糖耐量减低患者记忆及相关脑区激活改变的探讨

吴小娟，庄晓明*,何悦明

(首都医科大学附属复兴医院：1内分泌科，2放射科, 北京 100038)

随着生活方式改变，我国糖尿病患者人数急剧增长，糖尿病前期[包括糖耐量减低(impaired glucose tolerance，IGT)及空腹血糖受损(impaired fasting glucose，IFG)]患者数目更是惊人，2014年JAMA杂志发表研究结果，我国糖尿病前期人群患病率已达50.1%[1]。研究发现糖尿病、IGT等均可引起认知功能障碍，主要表现为处理速度和工作记忆能力下降[2,3]。本研究对IGT患者记忆功能进行评价并分析工作记忆任务下的脑区激活改变。

1 对象与方法

1.1 研究对象

2012年至2014年就诊于复兴医院内分泌科的中年IGT患者13例，另选同期年龄、性别分布相近的健康人19例作为对照组[糖耐量正常(normal glucose tolerance, NGT)组]。

纳入标准：根据《中国2型糖尿病防治指南(2010版)》诊断标准，糖耐量减低(IGT)：空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)<7.0 mmol/L，7.8≤餐后2 h血糖(2-hour postprandial plasma glucose，2hPPG)<11.1 mmol/L；年龄45～65岁；教育年限≥9年。排除标准：心、肝、肾功能不全；影响认知的视力、听力障碍；中重度抑郁、焦虑；痴呆；脑梗死；脑血栓；甲状腺功能异常；长期服用精神活性物质及酗酒。

1.2 方法

1.2.1 一般资料的收集 采集两组受试者的年龄、体质量指数、身高、腰围、教育年限、高血压病史、饮酒史，甲状腺功能、血糖、血脂、糖化血红蛋白等资料。

1.2.2 认知功能测试 采用国际通用的简易精神状态量表(Mini-Mental State Examination，MMSE)。MMSE量表主要用于痴呆的筛查，文盲<17分、小学<20分、中学<22分及大学<23分者提示有认知功能障碍。

1.2.3 记忆功能评估 采用修订韦氏记忆量表中文版(Revised Wechsler Memory Scale，RWMS-RC)。选取MMSE量表评分正常的受试者进行RWMS-RC测试，内容包括长时记忆(个人经历、时间及空间定向、数字顺序)、短时记忆(视觉再生、图片回忆、联想学习、触摸测试、理解记忆)、瞬时记忆(顺背和倒背数字)，记忆商值<90为记忆功能障碍。

1.2.4 功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI) 美国通用电气公司的Sigma 1.5T磁共振扫描仪进行脑功能性磁共振扫描。采用1-back组块设计模式，基线组块与刺激组块交替进行。每组刺激包括3种刺激任务，分别为文字工作记忆、数字工作记忆及客体(面孔)工作记忆，每种刺激任务执行2次。刺激呈现采用E-prime软件编程。同时采集工作记忆任务下的脑fMRI数据。

1.3 统计学处理

采用国际上通用统计参数映射(statistical parameter mapping，SPM2)软件包对脑fMRI数据进行预处理和统计分析。通过SPM2软件进行组间分析，获得组间比较激活图。应用Talairach 软件对脑的激活区进行定位，以坐标形式确定感兴趣区(regions of interest, ROI)，并得出像素值Ke。

2 结 果

2.1 两组一般资料比较

两组受试者在年龄、性别、教育年限、血压、认知功能等方面差异无统计学意义(P>0.05)，而在糖化血红蛋白、FPG、2hPPG方面差异有统计学意义(P<0.05；表1)。

表1 两组受试者临床特征比较

NGT: normal glucose tolerance; IGT: impaired glucose tolerance; BMI: body mass index; HbA1c: glycosylated hemoglobin A1c; LDL-C: low-density lipoprotein cholesterol; HDL-C: high-density lipoprotein cholesterol; FPG: fasting plasma glucose; 2hPPG: 2-hour postprandial plasma glucose. 1 mmHg=0.133 kPa.Compared with NGT group,*P<0.05

2.2 两组MMSE评分、记忆功能评分比较

两组MMSE评分差异无统计学意义(P>0.05)，而IGT组在视觉再生、触觉、理解等短时记忆方面差异有统计学意义(P<0.05;表2)。

2.3 工作记忆下的脑区激活

在词语工作记忆任务中，NGT受试者的右侧颞叶、颞上回(brodmann area22,BA22区)脑区的脑ROI的Ke值达7750(t=55.81，P=0.009)；数字工作记忆任务中，NGT受试者的豆状核、壳核ROI的Ke值达30 037(t=216.84，P=0.009)；在客体(面孔)工作记忆任务中，NGT受试者的尾状核体Ke值达611(t=5.09，P=0.009)。NGT受试者上述脑区激活强度较糖耐量减低患者强，IGT患者右侧颞叶、颞上回(BA22区)、豆状核、壳核、尾状核体激活较NGT受试者减弱[4]。

表2两组受试者MMSE、RWMS-RC量表评分比较

ItemNGTgroup(n=19)IGTgroup(n=13)MMSE28．2±1．527．9±1．6Experience5．0±0．05．0±0．0Direction5．0±0．05．0±0．0Forwardcount59．3±6．553．3±6．1Reversecount164．4±57．3164．0±67．9Accumulation78．9±16．680．8±29．3Picture13．9±2．113．9±2．7Recognition13．7±1．713．3±2．0Visionregeneration12．4±1．89．9±3．4∗Association14．9±2．915．4±3．4Senseoftouch148．1±102．675．2±52．4∗Understanding11．5±3．28．0±3．8∗Recitenumber13．0±1．711．7±2．4Memoryquotient98．5±17．796．4±16．2

NGT: normal glucose tolerance; IGT: impaired glucose tolerance; MMSE: Mini-Mental State Examination. Compared with NGT group,*P<0.05

3 讨 论

Messier等[5]研究发现IGT年轻患者词语记忆能力下降明显，且随年龄增长，认知障碍逐渐加重。IGT老年患者则表现为工作记忆、词语记忆、执行能力下降。IGT增加罹患阿尔茨海默病的风险。Lamport等[6]报道了糖调节异常人群存在认知障碍，且随病程延长，认知障碍风险逐渐增加。Gluck等[7]对98例年轻的IFG患者[年龄(36±10)岁]行Stroop字色干扰测试(Stroop Color Word Task，SCWT)，发现IFG与注意执行能力下降明显相关。我国赵翠等[8]对84例老年IGT患者及80例健康患者采用英国Rivermead康复中心的行为记忆测验(第2版)行记忆功能评定，发现IGT患者的回忆预约申请、图片再认、故事延迟回忆评分较对照组低，存在长时记忆减退。

临床上常采用认知量表来进行认知功能评价。本研究采用MMSE和RWMS-RC量表评估患者的整体认知状态及记忆功能，发现两组的记忆商差异无统计学意义，但是其短时记忆(视觉再生、触摸测试、理解记忆)存在差异，提示IGT患者与NGT受试者在整体记忆无差异情况下，短时记忆可能出现障碍。

fMRI是一种研究脑功能的非介入技术，用以研究大脑的记忆力、注意力、决定力等功能。理解记忆相关的激活脑区包括Wemicke区、Broca区、小脑、边缘系统、基底神经节，且更多依赖右侧半球机制[10]。一项正电子发射计算机断层成像研究发现，认知功能正常的IGT中年患者较糖代谢正常者的特定脑区(额叶、顶叶、颞皮质)的局部血流量显著下降[9]。

本研究通过工作记忆下的脑fMRI发现IGT患者右侧颞叶、颞上回(brodmann area22,BA22区)、豆状核、壳核、尾状核体激活较NGT受试者减弱，影像学改变与记忆评估中的理解记忆降低相一致。

IGT影响患者的记忆可能与相关脑区激活减弱有关，也可能与胰岛素抵抗有关。本研究由于样本量偏小，需扩大样本量进一步证实上述结果。

【参考文献】

[1] Xu Y, Wang L, He J,etal. Prevalence and control of diabetes in Chinese adults[J]. JAMA, 2013, 310(9): 948-959.

[2] Yaffe K, Falvey C, Hamilton N,etal. Diabetes, glucose control, and 9-year cognitive decline among older adults without dementia[J]. Arch Neurol, 2012, 69(9): 1170-1175.

[3] Ohara T, Doi Y, Ninomiya T,etal. Glucose tolerance status and risk of dementia in the community: the Hisayama study[J]. Neurology, 2011, 77(12): 1126-1134.

[4] Wu XJ, Zhuang XM, He YM,etal. A study on working memory in patients with impaired glucose tolerance by functional magnetic resonance imaging technique[J]. J Cap Univ, 2015, 36(1): 94-97.[吴小娟，庄晓明，何悦明, 等. 糖耐量减低人群工作记忆的脑功能磁共振成像研究[J]. 首都医科大学学报, 2015, 36(1): 94-97.]

[5] Messier C, Tsiakas M, Gagnon M,etal. Effect of age and glucoregulation on cognitive performance[J]. J Clin Exp Neuropsychol, 2010, 32(8): 809-821.

[6] Lamport DJ, Lawton CL, Mansfield MW,etal. Impairments in glucose tolerance can have a negative impact on cognitive function: a systematic research review[J]. Neurosci Biobehav Rev, 2009, 33(3): 394-413.

[7] Gluck ME, Ziker C, Schwegler M,etal. Impaired glucose regulation is associated with poorer performance on the Stroop Task[J]. Physiol Behav, 2013, 122(10):113-119.

[8] Zhao C, Li W, Zhang HF. Evaluation of memory function in elderly patients with impaired glucose tolerance[J]. Hebei Med, 2015, 31(3): 461-463.[赵 翠， 李 伟， 张海峰. 老年糖耐量减低患者记忆功能评价[J]. 河北医学, 2015, 31(3): 461-463.]

[9] Thambisetty M, Beason-Held LL, An Y,etal. Impaired glucose tolerance in midlife and longitudinal changes in brain function during aging[J]. Neurobiol Aging, 2013, 34(10): 2271-2276.

[10] Li Y, Xie P, Lyu FJ. English semantic study of brain activated areas[J] J Chongqing Med Univ, 2006, 31 (2): 211-214. [李 勇， 谢 鹏， 吕发金. 英语单词语义理解脑区激活研究[J]. 重庆医科大学学报, 2006, 31(2): 211-214.]