糖尿病心肌病患者血清8-羟基脱氧鸟苷酸水平检测结果分析*

赵林双 廖玉华 向光大 杨 李 乐 岭 刘 晔 孙慧玲

糖尿病心肌病(Diabetic Cardiomyopathy,DC)发病机制十分复杂,为探讨其发病是否与DNA氧化损伤标志物—血清8-羟基脱氧鸟苷酸(8-Hydroxy-Guanine)有关,本文对DC患者血清8-Hydroxy-Guanine进行检测分析,结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 对象

病例均系武汉广州军区武汉总医院内分泌科和华中科技大学心血管病研究所2007年1月～2011年1月收治的DC患者(DC组,n=101)和2型糖尿病患者(DM组,n=73),DC诊断参照实用内分泌学提出的诊断标准[1],DM严格按照1999年世界卫生组织(WHO)诊断标准。以上病例排除:(1)1个月内服用β1受体阻滞剂及激素者;(2)系统性红斑狼疮患者;(3)病毒性心肌炎患者;(4)合并肥厚性心肌病患者;(5)合并扩张性心肌病患者;(6)合并风湿性心脏病患者;(7)合并梅毒性心脏病患者;(8)合并甲状腺毒性心肌病患者;(9)合并甲状腺机能减低性心肌病患者;(10)慢性肾小球肾炎患者;(11)合并其它自身免疫疾病者(皮肌炎、硬皮病类、风湿性关节炎)。DC与DM 组患者在性别、年龄、病程上的差异无统计学意义,具有可比性。另设40例健康体检者作为对照组(Control组)。

1.2 样本采集

两组患者于入院次日清晨抽取空腹静脉血,一部分分离血清,检测总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、血清肌酐、尿素氮等,将剩余血清保存于-40℃,以便同一批次检测8-Hydroxy-Guanine。另一部分EDTA抗凝全血用于糖化血红蛋白(HbA1c)的检测。同时收集采血当天至次日清晨24h尿液测定尿微量白蛋白(MUA)水平。Control组检测相同指标。

1.3 主要试剂和仪器

人血清8-Hydroxy-Guanine测定试剂盒购自美国Trevigen公司,采用ELISA测定;MUA检测试剂盒由上海波佳生物技术有限公司提供;OlympusⅡ型全自动生化分析仪及配套试剂。超声心动图仪为美国HP SONOS 2500型,探头频率为2.5MHz。

1.4 检查项目

1.4.1 体格检查:入院当天行体格检查,包括心率、血压、心电图、体重指数(BMI)等。

1.4.2 血液和尿液检查项目 包括8-Hydroxy-Guanine、TC 、TG 、LDL-C 、HDL-C 、血肌酐 、尿素氮 、血糖 、HbA1c、24h MUA 等 。

1.4.3 视网膜检查:经眼底镜及眼底荧光造影确诊。

1.4.4 超声心动图:左心室舒张末期前后内径(LVID)和左心室射血分数。

1.5 DC患者分组

1.5.1 依据左心室扩大程度:依据超声心动图LVID检测结果将DC患者分为三组:左心室轻度扩大组(轻度扩大组,LVID 5.1～5.5cm)、左心室中度扩大组(中度扩大组,LVID 6.0～7.0cm)、左心室重度扩大组(重度扩大组,LVID ＞7.1cm),比较三组患者8-Hydroxy-Guanine水平。

1.5.2 依据左心室收缩功能:根据LVEF将DC患者分为两组:单纯心脏舒张功能不全组(LVEF 50%～70%)和收缩功能不全+舒张功能不全组(LVEF＜50%),比较两组患者8-Hydroxy-Guanine水平。

1.6 统计学处理

所有数据采用SPSS 10.0软件进行统计分析,检测数据采用均数±标准差(±s)或构成比表示,均数间的比较用两样本t检验,计数资料用卡方检验,P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 DC组、DM 组和Control组一般资料比较

与DM 组比较,DC组心率、合并糖尿病视网膜病变、心电图ST-T改变者例数均较多,差异具有统计学意义(P＜0.05);与Control比较,DC组心率、血压、空服血糖、餐后2h血糖、HbA1c、MUA 、肌酐、合并糖尿病视网膜病变例数、心电图ST-T改变者例数均多于Control组,差异具有统计学意义(P＜0.05)。见表1。

表1 DC组、DM 组和Control组一般资料比较(±s)

表1 DC组、DM 组和Control组一般资料比较(±s)

注:与DM 组比较,1)P＜0.05;与Control组比较,2)P＜0.05

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2.2 DC组、DM组和Control组血清8-Hydroxy-Guanine水平变化比较

DC组患者血清8-Hydroxy-Guanine水平明显高于DM 组及Control组,差异具有统计学意义(P＜0.01),DM组患者血清8-Hydroxy-Guanine水平明显高于Control组(P＜0.05),差异亦有统计学意义,见表 2。

表2 DC组、DM组、Control组 8-Hydroxy-Guanine水平比较(±s)

表2 DC组、DM组、Control组 8-Hydroxy-Guanine水平比较(±s)

注:与DM 组比较,1)P＜0.01;与Control组比较,2)P＜0.05

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2.3 左心室扩大不同程度DC患者血清8-Hydroxy-Guanine水平比较

DC左心室中度扩大组和重度扩大组患者血清8-Hydroxy-Guanine水平无明显差异(P＞0.05),但均显著高于轻度扩大组,差异具有统计学意义(P＜0.05),见表3。

表3 DC患者左心室扩大不同程度8-Hydroxy-Guanine水平比较(±s)

表3 DC患者左心室扩大不同程度8-Hydroxy-Guanine水平比较(±s)

注:与轻度扩大组比较,1)P＜0.05

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2.4 DC患者不同心功能组血清8-Hydroxy-Guanine水平比较

左心室收缩功能不全+舒张功能不全组患者血清8-Hydroxy-Guanine水平明显高于单纯舒张功能不全组,差异具有统计学意义(P＜0.05)。见表4。

表4 DC患者不同心功能组血清8-Hydroxy-Guanine水平比较(±s)

表4 DC患者不同心功能组血清8-Hydroxy-Guanine水平比较(±s)

注:与单纯舒张功能不全组比较,1)P＜0.05

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3 讨 论

氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时,自由基的产生和抗氧化防御之间严重失衡而导致的组织损伤,氧化应激标志物种类很多,与糖尿病密切相关的氧化应激标志物主要为反应性氧族(Reactive Oxygen Species,ROS),又称活性氧族,包括超氧阴离子(O-2)、羟自由基(OH)、过氧化氢(H2O2)、一氧化氮(NO)等,虽然超氧阴离子等自由基具有高度反应性,能够迅速与周围物质发生反应,但其半衰期短暂,因而直接检测这些自由基水平非常困难,而自由基与DNA、蛋白质和脂类反应后的氧化产物如8-Hydroxy-Guanine检测相对而言更具有可行性。8-Hydroxy-Guanine是OH 在DNA碱基的 C-4、C-5或C-8位置上与脱氧鸟嘌呤核苷酸残基结合并进一步氧化形成的,许多研究表明,该标志物可以作为反映氧自由基水平或者氧化应激反应的标志物[4,5]。此结论不仅在动物实验得到证实[4],也有T2DM患者尿液中8-Hydroxy-Guanine水平升高作为氧化应激评价指标的报道[6,7]。

本研究结果显示:(1)在年龄、性别、肥胖程度和血脂水平等因素基本匹配的情况下,DC患者血清8-Hydroxy-Guanine水平明显高于DM组和对照组(P均＜0.05),提示8-Hydroxy-Guanine水平不仅与DM有关,而且与DC更为相关。(2)左心室中度和重度扩大组患者血清8-Hydroxy-Guanine水平显著高于轻度扩大组(P＜0.05);左心室收缩功能不全+舒张功能不全组患者血清8-Hydroxy-Guanine水平明显高于单纯舒张功能不全组,提示DC患者心功能不全程度越重,氧化应激标志物水平越高。(2)DM组患者8-Hydroxy-Guanine水平显著高于Control组,表明即使在初发DM患者体内也已经存在明显的氧化应激。因此监测 DC患者8-Hydroxy-Guanine水平有重要临床意义。

DC患者氧化应激产物8-Hydroxy-Guanine水平增加可能与下列因素有关[8]:(1)葡萄糖自身氧化作用增强,形成大量氧化中间产物,并最终形成氧自由基;(2)高血糖使各种蛋白质发生糖基化,许多长寿蛋白质(如胶原蛋白)随着糖化时间延长而形成糖化终末产物(AGEs)堆积,在此过程中可以不断产生自由基;(3)机体内抗氧化物质如超氧化物歧化酶活性降低,明显削弱了机体清除自由基的能力;(4)长期高血糖更容易加剧细胞内氧化应激,高浓度葡萄糖,尤其是长期处于高血糖状态,可以促使细胞凋亡及DNA的氧化应激损伤。这些效应均促进糖尿病并发症的发生与发展。

DC发病的中心环节是由于高糖环境使线粒体呼吸链的氧自由基生成过多所致[9]。高血糖引起血管内皮细胞中线粒体的O-2、OH等生成过多导致细胞中氧化应激加剧、内皮细胞功能紊乱、血管收缩和心肌微循环功能下降,进一步导致心肌缺血缺氧、血管基质增生及心肌纤维化,影响心肌收缩和舒张功能,最终导致DC形成[10,11]。

本文通过检测分析DM及DC患者DNA损伤标志物水平变化,提示氧化应激可能是DM及DC的主要发病机制之一;给予DC患者抗氧化应激治疗可能改善患者心功能,逆转氧化应激对心肌组织的损伤,从而阻止或延缓糖尿病及其并发症的发生与发展。