不同糖耐量水平人群胰岛素抵抗与RAAS及MCP-1的相关性研究

莫翠瑶1，章 毅，杨 静，尹建红，刘云峰

2型糖尿病(T2DM)这个“隐形杀手”正逐渐成为我国最大的公共卫生问题之一，由其所引发的一系列健康问题正困扰着众多人群，并给国家及个人带来巨大的经济压力。T2DM的病理核心为胰岛β细胞分泌胰岛素不足，无法应对过剩的血糖，从而导致血糖负荷及胰岛素抵抗，近年来研究发现，胰岛素抵抗与肾素-血管紧张素-醛固酮(ALD)系统(RAAS)、单核细胞趋化因子-1(MCP-1)之间可能存在关联。本研究通过检测肾素、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、醛固酮(ALD)及MCP-1的含量，分析各指标与胰岛素抵抗之间的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2016年10月—2017年8月在山西医科大学第一医院住院就诊及门诊体检者128例，根据世界卫生组织(WHO)1999年T2DM 诊断标准分组，正常糖耐量(NGT)组：空腹血糖(FPG)<6.1 mmol/L，及餐后2 h血糖(2 hPG)<7.0 mmol/L；糖调节受损(IGR)组：6.1 mmol/L≤FPG<7.0 mmol/L和/或7.8 mmol/L≤2 hPG<11.1 mmol/L；2型糖尿病(T2DM)组：FPG≥7.0 mmol/L和/或2 hPG≥11.1 mmol/L。本研究中2型糖尿病为初发糖尿病病人，未进行饮食控制和任何药物干预，NGT组为经口服葡萄糖耐量试验证实为正常糖耐量。排除标准：糖尿病急慢性并发症；心、肝、肾疾病；近期使用过血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)类药物等相关药物；原发性醛固酮增多症、肾素瘤等及其他内分泌疾病病人。

1.2 研究方法 所有受试者均签署知情同意书，禁食10 h，于06：00时抽取卧位 90 min以上 5 mL静脉血，送内分泌实验室测定血清肾素、AngⅡ、醛固酮水平，以评估RAAS活性，再次抽取5 mL静脉血，低温离心提取血清后放置在-50 ℃低温冰箱中保存，采用酶联免疫分析法测定血清MCP-1(试剂盒由上海西塘公司提供)水平，严格按照说明书操作。

1.3 胰岛功能判定 胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)=空腹胰岛素(FINS)×FPG/22．5，作为评价胰岛素抵抗的指标，HOMA-IR>2．69时即为存在胰岛素抵抗。胰岛β细胞功能指数(HOMA-β)=20×空腹胰岛素/(FPG-3.5)。血浆醛固酮/肾素活性(ARR)=醛固酮(pg/mL)/肾素[ng/(mL·h)] 。

2 结 果

2.1 各组临床资料及实验室指标比较 3组间年龄、血压、电解质、血脂等指标比较差异均无统计学意义(P>0.05 )。HOMA-IR、糖化血红蛋白(HbA1c)、FPG、2 hPG 、AngⅡ水平在NGT组、IGR组、T2DM组依次升高，其组间两两相比差异有统计学意义(P<0.05)。T2DM组、IGR组MCP-1、HOMA-β与NGT组比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，而T2DM组FIns水平与IGR组、NGT组比较差异均有统计学意义(P<0.05)；肾素、醛固酮、ARR 3组间比较差异无统计学意义。详见表1、见表2。

表1 3组临床资料与生化指标比较

注：BMI为体质指数；SBP为收缩压；DBP为舒张压；TC为总胆固醇；TG为三酰甘油；LDL-C为低密度脂蛋白胆固醇；HDL-C为高密度脂蛋白胆固醇。1 mmHg=0.133 kPa。与NGT组比较，1)P<0.05；与IGR 组比较，2)P<0.05

组别例数肾素(ng/mL)AngⅡ(pg/mL)醛固酮(pg/mL) ARR MCP-1 (pg/mL) NGT组431.88±1.40 44.03±11.56145.08±26.8018.95±24.20 111.58±28.96 IGR组411.99±1.4350.76±6.161)144.15±21.7916.08±18.33 137.13±36.141)T2DM组441.84±1.9054.75±10.491)2) 144.95±28.4220.22±39.06146.58±35.741)

与NGT组比较，1)P<0.05；IGR 组比较，2)P<0.05

2.2 HOMA-IR影响因素的Pearson相关分析 HOMA-IR与MCP-1(r=0.266，P=0.002)、AngⅡ(r=0.27，P=0.002)呈正相关，与肾素、醛固酮之间无关联性。

2.3 AngⅡ、MCP-1影响因素的Pearson相关分析 AngⅡ与HOMA-IR、FPG 、2 hPG 、HbA1c(r值分别为0.27，0.282，0.422，0.306，P<0.05)呈正相关，与HOMA-β(r=-0.306，P=0.000)呈负相关。MCP-1与HOMA-IR、FPG 、2 hPG 、HbA1c(r值分别为0.266，0.283，0.371，0.329，P<0.05)呈正相关，与HOMA-β(r=-0.327，P=0.000)呈负相关。并且MCP-1与AngⅡ之间也有相关性，两者呈正相关(r=0.485，P=0.000)。

3 讨 论

研究表明肾素抑制剂阿利吉仑(DRI)一方面与Ren2大鼠骨骼肌组织AngⅡ，AT1R、盐皮质激素受体(MR)表达的减少有关，从而可改善Ren2大鼠的氧化应激、纤维化和线粒体异常，最终效应是改善全身胰岛素敏感性；另一方面又可改善胰腺β细胞NADPH氧化酶活性，改善IRS-1、IRS-2和Akt的磷酸化，减少异常的β细胞胰岛素含量，从而改善全身胰岛素抵抗，两种机制表明过度活跃的RAAS不仅通过对胰岛素的产生、分泌和胰岛素代谢信号的传导产生干扰，而且还通过肾素抑制剂降低组织氧化应激来改善全身胰岛素敏感性和葡萄糖代谢[1]。Ren 2小鼠骨骼肌中IRS-1、Tyr941IRS磷酸化、Thr308Akt磷酸化/活化和GLUT-4表达的减少，在用肾素抑制剂体内治疗后这种异常可得到纠正，这些在体内使用阿利吉仑的实验表明，阿利吉仑对胰岛素抵抗和糖尿病并发症具有有益作用[1-2]。肾素、肾素受体-依赖性系统依赖细胞内信号转导，Wnt受体复合物或V-ATPase途径也可能参与胰岛素抵抗的病理生理过程。尽管国外有研究表明肾素对改善胰岛素抵抗具有有益作用，但仍有临床研究表明肾素与胰岛素抵抗之间并无关联。黄祺等[3]发现在初诊T2DM人群中肾素与胰岛素抵抗无相关性。本研究也显示3组人群肾素比较差异无统计学意义，且与胰岛素抵抗之间也无关联性。

醛固酮诱导胰岛素抵抗可能包括以下几方面：在肥胖和胰岛素抵抗的啮齿动物模型中[4]，醛固酮水平的升高促进炎症，诱导氧化应激，并对胰腺β细胞的结构和功能完整性产生负面影响，这导致胰岛素释放和作用减少[5]。有研究显示醛固酮诱导的活性氧(ROS)产生激活了西罗莫可(雷帕霉素)复合物和IκB激酶β途径，这促进了胰岛素受体底物蛋白的降解，降低一氧化氮(NO)生物利用度和Akt磷酸化，从而影响胰岛素的信号传导，这种对胰岛素信号传导的抑制被糖皮质激素受体拮抗剂恢复，为醛固酮诱导胰岛素信号传导提供了另一种可能的机制。在本研究中，3组人群在醛固酮水平比较差异无统计学意义。相关文献也报道不同糖耐量水平病人的醛固酮值差异无统计学意义[6]。也有文献发现醛固酮水平与空腹血糖的变化无关[3]，与本试验结果相符。本研究中肾素、醛固酮与胰岛素抵抗之间均无明显相关性，对于醛固酮、肾素对胰岛素抵抗的影响，目前仍有不同的见解，一方面由于样本量少，可能存在误差；且对试验对象需进行横断面研究，故仍需要更全面的临床试验支持。

AngⅡ是RAAS中活性最强的物质，其诱导胰岛素抵抗的机制有：AngⅡ通过蛋白激酶C(PKC)诱导线粒体功能障碍，促进线粒体中ROS的产生，ROS的释放激活Ren2小鼠胰岛组织中p47phox，并通过PKC的磷酸化作用诱导GLUT-4易位的失活，并随后转运到膜上激活NoxA1和Rac亚基，胰岛Ang Ⅱ免疫染色的增加伴随着IRS-1、IRS-2和Akt的免疫染色的减少。由AngⅡ激活的另一个重要的ROS依赖性转录因子是核转录因子-κB(NF-κB)，NF-κB通过IκB-激酶复合物诱导IκB的磷酸化，使得NF-κB易位到细胞核，引起GLUT-4易位的失活，最终影响组织细胞摄取葡萄糖。AngⅡ也是一个强有力的促炎介质。如前所述，AngⅡ可增加ROS的生成，其诱导的NF-κB活化不仅抑制胰岛素信号，还促进各种炎性细胞因子、黏附分子和生长因子生成引起靶器官的损伤，加重胰腺纤维化[7]。阻断RAAS不仅可以改善骨骼肌和胰腺血流量，还可以降低ROS和RNS的生成，从而防止或减少胰腺纤维化、炎症、胰岛β细胞的凋亡[8]。

ACEI及ARB在多数情况下用于高血压的治疗，在许多情况下具有改善葡萄糖调节和胰岛素敏感性的额外作用，用ACEI或ARB抑制RAS可改善T2DM小鼠和病人的葡萄糖耐受不良。如厄贝沙坦可通过恢复WAT中IRS-1和GLUT4 mRNA的表达，抑制应激诱导的脂肪组织生成，并使游离脂肪酸释放减少，改善胰岛素耐受性[9]。国外研究证实，ARB抑制脂肪细胞中的MCP-1和NF-κB的活化来改善胰岛素抵抗[10]。国内实验表明，AngⅡ水平的升高在除外血压、药物等因素的影响下，可作为预测T2DM病人胰岛β细胞功能受损及胰岛素抵抗的指标[11]。本研究发现3组人群AngⅡ水平两两比较差异有统计学意义，且AngⅡ与HOMA-IR呈正相关，表明在糖代谢异常初期及糖尿病前期AngⅡ参与胰岛素抵抗的发生。所以，抑制AngⅡ在一定程度上能改善胰岛素抵抗，延缓糖尿病的进展。

MCP-1是CC趋化因子家族的成员，在肥胖动物和人类的脂肪组织上调的炎症分子中，MCP-1通过趋化性促进炎性细胞的迁移[12]。国外研究人员发现，由MCP-1激活细胞外信号调节激酶(ERK)可引发各种下游信号转导事件，从而影响胰岛素的信号传导，这一过程涉及异三聚体G蛋白亚基、PKC、磷酸肌醇-3-激酶和Ras的激活，并且有针对性地破坏MCP-1本身从而改善胰岛素抵抗和肝脂肪变性，MCP-1还分别钝化肌管细胞和骨骼肌中的胰岛素信号传导和胰岛素刺激的葡萄糖摄取，这两种途径的交替可能导致胰岛素抵抗[13]。本研究发现T2DM组、IGR组MCP-1、HOMA-β与NGT组比较，差异均有统计学意义，随着血糖水平的不断升高，血清MCP-1、HOMA-IR逐渐增高，HOMA-β逐渐减低，表明随着血糖水平的升高，胰岛素抵抗水平增强，胰岛β细胞受损越严重，并且MCP-1与HOMA-IR呈正相关，表明MCP-1也是影响胰岛素抵抗的因素之一。国内学者也发现糖尿病组人群的MCP-1较正常组人群高，且经过多元逐步回归分析表明MCP-1与HOMA-IR独立相关，可见其参与了胰岛素抵抗的发展进程[14]。用MCP-1预处理的小鼠会使胰岛素刺激的葡萄糖摄取减弱，通过使用MEK抑制剂治疗可以部分恢复胰岛素的葡萄糖摄取，这表明aP2-MCP-1小鼠的胰岛素抵抗可能与循环血中的MCP-1影响有关[15]。AngⅡ主要通过经由AT1受体的NADPH氧化酶的激活来增加ROS的形成，并随后激活NF-κB、AP-1等转录因子，AngⅡ刺激NF-κBp65亚基的核易位，进而导致NF-κBp50/p65异二聚体与MCP-1增强子区域中的两个NF-κB结合位点相结合，诱导大鼠体内MCP-1基因的表达[16]。本实验提示AngⅡ与MCP-1呈正相关，表明在血糖升高的情况下，胰岛素抵抗可能由AngⅡ通过促进MCP-1的表达而加重的。

已知AngⅡ通过促进MCP-1的分泌诱导胰岛素抵抗，故在治疗上运用ACEI、ARB及趋化因子受体拮抗剂可相应地改善胰岛素抵抗，减缓糖尿病的进展。本研究通过对RAAS及MCP-1参与糖尿病胰岛素抵抗发病机制的探讨，为减轻胰岛素抵抗提供相应的理论依据，为临床上糖尿病治疗提供了新的方向。