB(NF-κB)，NF-κB通過IκB-激酶復合物誘導IκB的磷酸化，使得NF-κB易位到細胞核，引起GLUT-4易位的失活，最終影響組織細胞攝取葡萄糖。AngⅡ也是一個強有力的促炎介質。如前所述，AngⅡ可增加ROS的生成，其誘導的NF-κB活化不僅抑制胰島素信號，還促進各種炎性細胞因子、黏附分子和生長因子生成引起靶器官的損傷，加重胰腺纖維化[7]。阻斷RAAS不僅可以改善骨骼肌和胰腺血流量，還可以降低ROS和RNS的生成，從而防止或減少胰腺纖維化、炎癥、胰島β細胞的凋亡[8]。

ACEI及ARB在多數情況下用于高血壓的治療，在許多情況下具有改善葡萄糖調節和胰島素敏感性的額外作用，用ACEI或ARB抑制RAS可改善T2DM小鼠和病人的葡萄糖耐受不良。如厄貝沙坦可通過恢復WAT中IRS-1和GLUT4 mRNA的表達，抑制應激誘導的脂肪組織生成，并使游離脂肪酸釋放減少，改善胰島素耐受性[9]。國外研究證實，ARB抑制脂肪細胞中的MCP-1和NF-κB的活化來改善胰島素抵抗[10]。國內實驗表明，AngⅡ水平的升高在除外血壓、藥物等因素的影響下，可作為預測T2DM病人胰島β細胞功能受損及胰島素抵抗的指標[11]。本研究發現3組人群AngⅡ水平兩兩比較差異有統計學意義，且AngⅡ與HOMA-IR呈正相關，表明在糖代謝異常初期及糖尿病前期AngⅡ參與胰島素抵抗的發生。所以，抑制AngⅡ在一定程度上能改善胰島素抵抗，延緩糖尿病的進展。

MCP-1是CC趨化因子家族的成員，在肥胖動物和人類的脂肪組織上調的炎癥分子中，MCP-1通過趨化性促進炎性細胞的遷移[12]。國外研究人員發現，由MCP-1激活細胞外信號調節激酶(ERK)可引發各種下游信號轉導事件，從而影響胰島素的信號傳導，這一過程涉及異三聚體G蛋白亞基、PKC、磷酸肌醇-3-激酶和Ras的激活，并且有針對性地破壞MCP-1本身從而改善胰島素抵抗和肝脂肪變性，MCP-1還分別鈍化肌管細胞和骨骼肌中的胰島素信號傳導和胰島素刺激的葡萄糖攝取，這兩種途徑的交替可能導致胰島素抵抗[13]。本研究發現T2DM組、IGR組MCP-1、HOMA-β與NGT組比較，差異均有統計學意義，隨著血糖水平的不斷升高，血清MCP-1、HOMA-IR逐漸增高，HOMA-β逐漸減低，表明隨著血糖水平的升高，胰島素抵抗水平增強，胰島β細胞受損越嚴重，并且MCP-1與HOMA-IR呈正相關，表明MCP-1也是影響胰島素抵抗的因素之一。國內學者也發現糖尿病組人群的MCP-1較正常組人群高，且經過多元逐步回歸分析表明MCP-1與HOMA-IR獨立相關，可見其參與了胰島素抵抗的發展進程[14]。用MCP-1預處理的小鼠會使胰島素刺激的葡萄糖攝取減弱，通過使用MEK抑制劑治療可以部分恢復胰島素的葡萄糖攝取，這表明aP2-MCP-1小鼠的胰島素抵抗可能與循環血中的MCP-1影響有關[15]。AngⅡ主要通過經由AT1受體的NADPH氧化酶的激活來增加ROS的形成，并隨后激活NF-κB、AP-1等轉錄因子，AngⅡ刺激NF-κBp65亞基的核易位，進而導致NF-κBp50/p65異二聚體與MCP-1增強子區域中的兩個NF-κB結合位點相結合，誘導大鼠體內MCP-1基因的表達[16]。本實驗提示AngⅡ與MCP-1呈正相關，表明在血糖升高的情況下，胰島素抵抗可能由AngⅡ通過促進MCP-1的表達而加重的。

已知AngⅡ通過促進MCP-1的分泌誘導胰島素抵抗，故在治療上運用ACEI、ARB及趨化因子受體拮抗劑可相應地改善胰島素抵抗，減緩糖尿病的進展。本研究通過對RAAS及MCP-1參與糖尿病胰島素抵抗發病機制的探討，為減輕胰島素抵抗提供相應的理論依據，為臨床上糖尿病治療提供了新的方向。