非胰岛素依赖型糖尿病多发家系患者胰岛素分泌率和清除率及敏感性的研究
作者：冉建民 程桦 李芳萍 邵豪 杨桂芳 魏菁 陈敏矜 黄秀琼
单位：(510120 广州，中山医科大学孙逸仙纪念医院内分泌科)
关键词：糖尿病，非胰岛素依赖型；胰岛素
中华医学杂志000111 摘 要：目的 观察非胰岛素依赖型糖尿病多发家系(MDP)中患者胰岛素分泌率(ISR)、代谢清除率(MCR-I)、敏感性的特点及与肥胖的相关关系。方法 15名对照者及 6个MDP中11例非胰岛素依赖型糖尿病患者均行多次取样的静脉糖耐量试验(FSIVGTT)，所有标本测定葡萄糖、胰岛素(INS)、C肽(C-P), 根据自编计算机程序，计算各时点ISR， MCR-I；用关于葡萄糖(G)的最小模型技术计算胰岛素敏感指数(SI)。结果 对照组ISR曲线呈双相，非胰岛素依赖型糖尿病组呈延迟分泌；非胰岛素依赖型糖尿病组0～16 min C-P曲线下面积(AUCC)为7.9 nmol*min-1*L-1±2.8 nmol*min-1*L-1、 INS分泌量为6.1 nmol±2.2 nmol, 均低于对照组(分别为17.7 nmol*min-1*L-1±4.9 nmol*min-1*L-1和12.3 nmol±3.9 nmol)(P<0.01)，而16～180 min高于对照组(分别为155 nmol*min-1*L-1±44 nmol*min-1*L-1和110 nmol*min-1*L-1±30 nmol*min-1*L-1、76 nmol±26 nmol和54 nmol±20 nmol)(P<0.05), 3 h胰岛素分泌总量与对照组差异无显著意义(分别为82 nmol±28 nmol及68 nmol±21 nmol, P=0.2)。对照组AUCS与腰臀围比(WHR)及体表面积(BSA)明显正相关, MCR-I、SI与两者明显负相关，MCR-I与SI亦显著负相关(均P<0.01)；非胰岛素依赖型糖尿病组AUCS与体重指数(BMI)显著正相关(P<0.01)，MCR-I与AUCC显著负相关(P<0.01)。结论 MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者有明显的第一时相INS分泌功能缺陷及INS抵抗；MCR-I减低可能是高INS血症及胰岛素抵抗的一个重要因素；糖耐量正常的腹型肥胖者有明显的高INS分泌状态、MCR-I减低及INS敏感性下降。
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Primary study on characteristics of insulin secretion rate, metabolic clearance rate and sensitivity in non-insulin-dependent diabetic subjects from multiplex diabetic pedigrees.
RAN Jianmin, CHENG Hua, LI Fangping, et al.
(Endocrinology Department, Memorial Hospital, Sun Yat-Sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510120, China)
Abstract：Objective To investigate the characteristics of insulin secretion rate (ISR), metabolic clearance rate (MCR-I) and sensitivity and to explore their relationship with obesity in non-insulin-dependent diabetic subjects from multiplex diabetic pedigrees (MDP). Methods Fifteen subjects with normal glucose tolerance and 11 non-insulin-dependent diabetic patients from MDP were included in the study. Frequently sampled intravenous glucose tolerance test (FSIVGTT) was performed. Glucose, insulin (INS) and connecting-peptide (C-P) concentrations were measured. A computer procedure devised by our laboratory was used to calculate the value of ISR at each time point, then MCR-I was acquired. Insulin sensitivity index (SI) was calculated according to minimal model technique about glucose in FSIVGTT. Results The ISR curve in control group was biphasic, while in non-insulin-dependent diabetic group, a delayed secretory peak was seen. In non-insulin-dependent diabetic group, areas under the curves of C-P (AUCC) and ISR level (AUCS) measured during 0～16 min were 7.9 nmol*min-1*L-1±2.8 nmol*min-1*L-1、 and 6.1 nmol±2.2 nmol, respectively, which were significantly lower than those in control group 17.7 nmol*min-1*L-1±4.92 nmol*min-1*L-1 and 12.3 nmol±3.9 nmol(P<0.01). The two parameters were slightly higher than those in control group 155 nmol*min-1*L-1±44 nmol*min-1*L-1 vs 101 nmol*min-1*L-1±30 nmol*min-1*L-1 and 76 nmol±26 nmol vs 54 nmol±20.0 nmol(P<0.05)measured during 16～180 min. There was no significant difference, between the two groups about the amount of insulin secretion during 3 hours (82 nmol±28nmol vs 68 nmol±21 nmol, P=0.2). In control group, there were significant positive correlation, between AUCS, waist-hip ratio (WHR), and body surface area, (BSA) and significant negative correlation between MCR-I, SI and WHR, BSA (P<0.01), and also between MCR-I and SI. In non-insulin-dependent diabetic group, AUCS were significantly correlated with body mass index (BMI) (P<0.01), and MCR-I had significant negative correlation with AUCC (P<0.01). Conclusions There are obvious impaired first phase insulin secretion after glucose challenge in non-insulin-dependent diabetic subjects from MDP. Decrease in endogenous MCR-I might be an important factor to hyperinsulinemia and insulin resistance. Increased insulin secretion, decreased MCR-I and insulin sensitivity can be observed in abdominal obese subjects of control group.
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Key words：Diabetes mellitus, non-insulin-dependent； Insulin▲
非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)是一种异质性疾病，胰岛素(INS)抵抗(IR)和B细胞分泌功能障碍是其主要表型特征。近年来还认为，非胰岛素依赖型糖尿病早期及其易患者的高INS血症状态可能同内源性胰岛素代谢清除率(MCR-I)的减低有关[1]。 非胰岛素依赖型糖尿病多发家系(MDP)是指家系中有3个或3个以上确诊为非胰岛素依赖型糖尿病的家系，具有表型效应集中的特点[2]。基于C肽(C-P)动力学的二室模型计算胰岛素分泌率(ISR)，能够在血糖非稳态条件下精确地评价B细胞的分泌功能[3, 4], 并可进一步计算内源性MCR-I。本研究已建立了多次取样的静脉糖耐量试验(FSIVGTT)中基于二室模型计算ISR、MCR-I的计算机模型，在此基础上，对MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者ISR、MCR-I及胰岛素敏感性的特点进行了初步观察。
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对象与方法
一、对象
1.对照组：15例，男9例，女6例，均无糖尿病家族史，无高血压及心、肝、肾疾患。
2.非胰岛素依赖型糖尿病组：11例，男8例，女3例，来自6个MDP，诊断标准按1985年WHO标准。4例为进入本研究时确诊，余7例病史1～11个月，未发现糖尿病合并症及其他疾病。
二、方法
1.所有受试者记录年龄(AGE)、性别(SEX)、体重指数(BMI)、体表面积(BSA)、腰臀围比(WHR)、血压(BP)等指标。
2.所有受试者按WHO推荐方法行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。
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3.FSIVGTT：(1)于OGTT后1 d进行；(2)用一枚蝶形留置针(20GA，美国Becton-Dickson公司生产；插入一侧肘正中静脉，生理盐水慢滴维持管道通畅，分别在时间为-15、-5、-1 min时取2.0 ml血样；(3)在另一手臂，于时间在0 min时，葡萄糖按0.3 g/kg，用50%葡萄糖于2 min内快速静脉注射，从注射葡萄糖开始计时，分别在时间为2、4、6、8、10、12、14、16、19、22、25、30、40、50、60、80、100、140、180 min共19点，从留置针各取血样2 ml。
4.血清标本测定方法：(1)葡萄糖浓度测定：己糖激酶法。试剂购自美国FECO-DIAGNOSTICS公司，用日本7170-A型全自动生化分析仪测定。批内变异<2%，批间变异<3%；(2)INS浓度测定：放射免疫分析(RIA)法；药盒为美国德普公司(DPC)Insulin Coat-A-Count 放免试剂盒，批内变异<4%，批间变异<7%；(3)C-P浓度测定：RIA法。药盒为中国原子能科学研究院C-P放免分析试剂盒，批内变异<3.5%，批间变异<5.5%。
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三、计算方法
1.ISR：采用最小二乘法的3次样条函数平滑、拟合各点实测C-P浓度数据，用自编计算机程序，计算各点即时ISR值，即S(t)[3, 4]。全部运算在IBM-486计算机上完成。
2.MCR-I：根据Shapiro等[5]的方法，用S(t)曲线下面积(AUCS)与INS曲线下面积之比表示，并以BSA作为校正。
3.INS敏感性指数(SI)、葡萄糖效应(SG)的计算采用Bergman 等[6]关于FSIVGTT中关于葡萄糖的最小模型技术(MMT)。
4.G曲线下面积(AUCG) 、INS曲线下面积(AUCI) 、C-P曲线下面积(AUCC)及S(t)曲线下面积(AUCS)等的计算采用不规则梯形法。
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四、统计学处理
正态分布计量资料数据以
±s表示，非正态分布资料用中位数表示集中趋势。根据数据分布采用t检验；秩和检验；构成比的比较采用χ2检验；参数、指标间的相关分析采用简单相关。
结果
1.两组的年龄、性别构成、BMI、BSA、WHR、血清谷丙转氨酶(ALT)及肌酐(Cr)浓度差异均无显著意义(P>0.05)。两组ALT、Cr浓度水平均在正常范围内(表1)。
表1 对照组与非胰岛素依赖型糖尿病组一般观察指标比较(±s) 组别
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例数
性别(男/女)
年龄(岁)
BMI(kg/m2)
BSA(m2)
WHR
ALT(U/L)
Cr(μmol/L)
对照组
15
9/6
42±8
, 百拇医药
24±3
18.5±0.46
0.86±0.08
21±8
78±18
非胰岛素依赖型糖尿病组
11
8/3
48±9
26±4
1.95±0.20
0.89±0.05
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30±18
83±17
注：BMI：体重指数；BSA：体表面积；WHR：腰臀围比；ALT：谷丙转氨酶；Cr：肌酐；两组比较，P>0.05
2.FSIVGTT中葡萄糖(G)、INS、C-P、S(t)曲线：(1)G曲线：非胰岛素依赖型糖尿病组基础状态及试验中所有时间点血糖值均明显高于对照组(P=0.000)；(2)INS及C-P曲线：两组空腹INS及C-P浓度差异无显著意义(P>0.05)。 对照组于注射G后INS及C-P浓度均迅速上升，于4 min(INS曲线4～6 min，中位数4 min；C-P曲线4～8 min, 中位数4 min)时达到最高峰(INS浓度为120 mU/L±35 mU/L, C-P浓度为1 633 pmol/L±582 pmol/L)，然后呈逐渐下降趋势。非胰岛素依赖型糖尿病组注射G后4 min两条曲线均有一细小的峰出现(INS浓度为21 mU/L±10 mU/L，C-P浓度为634 pmol/L±264 pmol/L), 于60～80 min(INS曲线30～80 min, 中位数60 min；C-P曲线30～100 min, 中位数80 min)时达到最高峰值(INS浓度为39 mU/L±12 mU/L, C-P浓度为1 124 pmol/L±354 pmol/L)，然后逐渐下降；(3)S(t)曲线：对照组和非胰岛素依赖型糖尿病组基础状态ISR分别为136 pmol/min±47 pmol/min及156 pmol/min±64 pmol/min, 差异无显著意义(P=0.273)。
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对照组注射葡萄糖后ISR迅速上升，于2 min(2～4 min, 中位数2 min, 较INS及C-P曲线明显提前，P=0.000)时达到最高峰值(S=1 633 pmol/min±321 pmol/min)，之后迅速下降，至6 min时已降至575 pmol/min±145 pmol/min，22 min(19～30 min，中位数22 min)时出现第2个较大的分泌峰，逐渐下降至60 min时接近基础值(S=373 pmol/min±148 pmol/min)。
非胰岛素依赖型糖尿病组于注射葡萄糖后ISR曲线于2 min处有一小峰值(S=406 pmol/min±201 pmol/min)出现，曲线缓慢上升，25 min(19～50 min, 中位数25 min)时达到最高峰值(S=598 pmol/min±392 pmol/min), 维持此分泌峰至80 min后缓慢下降。
3.有关INS、C-P分泌、作用及代谢的参数：非胰岛素依赖型糖尿病组AUCC及AUCI高于对照组(P=0.021及0.016)；3 h INS分泌总量(AUCS)在两组间差异无显著意义(P=0.2)；非胰岛素依赖型糖尿病组MCR-I明显低于对照组(P=0.008)，SI、SG值均较对照组明显降低(P=0.000，表2)。
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表2 对照组与非胰岛素糖尿病组FSIVGTT中动力学参数比较(±s) 组别
例数
AUCG
(mmol.min-1.L-1)
AUCI
(nmol.min-1.L-1)
AUCC
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(nmol.min-1.L-1)
AUCS
(nmol)
MCR-I
(ml.min-1.m-2)
SI
(10-4min.ml-1.mU-1)
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SG
(10-2/min)
对照组
15
868±172
26±13
120±40
68±21
1 592±542
7.2±1.5
2.50±0.65
糖尿病组
, 百拇医药
11
1 541±285
38±10
165±48
82±28
1 124±260
2.1±1.1
0.77±0.20
P值
0.000
0.021
0.016
, 百拇医药 0.200
0.008
0.000
0.000
注：AUCG：糖曲线下面积；AUCI：INS曲线下面积；AUCC：C-P曲线下面积；AUCS：S(t)曲线下面积；MCR-I：代谢清除率；SI：胰岛素敏感指数；SG：葡萄糖效应
4. INS分泌第1时相及第2时相参数(表3)：根据文献资料[3, 4]，将0～16 min定为INS分泌第一时相，16～180 min定为第2时相。非胰岛素依赖型糖尿病组0～16 min INS曲线下面积(AUCI16)、C-P曲线下面积(AUCC16)、INS分泌总量(AUCS16)明显低于对照组(P=0.00)；而16～180 min的INS曲线下面积(AUCI180)、C-P曲线下面积(AUCC180)、INS分泌总量(AUCS180)稍高于对照组(P<0.05)。
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表3 对照组与非胰岛素依赖型糖尿病组FSIVGTT中胰岛素分泌第1及第2时相动力学参数比较(±s) 组别
例数
AUCG16
(mmol.min-1.
L-1)
AUCG180
(mmol.min-1.
, 百拇医药
L-1
AUCI16
(nmol.min-1.
L-1)
AUCI180
(nmol.min-1.
L-1)
AUCC16
(nmol.min-1.
, 百拇医药
L-1)
AUCC180
(nmol.min-1.
L-1)
AUCS16
(nmol)
AUCS
(nmol)
对照组
15
156±23
, 百拇医药
712±152
8±4
18±10
18±5
110±30
12±4
54±20
糖尿病组
11
209±26
1333±264
3±1
35±9
, 百拇医药
8±3
155±44
6±2
76±26
P值
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.040
0.000
0.034
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5. 3 h INS分泌总量与其他指标的相关关系：在对照组，AUCS与WHR (r=0.810 0, P<0.01)、BSA(r=0.745 0, P<0.01)显著正相关，与BMI(r=0.539 1, P<0.05)弱相关。在非胰岛素依赖型糖尿病组，AUCS与BMI(r=0.775 7, P<0.01)显著正相关，与WHR及BSA(P>0.05)无显著性相关；AUCS与年龄、SI、SG、MCR-I均无明显相关(P>0.05)。
6.MCR-I与其他指标的相关关系：在对照组，MCR-I与WHR(r=-0.712 3)、BSA(r=-0.733 8)、AUCI(r=-0.781 7)显著负相关(均P<0.01)，与SI(r=0.818 1，P<0.01)显著正相关，与BMI(r=-0.590 8, P<0.05)弱负相关。在非胰岛素依赖型糖尿病组，MCR-I与BMI、WHR、BSA、SI、SG均无明显相关(P>0.3)；与AUCC(r=-0.821 5, P=0.00)及AUCI(r=-0.753 6, P<0.01)显著负相关。
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7.SI与其他指标的相关关系：在对照组，SI与WHR(r=-0.700 9, P<0.01)显著负相关，与BMI(r=-0.498 3, P<0.05)弱负相关。在非胰岛素依赖型糖尿病组，SI与BMI、WHR、 BSA、(r=-0.009 3～-0.56 2, P>0.05)均无明显相关。
讨论
1.MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者有明显的第1时相INS分泌功能缺陷及INS分泌相对不足：本研究中，非胰岛素依赖型糖尿病组0～16 min C-P及S(t)曲线下面积均明显低于对照组，显示本组第1时相INS分泌功能明显不足，B细胞的贮存功能及对G刺激的反应性降低。另外，本组3 h INS分泌总量与对照组差异无显著意义(P=0.200)，但AUCG均明显高于对照组，提示存在INS分泌总量相对不足。本组患者16～180 min INS分泌量稍高于对照组，可能与试验过程中该组血糖水平一直偏高，而轻症的糖尿病患者的B细胞对此尚存一定的代偿机能有关。对照组AUCS与WHR显著正相关，反映该组腹型肥胖者有明显的INS高分泌状态。
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2.MCR-I的降低可能是高INS血症状态的一个重要病理生理因素： 非胰岛素依赖型糖尿病早期患者不同程度地存在着高INS血症状态，多认为是B细胞对IR代偿。Cozzolino等[1]研究48例非胰岛素依赖型糖尿病者的一级亲属，认为有明显的高INS血症，MCR-I明显减低；Scheen等[7]对腹型肥胖的IGT者用Metfor min静脉注射治疗，发现治疗后患者高INS血症明显改善，而ISR无明显变化，MCR-I于治疗后明显升高。Letiexhe等[8]对肥胖者行胃肠道短路整形手术，使其在短期内迅速恢复理想体重，发现术后ISR无明显改善，MCR-I却明显升高，血INS水平明显下降。
本研究中，MDP中非胰岛素依赖型糖尿病组MCR-I较对照组明显减低(P=0.008)。对照组MCR-I与肥胖程度(BSA、WHR)、AUCI明显负相关，与SI显著正相关。提示该组中肥胖者MCR-I明显减低，这种减低伴随着INS敏感性的下降及外周高INS血症。非胰岛素依赖型糖尿病组MCR-I与AUCC及AUCI显著负相关，结合本组AUCC及AUCI均高与对照组，而3 h INS分泌量在两组间无差别，我们认为本组MCR-I减低有2种可能：(1)是对非胰岛素依赖型糖尿病者INS分泌相对不足的一种代偿；(2)MCR-I减低可能是MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者的一个独立的病理生理过程，是维持其高INS血症的重要因素。
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3.IR是MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者的一个重要的病理生理学特征： 本研究中，非胰岛素依赖型糖尿病组SI与SG均明显低于对照组(P=0.000)，显示IR是该组一个重要的病理生理学特征。在对照组，SI与WHR显著负相关(P<0.01)，与BMI无明显相关(P>0.05)，可见该组中腹型肥胖者为IR的重要易患因素。在非胰岛素依赖型糖尿病组，SI与所有表示肥胖程度的指标均无明显相关，可能的原因是：(1)糖尿病患者的SI降低除与肥胖有关外，还受遗传、环境因素、B细胞分泌功能下降、代谢紊乱等多种因素的影响；(2)有研究结果提示，非胰岛素依赖型糖尿病者的肥胖程度对其INS敏感性无独立的影响作用。还发现正常人SI与肥胖程度明显相关，而在非胰岛素依赖型糖尿病者，这种相关性不明显。
参考文献：
[1]Cozzolino D, Sessa G, Salvatore T, et al. Hyperinsulinemia in off spring of non-insulin-dependent diabetes mellitus patients: the role played by abnormal clearance of insulin. Metabolism, 1995, 44: 1278-1282.
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[2]李晨钟，张素华，丘鸿鑫, 等. 糖尿病多发家系红细胞胰岛素降解酶活性的研究. 中华内分泌代谢杂志， 1997, 13：81-85.
[3]Polonsky KS, Licinio-Paixao J, Given BD. Use of biosynthetic human c-peptide in the measurement of insulin secretion rates in normal volunteers and type I diabetic patients. J Clin Invest, 1986, 77: 98 -105.
[4]Van Cauter E, Mestrez F, Sturis J, et al. Estimation of insulin secretion rates from c-peptide levels: comparison of individual and standard kinetic parameters for c-peptide clearance. Diabetes, 1992, 41:368-377.
, 百拇医药
[5]Shapiro ET, Polonsky KS, Copinschi G, et al, Noctural elevation of glucose levels during fasting in non-insulin-dependent diabetes. J Clin Endocrinol Metab, 1991, 72:444-454.
[6]Bergman RN. Lilly lecture 1989: Toward physiologic understanding of glucose tolerance: minimal-model approach. Diabetes, 1989，38: 1512-1527.
[7]Scheen AJ, Letiexhe MR, Lefebure PJ. Short administration of metfor min improves insulin sensitivity in android obese subjects with impaired glucose tolerance. Diabetic Med. 1995, 12: 985- 989.
[8]Letiexhe MR, Scheen AJ, Gerard PL, et al. Insulin secretion, clearance and action before and after gastroplasty in severely obese subjects. Int J Obes Relat Metab Disorders, 1994， 18:295-300.
收稿日期：1998-11-10, 百拇医药
单位：(510120 广州，中山医科大学孙逸仙纪念医院内分泌科)
关键词：糖尿病，非胰岛素依赖型；胰岛素
中华医学杂志000111 摘 要：目的 观察非胰岛素依赖型糖尿病多发家系(MDP)中患者胰岛素分泌率(ISR)、代谢清除率(MCR-I)、敏感性的特点及与肥胖的相关关系。方法 15名对照者及 6个MDP中11例非胰岛素依赖型糖尿病患者均行多次取样的静脉糖耐量试验(FSIVGTT)，所有标本测定葡萄糖、胰岛素(INS)、C肽(C-P), 根据自编计算机程序，计算各时点ISR， MCR-I；用关于葡萄糖(G)的最小模型技术计算胰岛素敏感指数(SI)。结果 对照组ISR曲线呈双相，非胰岛素依赖型糖尿病组呈延迟分泌；非胰岛素依赖型糖尿病组0～16 min C-P曲线下面积(AUCC)为7.9 nmol*min-1*L-1±2.8 nmol*min-1*L-1、 INS分泌量为6.1 nmol±2.2 nmol, 均低于对照组(分别为17.7 nmol*min-1*L-1±4.9 nmol*min-1*L-1和12.3 nmol±3.9 nmol)(P<0.01)，而16～180 min高于对照组(分别为155 nmol*min-1*L-1±44 nmol*min-1*L-1和110 nmol*min-1*L-1±30 nmol*min-1*L-1、76 nmol±26 nmol和54 nmol±20 nmol)(P<0.05), 3 h胰岛素分泌总量与对照组差异无显著意义(分别为82 nmol±28 nmol及68 nmol±21 nmol, P=0.2)。对照组AUCS与腰臀围比(WHR)及体表面积(BSA)明显正相关, MCR-I、SI与两者明显负相关，MCR-I与SI亦显著负相关(均P<0.01)；非胰岛素依赖型糖尿病组AUCS与体重指数(BMI)显著正相关(P<0.01)，MCR-I与AUCC显著负相关(P<0.01)。结论 MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者有明显的第一时相INS分泌功能缺陷及INS抵抗；MCR-I减低可能是高INS血症及胰岛素抵抗的一个重要因素；糖耐量正常的腹型肥胖者有明显的高INS分泌状态、MCR-I减低及INS敏感性下降。
, http://www.100md.com
Primary study on characteristics of insulin secretion rate, metabolic clearance rate and sensitivity in non-insulin-dependent diabetic subjects from multiplex diabetic pedigrees.
RAN Jianmin, CHENG Hua, LI Fangping, et al.
(Endocrinology Department, Memorial Hospital, Sun Yat-Sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510120, China)
Abstract：Objective To investigate the characteristics of insulin secretion rate (ISR), metabolic clearance rate (MCR-I) and sensitivity and to explore their relationship with obesity in non-insulin-dependent diabetic subjects from multiplex diabetic pedigrees (MDP). Methods Fifteen subjects with normal glucose tolerance and 11 non-insulin-dependent diabetic patients from MDP were included in the study. Frequently sampled intravenous glucose tolerance test (FSIVGTT) was performed. Glucose, insulin (INS) and connecting-peptide (C-P) concentrations were measured. A computer procedure devised by our laboratory was used to calculate the value of ISR at each time point, then MCR-I was acquired. Insulin sensitivity index (SI) was calculated according to minimal model technique about glucose in FSIVGTT. Results The ISR curve in control group was biphasic, while in non-insulin-dependent diabetic group, a delayed secretory peak was seen. In non-insulin-dependent diabetic group, areas under the curves of C-P (AUCC) and ISR level (AUCS) measured during 0～16 min were 7.9 nmol*min-1*L-1±2.8 nmol*min-1*L-1、 and 6.1 nmol±2.2 nmol, respectively, which were significantly lower than those in control group 17.7 nmol*min-1*L-1±4.92 nmol*min-1*L-1 and 12.3 nmol±3.9 nmol(P<0.01). The two parameters were slightly higher than those in control group 155 nmol*min-1*L-1±44 nmol*min-1*L-1 vs 101 nmol*min-1*L-1±30 nmol*min-1*L-1 and 76 nmol±26 nmol vs 54 nmol±20.0 nmol(P<0.05)measured during 16～180 min. There was no significant difference, between the two groups about the amount of insulin secretion during 3 hours (82 nmol±28nmol vs 68 nmol±21 nmol, P=0.2). In control group, there were significant positive correlation, between AUCS, waist-hip ratio (WHR), and body surface area, (BSA) and significant negative correlation between MCR-I, SI and WHR, BSA (P<0.01), and also between MCR-I and SI. In non-insulin-dependent diabetic group, AUCS were significantly correlated with body mass index (BMI) (P<0.01), and MCR-I had significant negative correlation with AUCC (P<0.01). Conclusions There are obvious impaired first phase insulin secretion after glucose challenge in non-insulin-dependent diabetic subjects from MDP. Decrease in endogenous MCR-I might be an important factor to hyperinsulinemia and insulin resistance. Increased insulin secretion, decreased MCR-I and insulin sensitivity can be observed in abdominal obese subjects of control group.
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Key words：Diabetes mellitus, non-insulin-dependent； Insulin▲
非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)是一种异质性疾病，胰岛素(INS)抵抗(IR)和B细胞分泌功能障碍是其主要表型特征。近年来还认为，非胰岛素依赖型糖尿病早期及其易患者的高INS血症状态可能同内源性胰岛素代谢清除率(MCR-I)的减低有关[1]。 非胰岛素依赖型糖尿病多发家系(MDP)是指家系中有3个或3个以上确诊为非胰岛素依赖型糖尿病的家系，具有表型效应集中的特点[2]。基于C肽(C-P)动力学的二室模型计算胰岛素分泌率(ISR)，能够在血糖非稳态条件下精确地评价B细胞的分泌功能[3, 4], 并可进一步计算内源性MCR-I。本研究已建立了多次取样的静脉糖耐量试验(FSIVGTT)中基于二室模型计算ISR、MCR-I的计算机模型，在此基础上，对MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者ISR、MCR-I及胰岛素敏感性的特点进行了初步观察。
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对象与方法
一、对象
1.对照组：15例，男9例，女6例，均无糖尿病家族史，无高血压及心、肝、肾疾患。
2.非胰岛素依赖型糖尿病组：11例，男8例，女3例，来自6个MDP，诊断标准按1985年WHO标准。4例为进入本研究时确诊，余7例病史1～11个月，未发现糖尿病合并症及其他疾病。
二、方法
1.所有受试者记录年龄(AGE)、性别(SEX)、体重指数(BMI)、体表面积(BSA)、腰臀围比(WHR)、血压(BP)等指标。
2.所有受试者按WHO推荐方法行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。
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3.FSIVGTT：(1)于OGTT后1 d进行；(2)用一枚蝶形留置针(20GA，美国Becton-Dickson公司生产；插入一侧肘正中静脉，生理盐水慢滴维持管道通畅，分别在时间为-15、-5、-1 min时取2.0 ml血样；(3)在另一手臂，于时间在0 min时，葡萄糖按0.3 g/kg，用50%葡萄糖于2 min内快速静脉注射，从注射葡萄糖开始计时，分别在时间为2、4、6、8、10、12、14、16、19、22、25、30、40、50、60、80、100、140、180 min共19点，从留置针各取血样2 ml。
4.血清标本测定方法：(1)葡萄糖浓度测定：己糖激酶法。试剂购自美国FECO-DIAGNOSTICS公司，用日本7170-A型全自动生化分析仪测定。批内变异<2%，批间变异<3%；(2)INS浓度测定：放射免疫分析(RIA)法；药盒为美国德普公司(DPC)Insulin Coat-A-Count 放免试剂盒，批内变异<4%，批间变异<7%；(3)C-P浓度测定：RIA法。药盒为中国原子能科学研究院C-P放免分析试剂盒，批内变异<3.5%，批间变异<5.5%。
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三、计算方法
1.ISR：采用最小二乘法的3次样条函数平滑、拟合各点实测C-P浓度数据，用自编计算机程序，计算各点即时ISR值，即S(t)[3, 4]。全部运算在IBM-486计算机上完成。
2.MCR-I：根据Shapiro等[5]的方法，用S(t)曲线下面积(AUCS)与INS曲线下面积之比表示，并以BSA作为校正。
3.INS敏感性指数(SI)、葡萄糖效应(SG)的计算采用Bergman 等[6]关于FSIVGTT中关于葡萄糖的最小模型技术(MMT)。
4.G曲线下面积(AUCG) 、INS曲线下面积(AUCI) 、C-P曲线下面积(AUCC)及S(t)曲线下面积(AUCS)等的计算采用不规则梯形法。
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四、统计学处理
正态分布计量资料数据以
±s表示，非正态分布资料用中位数表示集中趋势。根据数据分布采用t检验；秩和检验；构成比的比较采用χ2检验；参数、指标间的相关分析采用简单相关。结果
1.两组的年龄、性别构成、BMI、BSA、WHR、血清谷丙转氨酶(ALT)及肌酐(Cr)浓度差异均无显著意义(P>0.05)。两组ALT、Cr浓度水平均在正常范围内(表1)。
表1 对照组与非胰岛素依赖型糖尿病组一般观察指标比较(
±s) 组别, 百拇医药
例数
性别(男/女)
年龄(岁)
BMI(kg/m2)
BSA(m2)
WHR
ALT(U/L)
Cr(μmol/L)
对照组
15
9/6
42±8
, 百拇医药
24±3
18.5±0.46
0.86±0.08
21±8
78±18
非胰岛素依赖型糖尿病组
11
8/3
48±9
26±4
1.95±0.20
0.89±0.05
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30±18
83±17
注：BMI：体重指数；BSA：体表面积；WHR：腰臀围比；ALT：谷丙转氨酶；Cr：肌酐；两组比较，P>0.05
2.FSIVGTT中葡萄糖(G)、INS、C-P、S(t)曲线：(1)G曲线：非胰岛素依赖型糖尿病组基础状态及试验中所有时间点血糖值均明显高于对照组(P=0.000)；(2)INS及C-P曲线：两组空腹INS及C-P浓度差异无显著意义(P>0.05)。 对照组于注射G后INS及C-P浓度均迅速上升，于4 min(INS曲线4～6 min，中位数4 min；C-P曲线4～8 min, 中位数4 min)时达到最高峰(INS浓度为120 mU/L±35 mU/L, C-P浓度为1 633 pmol/L±582 pmol/L)，然后呈逐渐下降趋势。非胰岛素依赖型糖尿病组注射G后4 min两条曲线均有一细小的峰出现(INS浓度为21 mU/L±10 mU/L，C-P浓度为634 pmol/L±264 pmol/L), 于60～80 min(INS曲线30～80 min, 中位数60 min；C-P曲线30～100 min, 中位数80 min)时达到最高峰值(INS浓度为39 mU/L±12 mU/L, C-P浓度为1 124 pmol/L±354 pmol/L)，然后逐渐下降；(3)S(t)曲线：对照组和非胰岛素依赖型糖尿病组基础状态ISR分别为136 pmol/min±47 pmol/min及156 pmol/min±64 pmol/min, 差异无显著意义(P=0.273)。
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对照组注射葡萄糖后ISR迅速上升，于2 min(2～4 min, 中位数2 min, 较INS及C-P曲线明显提前，P=0.000)时达到最高峰值(S=1 633 pmol/min±321 pmol/min)，之后迅速下降，至6 min时已降至575 pmol/min±145 pmol/min，22 min(19～30 min，中位数22 min)时出现第2个较大的分泌峰，逐渐下降至60 min时接近基础值(S=373 pmol/min±148 pmol/min)。
非胰岛素依赖型糖尿病组于注射葡萄糖后ISR曲线于2 min处有一小峰值(S=406 pmol/min±201 pmol/min)出现，曲线缓慢上升，25 min(19～50 min, 中位数25 min)时达到最高峰值(S=598 pmol/min±392 pmol/min), 维持此分泌峰至80 min后缓慢下降。
3.有关INS、C-P分泌、作用及代谢的参数：非胰岛素依赖型糖尿病组AUCC及AUCI高于对照组(P=0.021及0.016)；3 h INS分泌总量(AUCS)在两组间差异无显著意义(P=0.2)；非胰岛素依赖型糖尿病组MCR-I明显低于对照组(P=0.008)，SI、SG值均较对照组明显降低(P=0.000，表2)。
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表2 对照组与非胰岛素糖尿病组FSIVGTT中动力学参数比较(
±s) 组别例数
AUCG
(mmol.min-1.L-1)
AUCI
(nmol.min-1.L-1)
AUCC
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(nmol.min-1.L-1)
AUCS
(nmol)
MCR-I
(ml.min-1.m-2)
SI
(10-4min.ml-1.mU-1)
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SG
(10-2/min)
对照组
15
868±172
26±13
120±40
68±21
1 592±542
7.2±1.5
2.50±0.65
糖尿病组
, 百拇医药
11
1 541±285
38±10
165±48
82±28
1 124±260
2.1±1.1
0.77±0.20
P值
0.000
0.021
0.016
, 百拇医药 0.200
0.008
0.000
0.000
注：AUCG：糖曲线下面积；AUCI：INS曲线下面积；AUCC：C-P曲线下面积；AUCS：S(t)曲线下面积；MCR-I：代谢清除率；SI：胰岛素敏感指数；SG：葡萄糖效应
4. INS分泌第1时相及第2时相参数(表3)：根据文献资料[3, 4]，将0～16 min定为INS分泌第一时相，16～180 min定为第2时相。非胰岛素依赖型糖尿病组0～16 min INS曲线下面积(AUCI16)、C-P曲线下面积(AUCC16)、INS分泌总量(AUCS16)明显低于对照组(P=0.00)；而16～180 min的INS曲线下面积(AUCI180)、C-P曲线下面积(AUCC180)、INS分泌总量(AUCS180)稍高于对照组(P<0.05)。
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表3 对照组与非胰岛素依赖型糖尿病组FSIVGTT中胰岛素分泌第1及第2时相动力学参数比较(
±s) 组别例数
AUCG16
(mmol.min-1.
L-1)
AUCG180
(mmol.min-1.
, 百拇医药
L-1
AUCI16
(nmol.min-1.
L-1)
AUCI180
(nmol.min-1.
L-1)
AUCC16
(nmol.min-1.
, 百拇医药
L-1)
AUCC180
(nmol.min-1.
L-1)
AUCS16
(nmol)
AUCS
(nmol)
对照组
15
156±23
, 百拇医药
712±152
8±4
18±10
18±5
110±30
12±4
54±20
糖尿病组
11
209±26
1333±264
3±1
35±9
, 百拇医药
8±3
155±44
6±2
76±26
P值
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.040
0.000
0.034
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5. 3 h INS分泌总量与其他指标的相关关系：在对照组，AUCS与WHR (r=0.810 0, P<0.01)、BSA(r=0.745 0, P<0.01)显著正相关，与BMI(r=0.539 1, P<0.05)弱相关。在非胰岛素依赖型糖尿病组，AUCS与BMI(r=0.775 7, P<0.01)显著正相关，与WHR及BSA(P>0.05)无显著性相关；AUCS与年龄、SI、SG、MCR-I均无明显相关(P>0.05)。
6.MCR-I与其他指标的相关关系：在对照组，MCR-I与WHR(r=-0.712 3)、BSA(r=-0.733 8)、AUCI(r=-0.781 7)显著负相关(均P<0.01)，与SI(r=0.818 1，P<0.01)显著正相关，与BMI(r=-0.590 8, P<0.05)弱负相关。在非胰岛素依赖型糖尿病组，MCR-I与BMI、WHR、BSA、SI、SG均无明显相关(P>0.3)；与AUCC(r=-0.821 5, P=0.00)及AUCI(r=-0.753 6, P<0.01)显著负相关。
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7.SI与其他指标的相关关系：在对照组，SI与WHR(r=-0.700 9, P<0.01)显著负相关，与BMI(r=-0.498 3, P<0.05)弱负相关。在非胰岛素依赖型糖尿病组，SI与BMI、WHR、 BSA、(r=-0.009 3～-0.56 2, P>0.05)均无明显相关。
讨论
1.MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者有明显的第1时相INS分泌功能缺陷及INS分泌相对不足：本研究中，非胰岛素依赖型糖尿病组0～16 min C-P及S(t)曲线下面积均明显低于对照组，显示本组第1时相INS分泌功能明显不足，B细胞的贮存功能及对G刺激的反应性降低。另外，本组3 h INS分泌总量与对照组差异无显著意义(P=0.200)，但AUCG均明显高于对照组，提示存在INS分泌总量相对不足。本组患者16～180 min INS分泌量稍高于对照组，可能与试验过程中该组血糖水平一直偏高，而轻症的糖尿病患者的B细胞对此尚存一定的代偿机能有关。对照组AUCS与WHR显著正相关，反映该组腹型肥胖者有明显的INS高分泌状态。
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2.MCR-I的降低可能是高INS血症状态的一个重要病理生理因素： 非胰岛素依赖型糖尿病早期患者不同程度地存在着高INS血症状态，多认为是B细胞对IR代偿。Cozzolino等[1]研究48例非胰岛素依赖型糖尿病者的一级亲属，认为有明显的高INS血症，MCR-I明显减低；Scheen等[7]对腹型肥胖的IGT者用Metfor min静脉注射治疗，发现治疗后患者高INS血症明显改善，而ISR无明显变化，MCR-I于治疗后明显升高。Letiexhe等[8]对肥胖者行胃肠道短路整形手术，使其在短期内迅速恢复理想体重，发现术后ISR无明显改善，MCR-I却明显升高，血INS水平明显下降。
本研究中，MDP中非胰岛素依赖型糖尿病组MCR-I较对照组明显减低(P=0.008)。对照组MCR-I与肥胖程度(BSA、WHR)、AUCI明显负相关，与SI显著正相关。提示该组中肥胖者MCR-I明显减低，这种减低伴随着INS敏感性的下降及外周高INS血症。非胰岛素依赖型糖尿病组MCR-I与AUCC及AUCI显著负相关，结合本组AUCC及AUCI均高与对照组，而3 h INS分泌量在两组间无差别，我们认为本组MCR-I减低有2种可能：(1)是对非胰岛素依赖型糖尿病者INS分泌相对不足的一种代偿；(2)MCR-I减低可能是MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者的一个独立的病理生理过程，是维持其高INS血症的重要因素。
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3.IR是MDP中非胰岛素依赖型糖尿病者的一个重要的病理生理学特征： 本研究中，非胰岛素依赖型糖尿病组SI与SG均明显低于对照组(P=0.000)，显示IR是该组一个重要的病理生理学特征。在对照组，SI与WHR显著负相关(P<0.01)，与BMI无明显相关(P>0.05)，可见该组中腹型肥胖者为IR的重要易患因素。在非胰岛素依赖型糖尿病组，SI与所有表示肥胖程度的指标均无明显相关，可能的原因是：(1)糖尿病患者的SI降低除与肥胖有关外，还受遗传、环境因素、B细胞分泌功能下降、代谢紊乱等多种因素的影响；(2)有研究结果提示，非胰岛素依赖型糖尿病者的肥胖程度对其INS敏感性无独立的影响作用。还发现正常人SI与肥胖程度明显相关，而在非胰岛素依赖型糖尿病者，这种相关性不明显。
参考文献：
[1]Cozzolino D, Sessa G, Salvatore T, et al. Hyperinsulinemia in off spring of non-insulin-dependent diabetes mellitus patients: the role played by abnormal clearance of insulin. Metabolism, 1995, 44: 1278-1282.
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[2]李晨钟，张素华，丘鸿鑫, 等. 糖尿病多发家系红细胞胰岛素降解酶活性的研究. 中华内分泌代谢杂志， 1997, 13：81-85.
[3]Polonsky KS, Licinio-Paixao J, Given BD. Use of biosynthetic human c-peptide in the measurement of insulin secretion rates in normal volunteers and type I diabetic patients. J Clin Invest, 1986, 77: 98 -105.
[4]Van Cauter E, Mestrez F, Sturis J, et al. Estimation of insulin secretion rates from c-peptide levels: comparison of individual and standard kinetic parameters for c-peptide clearance. Diabetes, 1992, 41:368-377.
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[5]Shapiro ET, Polonsky KS, Copinschi G, et al, Noctural elevation of glucose levels during fasting in non-insulin-dependent diabetes. J Clin Endocrinol Metab, 1991, 72:444-454.
[6]Bergman RN. Lilly lecture 1989: Toward physiologic understanding of glucose tolerance: minimal-model approach. Diabetes, 1989，38: 1512-1527.
[7]Scheen AJ, Letiexhe MR, Lefebure PJ. Short administration of metfor min improves insulin sensitivity in android obese subjects with impaired glucose tolerance. Diabetic Med. 1995, 12: 985- 989.
[8]Letiexhe MR, Scheen AJ, Gerard PL, et al. Insulin secretion, clearance and action before and after gastroplasty in severely obese subjects. Int J Obes Relat Metab Disorders, 1994， 18:295-300.
收稿日期：1998-11-10, 百拇医药