高胰岛素-正常葡萄糖钳夹技术的建立

高胰岛素-正常葡萄糖钳夹技术的建立 箜四垩医大学(JFourthMilMedUniv)2007,28(22) ? 研究原着?文章编号:1000-2790(2007)22-2082-03 高胰岛素.正常葡萄糖钳夹技术的建立 程时武,陆菊明,杨国庆,李一君,潘长玉,翟淮伟 (解放军总医院内分泌科,北京100853,解放军62301部队门诊部,北京100071) Establishmentofhyperinsulinemic- euglycemicclamptechnique CHENGShi-Wu,LUJu-胧ng,YANGGuo-Qing,LIYi-Jun, PANChang.Yu,ZHAIHuai.Wei DepartmentofEndocrinology,ChinesePLAGeneralHospital, Beijing100853,China,OutpatientDepartment,Unit62301of PLA.Beijing100071.China 【Abstract】AIM:Toestablishahyperinsulinemic-euglycemic clamptechnique,amethodfortheprecisemeasurementofinsulin sensitivity.METHODS:Ahyperinsulinemic-euglycemicclamp techniqueWas印pliedtothestudyofmethodologyin10healthy volunteerstl1normalbodyweightandglucosetolerance. RESULTS:These1%lminsulinconcentrationWasacutelyraised andmaintainedatapproximately100mU/L.Duringmaintaining fastingeuglycemia(5.0mmol/L),thesecretionsofendogenous insulinandhepaticglucoseproductionwerecompletelyinhibited. Incomparisontl1basalvalues.thesecretionofcounter-regulato- ryhormones(includingcortisolandgrowthhormone)Wasnot significantlystimulated.Underthesesteady-stateconditionsofhy- perinsulinemia-euglycemia,theglucoseinfusionrateWas(11.56 ?1.74)me~(kg?min).CONCLUSION:Thehyperinsulinemic- euglycemicclamptechniqueissuccessftlllyestablished.Under thesesteady-stateconditionsofeuglycemia,theglucoseinfusion rateequalstoglucosedisposalratebyallthetissuesinthebody andisthereforeaindexfortissuesensitivitytoexogenousinsulin. 【Keywords】insulin;glucoseclamptechnique;Insulinresist— ance;Insulinsensitivity 【摘要】目的:建立能精确测定胰岛素敏感性的高胰岛素一 正常葡萄糖钳夹技术.方法:应用高胰岛素-正常葡萄糖钳夹 技术对10名正常体质量,正常糖耐量的健康志愿者进行方法 学研究.结果:钳夹试验开始后,血浆胰岛素浓度迅速上升并 维持在100mU/L左右,空腹血糖维持在正常水平(5.0mmol/ L),试验过程中内源性胰岛素和肝糖源输出得到完全抑制,血 液升糖激素浓度(包括皮质醇和生长激素)与基础值相比无 收稿日期:2007..04-25;接受日期:2007-06—18 通讯作者:陆菊明.Tel:(010)66939881Email:lujm@medmail.corn.cn 作者简介:程时武.博士生(导师陆菊明),主治医师.Tel:(010) 66936213Email:chengshiwu@sina.corn 明显上升.钳夹稳态期,葡萄糖输注率为(11.56?1.74)me,/ (kg?min).结论:高胰岛素-正常葡萄糖钳夹技术已成功建 立.在高胰岛素.正常葡萄糖稳态条件下,葡萄糖输注率等于 机体的葡萄糖利用率,葡萄糖输注率可以作为组织对外 源性胰岛素敏感性的指标. 【关键词】胰岛素;葡萄糖钳制技术;胰岛素抗药性;胰岛素敏 感性 【中图号】R587.1【文献标识码】A 0引言 高胰岛素一正常葡萄糖钳夹技术(hyperinsuline— mic—euglycemicclamp)是目前世界上公认评价机体 胰岛素敏感性的金,已在基础及临床医学研究领 域中得到广泛应用,并且已扩展应用于许多病理状 态,药物或非药物防治措施的机制研究中.建立和开 展高胰岛素一正常葡萄糖钳夹技术对于糖尿病基础和 临床研究具有重要意义,但由于此方法操作复杂,价 格昂贵且费时,国内仅有数家医院开展此技术.我院 内分泌科自2006年引进葡萄糖钳夹系统以来,根据 DeFronzo等…所建立经典钳夹技术的原理并结合国 内外近年来的研究进展,成功建立了高胰岛素一正常 葡萄糖钳夹技术. 1对象和方法 1.1对象10(男5,女5)名正常健康志愿者,年龄 27.04-4.4(23,37)岁,体质量指数20.34-1.2 (19.2,23.2)kg/m,无糖尿病,高血压病家族史,血 脂谱正常,肝,肾功能及血尿酸浓度均在正常范围,未 服用任何可能影响胰岛素敏感性的药物,口服75g 葡萄糖耐量试验均为正常糖耐量者(按2003年ADA 标准).试验前3d受试者每13碳水化合物饮食不少 于200g,体质量保持稳定.试验前向受试者解释试 验的性质,目的及可能发生的不良反应,所有受试者 均自愿参加试验并签署知情同意书. 1.2方法受试者检查前空腹12h,早8:00到达检 查室,测量身高,体质量,排空小便后清醒静卧于检查 床30min后开始试验.先分别于受试者双侧前臂行 静脉穿刺,利用三通管组成2条静脉通道.一侧用于 箜四至医芏堂报(JFourthMilMedUniv)2007,28(22) 输注胰岛素及200mL/L葡萄糖液(连接于Injecto— matC—IS和INCA—ST容积泵,德国Fresenius公司); 另一侧用于试验中采血(将此侧前臂置于60~C恒温 仪中,以保证静脉血动脉化),不采血时缓慢静滴 生理盐水,采血前临时关闭输液器. 钳夹开始10min内以4mU/(kg?min)速率输 注人胰岛素溶液(诺和灵R,40000U/L,丹麦Novo Nordisk公司)使血液胰岛素浓度迅速升高,随后110 min内以2mU/(kg?min)速率持续输注.在此期间 每5min测一次静脉血糖值(BIOSEN5030血糖分析 仪,葡萄糖氧化酶电极法,德国),根据血糖值调整 200mlJL葡萄糖液输注率,使受试者血糖值维持在 5.0mmol/L左右.每10min采静脉血测定血清胰岛 素浓度,每30min测定血清c肽,皮质醇和生长激素 浓度(化学发光法,药盒购白天津德普诊断产品有限 公司).试验结束时收集试验期间尿标本,测定尿糖 值(测定方法同血糖测定).所有血标本均经离心分 离血清,一80~C冰箱保存至同批测定. 统计学处理:试验结束后计算各受试者试验中 血糖值均数(),标准差(s)及变异系数(CV),计算 试验中每10min的平均葡萄糖输注率(glucoseinfu— sionrate,GIR),机体总葡萄糖利用率(钳夹开始2O , 120min内平均GIR)和最大葡萄糖利用率(钳夹 稳态期最后30min平均GIR).全部数据均采用 SPSS13.0软件处理,计量资料以?s示,不同性 别之间比较采用两独立样本t检验. 2结果 全部受试者均成功完成钳夹试验,检查结束后均 未发生低血糖反应及其他异常反应,静脉穿刺部位未 发生感染及静脉血栓形成.结果显示高胰岛素一正常 葡萄糖钳夹技术成功建立. 2.1外源性胰岛素一葡萄糖代谢稳态形成基础血 浆葡萄糖浓度为(4.26?0.39)mmol/L,在高胰岛素 一 正常葡萄糖钳夹过程中,血糖稳定在(4.99?0.15) mmol/L,稳态期血糖CV为(3.09?1.29)%.基础 血清胰岛素浓度为(3.81?2.20)mU/L,钳夹试验 开始后血清胰岛素浓度迅速升高,于10min时达到 高峰(133.70?21.91)mU/L,随后维持在(91.57? 13.86)mU/L至试验结束.基础血清C肽浓度为 (1.92?0.34)g/L,整个钳夹过程中C肽浓度为 (1.32?0.35)g/L,各个时点的C肽浓度与基础状 态相比呈逐渐下降趋势(图1).钳夹稳态期与基础 状态相比较,升糖激素如血皮质醇,生长激素的浓度 无明显上升,且均呈逐渐下降的趋势(图2). 6090l20 图1钳夹试验中血清C肽浓度 图2钳夹试验中血清皮质醇及生长激素浓度 2.2高胰岛素一正常葡萄糖钳夹过程中的血糖及葡 萄糖输注率变化钳夹试验过程中受试者血糖浓度 稳定在(4.99?0.15)mmol/L,试验开始40min内 GIR上升较快,达到(9.45?3.17)mg/(kg?min), 此后上升趋于平缓,在90,120min时均保持在稳态 (图3).钳夹开始20,120min内GIR为(1O.75? 2.38)mg/(kg?min),稳态期GIR为(11.56?1.74) mg/(kg?min),不同性别之间GIR[男(1O.53? 1.57)mg/(kg?min),女(12.25?1.59)mg/(kg? min)]差异无统计学意义(P=0.12). O2O406O8OlO0l2O ,/min 图3钳夹试验中血糖及葡萄糖输注率曲线 3讨论 1966年Andres依据糖代谢特点了高胰岛素 一 正常葡萄糖钳夹技术,1979年DeFronzo等…对该技 432?0 —1/?三型进姜0 笙婴至医堂堂揖(JFourthMilMedUniv)2007,28(22) 术作了详细研究并应用于人体,从此推动了葡萄糖钳 夹技术在世界范围内的应用,成为目前公认评价机体 胰岛素敏感性的"金标准".本研究按照DeFronzo 等…的方法进行设计,结果显示形成稳定高胰岛素 状态,达到完全抑制肝脏内源性葡萄糖输出的目的; 血糖钳夹在正常水平,变异系数小于5%;试验中内 源性胰岛素分泌被抑制,升糖激素无明显释放,符合 高胰岛素-正常葡萄糖钳夹技术成功建立的标准…. 正常人体内胰岛素浓度高于生理水平时肝糖输出可 以被完全抑制,故钳夹试验中当达到高胰岛素稳态时 外源性葡萄糖输注率(GIR)等于外周组织的葡萄糖 利用率(M值),此时GIR可作为评价机体胰岛素敏 感性的指标….贾伟平等_3]建立扩展高胰岛素.正常 葡萄糖钳夹技术时稳态期胰岛素浓度为(63.00? 4.86)mU/L时肝糖产生为0,故计算M值时可忽略 肝糖的产生.当对存在胰岛素抵抗的患者进行正常 葡萄糖钳夹试验时,经典试验中采用的胰岛素输注率 所达到的稳态期胰岛素浓度并不能完全抑制肝糖输 出.研究表明,无论是糖尿病患者还是其他胰岛素 抵抗严重的患者,当采用较快的胰岛素输注率使稳态 期胰岛素浓度达到200mU/L以上时,肝糖输出几乎 被完全抑制,可以避免肝糖输出影响试验结果_5j. 本组l0名受试者钳夹试验时均采用2mU/(kg? min)的胰岛素输注率,稳态期胰岛素浓度与DeFronzo 经典试验结果类似….不同实验室采用相同胰岛素 输注率时稳态期胰岛素浓度相差较大,可能与试验具 体操作,胰岛素测定方法及受试者空腹胰岛素浓度不 同等因素有关.钳夹稳态期胰岛素浓度不同,GIR值 也不同,一般稳态期胰岛素浓度越高,GIR值越 大?'卜mJ.当对存在胰岛素抵抗的患者进行正常葡 萄糖钳夹试验时,稳态期胰岛素浓度较高,评价胰岛 素敏感性时可采用稳态期胰岛素浓度加以较正?. 综上所述,高胰岛素.正常葡萄糖钳夹试验中达 到胰岛素-葡萄糖代谢稳态后的外源性葡萄糖输注率 等于外周组织的葡萄糖利用率,葡萄糖输注率 (GIR)可作为评价机体胰岛素敏感性的指标.近年 来钳夹试验中微量精确输液泵和计算机技术的应用 大大简化了试验操作难度并提高了成功率,高胰岛素 - 正常葡萄糖钳夹技术将在糖尿病的预测,糖尿病发 病机制研究等方面发挥重要作用. 【参考文献】 [1]DeFronzoRA,TobinJD,AndresR.Glucoseclamptechnique:A methodforquantifyinginsulinsecretionandresistance[J].AmJ Physiol,1979,237(3):E214一E223. [2]AbumradNN,RabinD,DiamondMP,eta1.Useofaheatedsuper- ficialhandveinasanahernativesiteforthemeasurementofamino acidconcentrationsandforthestudyofglucoseandalaninekinetics inmall[J].Metabolism,1981,30(9):936—940. [3]贾伟平,陈蕾,项坤三,等.扩展高胰岛素一正葡萄糖钳夹技术 的建立[J].中华内分泌代谢杂志,2001,17(5):268—271. [4]DunaifA,SegalKR,FutterweitW,eta1.Profoundperipheralinsu— linresistance,independentofobesity,inpolycysticovarysyndrome [J].Diabetes,1989,38(9):1165—1174. [5]ParvanovaAI,TrevisanR,IlievIP,eta1.Insulinresistanceandmi— cmalbuminuria:Across—sectional,case—controlstudyof158patients withtype2diabetesanddifferentdegreesofurinaryalbuminexcre— tion[J].Diabetes,2006,55(5):1456—1462. [6]InzucchiSE,MaggsDG,SpollettGR,eta1.Efficacyandmetabolic effectsofmefforminandtreglitazoneintypeIIdiabetesmellitus[J]. NEnglJMed,1998,338(13):867—872. [7]罗四川,李启富,黄健康,等.两步法高胰岛素一正常葡萄糖钳夹 技术的建立[J].中华糖尿病杂志,2005,13(1):39—42. [8]汪志红,李启富,张素华,等.高胰岛素一正葡萄糖钳夹技术的建 立[J].重庆医科大学,2004,29(5):615—617. [9]李玲,厉平,王贵新,等.糖耐量受损者胰岛素敏感性及胰 岛B细胞功能的研究[J].中华糖尿病杂志,2005,13(2): 87—89. [1O]程庆丰,李启富,白晓苏,等.正常女性Botnia钳夹术的建立 [J].重庆医科大学,2005,30(4):598—600. [11]Abdul—GhaniMA,JenkinsonCP,RichardsonDK,eta1.Insulinse— cretionandactioninsubjectswithimpairedfastingglucoseandim— pairedglucosetolerance:ResultsfromtheVeteransAdministration GeneticEpidemiologyStudy[J].Diabetes,2006,55(5): 1430—1435. 编辑井晓梅