正常葡萄糖鉗夾技術(shù)如何建立
發(fā)布時(shí)間：2016-06-14 09:05所屬分類：藥學(xué)論文瀏覽：1次加入收藏
【摘要】建立能精確測定胰島素敏感性的高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù). 方法： 應(yīng)用高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)對(duì)10名正常體質(zhì)量、正常糖耐量的健康志愿者進(jìn)行方法學(xué)研究. 結(jié)果： 鉗夾試驗(yàn)開始后，血漿胰島素濃度迅速上升并維持在100 mU/L左右，空腹血糖維
【摘要】建立能精確測定胰島素敏感性的高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù). 方法： 應(yīng)用高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)對(duì)10名正常體質(zhì)量、正常糖耐量的健康志愿者進(jìn)行方法學(xué)研究. 結(jié)果： 鉗夾試驗(yàn)開始后，血漿胰島素濃度迅速上升并維持在100 mU/L左右，空腹血糖維持在正常水平(5.0 mmol/ L)，試驗(yàn)過程中內(nèi)源性胰島素和肝糖源輸出得到完全抑制，血液升糖激素濃度 (包括皮質(zhì)醇和生長激素) 與基礎(chǔ)值相比無明顯上升. 鉗夾穩(wěn)態(tài)期，葡萄糖輸注率為 (11.56±1.74) mg/(kg·min). 結(jié)論： 高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)已成功建立. 在高胰島素正常葡萄糖穩(wěn)態(tài)條件下，葡萄糖輸注率等于機(jī)體的葡萄糖利用率，葡萄糖輸注率可以作為評(píng)價(jià)組織對(duì)外源性胰島素敏感性的指標(biāo).
【關(guān)鍵詞】 胰島素 葡萄糖鉗制技術(shù) 胰島素抗藥性 胰島素敏感性
引言
高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù) (hyperinsulinemiceuglycemic clamp) 是目前世界上公認(rèn)評(píng)價(jià)機(jī)體胰島素敏感性的金標(biāo)準(zhǔn)，已在基礎(chǔ)及臨床醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并且已擴(kuò)展應(yīng)用于許多病理狀態(tài)、藥物或非藥物防治措施的機(jī)制研究中. 建立和開展高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)對(duì)于糖尿病基礎(chǔ)和臨床研究具有重要意義，但由于此方法操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴且費(fèi)時(shí)，國內(nèi)僅有數(shù)家醫(yī)院開展此技術(shù). 我院內(nèi)分泌科自2006年引進(jìn)葡萄糖鉗夾系統(tǒng)以來，根據(jù)DeFronzo等[1]所建立經(jīng)典鉗夾技術(shù)的原理并結(jié)合國內(nèi)外近年來的研究進(jìn)展，成功建立了高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù).
1對(duì)象和方法
1.1對(duì)象10 (男5，女5)名正常健康志愿者，年齡27.0 ± 4.4 (23~37)歲，體質(zhì)量指數(shù)20.3 ± 1.2 (19.2~23.2) kg/m2，無糖尿病、高血壓病家族史，血脂譜正常，肝、腎功能及血尿酸濃度均在正常范圍，未服用任何可能影響胰島素敏感性的藥物，口服75 g葡萄糖耐量試驗(yàn)均為正常糖耐量者 (按2003年ADA標(biāo)準(zhǔn)). 試驗(yàn)前3 d受試者每日碳水化合物飲食不少于200 g，體質(zhì)量保持穩(wěn)定. 試驗(yàn)前向受試者解釋試驗(yàn)的性質(zhì)、目的及可能發(fā)生的不良反應(yīng)，所有受試者均自愿參加試驗(yàn)并簽署知情同意書.
1.2方法受試者檢查前空腹12 h，早8:00到達(dá)檢查室，測量身高、體質(zhì)量，排空小便后清醒靜臥于檢查床30 min后開始試驗(yàn). 先分別于受試者雙側(cè)前臂行靜脈穿刺，利用三通管組成2條靜脈通道. 一側(cè)用于輸注胰島素及200 mL/L葡萄糖液 (連接于Injectomat CIS和INCAST容積泵，德國Fresenius公司);另一側(cè)用于試驗(yàn)中采血 (將此側(cè)前臂置于60℃恒溫儀中，以保證靜脈血?jiǎng)用}化[2])，不采血時(shí)緩慢靜滴生理鹽水，采血前臨時(shí)關(guān)閉輸液器.
鉗夾開始10 min內(nèi)以4 mU/(kg·min)速率輸注人胰島素溶液 (諾和靈R，40000 U/L，丹麥Novo Nordisk公司) 使血液胰島素濃度迅速升高，隨后110 min內(nèi)以2 mU/(kg·min)速率持續(xù)輸注. 在此期間每5 min測一次靜脈血糖值 (BIOSEN5030血糖分析儀，葡萄糖氧化酶電極法，德國)，根據(jù)血糖值調(diào)整200 mL/L葡萄糖液輸注率，使受試者血糖值維持在5.0 mmol/L左右. 每10 min采靜脈血測定血清胰島素濃度，每30 min測定血清C肽、皮質(zhì)醇和生長激素濃度 (化學(xué)發(fā)光法，藥盒購自天津德普診斷產(chǎn)品有限公司). 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)收集試驗(yàn)期間尿標(biāo)本，測定尿糖值 (測定方法同血糖測定). 所有血標(biāo)本均經(jīng)離心分離血清，-80℃冰箱保存至同批測定.
統(tǒng)計(jì)學(xué)處理： 試驗(yàn)結(jié)束后計(jì)算各受試者試驗(yàn)中血糖值均數(shù)(x)、標(biāo)準(zhǔn)差(s)及變異系數(shù)(CV)，計(jì)算試驗(yàn)中每10 min的平均葡萄糖輸注率(glucose infusion rate, GIR)、機(jī)體總葡萄糖利用率 (鉗夾開始 20~120 min內(nèi)平均GIR) 和最大葡萄糖利用率 (鉗夾穩(wěn)態(tài)期最后30 min平均GIR). 全部數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0軟件處理，計(jì)量資料以x±s表示，不同性別之間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn).
2結(jié)果
全部受試者均成功完成鉗夾試驗(yàn)，檢查結(jié)束后均未發(fā)生低血糖反應(yīng)及其他異常反應(yīng)，靜脈穿刺部位未發(fā)生感染及靜脈血栓形成. 結(jié)果顯示高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)成功建立.
2.1外源性胰島素葡萄糖代謝穩(wěn)態(tài)形成基礎(chǔ)血漿葡萄糖濃度為 (4.26±0.39) mmol/L，在高胰島素正常葡萄糖鉗夾過程中，血糖穩(wěn)定在 (4.99±0.15)mmol/L，穩(wěn)態(tài)期血糖CV為 (3.09±1.29)%. 基礎(chǔ)血清胰島素濃度為 (3.81±2.20) mU/L，鉗夾試驗(yàn)開始后血清胰島素濃度迅速升高，于10 min時(shí)達(dá)到高峰 (133.70±21.91)mU/L，隨后維持在 (91.57±13.86)mU/L 至試驗(yàn)結(jié)束. 基礎(chǔ)血清C肽濃度為(1.92±0.34)μg/L，整個(gè)鉗夾過程中C肽濃度為 (1.32±0.35)μg/L，各個(gè)時(shí)點(diǎn)的C肽濃度與基礎(chǔ)狀態(tài)相比呈逐漸下降趨勢 (圖1). 鉗夾穩(wěn)態(tài)期與基礎(chǔ)狀態(tài)相比較，升糖激素如血皮質(zhì)醇、生長激素的濃度無明顯上升，且均呈逐漸下降的趨勢 (圖2).
2. 2高胰島素正常葡萄糖鉗夾過程中的血糖及葡萄糖輸注率變化鉗夾試驗(yàn)過程中受試者血糖濃度穩(wěn)定在 (4.99±0.15)mmol/L，試驗(yàn)開始40 min內(nèi)GIR上升較快，達(dá)到 (9.45±3.17)mg/(kg·min)，此后上升趨于平緩，在90~120 min時(shí)均保持在穩(wěn)態(tài) (圖3). 鉗夾開始20~120 min內(nèi)GIR為 (10.75±2.38)mg/(kg·min)，穩(wěn)態(tài)期GIR為 (11.56±1.74)mg/(kg·min)，不同性別之間GIR [男 (10.53±1.57)mg/(kg·min)，女 (12.25±1.59)mg/(kg·min)] 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.12).
3討論
1966年Andres依據(jù)糖代謝特點(diǎn)設(shè)計(jì)了高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)，1979年DeFronzo等[1]對(duì)該技術(shù)作了詳細(xì)研究并應(yīng)用于人體，從此推動(dòng)了葡萄糖鉗夾技術(shù)在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用，成為目前公認(rèn)評(píng)價(jià)機(jī)體胰島素敏感性的“金標(biāo)準(zhǔn)”. 本研究按照DeFronzo等[1]的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)果顯示形成穩(wěn)定高胰島素狀態(tài)，達(dá)到完全抑制肝臟內(nèi)源性葡萄糖輸出的目的;血糖鉗夾在正常水平，變異系數(shù)小于5%;試驗(yàn)中內(nèi)源性胰島素分泌被抑制，升糖激素?zé)o明顯釋放，符合高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)成功建立的標(biāo)準(zhǔn)[1]. 正常人體內(nèi)胰島素濃度高于生理水平時(shí)肝糖輸出可以被完全抑制，故鉗夾試驗(yàn)中當(dāng)達(dá)到高胰島素穩(wěn)態(tài)時(shí)外源性葡萄糖輸注率 (GIR) 等于外周組織的葡萄糖利用率 (M值)，此時(shí)GIR可作為評(píng)價(jià)機(jī)體胰島素敏感性的指標(biāo)[1]. 賈偉平等[3]建立擴(kuò)展高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)時(shí)穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度為(63.00±4.86) mU/L時(shí)肝糖產(chǎn)生為0，故計(jì)算M值時(shí)可忽略肝糖的產(chǎn)生. 當(dāng)對(duì)存在胰島素抵抗的患者進(jìn)行正常葡萄糖鉗夾試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)典試驗(yàn)中采用的胰島素輸注率所達(dá)到的穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度并不能完全抑制肝糖輸出[4].
研究表明，無論是糖尿病患者還是其他胰島素抵抗嚴(yán)重的患者，當(dāng)采用較快的胰島素輸注率使穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度達(dá)到200 mU/L以上時(shí)，肝糖輸出幾乎被完全抑制，可以避免肝糖輸出影響試驗(yàn)結(jié)果[5- 6]. 本組10名受試者鉗夾試驗(yàn)時(shí)均采用2 mU/(kg·min)的胰島素輸注率，穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度與DeFronzo經(jīng)典試驗(yàn)結(jié)果類似[1]. 不同實(shí)驗(yàn)室采用相同胰島素輸注率時(shí)穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度相差較大，可能與試驗(yàn)具體操作、胰島素測定方法及受試者空腹胰島素濃度不同等因素有關(guān). 鉗夾穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度不同，GIR值也不同，一般穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度越高，GIR值越大[1, 3, 7-10]. 當(dāng)對(duì)存在胰島素抵抗的患者進(jìn)行正常葡萄糖鉗夾試驗(yàn)時(shí)，穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度較高，評(píng)價(jià)胰島素敏感性時(shí)可采用穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度加以較正[11].
綜上所述，高胰島素正常葡萄糖鉗夾試驗(yàn)中達(dá)到胰島素葡萄糖代謝穩(wěn)態(tài)后的外源性葡萄糖輸注率等于外周組織的葡萄糖利用率，葡萄糖輸注率 (GIR) 可作為評(píng)價(jià)機(jī)體胰島素敏感性的指標(biāo). 近年來鉗夾試驗(yàn)中微量精確輸液泵和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用大大簡化了試驗(yàn)操作難度并提高了成功率，高胰島素正常葡萄糖鉗夾技術(shù)將在糖尿病的預(yù)測、糖尿病發(fā)病機(jī)制研究等方面發(fā)揮重要作用.
【參考文獻(xiàn)】
[1] DeFronzo RA, Tobin JD, Andres R. Glucose clamp technique: A method for quantifying insulin secretion and resistance [J]. Am J Physiol, 1979, 237 (3): E214-E223.
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[3] 賈偉平，陳蕾，項(xiàng)坤三，等. 擴(kuò)展高胰島素正葡萄糖鉗夾技術(shù)的建立 [J]. 中華內(nèi)分泌代謝雜志, 2001, 17 (5): 268-271.
閱讀期刊：《中醫(yī)藥學(xué)報(bào)》
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