侯琳,王富軍,李艷艷,齊會卿,張玉娜,白磊,孫金
·血管介入Vascular intervention·
2型糖尿病下肢血管病變患者介入治療前后缺血動脈內(nèi)血清超氧化物歧化酶的變化及意義
侯琳,王富軍,李艷艷,齊會卿,張玉娜,白磊,孫金
目的觀察2型糖尿?。═2DM)下肢血管病變(PAD)患者下肢動脈介入治療前后病變動脈血清中超氧化物歧化酶(SOD)水平的變化,探討T2DM合并PAD患者體內(nèi)氧化應激水平及介入治療對血清SOD的影響。方法選擇2011年7月—2012年12月接受介入治療的T2DM合并PAD患者40例,其中下肢單純動脈造影者(A組)16例,行下肢動脈造影、球囊擴張及支架植入者(B組)24例(Fontaine分期Ⅱb期和Ⅲ期的患者)。B組中,單純行下肢動脈造影、球囊擴張者16例(B1組),行下肢動脈造影、球囊擴張且行支架植入者8例(B2組)。門診健康體檢者(C組)20名作為對照組。A、B兩組介入術前行常規(guī)檢查并取靜脈血測血脂、糖化血紅蛋白(HbA1c)和SOD水平。C組在同樣條件下抽取肘靜脈血測定上述指標。A、B兩組術中取介入前動脈血,術后24 h取靜脈血測定各組血清SOD水平。結果A組患者下肢動脈造影無明顯狹窄。A、B、C 3組SOD分別為(46.1±3.13)u/m l,(35.37±3.58)u/m l,(60.50±6.99)u/m l,A、B組SOD水平均明顯低于C組(t=8.420,P<0.01;t=14.324,P<0.01),A組SOD水平明顯高于B組(t=10.092,P<0.01)。A、B、C 3組的踝臂指數(shù)(ABI)分別為0.70±0.12、0.58±0.13和1.15±0.07。A、B組ABI均明顯低于C組(t=14.749,P<0.01;t=17.392,P<0.01),B組ABI明顯低于A組(t=3.027,P<0.05)。SOD與HbA1c呈負相關(r=-0.541,P<0.01)。A、B兩組組內(nèi)靜脈血與動脈血SOD比較差異無統(tǒng)計學意義。B1組、B2組介入前動脈血中SOD水平分別為(35.70±3.04)u/m l,(36.07±2.14)u/m l,二者差異無統(tǒng)計學意義;介入前缺血部位動脈血中SOD水平分別為(32.95±3.52)u/m l,(33.59±2.64)u/ml,二者差異無統(tǒng)計學意義,但均較介入前動脈血中SOD水平明顯降低(t=2.741,P<0.05;t=2.704,P<0.05);介入后缺血部位動脈血中SOD水平分別為(29.40±5.49)u/ml,(26.68±2.31)u/m l,二者差異無統(tǒng)計學意義,但均較介入前缺血部位動脈血中的SOD水平明顯降低(t=2.536,P<0.05;t=5.005,P<0.01)。各部位血中SOD水平B1組B2組間比較差異均無統(tǒng)計學意義。結論靜脈血與動脈血中的SOD水平無明顯差別;血清中的SOD水平與HbA1c成線性負相關關系;介入術前缺血部位SOD降低,介入術后SOD進一步降低,可能與介入治療對血管壁損傷導致氧化應激反應增強有關,可能是引起術后再狹窄的危險因素之一。
糖尿病;下肢血管病變;介入治療;超氧化物歧化酶(SOD)
隨著糖尿病發(fā)病率的逐年增高,糖尿病下肢血管病變也明顯增多,已成為引起糖尿病足導致截肢的主要原因。近年來隨著介入技術的成熟與發(fā)展,使糖尿病下肢血管病變的治療取得劃時代的進展,但介入治療后再狹窄仍是影響其遠期療效的重要原因。超氧化物歧化酶(SOD)是人體自生的一種氧自由基清除劑,在血管內(nèi)皮保護和抗氧化應激方面起著重要作用。有關動脈硬化與氧化應激的關系已有很多研究,但糖尿病下肢血管病變介入治療前后缺血部位動脈局部氧化應激的變化與術后再狹窄的關系尚少見報道。我:于2007年開展糖尿病下肢血管病變介入治療取得很好療效[1]。本研究通過觀察介入前后缺血部位動脈血中SOD水平的變化,旨在探討血管介入治療對局部氧化應激的影響,為介入術后再狹窄的防治提供理論依據(jù)。
1.1 病例選擇
選擇2011年7月—2012年12月在我:內(nèi)分泌科住:接受介入治療的2型糖尿病合并下肢血管病變患者40例。其中,下肢單純動脈造影者(A組)16例,男11例,女5例,年齡60~85歲,平均(67±9)歲;下肢動脈造影、球囊擴張及支架植入者(B組)24例,男18例,女6例,年齡50~83歲,平均(70±11)歲。其中,單純行下肢動脈造影、球囊擴張者16例(B1組),行下肢動脈造影、球囊擴張且行支架植入者8例(B2組)。選擇門診健康體檢者(C組)20例作為對照組,男12例,女8例,年齡55~76歲,平均(64±6)歲。3組在年齡、性別、血壓、體重指數(shù)等指標具有可比性,見表1。病例入選條件:①符合1999年WHO規(guī)定的糖尿病診斷標準;②患者均有下肢血管病變的臨床表現(xiàn)(Fontaine分期Ⅱb和Ⅲ期),并經(jīng)彩色多普勒超聲(病變部位狹窄>50%以上或管腔閉塞、無血流通過)、踝臂指數(shù)(ABI<0.6)或CT血管造影(雙下肢動脈呈不規(guī)則狹窄或階段性的閉塞)證實;③所有病例均除外酮癥酸中毒、高滲狀態(tài)、急性感染、足部濕性壞疽合并感染需清創(chuàng)者、血液系統(tǒng)疾病及嚴重肝腎疾病等。所有患者于術前完善相關檢查,無嚴重肝腎功能受損及明顯心肺功能不全,并常規(guī)口服阿司匹林100mg/d,手術當日清晨口服硫酸氫氯吡格雷300mg,術后給予低分子肝素5 000 u,1次/12 h,共7 d;口服硫酸氫氯吡格雷300 mg/d 6個月;長期服用阿司匹林。
表1 A、B、C組患者一般臨床資料
1.2 介入手術過程
于局麻下穿刺股動脈,根據(jù)患側股動脈CTA結果所示或動脈搏動情況選擇順行或逆行穿刺,若患肢髂動脈病變較輕,無需處理則行順性穿刺;若患者髂動脈病變較重,患側股動脈搏動觸及不清或下肢CTA示患肢髂動脈狹窄、閉塞或股深、股淺動脈分叉處有明顯狹窄或已形成斑塊時則選擇逆行穿刺[1]。穿刺成功后置入4~6 F動脈鞘,并給予肝素鈉全身肝素化。隨后給予對比劑對患肢動脈進行分段造影,以進一步明確病變部位與程度。如果分段造影示股淺動脈及腘動脈血流通暢,隨即置入5 F造影導管于腘動脈遠端,對膝下動脈進行分段造影,如脛前、脛后及腓動脈顯影可,患肢無明顯狹窄處,給予拔出導管鞘,并用縫合器縫合動脈。如果分段造影示動脈多處狹窄,可通過專用導引導絲、導管,穿過病變部位至遠端,將球囊導引至病變處,緩慢加壓使球囊充盈擴張。由于腘動脈及以下動脈直徑較小,一般只采用球囊擴張,對股淺動脈及以上的血管球囊擴張后出現(xiàn)血管彈性回縮或痙攣者,可給予支架植入。最后拔出導管鞘,采用壓迫穿刺點或動脈縫合器縫合血管以止血。
1.3 標本采集和處理
A、B兩組患者于術前晨6∶00平臥位肘靜脈取血3 m l(介入前靜脈血),測定總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),糖化血紅蛋白(HbA1c)和SOD。C組在同樣條件下抽取肘靜脈血測定上述指標。A、B兩組于手術過程中,動脈鞘置入后取動脈血3 m l(為介入前動脈血),導絲、導管通過狹窄或閉塞部位,于病變動脈遠端取血3 ml(為缺血部位介入前動脈血),球囊擴張(支架植入)后,于病變動脈遠端取血3 ml(為缺血部位介入后動脈血),術后24 h取靜脈血3m l(為介入后24 h靜脈血)。取血后立即以3 000×g離心10 min,分離血清,-20℃保存待測。血清SOD水平通過WST-1法測定,試劑由南京建成生物研究所提供,嚴格按照說明書進行。
A組16例患者下肢動脈造影無明顯狹窄(臨床癥狀可能由于腰椎管狹窄或糖尿病周圍神經(jīng)病變引起);B組24例患者均手術成功,B1組16例行單純球囊擴張,B2組8例同時行支架植入術。
2.1 三組血脂檢測結果比較
A、B、C血脂檢測結果見表2。A、B兩組TG、TC、LDL-C均較C組明顯增高(均P<0.05)。A、B兩組間TC、TG、LDL-C及HDL-C相比差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。A、B組HbA1c水平均明顯高于C組(均P<0.01),A組HbA1c水平低于B組(t= 2.048,P<0.05)。A、B、C 3組的SOD分別為(46.1± 3.13)u/m l,(35.37±3.58)u/ml,(60.50±6.99)u/ml,A組、B組SOD水平均明顯低于C組(t=8.420,P<0.01;t=14.324,P<0.01),A組SOD水平明顯高于B組(t=10.092,P<0.01)。A組、B組的ABI均明顯低于C組(均P<0.01),B組的ABI明顯低于A組(P<0.05)。將2型糖尿病合并下肢血管病變患者的HbA1c與SOD進行直線相關分析,二者呈負相關,相關系數(shù)為-0.541,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見表3、4,圖1。
表2 三組患者血脂變化(±s)
表2 三組患者血脂變化(±s)
注:與A組相比,aP<0.05;與C組相比,bP<0.05
組別TC(mmol/L)TG(mmol/L)HDL-C(mmol/L)LDL-C(mmol/L)A組4.23±0.83 1.84±0.34 1.28±0.45 2.42±0.86 B組4.26±0.57ab1.96±0.49ab1.33±0.33 2.78±0.79abC組3.47±0.41 1.24±0.27 1.48±0.36 1.72±0.51
圖1 Hb A1c和SOD散點圖
表3 3組HbA1c、ABI、SOD水平(±s)
表3 3組HbA1c、ABI、SOD水平(±s)
注:與C組相比aP<0.01;與B組相比abP<0.05
組別HbA1c(%)ABI SOD(U/ml)A組7.68±1.60ab0.70±0.12ab46.10±3.13abB組8.86±1.96a0.58±0.13a35.37±3.58aC組4.56±0.67 1.15±0.07 60.52±6.99
表4 3組動脈血和靜脈血中SOD水平(u/ml,±s)
表4 3組動脈血和靜脈血中SOD水平(u/ml,±s)
注:與術前靜脈血相比aP<0.05
組別靜脈血(介入術前)動脈血(介入術中)靜脈血(介入術后)A組46.10±3.13 44.00±3.51 43.95±3.80 B組35.37±3.58 34.81±3.22 33.30±2.76a
2.2 A、B兩組靜脈血與動脈血中SOD水平比較
A、B兩組介入前靜脈血中的SOD水平分別為(46.10±3.13)u/ml、(35.37±3.58)u/ml,介入前動脈血中的SOD水平分別為(44.00±3.51)u/m l、(34.81±3.22)u/ml,自身靜脈血與動脈血SOD比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。
2.3 B組組內(nèi)動脈血中SOD水平的對比
B1組、B2組介入前動脈血中的SOD水平分別為(35.70±3.04)u/m l,(36.07±2.14)u/m l,二者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。介入前缺血部位動脈血中的SOD水平分別為(32.95±3.52)u/m l,(33.59±2.64)u/ml,二者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。但均較介入前動脈血中的SOD水平明顯降低(t=2.741,P<0.05;t=2.704,P<0.05)。介入后缺血部位動脈血中的SOD水平分別為(29.40± 5.49)u/ml,(26.68±2.31)u/m l,二者差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。但均較介入前缺血部位動脈血中的SOD水平明顯降低(t=2.536,P<0.05;t= 5.005,P<0.05)。見表5。
表5 B組介入術前動脈血和術后靜脈血中SOD水平
氧化應激是指機體在受到各種有害刺激時,體內(nèi)的活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)和活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)生成過多,與抗氧化防御體系失衡,從而導致組織損傷的一種狀態(tài)。ROS包括超氧陰離子(O2-)、羥自由基(OH·)、過氧化氫(H2O2)等;RNS包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、過氧亞硝酸基陰離子等[2]。在生理情況下,ROS存在于細胞中,用于維持細胞的正常功能。95%的氧接受4個電子經(jīng)呼吸鏈還原為水,產(chǎn)生ATP為機體提供能量,只有0.1%~5%的氧可以通過電子鏈形成自由基[3]。在機體正常代謝過程中產(chǎn)生的ROS會被清除系統(tǒng)有效的清除掉。機體存在著兩種抗氧化體系:一種是酶抗氧化系統(tǒng),包括SOD、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶等;另一種是非酶抗氧化體系,包括維生素C、維生素E、a-硫辛酸、銅、鋅、硒等微量元素[4]。當機體受到內(nèi)源或外源因素的影響時,ROS的產(chǎn)生和清除之間失衡,機體內(nèi)的氧自由基增多,從而能導致機體的氧化應激?;钚匝踝杂苫闹饕a(chǎn)物是超氧化酶,它是一種高反應性的、有細胞毒性的自由基。SOD是人體內(nèi)的一種內(nèi)生性氧自由基清除劑,可將有毒性的自由基歧化為無活性的過氧化氫和氧分子,對細胞起到保護作用[5-6]。Brownlee[7]提出“糖尿病并發(fā)癥的共同機制”學說,認為高血糖引發(fā)的氧化應激對血管內(nèi)皮細胞的損傷是糖尿病并發(fā)癥機制中關鍵性的第一步,無論大血管還是微血管的并發(fā)癥都是同一發(fā)病機制,即氧化應激[7-8]。王清等[9]則通過實驗進一步證實了糖尿病患者體內(nèi)存在氧化應激,且合并下肢血管病變比無血管病變的患者體內(nèi)氧化應激更嚴重,并且隨著血糖的升高氧化應激會越來越重。本研究顯示SOD與HbA1c呈顯著負相關,由此可見,糖尿病患者HbA1c升高,紅細胞攜氧減少,組織缺氧引起體內(nèi)的氧化應激反應,消耗了SOD,促使血管動脈粥樣硬化的形成。糖尿病下肢血管病變患者血清SOD明顯低于對照組,也再次證明了糖尿病的血管病變與氧自由基的升高有關。岑錦明等[10]通過觀察糖化血紅蛋白與冠脈支架術后再狹窄的關系,進一步證實了介入術后再狹窄的發(fā)生與SOD升高有關。介入治療造成的血管損傷,使病變血管局部生成大量的活性氧自由基,而氧自由基大大的消耗了SOD,本文也證實了動脈局部的SOD值的下降與介入損傷造成的局部氧自由基生成增多有關。本文B1組和B2組SOD值無顯著性差異,可能與例數(shù)較少有關,有待于進一步研究。
介入治療下肢血管病變的療效已得到國內(nèi)外專家的認可[11],但術后的血管再狹窄仍是影響其遠期療效的主要原因。術后再狹窄的病理基礎是對局部血管損傷的一種修復反應,是多種細胞因子介導的局部血管的重構,是血管平滑肌遷移、增殖、凋亡及細胞基質(zhì)堆積的結果[12-13]。我們通過觀察糖尿病合并下肢血管病變患者介入前后vWF的變化,探討了介入對血管內(nèi)皮功能的影響,為術后早期抗炎,防治術后再狹窄提供了理論依據(jù)[14]。介入術后,抗氧化物減少,血管壁活性氧生成增多,過多的ROS對血管產(chǎn)生毒性作用,使氧化還原敏感性轉錄因子(如NF-kB、活化蛋白-1)活化,促進粘附因子、內(nèi)皮素、組織因子、血管內(nèi)皮生長因子和單核細胞趨化蛋白-1等基因表達,最終導致血管細胞增殖和血管通透性的改變,血管內(nèi)皮舒張功能減弱,血流動力學改變,最后引起血管狹窄或閉塞[15]。由于介入治療對血管的機械損傷,引起氧化應激,觸發(fā)再狹窄過程的發(fā)生。由此可見,氧化應激在介入術后血管在狹窄的發(fā)生中發(fā)揮了不可小覷的作用,因此,抗氧化應激是防治術后再狹窄的主要方法之一。術后再狹窄的發(fā)生與局部動脈氧化應激明顯增加有關,故應在球囊擴張或支架植入后于動脈鞘內(nèi)注入抗氧化劑、抗凝劑,是否有助于提高介入術后的遠期療效,有待于進一步研究。
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Serum superoxide dismutase level changes in typeⅡdiabetic patients with lower extrem ity vascu lar disease before and after the interven tional therapy and its clinical significance
HOU Lin,WANG Fu- jun,LI Yan-yan,QIHui-qing,ZHANG Yu-na,BAI Lei,SUN Jin.Department of Endocrinology Fourth Hospital of HebeiMedical University,Shijiazhuang,Hebei,050000,China
WANGFu-jun,E-mail:wangfujun139@126.com
ObjectiveTo observe the changesof serum superoxide dismutase(SOD)levels in typeⅡdiabetic patients with peripheral arterial disease(PAD)before and after interventional therapy,and to investigate the effects of oxidative stress level and interventional treatment on serum SOD level.MethodsDuring the period from July 2011 to December 2012 at authors'hospital,a total of 40 patients with typeⅡ diabetes mellitus complicated by lower limb arterial disease
interventional treatment.In 16 patients only lower limb arterial angiography was performed(group A),while lower limb arterialangiography together with balloon dilation and/or stenting was carried out in 24 patients(group B,with Fontaine stage ofⅡb-Ⅲ).Of the 24 patients in group B,lower limb arterial angiography together with balloon dilation was emp loyed in 16(group B1)and lower limb arterial angiography together with balloon dilation and stenting was adopted in 8(group B2).Twenty healthy clinical subjectswere used as control group(group C).Before interventional treatment,elbow venous blood samples of patients in group A and B were collected to determine serum lipid,HbA1c and SOD levels.The same tests were also carried out in the subjects of group C.During percutaneous lower extremity arterial intervention,through arterial sheath 3 m l arterial blood specimen was collected in all patients of both group A and B before intervention started. Twenty-four hours after the treatment,venous blood specimen was also collected in all patients to determine serum SOD levels.The results were statistically analyzed.ResultsLower limb arterial angiography showed that no obvious arterial stenosis was seen in the patients of group A.The interventional procedures were all successfully completed in all patients of group B.SOD levels of group A,B and C were(46.1±3.13)U/ml,(35.37±3.58)U/m l and(60.50±6.99)U/m l respectively.SOD levels of both group A and B were significantly lower than that of group C(t=8.420,P<0.01;t=14.324,P<0.01).The level of SOD in group A was significantly higher than that in group B(t=10.092,P<0.01).The ankle-brachium indexes(ABI)of group A,B and C were(0.70±0.12),(0.58±0.13)and(1.15±0.07)respectively.ABI of group A and B was significantly lower than that of group C(t=14.324,P<0.01;t=17.392,P<0.01). ABI of group B was significantly lower than that of group A(t=3.027,P<0.05).SOD level bore a negative correlation with HbA1c level(r=-0.541,P<0.01).In both group A and group B,no significant difference in SOD level existed between the venous blood and arterial blood.The preoperative arterial SOD levels in group B1and group B2were(35.70±3.04)U/ml,and(36.07±2.14)U/m l respectively,and the difference between the two groups was not statistically significant.The preoperative SOD levels in the ischemic arterial region in group B1and group B2were(32.95±3.52)U/ml and(33.59±2.64)U/ml respectively,and the difference between the two groupswas not statistically significant although these levelswere significantly lower than the preoperative arterial SOD levels(t=2.741,P<0.05;t=2.704,P<0.05).After the interventional treatment,the SOD levels in the ischemic arterial region in group B1and group B2were(29.40±5.49)U/ ml and(26.68±2.31)U/m l respectively,and the difference between the two groups was not statistically significant although these levels were significantly lower than the preoperative SOD levels in the ischemic arterial region(t=2.536,P<0.05;t=5.005,P<0.01).No statistically significant differences in SOD levels at each corresponding site existed between group B1and group B2.ConclusionNo significant difference in SOD level exists between the venous blood and the arterial blood.Serum SOD level carries a negative linear correlation with HbA1c level.Before interventional treatment,the SOD level in ischemic region is low,which becomes lower after the interventional procedure,whichmay be caused by the enhanced oxidative stress reaction that is resulted from the damage of the vascular wall due to interventional manipulations.The enhanced oxidative stress reaction may play an important role in the occurrence of restenosis.(JIntervent Radiol,2014,23:762-766)
diabetes mellitus;vascular disease of lower extremity;interventional treatment;superoxide dismutase
R528.1
A
1008-794X(2014)-09-0762-05
2013-09-15)
(本文編輯:侯虹魯)
10.3969/j.issn.1008-794X.2014.09.005
05000河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院內(nèi)分泌科
王富軍E-mail:wangfujun139@126.com