单纯空腹血糖受损者内皮功能改变及其危险因素分析

吕以培，车红英，黄文萍，陈建西，张素华，黄中莹，杨丕坚，李舒敏，卢伟波，罗文意

新近发现与高血糖相关的血管病变发生较早，可以在糖尿病之前[1-2]，单纯空腹血糖受损(I-IFG)也会出现血管内皮改变[3]或血管病变的危险增加[4]。本研究观察I-IFG的肥胖和非肥胖者的血管内皮功能改变及其相关危险因素，旨在探讨I-IFG者的内皮功能改变的特点和危险因素。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2008年1月—2012年3月于我院就诊的I-IFG者共60例(C组)，根据国际糖尿病联盟肥胖标准〔男性腰围≥90 cm，女性腰围≥80 cm为肥胖〕，分为非肥胖亚组(C1)与肥胖亚组(C2)，男27例，女33例，年龄28～59岁。其中C1亚组28例，平均年龄为(47±8)岁；C2亚组32例，平均年龄为(46±10)岁。选择142例糖耐量正常者(N组)，其中男66例，女76例，年龄22～60岁；分为非肥胖亚组(N1)75例，平均年龄(46±7)岁；肥胖亚组(N2)67例，平均年龄为(46±10)岁。所有受试者除外：脑卒中、冠心病、血液系统疾病、肝病或肝功能异常、周围血管疾病、全身或尿路感染、血尿、其他原因引起的肾病与肾炎及肾功能不全、充血性心力衰竭、发热、妊娠、吸烟者，近2周不用调脂药、胰岛素增敏剂、内皮保护剂与血管紧张素转化酶抑制剂。所有受试者均在受试前说明研究目的、过程、不良反应等，试验前3 d进食碳水化合物每天不少于200 g，保证空腹时间10 h以上。一部分被试为本院就诊的2型糖尿病患者的一级亲属(子女)，以自愿参加为原则。

1.2 研究方法

1.2.1 记录糖尿病家族史，测量身高、体质量、腰围(肋弓下缘与髂前上嵴之间的中点)以及3 d早晨(抽血、做B超和取报告时)血压，计算体质指数(BMI)=体质量(kg)/身高2(m2)、腰围指数(WI)=腰围(cm)/身高(cm)和平均动脉压(MAP)=1/3(收缩压+2×舒张压)。

1.2.2 血尿标本采集 所有受试者行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)及胰岛素释放试验，检测0、10、20、30、60、120 min血糖(BG)，免疫活性胰岛素(INS)，空腹血脂〔总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)〕，游离脂肪酸(FFA)，脂联素(APN)，血内皮素(SET)和超敏C反应蛋白(hs-CRP)，同时留取晨尿测定尿内皮素(UET)与微量清蛋白(MUA)；计算稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛素释放指数(HOMA-β)和胰岛素敏感指数(ISI)〔HOMA-IR=空腹胰岛素(FINS)×空腹血糖(FBG)/22.5、HOMA-β=FINS×20/(FBG-3.5)和ISI=1/(FINS×FBG)〕，用梯形面积公式计算OGTT葡萄糖曲线下面积(gluAUC)、胰岛素曲线下面积(INSAUC)以及胰岛素分泌早期相(0～30 min)曲线下面积(INSAUCone)与第二相(30～120 min)胰岛素曲线下面积(INSAUCtwo),计算早期胰岛素分泌指标糖负荷后10 min、20 min和30 min胰岛素净增值与血糖净增值的比值△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min和△I30 min/△G30 min。

1.2.3 测定方法 INS采用RIA法(用天津协和医药科技有限公司试剂盒)；MUA采用散射比浊法(用西门子医学诊断产品有限公司试剂盒)；hs-CRP采用免疫比浊法(用北京利德曼生化股份有限公司试剂)；内皮素(ET)采用RIA法(用北京科美生物技术有限公司试剂)；UET采用未抽提直接法；FFA采用比色法(英国RANDOX laboratories Ltd.试剂)；APN采用酶联免疫法(上海圆创生物科技有限公司提供)。血、尿标本留取后即放-20 ℃冰箱内保存，统一测定。

1.2.4 彩超检查 口服葡萄糖耐量试验的第二天用彩超测定肱动脉休息时、加压及服用硝酸甘油后的内径变化。受试者平卧，休息10 min后暴露右上肢，并外展20°，将探头置于肘上5～10 cm处，测量肱动脉最大内径为基础状态下肱动脉内径(Db)，然后将血压计袖带缚于受试者前臂肘下5 cm处充气加压达30 kPa保持5 min，然后突然释放，在60 s内在同一部位测量肱动脉内径(Dh)，嘱休息10 min后，舌下含服硝酸甘油0.5 mg，含化后1～2 min时用同样方法测量内径(Dn)，测量过程中探头固定。使用仪器为PhilipsHD11XE彩色电脑声像仪，L12-3高频探头；计算内皮依赖性血管舒张功能(EDD)△D%=(Dh-Db)/Db×100%，内皮非依赖性血管舒张功能(EID)△D1%=(Dn-Db)/Db×100%。

2 结果

2.1 各组指标比较

2.1.1 一般资料比较 糖尿病亲属(一级亲属，子女)、性别、年龄N和C组中及各亚组之间比较差异无统计学意义(P>0.05)，校正年龄、性别后，BMI、WI和MAP在N组与C组之间差异无统计学意义(P>0.05)，C2亚组与C1以及N2亚组与N1亚组的BMI、WI和MAP比较差异有统计学意义(P<0.01)。见表1。

2.1.2 血脂指标TC、LDL、HDL、TG、APN、FFA比较 校正年龄和性别后，C组TC、TG和LDL与N组比较差异无统计学意义(P>0.05)，N组HDL较C组高，差异有统计学意义(P<0.01)。C2亚组TC和N2亚组比较差异有统计学意义(P<0.05)；C2亚组LDL和N2、C1亚组比较差异有统计学意义(P<0.05)；N2和C1亚组HDL分别与N1亚组比较差异有统计学意义(P<0.05)；N2与N1、C2与C1亚组的TG比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

APN在C组降低而FFA则增高，差异有统计学意义(P<0.05)。N2亚组的APN和FFA较N1亚组以及C1亚组的FFA较N1亚组差异有统计学意义(P<0.01)，C1亚组的APN较N1亚组差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.1.3 血糖相关因素比较 血糖：FBG均数C组高于N组，差异有统计学意义(P<0.01)，C2高于N2亚组及C1高于N1亚组，差异有统计学意义(P<0.01)；OGTT 120 min均数C组和N组差异无统计学意义(P>0.05)，N2和C1亚组与N1亚组比较差异有统计学意义(P<0.01)；gluAUC均数C组高于N组，差异有统计学意义(P<0.01)，C2高于N2亚组、C1和N2亚组均高于N1亚组，差异有统计学意义(P<0.01)。见表2。

胰岛素水平：C组和N组比较，FINS、INS 120 min、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo差异均无统计学意义(P>0.05)，HOMA-β减小，差异有统计学意义(P<0.01)。FINS、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo均数 N2均高于N1亚组，差异有统计学意义(P<0.01)，而FINS均数C2高于C1亚组，差异有统计学意义(P<0.01)；INS 120 min中N2大于N1亚组，差异有统计学意义(P<0.05)；HOMA-β中N2高于N1亚组而C1低于N1亚组，差异有统计学意义(P<0.01)，C2低于N2而高于C1亚组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

胰岛素分泌快速相：C与N组间△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min和△I30 min/△G30 min比较差异无统计学意义(P>0.05)，C1和N2与N1亚组比较△I20 min/△G20 min增高，差异有统计学意义(P<0.05)；组内配对检验，N1亚组△I10 min/△G10 min和△I30 min/△G30 min分别高于△I20 min/△G20 min，N1亚组20 min时为低谷，10 min有高峰呈早期分泌脉冲表现，N2、C1和C2亚组或C组10 min早期分泌脉冲消失。

胰岛素抵抗：C组和N组比较HOMA-IR增高而ISI降低，差异有统计学意义(P<0.05)；HOMA-IR均数C2亚组高于N2亚组，差异有统计学意义(P<0.05)，N2较N1亚组、C2较C1亚组增高，差异有统计学意义(P<0.01)；ISI N2亚组低于N1亚组，差异有统计学意义(P<0.01)，C2亚组低于C1亚组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.1.4 内皮功能指标比较 校正性别、年龄后，C组和N组比较EDD、EID、hs-CRP、MUA差异有统计学意义(P<0.05)，且SET及UET差异有统计学意义(P<0.01)。SET和UET C2与C1和N2亚组、C1与N1亚组比较差异有统计学意义(P<0.01)，SET N2与N1亚组比较差异有统计学意义(P<0.01)，UET N2与N1比较差异有统计学意义(P<0.05)；hs-CRP C2与C1亚组、N2与N1亚组比较差异有统计学意义(P<0.01)；MUA C2与N2亚组比较，差异有统计学意义(P<0.05)；EED和EID C2与N2亚组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.2 内皮功能指标与各因素相关性分析

2.2.1 相关性分析 控制性别和年龄后，EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET之间的偏相关性见表4。

表1 各组一般临床资料和血脂指标的比较

注：*与N组比较P<0.05，○与N组比较P<0.01；▽与N1组比较P<0.05，▼与N1组比较P<0.01；▲与C1组比较P<0.05，■与C1组比较P<0.01；□与N2组比较P<0.05，◆与N2组比较P<0.01；BMI=体质指数，WI=腰围指数，MAP=平均动脉压，TC=总胆固醇，TG=三酰甘油，LDL=低密度脂蛋白，HDL=高密度脂蛋白，FFA=游离脂肪酸，APN=脂联素

表2 各组血糖、胰岛素、胰岛功能和胰岛素抵抗等指标比较

注：*与N组比较P<0.05，○与N组比较P<0.01；▽与N1组比较P<0.05，▼与N1组比较P<0.01；▲与C1组比较P<0.05，■与C1组比较P<0.01；□与N2组比较P<0.05，◆与N2组比较P<0.01；◇组内与△I10 min/△G10 min比较P<0.05，★组内与△I20 min/△G20 min比较P<0.05；FBG=空腹血糖，FINS=空腹胰岛素，OGTT 120 min=糖耐量2 h血糖，HOMA-IR=胰岛素抵抗指数，HOMA-β=胰岛素释放指数，ISI=胰岛素敏感指数，△I10 min/△G10 min=10 min胰岛素净增值与血糖净增值的比值，△I20 min/△G20 min=20 min胰岛素净增值与血糖净增值的比值，△I30 min/△G30 min=30 min胰岛素净增值与血糖净增值的比值，gluAUC=血糖曲线下面积，INSAUC=胰岛素曲线下面积，INSAUCone=胰岛素分泌早期相曲线下面积，INSAUCtwo=第二相胰岛素曲线下面积

表3 各组内皮相关指标比较

注：*与N组比较P<0.05，○与N组比较P<0.01；▽与N1组比较P<0.05，▼与N1组比较P<0.01；▲与C1组比较P<0.05,■与C1组比较P<0.01；□与N2组比较P<0.05，◆与N2组比较P<0.01;hs-CRP=超敏C反应蛋白，MUA=尿微量清蛋白，UET=尿内皮素，SET=血内皮素，EDD=内皮依赖性血管舒张功能，EID=内皮非依赖性血管舒张功能

表4 内皮功能指标偏相关分析

2.2.2 多元逐步回归分析 在C组中将EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET作为应变量分别与年龄、性别、家族史、BMI、腰围、WI、MAP、TC、LDL、HDL、TG、APN、FFA、FBG、OGTT 120 min、FINS、INS 120 min、HOMA-IR、HOMA-β、△I10 min/△G10 min、△I20 min/△G20 min、△I30 min/△G30 min、gluAUC、INSAUC、INSAUCone和INSAUCtwo、ISI作为自变量分析，hs-CRP应变量中有家族史、FFA、WI、LDL进入方程，R2=0.703(P<0.01),其中贡献最大的是FFA(标准回归系数0.750,P<0.01)；MUA应变量中APN、gluAUC进入方程，R2=0.399(P<0.01)，贡献最大的是APN(标准回归系数-0.637,P<0.01)；SET应变量中有家族史、FFA、WI、△I20 min/△G20 min进入方程，R2=0.776(P<0.01)，其中贡献最大的是家族史(标准回归系数0.571,P<0.01)；UET应变量中有家族史、APN、△I20 min/△G20 min和WI进入方程，R2=0.682(P<0.01)，其中贡献最大的是WI(标准回归系数0.546,P<0.01)；EDD应变量中有MAP、WI、TC进入方程，R2=0.461(P<0.01)，其中贡献最大的是MAP(标准回归系数0.366,P<0.01)；EID有FFA、MAP、WI进入方程，R2=0.437(P<0.01)，其中贡献最大的是FFA(标准回归系数0.487,P<0.01)。

3 讨论

大血管和微血管内腔表面覆盖内皮细胞，其病变特征与结构功能不同有关。微血管主要是毛细血管，由内皮细胞组成，微血管病变主要病理过程是内皮损伤、基膜增厚、血黏度增高、红细胞聚集、血小板黏附和聚集，最后是微血栓形成和(或)微血管闭塞。大血管指微动脉之前的动脉循环，包括动脉和小动脉，由内膜、富含弹力纤维和平滑肌的中膜及较多结缔组织的外膜组成，大血管病变病理主要是大中血管动脉粥样硬化、动脉壁中层钙化、内膜纤维增生，致使管腔狭窄，在病理上糖尿病和非糖尿病者的病变难以区分。

本研究观察内皮功能的指标有EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET。EDD、EID、hs-CRP为大血管病变指标，EDD为内皮细胞在压力的作用下释放内皮衍生因子引起血管舒张，其依赖于结构完整、功能正常的血管内皮，检测对象为肱动脉，因此为大血管内皮功能改变的早期敏感指标；EID为硝酸甘油通过血管平滑肌鸟苷酸环化酶的激活提供一氧化氮使血管舒张，主要取决于药物剂量和血管平滑肌的功能状态，因此为大血管内皮改变较晚的指标；hs-CRP是肝脏合成的一种急相反应蛋白，由单核细胞、巨噬细胞和脂肪细胞产生的刺激性炎性反应细胞因子促进肝细胞合成，为血管壁炎症的一个指标[5]，因此是大血管病变指标，反应在内皮病变之后，相对稍晚。SET、MUA是大血管和微血管病变的混合指标，SET主要是内皮细胞分泌，当内皮细胞功能有改变时SET改变，因此是内皮功能改变早期敏感指标，对大血管与微血管的病变没有特异性；MUA以前一直作为糖尿病肾病的指标，近年来在非糖尿病者中亦会出现，并且和大血管病变关系密切，因此为内皮损伤血管病变的标志，在非糖尿病的人群中主要提示大血管病变[6]。UET为微血管指标，肾源性的ET为UET的主要来源，来源于肾小球血管内皮细胞的ET加强对系膜细胞旁分泌的调节[7]，即肾小球血管内皮细胞是UET分泌的主导，因此UET能准确敏感地反映肾小球血管内皮细胞的功能改变，即UET是微血管病变的敏感指标。

本研究发现，I-IFG者与正常糖耐量者比较主要表现如下：(1)内皮指标：校正性别和年龄后C组与N组比较各项内皮指标都有明显变化，C2亚组和N2亚组比较EED、EID、MUA、SET及UET均有改变，而C1亚组仅有SET和UET改变。说明I-IFG肥胖者内皮改变较为严重[8]，且主要表现以大血管内皮改变为主，同时有微血管病变，而微血管病变相对较轻[9]，I-IFG非肥胖者以微血管内皮改变为主。(2)代谢相关指标：MAP在正常糖耐量的肥胖者和I-IFG肥胖者明显增高而非肥胖者不高，说明高血压和肥胖关系密切；血脂在C组与N组比较主要有HDL、FFA和APN的改变，I-IFG肥胖者以TC、LDL和TG改变为主，与非肥胖者有一定的差异，I-IFG非肥胖者以HDL、FFA和APN改变为主，说明I-IFG无论肥胖与否均有血脂的紊乱；血糖以FBG增高为主，OGTT 120 min改变不明显，gluAUC以FBG贡献为主，符合I-IFG特征；胰岛素改变不明显，而比较敏感反映胰岛功能改变的有HOMA-β和胰岛素分泌快速相，HOMA-β在I-IFG肥胖者中已有下降而非肥胖者更甚，胰岛素分泌快速相的改变表现为N1亚组10 min时有高峰呈早期分泌脉冲表现，而N2、C1和C2亚组或C组10 min早期分泌脉冲消失，有研究证明在体质量、血压、糖耐量、血脂谱正常的人群存在胰岛素快速相早期分泌脉冲表现[10]，提示这个快速相的早期分泌脉冲可能是健康人的特征性表现；胰岛素敏感性降低和胰岛素抵抗在I-IFG肥胖者中表现得更明显。总之，I-IFG代谢改变主要为高血糖、脂代谢紊乱、胰岛素抵抗及胰岛分泌功能的下降，肥胖者以胰岛素抵抗为主而非肥胖者胰岛功能下降更明显。I-IFG与正常糖耐量者的血压均以肥胖者增高为主，似乎与血糖关系不大。

控制性别和年龄后内皮指标EDD、EID、hs-CRP、MUA、SET及UET之间有相关性，能准确一致反映血管内皮功能。危险因素分析，大血管指标EDD、EID、hs-CRP为应变量中能够进入方程的自变量有家族史、MAP、TC、LDL、WI和FFA，主要是与肥胖、血压增高、脂代谢紊乱有关，符合大血管病变因素的特征；微血管指标UET为应变量能进入方程的因素有家族史、WI、APN、和△I20 min/△G20 min；另外在SET和MUA大血管和微血管病变的混合指标中进入方程的有FFA和gluAUC，在家族史和脂代谢紊乱的基础上主要是与血糖的改变(gluAUC)和早期胰岛功能异常(△I20 min/△G20 min)的改变有关，符合微血管病变因素的特征。内皮功能改变的危险因素与糖尿病家族史[11]以及代谢性因素[12]诸如肥胖、血压增高、脂代谢紊乱、血糖增高、胰岛素抵抗及胰岛功能的改变等独立相关。

本研究结论：(1)I-IFG肥胖者以大血管内皮改变为主，同时有微血管内皮改变，非肥胖者以微血管内皮改变为主；(2)I-IFG代谢改变主要为血糖增高、脂代谢紊乱、胰岛功

能的下降，肥胖者以胰岛素抵抗为主，而非肥胖者胰岛功能下降更明显；(3)糖尿病家族史和代谢性因素诸如肥胖、血压增高、脂代谢紊乱、血糖增高和胰岛功能的改变等是I-IFG者内皮功能改变的独立危险因素。

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