食蟹猴血糖值与季节性气温变化的关系

孙云霄，张艳春，饶军华，季 芳，靳丽莎，刘晓明，张礼标

(广东省生物资源应用研究所/广东省动物保护与资源利用重点实验室/广东省野生动物保护与利用公共实验室，广州 510260)

基础血糖值是实验动物重要的生理指标之一，准确的检测结果对糖尿病等慢性终身性动物疾病的诊断，动物模型评价及病程分析具有实际意义。食蟹猴(Macacafascicularis)因其体型小巧，性情温和，与人类的遗传背景具有高度的同源性，在组织结构、 生理和代谢功能等方面与人类有许多相似的特征，成为目前应用最为广泛的非人灵长类实验动物[1-2]。而目前食蟹猴血糖值的正常水平尚没有统一的标准，不同学者测得的食蟹猴群血糖不同，王艳静等[3]检测为(5.56±1.92) mmol/L；张六一[4]检测结果为(3.67±1.54) mmol/L；徐传磊等[5]检测为(5.10±1.89) mmol/L；郝香芬等[6]检测为(3.60±0.86) mmol/L。影响食蟹猴群血糖检测的因素很多，如年龄、性别差异[7,3]，检测方法[8]，甚至取样时间[9]等。

除以上影响因素外，本研究组在膳食诱导食蟹猴2型糖尿病模型研究中发现，血糖值在一年内极不稳定，不同季节间波动较大。同时，食蟹猴大样本血糖检测中经常使用便携式血糖仪，但缺少数据论证其使用的合理性。以上两个影响因素对目前膳食诱模中血糖值的评价具有重要参考价值，因此，本研究首先测定一年周期血糖的季节性变化，分析血糖与季节气温变化的关系；然后通过便携式血糖仪和全自动生化仪检测结果比较，论证前者能否应用于食蟹猴血糖值的检测。

1 材料和方法

1.1 实验动物

普通级食蟹猴，由广东蓝岛生物技术有限公司提供[SCXK(粤)2014-0010]。实验均在广东蓝岛生物技术有限公司实验设施进行[SYXK(粤)2018-0191]。其中，一年周期血糖检测采用9～20岁的中老年雄性食蟹猴(体重7～12 kg)，取正常食蟹猴6只和从膳食诱导2型糖尿病模型食蟹猴中选择出的18只(血糖初始值较一年后的变化小于1 mmol/L，血糖值仍在正常值范围)；便携式血糖仪和全自动生化仪检测采用75只 6～20 岁的正常成年食蟹猴(体重3～10 kg，雄性10只，雌性65只)。整个实验过程按照实验动物使用的3R原则作为指导，并全程给予实验动物人道主义关怀，严格遵循实验动物福利与伦理委员会的相关指南要求(伦理审查号：2011016)。

1.2 主要试剂与仪器

盐酸氯胺酮(沈阳市兽药厂)；便携式血糖仪(美国强生)，稳豪型血糖试纸；全自动生化仪(日立7020)。

1.3 实验方法

1.3.1 实验前动物预处理

将食蟹猴放置单笼(规格：70 cm×70 cm×80 cm)稳定一周，饲料为实验猴专用饲料，2型糖尿病猴采用特制的高糖高脂饲料(40%的能量来源于脂肪)饲喂诱导，饲料由广州市饲料研究所生产，置于4℃冷库中保存，保质期2 周。人工喂养，每日辅加时令水果等，自由饮水，记录其日常饮食情况。于采血检测前一天开始禁食，禁食时间保证在14～16 h之间。

1.3.2 血糖检测及血清采集

隔夜禁食第二天用盐酸氯胺酮5～10 mg/kg剂量对待抽血食蟹猴进行肌肉注射麻醉，昏迷后针刺后肢静脉出血，滴至插在便携式血糖仪的检测试纸上，读取并记录数据；取后股静脉血1 mL，室温静置30 min后，4℃ 4000 r/min离心10 min，取上层血清利用全自动生化分析仪检测血糖值。

1.3.3 一年周期内食蟹猴血糖值检测时段的分期

一年周期内食蟹猴血糖值检测的6只正常食蟹猴组空腹血糖检测于2011年7月-2012年7月进行，每3个月测一次，检测结果编号依次为1107、1110、1201、1204、1207，共5次。18只膳食诱导食蟹猴血糖正常组检测于2012年1月-2013年1月，每3个月测一次，检测结果编号依次为1201′、1204′、1207′、1210、1301，共5次，根据采血时间来进行编号，两组采血时间在同一个月则加“′”以示区别。本部分检测利用便携式血糖仪进行。

1.4 统计学方法

表1 正常食蟹猴一年周期内血糖值季节变化

注：与夏季空腹血糖值比较，**P< 0.01。

Note. Compared with the FPG value in summer,**P< 0.01.

表2 膳食诱导食蟹猴血糖正常组一年周期内血糖值季节变化

注：与冬季空腹血糖值比较，**P< 0.01。

Note. Compared with the FPG value in winter,**P< 0.01.

2 结果

2.1 食蟹猴血糖值的季节性变化

正常食蟹猴组血糖一年周期检测结果见表1，呈现季节性周期变化，在冬季达最大值[(4.68±0.50) mmol/L]，在夏季达最小值[(3.40±0.41) mmol/L或(3.82±0.07) mmol/L]，两者相差约1 mmol/L左右，差异显著(P< 0.01)。膳食诱导食蟹猴血糖正常组检测结果见表2，同样具有周期性波动，冬季达最大值[(5.04±1.12) mmol/L或(5.06±1.01) mmol/L]，夏季达最小值[(2.96±0.68) mmol/L]，两者相差在约2 mmol/L左右，差异显著(P< 0.01)。

气温是季节性血糖变化主要的影响因素，绘制正常食蟹猴组与膳食诱导食蟹猴血糖正常组气温和血糖值散点图(图1，2)，观察两组散点曲线走势，均存在极大值或极小值向另一个极值转换，初期斜率变化趋势较陡，后期斜率变化逐渐放缓现象。也就是说一年周期内夏→秋和冬→春这两个时间段FPG变化波动幅度很大，气温平均每改变1℃，FPG平均改变约0.20 mmol/L。而秋→冬和春→夏这个时间段FPG波动幅度较小，气温平均每改变1℃，FPG平均改变约0.06 mmol/L。

2.2 两种血糖检测仪对食蟹猴血糖值的影响

为验证2.1研究中利用便携式血糖仪对食蟹猴血糖检测结果的可靠性，本部分实验利用便携式血糖仪和全自动生化仪测定75只食蟹猴血糖值见表3，后者检测值较前者高， 综合比较存在显著性差异(P< 0.01)。其中雌性群体两种仪器的检测结果差异显著(P< 0.01)，雄性群体中无显著差异。

按照国家标准，将便携式血糖仪的血糖值以4.20 mmol/L为标准划分，与全自动生化仪之间的差异如表4，当血糖值4.20 mmol/L，两者相差0.65 mmol/L，差异显著(P< 0.01)；当血糖值>4.20 mmol/L时，两者相差0.29 mmol/L，明显小于便携式血糖仪测得值的20%。

3 讨论

Fahlen等[10]最早在上世纪七十年代报道人类血糖的季节性变化规律，后经Suarez和Ryu[11-12]在人类大样本中证实不同年龄、性别群体血糖均具有季节性变化周期。近年来随着研究深入，发现人类糖化血红蛋白同样呈现季节性变化规律[13-14]，还有报道季节性变化对雌性恒河猴生殖功能有一定的影响[15]。而食蟹猴动物体内的血糖值季节性周期变化则缺少相关报道，因此本研究通过一年季节周期的检测，发现食蟹猴血糖值随季节不同呈周期性变化，夏季达最低值，冬季最大值，春秋两季血糖值分布其间。出现这种变化的原因可能是夏季天气闷热，食物摄入减少，以散发热量为主耗能较大，白昼时间变长，睡眠不足，体内的新陈代谢旺盛，因而大量消耗体内的血糖。同时，随着温度升高胰岛素的敏感性增高，促使胰岛素的分泌量比其他季节多，造成血糖偏低。因此，夏季血糖值总是偏低的，而冬季则恰恰相反[16]。至于膳食诱导组冬季与夏季血糖值相差2 mmol/L左右，而正常食蟹猴组却为1 mmol/L，分析可能是正常食蟹猴组身体状况良好，容易根据各种气候状况变化而进行自身适应性调节，从而促使血糖值在不同季节能维持在一个波动较小的范围。

图1 正常食蟹猴组一年季节周期内血糖值随气温变化散点图Figure 1 Scatter diagram of FPG and temperature in different seasons over a year in cynomolgus monkeys

图2 膳食诱导食蟹猴血糖正常组一年季节周期内血糖值随气温变化散点图Figure 2 Scatter diagram of FPG and temperature in different seasons over a year in dietary induced cynomolgus monkeys with normal glucose levels

表3 两种仪器对不同性别食蟹猴血糖值检测差异分析

注：与便携式血糖仪比较，**P< 0.01。

Note. Compared with the portable blood glucose meter,**P< 0.01.

表4 两种仪器对不同水平血糖值检测结果的差异分析

注：与便携式血糖仪比较，**P﹤ 0.01。

Note. Compared with the portable blood glucose meter,**P﹤ 0.01.

除此之外，本研究还特别观察到气温变化与食蟹猴血糖值之间的非线性关系，一年周期内夏→秋和冬→春时间段血糖值变化幅度大，秋→冬和春→夏血糖波动幅度小。气温平均每改变1℃，前两个时间段血糖值改变约0.20 mmol/L，后两个时间段改变约0.06 mmol/L。在实际分析工作中，可以对一年中任何时间血糖进行评估。若测定同批食蟹猴样本，以春秋两季平均温度25℃为基准，冬季该月温度为15℃，血糖值为5.00 mmol/L。夏季该月温度为30℃，血糖值为4.00 mmol/L，由冬季到夏季表面看来血糖值降低了，可经粗略调整冬季血糖值=5.00 mmol/L-(25-15)×0.20 mmol/L=3.00 mmol/L, 夏季血糖值=4.00 mmol/L+(30-25)×0.06 mmol/L=4.30 mmol/L，血糖值实际不但没有降低，反而升高了。这也合理地解释了在膳食诱导食蟹猴2型糖尿病过程中，血糖值呈现非直线上升的原因。由于样本量小，监测时间跨度大，血糖随季节性气温变化的改变值还需要以后的大样本，长期，高密度的检测结果来精确确定。而血糖和气温非线性关系的原因可能与动物的生理机能或动物间的个体差异相关，夏→秋和冬→春随着天气转冷或转暖，机体将贮备或消耗较多的葡萄糖为自身能量的需要，因此，这两个时间段机体血糖变化明显。而秋→冬和春→夏时间段虽然气温继续变冷或变暖，但由于前一阶段机体能量调节，葡萄糖来源与去路逐渐达到一个平衡状态，故血糖浓度相对恒定。

国家标准GB/T19634-2005和美国临床实验室标准化委员会2002年发布的葡萄糖便携式血糖仪的应用准则指出，合格的便携式血糖仪的测定结果应统一以全自动生化仪的结果为标准，要求前者测定值>4.20 mmol/L时，两者差异<血糖值20%；测定值<4.20 mmol/L时，差异<0.83 mmol/L。本研究中便携式血糖仪测定食蟹猴血糖值在<4.20 mmol/L时，两者相差0.65 mmol/L，虽然两者差异显著，但符合标准。>4.20 mmol/L时，两者相差0.29 mmol/L，远远小于血糖值20%，也同样符合国家标准。虽然便携式血糖仪的检测结果只能作为临床诊断的参考，但通过本研究明确其可以应用于食蟹猴的血糖值检测评价中。

本研究通过描述食蟹猴一年周期血糖变化规律，完善了食蟹猴血糖值研究中季节性温度变化对其的影响分析。在今后实验动物长期实验过程中，有利于充分考虑到季节性温度变化对血糖的影响，对数据进行全面分析，合理解释数据的异常变化。直接有益于本实验室膳食诱导食蟹猴2型糖尿病模型的研究中，对血糖值出现的波动进行合理的解释及季节间的粗略调整方案。