代谢综合征患者血糖、血脂水平与HDL亚类组成的关系*

仇梦霞，龙石银，陈志军，陈浩，陈武哲，朱艳，麻燕妮，张彩平，田英

(南华大学生物技术系，湖南 衡阳 421001)

代谢综合征患者血糖、血脂水平与HDL亚类组成的关系*

仇梦霞，龙石银，陈志军，陈浩，陈武哲，朱艳，麻燕妮，张彩平，田英△

(南华大学生物技术系，湖南 衡阳 421001)

目的:探讨代谢综合征(MS)患者血糖、血脂对血浆高密度脂蛋白(HDL)亚类组成及含量的影响。方法:收集MS患者组220例和对照组86例的血浆，采用全自动生化分析仪测定血脂及载脂蛋白的浓度，双向电泳－免疫印记检测法测定受试者HDL亚类的相对含量。结果:(1)与对照组相比，MS患者空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL－C)、LDL－C/高密度脂蛋白胆固醇(HDL－C)、载脂蛋白B100(apoB100)、apoB100/载脂蛋白A－I(apoA－I)、收缩压(SBP)、体重指数(BMI)与HDL3b含量均增加(P＜0.05)，而HDLC、apoA－I、preβ2－HDL、HDL2a和HDL2b含量均减少(P＜0.01)。(2)随着血糖浓度的升高，血浆中HDL2a与HDL2b含量减少(P＜0.05)，preβ1－HDL增加(P＜0.05)。(3)MS患者随着HDL－C含量的降低，HDL2b含量减少(P＜0.01)，preβ1－HDL增加(P＜0.01)。(4)MS患者随着TG水平的增加和HDL－C水平的降低，血浆中小颗粒的preβ1－HDL有增加的趋势，而大颗粒的HDL2b有减少趋势，HDL成熟代谢受阻。(5)相关性分析发现FPG与大颗粒的HDL2a和HDL2b呈负相关;HDL－C与HDL2b呈正相关，而与preβ1－HDL呈负相关;TG含量与preβ1－HDL、HDL3b呈正相关。结论:MS患者随着血糖、TG含量的增加及HDL－C含量的减少，大颗粒的HDL2a和HDL2b含量减少，而小颗粒的preβ1－HDL含量增加，HDL颗粒有变小的趋势，HDL颗粒的成熟代谢受阻。

血糖;甘油三酯;高密度脂蛋白胆固醇;高密度脂蛋白亚类;代谢综合征

代谢综合征(metabolic syndrome，MS)是以中心肥胖或超重、致动脉粥样硬化性血脂紊乱、高血压、糖尿病或糖耐量异常以及胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)为主要临床表现的一组症候群［1］，与心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)和2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)的发生发展密切相关［2］。MS的危险因子非常多，而血脂紊乱成为目前被国际所公认的MS主要危险因子［1］。高密度脂蛋白(high－density lipoprotein，HDL)是颗粒大小、组成及功能极不均一的一类脂蛋白。采用双相电泳－免疫印迹法可按HDL颗粒直径大小分为小颗粒的preβ1－HDL、preβ2－HDL、HDL3c、HDL3b、HDL3a和大颗粒的HDL2a及HDL2b共7个亚类［3］。HDL主要通过胆固醇逆向转运(reverse cholesterol transport，RCT)而发挥抗动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)功能［4］。RCT过程是HDL由小颗粒转变成大颗粒的成熟代谢过程，即preβ－HDL→HDL3→HDL2。在此过程中，HDL各亚类之间相互转化，从而达到动态平衡［5］。血浆中HDL亚类组成和含量可作为评价AS和冠心病(coronary heart disease，CHD)危险性及严重程度的重要指标之一［6］。因此本研究旨在分析以血糖、血脂异常为主的代谢综合征患者HDL亚类组成及含量变化特征，为探讨MS的发病机制提供依据。

材料和方法

1 研究对象

根据国际糖尿病学会对中国汉族人MS的定义标准［1］，具备以下3项或更多入选为MS患者组: (1)中心性肥胖:男性腰围＞90 cm，女性腰围＞85 cm;(2)甘油三酯(triglyceride，TG)水平升高:TG≥1.7 mmol/L;(3)高密度脂蛋白胆固醇(high－density lipoprotein cholesterol，HDL－C)降低:HDL－C＜1.04 mmol/L;(4)血压(blood pressure，BP)异常:BP≥130/85 mmHg;(5)空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)升高:FPG≥6.1 mmol/L，或糖负荷后2 h血糖≥7.8 mmol/L，或有糖尿病史。本研究收集在南华大学第一附属医院就诊的MS患者血样220例，其中男性101例，女性109例，并排除有胆、肾、肝、内分泌疾病。对照组血样86例，其中男性45例，女性41例，对照组均FPG＜6.1 mmol/L，TG＜1.7 mmol/L且HDL－C≥1.04 mmol/L。经询问病史及体检，排除心、肺、肝、肾及其它脂质代谢相关的疾病。2组受试者年龄、性别比、既往史、吸烟及饮酒情况无统计学意义。本研究获得了南华大学伦理委员会批准，严格遵守中国临床实验注册中心相关伦理学准则，与所有受试者签订知情同意书。

2 血浆样品

受试者空腹12～14 h，取EDTA抗凝血，离心分离血浆，并将血浆样品分为2份，1份用于血脂及载脂蛋白的测定;另外1份－80℃冻存，用于HDL亚类检测。

3 血糖、血脂及载脂蛋白的测定

FPG、血浆总胆固醇(total cholesterol，TC)、HDLC、TG、低密度脂蛋白胆固醇(low－density lipoprotein cholesterol，LDL－C)、载脂蛋白A－I(apolipoprotein AI，apoA－I)及载脂蛋白B100(apolipoprotein B100，apoB100)含量，采用Olympus AU 400全自动生化分析仪测定。

4 HDL亚类免疫印迹实验

HDL亚类采用双向电泳－免疫印迹检测法［3］进行测定，将样品中apoA－I含量和所测的HDL各亚类相对百分含量相乘即得到HDL亚类含量。

5 统计学处理

采用SPSS 18.0软件进行统计学处理，数据用均数±标准差(mean±SD)表示，两组样本之间采用独立样本t检验，多组间差异采用单因素方差分析(one－way ANOVA)，2个变量间相关关系采用偏相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1 MS患者血脂、载脂蛋白及HDL亚类的含量

MS组总人群与对照组总人群相比，收缩压(systolic blood pressure，SBP)、体重指数(body mass index，BMI)、FPG、TC、TG、LDL－C、apoB100、HDL3b含量、LDLC/HDL－C和apoB100/apoA－I比值增加(P＜0.05)，而HDL－C、apoA－I、preβ2－HDL、HDL2a和HDL2b含量减少(P＜0.01)。MS组中男性和女性与对照组的男性和女性相比，结果与MS组与对照组的总人群相比的结果一致。对照组和MS患者组各组间女性与男性相比，血脂与血浆载脂蛋白差异均无统计学意义。以上结果提示MS患者脂质代谢紊乱，并且血浆大颗粒的HDL2a和HDL2b含量减少，而小颗粒HDL3b含量呈现增加的趋势，且均无性别差异，见表1。

表1 MS患者血脂及HDL亚类的分布Table 1.The concentrations of plasma lipids and HDL subclasses in the controls and the MS patients(Mean±SD)

2 MS患者在不同血糖水平下HDL亚类的含量

随着血糖浓度的升高，MS患者的HDL2a、HDL2b含量减少(P＜0.05)，preβ1－HDL含量增加(P＜0.05)。以上结果表明，高血糖浓度的MS患者血浆中大颗粒HDL2a、HDL2b含量减少、小颗粒preβ1－HDL含量增加的趋势更加明显，见表2。

3 MS患者在不同HDL-C水平下HDL亚类的含量

随着HDL－C含量的增加，MS患者组HDL2b含量降低(P＜0.01)，preβ1－HDL含量增加(P＜0.01)。以上结果提示:低HDL－C浓度的MS患者血浆中大颗粒HDL2b含量减少、小颗粒preβ1－HDL含量增加的趋势更加明显，见表3。

表2 MS患者血糖浓度与HDL亚类含量的比较Table 2.The concentrations of plasma glucose and HDL subclasses in the MS patients(Mean±SD)

4 MS患者TG与HDL-C含量的变化对preβ1-HDL、HDL2b的影响

在相同的HDL－C水平下，随着TG水平的升高，MS患者的preβ1－HDL含量呈现增加的趋势;在相同TG水平下，HDL－C＜1.04 mmol/L组的MS患者的preβ1－HDL含量高于HDL－C含量正常者。与TG和HDL－C均正常(即TG＜1.69 mmol/L、HDL－C≥1.04 mmol/L)的MS患者比较，TG和(或)HDL－C含量异常者的preβ1－HDL含量均有增加的趋势，且TG和HDL－C含量均异常(TG＞2.25 mmol/L、HDL－C＜1.04 mmol/L)的MS患者的preβ1－HDL含量的增加具有显著差异(P＜0.01)。提示MS患者高水平的TG和低水平的HDL－C都能影响血浆preβ1－HDL的含量，并且当二者同时异常时，小颗粒的preβ1－HDL增加更加明显，见图1。

表3 MS患者HDL-C浓度与HDL亚类分布的比较Table 3.The concentrations of HDL－C and HDL subclasses in the MS patients(Mean±SD)

Figure 1.The content of preβ1－HDL in the MS patients grouped according to TG and HDL－C levels.Mean±SD.#P＜0.05，##P＜0.01 vs TG＜1.69 mmol/L;*P＜0.05 vs other TG groups with the same HDL－C level.图1 MS患者TG与HDL-C含量变化对preβ1-HDL的影响

MS患者在相同的HDL－C水平下，随着TG水平的升高，大颗粒的HDL2b呈现降低的趋势，与TG和HDL－C均正常(即TG＜1.69 mmol/L、HDL－C≥1.04 mmol/L)的患者相比，TG和HDL－C均异常(即TG＞2.25 mmol/L且HDL－C＜1.04 mmol/L)的患者HDL2a含量减少的趋势更显著(P＜0.01)，见图2。

Figure 2.The content of HDL2bin the MS patients grouped according to TG and HDL－C levels.Mean±SD.#P＜0.05，##P＜0.01 vs TG＜1.69 mmol/L;*P＜0.05 vs other TG groups with the same HDL－C level.图2 MS患者TG与HDL-C含量变化对HDL2b的影响

5 MS患者HDL亚类与血脂及其它参数的相关性分析

在控制性别、年龄和BMI的情况下，采用偏相关性分析发现FPG与大颗粒的HDL2a和HDL2b呈负相关(P＜0.05);HDL－C与HDL2b呈正相关(P＜0.01)，而与preβ1－HDL呈负相关(P＜0.05)。TG含量与preβ1－HDL和HDL3b呈正相关(P＜0.01)，TG含量与HDL2b呈负相关(P＜0.01)。TC和LDL－C含量与HDL3b呈正相关(P＜0.01)。apoA－I与HDL各亚类均呈正相关(P＜0.01)。apoB100与preβ2－HDL、HDL2a和HDL2b均呈负相关(P＜0.05)。SBP与HDL3c和HDL3b呈正相关(P＜0.05)。以上结果分析表明，血糖、TG和HDL－C浓度都能影响血浆HDL亚类分布，并且血脂的影响比血糖更明显，见表4。

讨论

近年来的研究表明，在冠心病、糖尿病、高脂血症及急性炎症等病理状态下，HDL亚类的结构与功能都会发生改变，甚至表现出致动脉粥样硬化的特性，称为失功能性HDL［7－8］，代谢综合征是血糖、血脂等多种代谢成份异常的病理状态，与动脉粥样硬化的发生密切相关。为了明确代谢综合征患者血糖、血脂对HDL亚类组成及含量变化的规律，本研究对220例MS患者进行了分析，结果发现，MS患者血浆中FPG、TG、TC、LDL－C、LDL－C/HDL－C、apoB100、apoB100/apoA－I、SBP和BMI有增加的趋势，而HDLC、apoAI却存在减少的趋势，表明MS患者存在明显的血脂紊乱，且与Berthold等［9］的研究结果一致。双向电泳－免疫印迹［3］分析发现MS患者血浆大颗粒的HDL2a和HDL2b有降低的趋势，而小颗粒的HDL3b有增加的趋势，其它亚类亦有不同程度的改变，HDL亚类的这些变化与Tian等［10］的研究结果一致。为了进一步明确血糖、血脂紊乱与HDL亚类含量变化的关系，按照ATP－Ⅲ［1］文件所述，将MS患者分为FPG＜6.1 mmol/L与FPG≥6.1 mmol/L两组，结果显示FPG≥6.1 mmol/L组preβ1－HDL有增加趋势，而HDL2b和HDL2a有减少趋势，提示MS患者随着血糖浓度的升高，血浆HDL亚类颗粒大小呈减少的趋势。这可能是由于高血糖引起IR［11］，而IR是高血糖和血脂代谢紊乱共同的代谢基础。脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase，LPL)是一种胰岛素依赖酶，其活性受胰岛素的刺激，当胰岛素敏感性下降时导致LPL的活性降低，TG的分解速度减慢，TG的浓度升高。同时血糖升高也能促进肝脏合成TG，导致TG的浓度升高，高浓度TG是影响HDL亚类分布的一个重要因素。

表4 MS患者HDL各亚类与血脂及其它参数的相关性分析Table 4.The correlation coefficients between HDL subclass and biochemical parameters in the MS patient

大量文献报道HDL－C的浓度是影响HDL亚类分布的一个重要因素，在抗AS过程中起了重要的作用［12－13］。HDL一方面能够促进胆固醇的逆转运，减少外周组织胆固醇的沉积，抑制LDL的化学修饰，减少了泡沫细胞的形成;另一方面通过降低黏附分子和巨噬细胞趋化蛋白的活性，从而抑制慢性炎症。而当机体遭遇慢性炎症如CHD、糖尿病等应激时，HDL－C结构会发生变化，此时的HDL－C中apoA－I含量减少，结构功能受损，从而影响胆固醇的逆转录，从而失去抗AS功能。本研究结果也显示HDL－C＜1.04 mmol/L组preβ1－HDL有增加趋势，而大颗粒的HDL2b却呈减少趋势。提示MS患者低浓度的HDLC与HDL亚类的异常分布有关，并可能降低了HDLC的抗AS功能。

在MS患者中，TG/HDL－C的比值比血糖水平更能预测动脉粥样硬化与肥胖的发生发展［14］。因此，本研究进一步分析了MS患者TG和HDL－C含量变化对HDL亚类分布的影响结果提示，TG浓度升高与HDL－C浓度降低都能影响HDL亚类的分布。因为血浆TG含量升高时，胆固醇酯转运蛋白的活性也增强，促进HDL2的胆固醇酯转移至VLDL－C和LDL－C中，导致富含胆固醇酯且与肝LDL受体结合力效率较低的VLDL和LDL产物增加并大量流至周围细胞，促使AS的发生发展［15］。同时VLDL和LDL中的TG转运至HDL2，产生富含TG的HDL作为肝脂酶(hepatic lipase，HL)的基质，水解形成可被肝摄取的游离胆固醇、胆固醇酯和不含脂质的apoA－I，使得HDL3大量堆积，HDL2含量减少，并且促进新生preβ1－HDL的形成。另一方面，TG水平升高，卵磷脂胆固醇酰基转移酶(lecithin－cholesterol acyltransferase，LCAT)和LPL的活性降低，血浆LCAT活性降低会导致HDL成熟受阻，从而造成小颗粒的HDL水平升高［16］。血浆LPL活性的降低会促使富含TG的VLDL及CM分解代谢缓慢，从而造成其代谢产物apoAI及磷脂等减少，使得大颗粒的HDL2合成减少。而血浆HL活性的增加又可促使大颗粒的HDL2转变为HDL3，同时大颗粒的HDL2中的apoAI和磷脂从表面脱落形成小颗粒的preβ1－HDL［17］。综上所述，血脂水平及参与HDL代谢的酶与蛋白的改变，会引起MS患者HDL亚类的分布异常，HDL抗AS功能也相应地降低，并增加CHD的风险［18］。

在控制年龄、性别、BMI情况下，相关性分析表明TG、HDL－C与小颗粒的preβ1－HDL和大颗粒的HDL2b有明显相关性，血糖与大颗粒的HDL2a和HDL2b也存在一定的相关性，表明MS患者血糖与血脂紊乱均与HDL颗粒的异常分布存在关联，而且TG、HDL－C等血脂水平改变比血糖水平变化与HDL亚类分布异常的相关性更显著。代谢综合征是血糖、血脂、血压等多因素异常的病理状态，并且存在HDL成熟代谢障碍，HDL各亚类分布异常，至于各种指标之间是否存在特征性的关联还需进一步增大临床样本分析。

［1］Alberti KG，Zimmet P，Shaw J.Metabolic syndrome:a new world－wide definition.A consensus statement from the international diabetes federation［J］.Diabet Med，2006，23(5):469－480.

［2］Ford ES.Risks for all－cause mortality，cardiovascular disease，and diabetes associated with the metabolic syndrome:a summary of the evidence［J］.Diabetes Care，2005，28(7):1769－1778.

［3］Wilson PW，Agostino RB，Parise H，et al.Metabolic syndrome as a precursor of cardiovascular disease and type 2 diabetes mellitus［J］.Circulation，2005，112(20): 3066－3072.

［4］吴新伟，付明德，刘秉文，等.人血清高密度脂蛋白亚类免疫印迹检测法［J］.中国动脉硬化杂志，1999，7(3): 253－255.

［5］Farmer JA，Liao J.Evolving concepts of the role of highdensity lipoprotein in protection from atherosclerosis［J］.Curr Atheroscler Rep，2011，13(2):107－114.

［6］Gao X，Yuan S，Jayaraman S，et al.Differential stability of high－density lipoprotein subclasses:effects of particle size and protein composition［J］.J Mol Biol，2009，387 (3):628－638.

［7］Superko HR，Pendyala L，Williams PT，et al.High－density lipoprotein subclasses and their relationship to cardiovascular disease［J］.J Clin Lipidol，2012，6(6): 496－523.

［8］Asztalos BF，Collins D，Horvath KV，et al.Relation of gemfibrozil treatment and high－density lipoprotein subpopulation profile with cardiovascular events in the Veterans Affairs High－Density Lipoprotein Intervention Trial［J］.Metabolism，2008，57(1):77－83.

［9］Berthold HK，Rizzo M，Krone W，et al.Effects of lipidlowering drugs on high－density lipoprotein subclasses in healthy men:a randomized trial［J］.PLoS One，2014，9 (3):e91565.

［10］Tian L，Li C，Fu M，et al.The value and distribution of high－density lipoprotein subclass in patients with acute coronary syndrome［J］.PLoS One，2014，9(1): e85114.

［11］Bornfeldt KE，Tabas I.Insulin resistance，hyperglycemia，and atherosclerosis［J］.Cell Metab，2011，14(5):575－585.

［12］Hausenloy DJ，Yellon DM.Targeting residual cardiovascular risk:raising high－density lipoprotein cholesterol levels［J］.Heart，2008，94(6):706－714.

［13］田丽，杨鲁川，傅明德，等.血清HDL亚类分布特征与载脂蛋白的关系［J］.中国病理生理杂志，2008，24 (1):184－186.

［14］Arthur FK，Adu－Frimpong M，Osei－Yeboah J，et al.Prediction of metabolic syndrome among postmenopausal Ghanaian women using obesity and atherogenic markers［J］.Lipids Health Dis，2012，11:101.

［15］Barkowski RS，Frishman WH.HDL metabolism and CETP inhibition［J］.Cardiol Rev，2008，16(3):154－162.

［16］丁岚，田英，龙石银，等.冠心病患者血浆LCAT水平与HDL亚类组成的关系［J］.中国病理生理杂志，2013，29(7):1244－1249.

［17］Lee M，Kim JQ，Kim J，et al.Studies on the plasma lipid profiles，and LCAT and CETP activities according to hyperlipoproteinemia phenotypes(HLP)［J］.Atherosclerosis，2001，159(2):381－389.

［18］Lewis GF，Rader DJ.New insights into the regulation of HDL metabolism and reverse cholesterol transport［J］.Circ Res，2005，96(12):1221－1232.

Relationship between HDL subclass distribution and plasma glucose and lipid levels in patients with metabolic syndrome

QIU Meng－xia，LONG Shi－yin，CHEN Zhi－jun，CHEN Hao，CHEN Wu－zhe，
ZHU Yan，MA Yan－ni，ZHANG Cai－ping，TIAN Ying

(Department of Biotechnology，University of South China，Hengyang 421001，China.E-mail:uscty@163.com)

AIM:To investigate high－density lipoprotein(HDL)subclass distribution and to analyze the relationship between HDL subclasses with plasma glucose and lipids in metabolic syndrome(MS).METHODS:Apolipoprotein A－I(apoA－I)contents of plasma HDL subclasses were determined by two－dimensional gel electrophoresis associated with immunodetection.The concentrations of lipids and apolipoproteins in the plasma were measured by an automated biochemical analyzer.RESULTS:Compared with the controls，the levels of fasting plasma glucose(FPG)，total cholesterol (TC)，triglyceride(TG)，low－density lipoprotein cholesterol(LDL－C)，LDL－C/high－density lipoprotein cholesterol (HDL－C)，apolipoprotein B100(apoB100)，apoB100/apoA－I，systolic blood pressure(SBP)，body mass index(BMI)and HDL3bwere increased in the MS patients(P＜0.05).Meanwhile，HDL－C，apoA－I and preβ2－HDL，HDL2aand HDL2bwere decreased in the MS patients(P＜0.01).With the increase in the plasma glucose level，the contents of HDL2aand HDL2bwere decreased in the MS patients(P＜0.05)，while preβ1－HDL was increased(P＜0.05).With the decrease in the HDL－C level，the content of HDL2bwas decreased in the MS patients(P＜0.01)，while preβ1－HDL was increased (P＜0.01).With the increase in the TG level and the decrease in the HDL－C level，the content of HDL2bhad a decreasing trend and the content of small－particle preβ1－HDL had an increasing trend，indicating that HDL maturation metabolismwas disrupted.The correlation analysis showed that FPG was negatively correlated with the levels of HDL2aand HDL2b，HDL－C was negatively correlated with the level of preβ1－HDL and positively correlated with the level of HDL2b，and TG was positively correlated with the levels of preβ1－HDL and HDL3b.CONCLUSION:With the increases in the plasma glucose and TG，and the decrease in HDL－C in the MS patients，HDL particles have minifying tendency，and the maturation metabolism of HDL particles is disrupted.

Plasma glucose;Triglyceride;High－density lipoprotein cholesterol;High－density lipoprotein subclasses;Metabolic syndrome

R363

A

10.3969/j.issn.1000－4718.2015.02.023

1000－4718(2015)02－319－06

2014－10－08

2014－12－03

湖南省科技厅项目(No.2013SK3120);湖南省高层次卫生人才“225”工程项目基金;湖南省教育厅项目(No.12C1246);衡阳市科技局项目(No.2013KJ05);南华大学研究生科研创新项目(No.2013XCX20);南华大学十二五科技创新

团队基金;南华大学留学归国人员启动基金资助项目。

△通讯作者Tel:0734－8282847;E－mail:uscty@163.com