T2DM患者脂肪餐后FMD变化与氧化应激、脂代谢动态相关性分析

邢光，戚纪周，许华

在我国，动脉粥样硬化是脑梗死、冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)和外周血管病等的首位病因，致残率和致死率均较高，不仅严重危害患者的生命安全，还给社会带来沉重的经济负担[1]。目前，已证实2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)、血脂等与动脉粥样硬化关系密切。尽管通过完善降糖方案、使用他汀类药物等多种方法控制危险因素，但动脉硬化性疾病的发生率与死亡率仍较高，故有必要转换研究思路，并关注其他非经典的危险因素[2-3]。近年来，有学者提出，餐后阶段是致动脉粥样硬化的关键[4]。以往研究多是基于空腹水平的测定，忽略了一天中绝大多数时间都处于餐后状态，加之生活水平提高，使高脂肪等高热量食物摄入增加，而脂肪餐后机体脂代谢如何变化以及是否会影响动脉粥样硬化尚不明确。T2DM会引起氧化应激，而氧化应激与动脉粥样硬化及心脑血管事件有关[5-6]。因此，研究T2DM脂肪餐后氧化应激的变化意义重大。本研究探讨T2DM患者脂肪餐后氧化应激、脂代谢动态的变化以及与血管舒张功能(flow-mediated vasodilation, FMD)的关系，旨在为精准化预防动脉粥样硬化及其诱发的相关疾病提供参考。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2019年1月—2022年3月收治的125例T2DM患者(T2DM组)及体检中心125例健康人群(对照组)为研究对象。T2DM组125例中，男性56例，女性69例，年龄(60.83±4.76)岁(51～72岁)，体质量指数(body mass index，BMI)21～26 kg/m2，平均(23.55±1.19)kg/m2；对照组125例中，男性62例，女性63例，年龄(59.79±4.80)岁(50～70岁)，BMI 21～26 kg/m2，平均(23.39±1.08)kg/m2。两组患者的性别、年龄、BMI等资料均衡可比(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会审核通过(审批号：J20181223)，患者及家属均知情同意。

纳入标准：T2DM组患者均符合T2DM的诊断标准[7]；年龄>18岁；近3个月无手术史；胃肠功能正常。排除标准：急性心脑血管疾病；高脂血症；合并T2DM急性或严重并发症者；伴有急性感染；入组前两周有使用降脂药物史；妊娠期和哺乳期；恶性心律失常；合并癌症；心力衰竭；未达观测时间点私自离开者。

1.2 方法

1.2.1 脂肪餐 入组者研究期间禁止饮酒、吸烟、剧烈运动，可根据需要饮用温开水。空腹12 h后，于次日清晨摄入脂肪餐，碳水化合物、蛋白质、脂肪能量占比为26%、14%、60%，热量为600 kcal/m2，食物统一由营养科医师定量配置。原则上糖尿病患者不宜摄入太多脂肪，但因在体内脂肪仅10%转化为葡萄糖，且偶尔负荷脂肪餐对整体健康无显著影响，故在患者充分知情同意的前提下开展此项研究。

1.2.2 检测方法 分别于餐前和餐后2、4 h采集外周静脉血5 mL，应用血糖仪(Medisence Optium型，美国雅培公司)检测血糖水平；应用比色法检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)(试剂盒均购于南京诺尔曼生物)；采用全自动生化分析仪(DXC800型，美国Beckman Coulter公司)检测总胆固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triacylglycerol，TG)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL-C)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL-C)；应用血管内皮功能检测仪(UNEXEF38G型，上海欧姆龙公司)测量肱动脉血管舒张末期内径(d1)和维持充气压力>250 mmHg(1 mmHg=133.3 Pa)5 min放气后1 min的肱动脉内径(d2)，计算肱动脉血流介导的FMD。

FMD=[(d2-d1)/d1]×100%

2 结 果

2.1 脂肪餐后血糖变化 两组脂肪餐后血糖变化不同组间、时点间、组间-时点间交互作用比较，差别均有统计学意义(P<0.05)；两组餐后2 h血糖均较餐前显著升高，餐后4 h均较餐后2 h降低(P<0.05)；T2DM组餐前和餐后2、4 h血糖均高于对照组(P<0.05，表1)。

表1 两组脂肪餐后血糖变化

2.2 脂肪餐后氧化应激 两组脂肪餐后SOD、GSH-Px、MDA变化不同组间、时点间、组间-时点间交互作用比较，差别均有统计学意义(P<0.05)。T2DM组的SOD、GSH-Px表现为餐后4 h<餐后2 h<餐前，MDA表现为餐后4 h>餐后2 h>餐前(P<0.05)；对照组餐后2 h SOD、GSH-Px较治疗前降低，MDA较治疗前升高(P<0.05)；T2DM组餐前和餐后2、4 h的SOD和GSH-Px 均低于对照组，而MDA均高于对照组(P<0.05，表2)。

表2 两组脂肪餐后氧化应激指标变化

2.3 脂肪餐后脂代谢 两组脂肪餐后TC、TG、LDL-C、HDL-C变化不同组间、时点间、组间-时点间交互作用比较，差别均有统计学意义(P<0.05)；T2DM组的TC、TG、LDL-C表现为餐后4 h>餐后2 h>餐前，HDL-C表现为餐后4 h<餐后2 h<餐前，差别均有统计学意义(P<0.05)；对照组餐后2 h 的TC、TG、LDL-C均高于餐前，餐后4 h的TC、TG、LDL-C均低于餐后2 h，餐后2 h的HDL-C 低于餐前，餐后4 h的HDL-C高于餐前(P<0.05)，餐后4 h各脂代谢指标与餐前比较，差别均无统计学意义(P>0.05)；T2DM组餐前和餐后2、4 h的TC、TG、LDL-C均高于对照组，HDL-C均低于对照组(P<0.05，表3)。

表3 两组脂肪餐后脂代谢变化

2.4 脂肪餐后FMD变化 两组脂肪餐后FMD不同组间、时点间、组间-时点间交互作用比较，差别均有统计学意义(P<0.05)；T2DM组FMD表现为餐后4 h<餐后2 h<餐前(P<0.05)；对照组FMD表现为餐后2 h低于餐前，餐后4 h高于餐后2 h(P<0.05)，但餐后4 h与餐前比较差别无统计学意义(P>0.05)；T2DM组餐前及餐后2、4 h的FMD均低于对照组(P<0.05，表4)。

表4 两组脂肪餐后FMD变化

2.5 相关性分析 以T2DM组各时点间血糖、氧化应激、脂代谢指标为源数据，采用Pearson进行相关性分析，结果显示，餐前和餐后2、4 h的FMD与对应时点间的SOD、GSH-Px、HDL-C呈正相关，与对应时点间的血糖、MDA、TC、TG、LDL-C呈负相关(P<0.001，表5)。

表5 FMD与用餐时间相关性分析(r)

3 讨 论

血管内皮功能障碍是动脉粥样硬化最早期的病理生理改变，对早期发现动脉粥样硬化具有重要意义[8]。FMD是反映血管内皮功能的指标之一，与对照组比较，糖尿病患者FMD降低[9]。本研究结论也支持这一观点。一般认为，FMD越低，代表血管内皮功能障碍越明显，发生急性心脑血管疾病风险越高。因此，研究FMD的预警因素，对预防急性心脑血管疾病具有积极意义。本研究结果显示，脂肪餐后4 h内，T2DM患者FMD持续降低，而健康人群FMD在餐后2 h达谷值，餐后4 h即恢复至餐前相似水平，可见FMD受脂肪餐影响而变化，T2DM患者FMD谷值更低，达谷值时间延长。研究发现，T2DM患者脂肪餐后血管舒张活性物质合成减少，引发血管舒张、收缩功能紊乱，提示负荷脂肪餐可影响患者的血管内皮功能[10]。本研究观点与之相似。因此，临床应重视T2DM患者血管内皮功能的监测和干预，指导患者调整饮食结构，减少脂类摄入可能有助于保护血管内皮功能，预防动脉粥样硬化发生。马璐瑶等[11]给予健康雄性新西兰大白兔高脂饮食喂养12周，发现大白兔出现粥样动脉硬化，且随时间推移逐渐加重。杨淑玲[12]的报道显示，给予健康雄性新西兰大白兔连续12周的高胆固醇喂饲，发现其内皮素-1水平逐渐升高，腹主动脉内膜厚度逐渐增厚，内膜粗糙，实验结束时可观察到斑块。从理论上讲，长期高脂饮食可增加颈动脉粥样硬化的风险，但受限于伦理学及实际情况，本研究未对患者进行长期脂肪餐负荷试验，所以长期高脂饮食带来的影响仍需后续研究论证。

氧化应激通过两个途径影响动脉粥样硬化的发生：(1)通过氧化作用，损伤细胞内的蛋白质、核酸等物质，抑制血管活性物质合成，损伤血管内皮；(2)通过氧化应激产物激活相应信号通路，介导血管内皮细胞产生改变，影响血管的结构和功能[13]。SOD、GSH-Px、MDA是经典的氧化应激标志物，其中SOD、GSH-Px归属于抗氧化系统，可清除氧自由基，避免细胞、组织受到氧化应激损伤；MDA则属于氧化系统产物，MDA越高，提示机体氧化反应越激烈[14-15]。本研究显示，T2DM患者SOD、GSH-Px均低于对照组，MDA高于对照组，与王蕊等[16]的报道相似，证实T2DM患者氧化-抗氧化系统失衡，氧化应激反应增强，这与慢性高血糖刺激和长期胰岛素抵抗有关。在此基础上，本研究发现，T2DM患者和对照组餐后2 h的SOD、GSH-Px均降低，MDA均升高，但对照组在餐后4 h快速恢复至餐前水平，T2DM患者SOD、GSH-Px则持续降低，MDA持续升高。表明机体氧化应激受摄入的脂肪餐影响，T2DM患者对氧化-抗氧化系统调控功能减弱，无法快速恢复。原因可能是，T2DM患者长期受到高血糖的慢性刺激，机体处于微炎症状态，激活了氧化应激系统，加之负荷脂肪餐后的代谢产物花生四烯酸、α-亚麻酸等，发生自动氧化或在特定酶的作用下生成一系列氧化代谢产物，导致氧化应激反应进一步加重，从而使氧化-抗氧化系统无法快速恢复。同时餐前和餐后2、4 h的SOD、GSH-Px与对应时间点FMD呈正相关，MDA与对应时间点FMD呈负相关，表明脂肪餐能通过氧化应激途径影响患者的血管内皮功能。王俊莹等[17]的研究发现，脂肪餐负荷可通过引起氧化应激参与动脉粥样硬化的发生与进展，且氧化应激反应随餐后时间的推移而变化，脂肪餐负荷后明显增强。本研究结果与之一致，佐证了氧化应激在脂肪餐和动脉粥样硬化中所起的中介作用。因此，氧化应激有望成为调控血管内皮功能的一个靶点，在预防动脉粥样硬化及其引发的心脑血管疾病中呈现出巨大的应用前景。

脂代谢异常在动脉粥样硬化中的作用，TC、TG、LDL-C升高及HDL-C降低可导致大量脂质颗粒在动脉内皮下沉积，并募集外周循环中淋巴细胞、单核细胞等迁移至内皮下，吞噬修饰脂质颗粒形成死亡的泡沫细胞，介导动脉中层平滑肌细胞向内膜迁移，产生弹力纤维和大量胶原等，包裹脂质池，从而诱发典型的动脉粥样硬化病变[18-19]。本研究显示，两组餐后2 h的TC、TG、LDL-C水平均较餐前升高，HDL-C均较餐前降低；餐后4 h，对照组各脂代谢指标恢复至餐前相似水平，而T2DM患者TC、TG、LDL-C仍持续升高，达峰时间延长，HDL-C持续降低，达谷值时间亦延长，对异常脂代谢调控能力减弱，未能及时恢复。本研究还发现，餐前和餐后2、4 h，HDL-C与对应时间点FMD呈正相关，TC、TG、LDL-C与对应时间点FMD呈负相关，表明脂肪餐后脂代谢情况与血管内皮功能密切相关。靳春荣等[20]通过持续高脂饮食12周建立动脉粥样硬化的兔模型，发现脂肪餐后2、4 h的TC、TG、LDL-C升高，HDL-C降低，随脂肪餐负荷周期延长，脂代谢紊乱逐渐加重，成为动脉粥样硬化发生、发展过程的相关独立影响因素，佐证了脂肪餐能通过调节脂代谢影响动脉粥样硬化的发生、发展。可见，T2DM患者要防止血管内皮功能异常和动脉粥样硬化，不仅要注意控制空腹血脂水平，还应控制餐后血脂水平，以获得预期效果。本研究也发现，餐后2、4 h血糖亦与FMD相关，有效控制餐后血糖水平亦有助于保护内皮细胞功能，预防动脉粥样硬化。

T2DM患者FMD受损，负荷脂肪餐后血管内皮调节能力与氧化应激、脂代谢调控能力减弱，无法及时恢复至餐前水平，且血管内皮功能与氧化应激、血脂变化有关，不进行脂肪餐，可减少氧化应激，脂肪餐负荷后氧化应激、血脂变化有望成为FMD的预警指标。但本研究未考虑干扰因素，这是本研究局限之处，应校正FMD相关因素，以排除干扰因素对FMD的影响。