維生素D對妊娠糖尿病胰島素敏感性脂肪因子及腫瘤壞死因子-α的影響

張黎明,高凌,帥紅霞,潤袁敏,鄧晨盺,田源,馬計,肖婧

(湖北文理學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科,襄陽 441021)

維生素D對妊娠糖尿病胰島素敏感性脂肪因子及腫瘤壞死因子-α的影響

張黎明,高凌,帥紅霞,潤袁敏,鄧晨盺,田源,馬計,肖婧

(湖北文理學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科,襄陽 441021)

目的 探討血清維生素D水平對妊娠糖尿病(GDM)胰島素敏感性、脂肪因子脂聯(lián)素(APN)、視黃醇結(jié)合蛋白4(RBP4)、內(nèi)脂素(visfatin)及腫瘤壞死因子(TNF-α)的影響及作用機(jī)制。方法選擇妊娠糖尿病患者101例(GDM組)和血糖正常孕婦50例(正常組),檢測兩組相關(guān)生化指標(biāo)、APN、RBP4、visfatin、TNF-α及25羥化維生素D3(25OHD3)水平。在GDM組中將診斷為維生素D缺乏患者24例隨機(jī)分為治療組及對照組各12例,治療組口服1,25二羥維生素D3[1,25(OH)2D3]0.25μg·d-11個月,再行相關(guān)生化指標(biāo)檢查。結(jié)果GDM組患者25OHD3及APN水平明顯低于正常組(P＜0.05),而RBP4、visfatin、TNF-α水平高于正常組(均P＜0.05);治療組經(jīng)補(bǔ)充維生素D,胰島素分泌指數(shù)上升,胰島素抵抗指數(shù)下降,而APN水平升高,與25OHD3呈正相關(guān)(r=0.526);RBP4、visfatin、TNF-α降低,與25OHD3呈負(fù)相關(guān)(r分別為-0.272,-0.153,-0.072)。結(jié)論維生素D可降低相關(guān)脂肪因子RBP4、visfatin和TNF-α,升高APN,從而對妊娠糖尿病起到防治作用。

維生素D;糖尿病,妊娠;胰島素敏感性;脂聯(lián)素;內(nèi)脂素;視黃醇結(jié)合蛋白;腫瘤壞死因子

研究表明,維生素D缺乏與糖代謝異常相關(guān)[1]。維生素D的經(jīng)典作用是維持機(jī)體鈣環(huán)境穩(wěn)定和骨代謝平衡。維生素D缺乏癥可以造成肥胖和代謝綜合征,其核心發(fā)病環(huán)節(jié)是胰島素抵抗(insulin resistance, IR),這也是妊娠糖尿病(gestational diabetesmellitus, GDM)的發(fā)病機(jī)制之一。臨床研究表明,GDM患者往往有一個低維生素D狀態(tài),可能與白色脂肪組織維生素D受體失活有關(guān)[2]。維生素D通過抑制脂肪形成轉(zhuǎn)錄因子和脂質(zhì)的蓄積,同時也影響脂肪因子的產(chǎn)生及其參與炎癥反應(yīng),從而發(fā)揮著調(diào)節(jié)體內(nèi)脂肪生成的作用。2012年10月～2013年3月,筆者通過測定GDM患者相關(guān)生化指標(biāo)及脂肪因子,探討維生素D通過相關(guān)脂肪因子對GDM發(fā)病機(jī)制的調(diào)控作用。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇本院住院的GDM患者101例(GDM組),同期產(chǎn)科門診健康體檢者50例(正常組),年齡(28±2)歲,孕周(26±2)周。GDM患者均符合2010年美國糖尿病學(xué)會的《糖尿病診治指南》的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)；維生素D缺乏的入選標(biāo)準(zhǔn):血清25羥化維生素D3(25OHD3)＜25 ng·mL-1。排除骨折、免疫性疾病、糖尿病急性并發(fā)癥及近6個月服用維生素D、鈣制劑者,以及使用胰島素及類似物者。

1.2 觀察指標(biāo) 測定孕前身高、體質(zhì)量,計算孕前體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)。空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、口服葡萄糖耐量試驗(oral glucose tolerance test,OGTT)、餐后2 h血糖(2 h postprandial blood glucose,2 hPG)、三酰甘油(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)采用日立7600全自動生化分析儀測定。糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin,HbA1c)采用液相離子交換層析法測定?？崭挂葝u素(fasting insulin,FINS)使用化學(xué)發(fā)光免疫分析測定。計算胰島素抵抗指數(shù)(HOMAIR)和胰島素分泌指數(shù)(HOMA-β)。采用酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)測定血清脂肪因子脂聯(lián)素(adiponectin,APN)、視黃醇結(jié)合蛋白4(retinol binding protein 4,RBP4)、內(nèi)脂素(visfatin)及腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)。測定25OHD3:采取高效液相色譜法(HPLC)測定。取靜脈血,-70℃凍存以備用。色譜柱:Hypesil ODS,5μm,250 mm×4.0 mm預(yù)柱:Lichrospher 100RP-185μm,4 mm×4 mm；流動相:乙腈∶水(80∶20)；流速:1 mL·min-1；柱溫:30℃；檢測波長:265 nm。

1.3 治療方法 選取GDM組中確診為維生素D缺乏(＜25 nmol·L-1)的患者24例,隨機(jī)分治療組和對照組各12例,兩組均行胰島素類似物治療,制定相同的飲食及運動計劃,治療組口服1,25(OH)2D3(青島雙鯨藥業(yè)有限公司,批準(zhǔn)文號:國藥準(zhǔn)字H20113033) 0.25μg·d-1,1個月后兩組行血清相關(guān)指標(biāo)檢測。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS17.0版統(tǒng)計軟件對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。研究數(shù)據(jù)均為計量資料,以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,兩組間均數(shù)做方差齊性檢驗后采用獨立樣本t檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。變量間相關(guān)程度采用Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 GDM組和正常組觀察指標(biāo)比較 兩組年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。GDM各組的BMI、體質(zhì)量、血糖(空腹及餐后2 h)、TG、APN、RBP4、Visfatin、TNF-α與正常組比較,均差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。GDM組的血清25OHD3水平較正常組明顯降低(P＜0.05)。見表1,表2。

2.2 治療組和對照組觀察指標(biāo)比較 治療組相對于對照組,胰島素敏感性(HOMA-IR)下降(P=0.000),血糖下降不明顯(P=0.422)。見表3。

表1 GDM組與正常組臨床資料和血脂生化指標(biāo)比較Tab.1 Comparison of clincal data and blood lipid biochem ical index between GDM group and normol group

表2 GDM組與正常組血生化指標(biāo)比較Tab.2 Comparison of biochem ical parameters between GDM group and normal group

2.3 25OHD3與RBP4APN、visfatin、TNF-α的相關(guān)性分析 25OHD3與RBP4APN、visfatin、TNF-α的相關(guān)性(r)分別為0.526,-0.272,-0.153,-0.072。

3 討論

維生素D及其活性形式[1,25(OH)2D3]是有效的免疫調(diào)節(jié)劑,而25OHD3具有更長的生物半衰期,可作為反映體內(nèi)維生素D狀況的最佳指標(biāo)。維生素D在葡萄糖及胰島素代謝中發(fā)揮重要作用[3]。維生素D受體和25-羥基維生素D1α-羥化酶(CYP27B1)基因在大量的組織,包括那些參與糖代謝調(diào)節(jié)的組織和細(xì)胞,如肌肉、脂肪和胰島β細(xì)胞均有表達(dá)。由此推測GDM的發(fā)病原因之一是因維生素D缺乏導(dǎo)致孕婦胰島素抵抗和胰島素分泌受損。血漿維生素D缺乏具有導(dǎo)致GDM的風(fēng)險,通過:①維生素D與其受體結(jié)合,通過細(xì)胞內(nèi)外鈣濃度變化調(diào)節(jié)β細(xì)胞的功能與分泌[4]；②維生素D直接刺激細(xì)胞膜胰島素受體表達(dá)和葡萄糖轉(zhuǎn)運,從而形成對葡萄糖穩(wěn)態(tài)的影響[5]。胰島素抵抗是妊娠糖尿病發(fā)病的重要環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn),脂肪因子是造成胰島素抵抗的重要原因。而維生素D可以抑制前脂肪細(xì)胞分化為成熟的脂肪細(xì)胞,其作用機(jī)制是多方面的,包括對脂肪因子的影響,從而發(fā)揮其抗脂肪形成的作用,減少外周組織的胰島素抵抗[6]。

維生素D通過抑制單核細(xì)胞趨化蛋白-1和促進(jìn)脂肪細(xì)胞中脂聯(lián)素的產(chǎn)生,降低促炎性因子及增加抗炎性因子的表達(dá),從而發(fā)揮其在人類肥胖和胰島素敏感性中的作用[7]。低維生素D水平及低脂聯(lián)素水平均與肥胖、胰島素抵抗及心血管疾病相關(guān)[8-9]。研究證實,RBP4 mRNA在前脂肪細(xì)胞幾乎測不到,但在分化過程中增加約1 600倍(P＜0.05)。而且,RBP4的分泌僅局限于成熟的脂肪細(xì)胞中,進(jìn)一步表明RBP4與脂肪細(xì)胞分泌密切相關(guān)[10]。YANG等[11]最早發(fā)現(xiàn)了RBP4參與胰島素抵抗,在小鼠實驗中證實RBP4與小鼠胰島素抵抗密切相關(guān)。本研究結(jié)果顯示,在維生素D缺乏的GDM患者中RBP4與對照組相比明顯升高,補(bǔ)充維生素D后RBP4濃度下降,說明維生素D可以通過直接影響胰島素抵抗,從而間接使RBP4濃度下降,表明RBP4作為脂肪因子,參與了胰島素抵抗的發(fā)生。RBP4影響妊娠糖尿病的關(guān)鍵機(jī)制是導(dǎo)致胰島素抵抗及降低β細(xì)胞功能:①RBP4降低磷脂酰肌醇-3激酶的活性和胰島素受體底物-1的磷酸化[12]；②RBP4通過促進(jìn)磷酸烯醇式丙酮酸激酶(肝葡萄糖糖異生酶),從而促進(jìn)肝糖原的輸出[11]；③RBP4的遺傳變異與胰島素抵抗和糖尿病的發(fā)生密切相關(guān)[13]。TNF的生成與釋放與脂聯(lián)素有關(guān),具有一定的抗炎作用,對妊娠糖尿病有保護(hù)作用。TNF-α活性增強(qiáng)可以促進(jìn)脂肪分解引起血漿游離脂肪酸水平增高,抑制肌肉組織胰島素受體的酪氨酸激酶的活性,抑制胰島素受體底物-1的磷酸化和Glut-4的表達(dá),從而導(dǎo)致胰島素抵抗和高胰島素血癥。維生素D可能在免疫激活和炎癥中也發(fā)揮了重要的作用。實驗證明,TNF-α、白細(xì)胞介素-6、維生素D和胰島素抵抗指數(shù)之間有明顯的關(guān)聯(lián)[14]。

表3 治療組與對照組治療前后血生化指標(biāo)比較Tab.3 Comparison of biochemical parameters before and after treatment betw een the treatment group and the control group

表3 治療組與對照組治療前后血生化指標(biāo)比較Tab.3 Comparison of biochemical parameters before and after treatment betw een the treatment group and the control group

組別與時間例數(shù)FBG 2 hPG (mmol·L-1) FINS/ (mU·L-1) RBP4/ (nmol·L-1)對照組12治療前7.23±0.79 11.04±1.58 14.62±1.26 39.20±1.28治療后6.05±0.62 10.97±1.51 9.32±0.98 44.12±1.22治療組12治療前7.35±0.33 9.16±1.91 13.67±2.08 39.18±1.13治療后6.05±0.62 7.56±0.92 11.62±1.26 45.18±1.13 t 12.034-1.745-4.289 12.034 P 0.422 0.095 0.000 0.000組別HOMA-IR HOMA-β/ % APN TNF-α (pg·mL-1) visfatin/ (ng·mL-1)對照組治療前4.69±0.60 0.84±0.36 300.40±19.80 122.20±10.80 9.13±0.37治療后2.51±0.39 0.79±0.26 302.70±21.60 114.00±14.40 8.56±6.00治療組治療前4.47±0.75 0.72±0.12 310.80±21.20 116.60±7.50 8.93±0.23治療后3.21±0.50 0.84±0.36 320.70±18.40 60.70±16.40 6.11±0.59 t -3.864 2.160 5.666 6.227 6.805 P 0.000 0.042 0.041 0.000 0.000

脂肪組織既是機(jī)體的儲能器官,又是內(nèi)分泌器官,其分泌的多種脂肪激素參與及維持人體的能量代謝平衡[15-16]。維生素D作用于GDM患者脂肪因子的機(jī)制為:①過氧化物酶增殖物激活受體(peroxisome proliferateraltivated receptor,PPAR)的作用,GDM發(fā)病過程中,可能出現(xiàn)脂代謝紊亂,并進(jìn)一步降低胰島素敏感性。①25(OH)2D3和維生素D受體能夠抑制C/ EBPα(CCAAT)和過氧化物酶受體(γPPARγ),抑制PPARγ,影響脂肪的成熟,從而發(fā)揮其抗脂肪形成的作用[17]。直接激活PPAR-δ表達(dá),減少外周組織的胰島素抵抗[18]。②鈣受體的作用:調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞膜鈣離子的流動來干擾脂肪因子,發(fā)揮對胰島素敏感的作用。③調(diào)節(jié)炎癥因子的作用:干擾細(xì)胞因子基因中的維生素D反應(yīng)元件或相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子,降低胰島素抵抗[19-20]。研究證明,除了C/EBPα和PPARγ,1,25 (OH)2D3在抑制細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)的激酶(ERK)mRNA的表達(dá)和磷酸化中起著重要的作用,是一個重要的脂肪細(xì)胞分化抑制劑[21]。

脂肪組織產(chǎn)生和釋放的多種促炎和抗炎的因素,包括脂肪因子瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素、內(nèi)脂素,以及細(xì)胞因子和趨化因子,如TNF-α、白細(xì)胞介素-6、單核細(xì)胞趨化蛋白1等,在胰島素抵抗和心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用[20]。本研究表明,相關(guān)脂肪因子及1,25(OH)2D3的水平可以作為胰島素敏感性的判斷指標(biāo),并為GDM的治療提供了新的思路[22]。

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DOI 10.3870/yydb.2014.05.012

Effects of Vitaimin D on Insulin Sensitivity and the Adipokine Factors,TNF-αin Patients with Gestational Diabetes Mellitus

ZHANG Li-ming,GAO Ling,SHUAI Hong-xia,RUN Yuan-min,DENG Chen-xin,TIAN Yuan,MA Ji,XIAO Jing
(Department of Endocrinology,Hubei University of Arts and Science,Xiangyang 441021,China)

ObjectiveTo investigate the relationship and mechanism of the serum vitamin D levels with insulin sensitivity and adipokines APN,RBP4,visfatin and TNF-αin patients with gestational diabetesmellitus(GDM).MethodsA total of101 patientswith gestational diabetes(GDM group)and 50 pregnantwomen with normal blood sugar(control group)were recruited to detect the serum levels of correlative biochemical indexes,APN,RBP4,visfatin,TNF-αand 25OHD3using an HPLC method.Twenty-four patients in the GDM group diagnosed with vitamin D deficiency(＜25 nmol·L-1)were randomized to receive either 1,25(OH)2D3(0.25μg·d-1)orally or no treatment.Serum levels of correlative biochemical indexes were detected after 1 month.ResultsGDM patients had 25OHD3levels significantly lower than the control group(P＜0.05),APN levels lower than the control group,and RBP4,visfatin,TNF-αlevels significantly higher than the control group(allP＜0.05).After 1 month of 1,25(OH)2D3treatment,HOMA-IR increased,while HOMA-βdecreased.APN levels was positively correlated(r=0.526) with 25OHD3;RBP4,visfatin,TNF-αdecreased and were negatively correlated with 25OHD3(rvalues were-0.272,-0.153, -0.072).ConclusionVitamin D can reduce the adipokines RBP4,visfatin,TNF-α,increase APN,and thus play a protective role for gestational diabetes.

Vitamin D;Diabetes,gestational;Insulin sensitivity;Adiponectin;Visfatin;Retinolbinding protein;Tumor necrosis factor

R977.24;R587.1

A

1004-0781(2014)05-0593-05

2013-04-26

2013-07-03

張黎明(1978-),男,湖北安陸人,主治醫(yī)師,在讀碩士,研究方向:內(nèi)分泌疾病。電話:(0)15978052318,E-mail:baizhaoshan@163.com。

高凌(1965-),女,湖北襄陽人,主任醫(yī)師,教授,碩士,研究方向:內(nèi)分泌疾病。電話:(0)13972253336,E-mail:xfgl856@163.com。