2型糖尿病患者葡萄糖氧化代谢关键酶的测定和代谢组学研究

刘欣萍

·临床医学·

2型糖尿病患者葡萄糖氧化代谢关键酶的测定和代谢组学研究

刘欣萍

目的研究2型糖尿病(T2DM)患者葡萄糖氧化代谢关键酶的测定和代谢组学变化。方法150例符合标准研究对象分成五组：健康人组(对照组)30例、T2DM高危人组29例、T2DM前期组31例、T2DM早期组31例和T2DM中后期组29例。采用酶联免疫吸附实验(ELISA)法对糖代谢关键酶进行测定, 包括柠檬酸合成酶(CS)、异柠檬酸脱氢酶(ICD)、α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDHC), 磁微粒分离免疫分析法测定胰岛功能等生化指标。结果对照组的ICD活性高于T2DM高危人组、T2DM前期组、T2DM早期组和T2DM中后期组(P＜0.05或P＜0.01), 其中ICD活性最低的是T2DM高危人组和T2DM前期组, 且两组差异无统计学意义(P＞0.05)。ICD活性略有增强的是T2DM早期组和T2DM中后期组。结论在机体的三羧酸循环(TCA循环)中ICD是其关键限速酶, ICD活性对TCA的代谢流量具有一定的相关性。

2型糖尿病；葡萄糖氧化代谢；关键酶；测定；代谢

糖尿病是一种以胰岛素分泌或代谢缺陷, 或者两者同时存在而引起的以慢性高血糖为特征的代谢异常综合征, 发病率逐年上升, 且T2DM的发生率显著高于1型糖尿病。文献报道［1］, T2DM的发生可能与遗传易感、胰岛素抵抗及功能缺陷及血糖调节受损等关系密切, 一旦患病患者需终身服药,且药物的长期应用导致的肝肾功能损伤不容忽视, 对人体健康造成严重威胁。因此, 对于具备可能引发T2DM的高危因素的人群应做好一级预防, 控制T2DM的发生。但由于目前对糖尿病的发病机制还没有完全阐明, 导致对于糖尿病的防治无法取得突破性进展。本研究通过分析健康人群及T2DM各时期人群的代谢酶和生化代谢谱, 研究是何种生物标志物引起了代谢缺陷, 对T2DM的发病机制进行阐明, 对具备高危因素的人群进行及早的行为干预, 使高危人群减少发病率或不发病, 具体报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 2012年7月～2015年7月的150例入组研究对象, 分为五组：T2DM高危人组29例；T2DM前期即葡萄糖调节受损(IGR)组31例；T2DM早期(无慢性并发症)组31例；T2DM中后期(合并慢性并发症)组29例；对照组(健康人)30例。选择符合WHO糖尿病诊断标准［1］。五组受检人员一般资料比较差异无统计学意义(P＞0.05), 具有可比性。

1.2方法

1.2.1采集血标本 嘱参与研究人员第1次采血, 于晨起空腹安静状态下进行, 使用带有分离胶的真空采血管, 采集血液2 ml；第2次采血, 第1次采血后嘱参与研究人员将75 g无水葡萄糖溶于300 ml水中口服, 2 h后采集静脉血2 ml。将血标本密封置于深冻冰箱(-70℃)内保存, 待检。

1.2.2仪器与试剂 选择仪器：全自动生化分析仪(日立717OS), 全自动免疫、生化/特定蛋白分析仪(ADALTIS eclectica), 自动多功能酶标仪(KHB ST-360), 低温冰箱(-70℃),超速离心机。选择试剂：CS试剂盒(产品编号：Catalog No.E1661h)； ICD试剂盒(产品编号：Catalog No.E1403h)；α-KGDHC试剂盒(产品编号：Catalog No.E1923h)。

1.2.3测定 采用ELISA法对糖代谢关键酶进行测定, 包括CS、ICD、α-KGDHC, 采用自动多功能酶标仪进行3次检测；胰岛功能等生化指标测定采用磁微粒分离免疫分析法进行测定［2］。

1.3统计学方法 将研究所得数据采用SPSS16.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示,两组间比较采用t检验, 多组间比较应用方差分析；计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

各组血清糖代谢关键酶测定及胰岛功能比较：CS、α-KGDHC各组间比较差异无统计学意义(P＞0.05)。ICD、胰岛素敏感指数(ISI-Stumvoll)、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR) T2DM高危人组、T2DM前期组、T2DM早期组和T2DM中后期组与对照组比较, 差异有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01)。其中ICD活性最低的是T2DM高危人组和T2DM前期组,且两组差异无统计学意义(P＞0.05)。ICD活性略有增强的是T2DM早期组和T2DM中后期组。见表1。

表1 各组血清糖代谢关键酶测定及胰岛功能比较 (±s)

表1 各组血清糖代谢关键酶测定及胰岛功能比较 (±s)

注：与对照组比较,aP<0.05,bP<0.01；ISI-Stumvoll=空腹血糖(FBG)×空腹胰岛素(FINS), HOMA-IR=FINS×FBG/22.5

组别 例数 CS(U/L) ICD(U/L) α-KGDHC(U/L) ISI-Stumvoll HOMA-IR T2DM高危人组 29 20.94±10.86 6.15±4.17b7.95±5.18 0.048±0.032a1.61±1.45aT2DM前期组 31 18.69±9.75 6.42±3.94b13.79±12.35 0.017±0.010b3.33±1.79bT2DM早期组 31 24.12±12.54 13.66±6.91b7.66±7.15 0.023±0.016b3.16±2.25bT2DM中后期组 29 25.52±11.73 24.29±12.18a9.27±10.61 0.009±0.007b16.48±25.18b对照组 30 19.67±5.54 37.97±3.88 8.91±5.07 0.065±0.026 0.84±0.35

3 讨论

TCA具有参与蛋白质、糖、脂肪的分解代谢作用, 是人体三磷酸腺苷(ATP)产生的主要途径［3］。本研究显示, 在TCA循环中ICD是其关键限速酶, ICD的活性与TCA循环的代谢流量具有一定的相关性。对照组的ICD活性高于T2DM高危人组、T2DM前期组、T2DM早期组和T2DM中后期组(P＜0.05或P＜0.01), 其中ICD活性最低的是T2DM高危人组及T2DM前期组, 两组比较差异无统计学意义(P＞0.05), 显示T2DM高危人组及T2DM前期组人群的ICD活性已经被抑制。ICD活性略有增强的是T2DM早期组及T2DM中后期组, 但均低于对照组(P＜0.05或P＜0.01)。显示T2DM早期组及T2DM中后期组患者部分酶活性可能恢复, 这与患者开始用药有关。

α-KGDHC不但是TCA的关键酶, 也是产生活性氧家族(ROS)的基本位点, 研究显示：神经元的坏死是由于KGDHC酶活性受到抑制而导致的［4］。

从本文研究结果可见, HOMA-IR增高和ISI-Stumvoll逐渐降低的顺序是对照组、T2DM高危人组、T2DM早期组、T2DM前期组、T2DM中后期组, T2DM高危人组与对照组比较差异具有统计学意义(P＜0.05), T2DM前期组、T2DM早期组、T2DM中后期组与对照组比较差异具有统计学意义(P＜0.01), T2DM前期组与T2DM早期组比较可见：HOMAIRT2DM前期组较T2DM早期组高, ISI-Stumvoll T2DM前期组较T2DM早期组低, 这一结果说明糖尿病药物的应用促使糖尿病早期的患者恢复了部分胰岛素的敏感性, 因而胰岛功能优于未使用药物的糖尿病前期患者。由此可见, 对具备高危因素的人群进行及早的行为干预, 进而使高危人群减少发病率或不发病。

线粒体功能障碍是糖尿病一个主要诱因［5］。CS、ICD和α-KGDHC的活性影响的TCA速度的代谢流量是不同的。ICD是TCA循环中的关键限速酶, 它的活性与TCA的代谢流量具有一定的相关性。

［1］周爱儒.生物化学.第6版.北京:人民卫生出版社, 2004:72-104.

［2］平静, 关心, 吴丽霞, 等.糖尿病及高危人群三羧酸循环关键酶的测定与生化代谢谱的研究//第九届全国药物和化学异物代谢学术会议, 2009:118-120.

［3］沈朋, 曾真, 程翼宇, 等.乳腺癌血清蛋白质组和代谢组协同分析研究.中华检验医学杂志, 2005, 28(7):710-712.

［4］钱燕宁, 屠伟峰, 王灿琴, 等.手术应激后红细胞糖代谢限速酶活性的改变.医学研究杂志, 2006, 11(35):47-48.

［5］孔悦, 张冰, 刘小青, 等.高甘油三酯高血糖血症大鼠脂代谢相关酶活性变化的实验研究.中国现代医学杂志, 2006, 23(16): 3542-3544.

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2016.03.008

2015-10-19］

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