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胰岛素早相分泌与餐后血糖的关系

来源:华佗健康网
专题论坛Special Forum 厂。 本文要点: 1.第一时相胰岛素分泌能迅速抑制内源性葡萄糖产生并抑制餐 后血糖水平的升高。 2.胰岛素第一时相分泌受损是胰岛B细胞功能障碍的最早标 志之一。从监测的血糖结果可间接反映人体第一时相胰岛素的分泌 情况,空腹血糖≥5.6mmol/Lt,J,第一时相分泌减弱;>6.1mmol/L 时,第一时相消失:葡萄糖负荷后2h血糖在1Ommol/LB ̄第--t,-]tN胰 岛素分泌就已经消失。 3.高热量饮食、肥胖、IRS-1基因多态性、交感神经兴奋等也是 影响第--I, ̄ ̄I1分泌的重要因素。 elationship between early phase of insulin secretion and postprandial blood glucose 生导师。哈尔滨医科大学 附属第二医院内分泌代谢 病科主任,哈尔滨医科大学 激素与内分泌疾病重点实验 室主任,黑龙江省内分泌科 胰岛素早相分泌与餐后 血糖的关系 哈尔滨医科大学附属第二医院内分泌代谢病科质量控制中心主任。兼任中 国医师协会内分泌代谢病科 医师分会常委、中华医学会 脂代谢学组副组长、中华医 孕强耶琳 中图分类号587 1 文献标识码A 文章编号1 6722809(2011)1 7—0025~04 关键词胰岛素早相分泌 餐后血糖 2型糖尿病 B细胞 学会受体及信号转导学组 副组长、黑龙江省医师协会 内分泌代谢病专业委员会 口音岛B细胞功能缺陷在2型 , 糖尿病发生、,发展过程 胰岛素早相分泌在正常人 中的生理意义 正常人体中葡萄糖刺激B细胞 主任委员。《药品评价》常 务编委, 《中华内分泌代 谢杂志》、 《中华糖尿病 杂志》、 《中国糖尿病杂 志》、 《中国实用内科杂 志》、 《中国地方病学杂 志》、 《中国骨质疏松杂 志》等杂志编委。 其中早相 (第一时相)胰岛素分泌缺陷是其最早 也是最主要的特征。中起了极其重要的作用早相胰岛素分 导致胰岛素分泌,胰岛素分泌包括 泌减少 是导致餐后高血糖症和高 基础(吸收后)和刺激后(餐后)两种状 胰岛素血症的重要环节.而餐后高 态.胰岛素对葡萄糖反应的动力学 血糖具有毒性作用可加重胰岛素 特征是它的双时相分泌。早在1 968 抵抗和B细胞功能缺陷使早相胰岛 年,DOnaId等人在离体大鼠胰腺 素分泌进一步受损如此形成恶性 葡萄糖灌注1 h的试验中就观察到这 循环最终导致糖尿病的发生。 个现象:第一时相胰岛素分泌速度 ,,,,Special Forum 快 从第3min开始持续约2min减弱.随后是胰岛素 储存的分泌颗粒外.还包括不断新合成的胰岛素。 缓慢释放的第二时相,持续到葡萄糖灌注的结束。同 年,Cerasi等用葡萄糖输注试验将健康个体同糖尿病 患者比较,发现人体中也存在双相的胰岛素分泌,并 2型糖尿病患者的胰岛素分泌缺陷 在2型糖尿病早期阶段 第一时相胰岛素分泌减 观察到IGT者gD2型糖尿病患者的第一时相分泌峰值 少或者消失,常低于50mU/L,由于第一时相异常导 降低或完全消失。 致血糖升高.使第二时相胰岛素分泌量增加,且分泌 在空腹的非糖尿病受试者中,胰岛素呈规则脉冲 峰值时间向后推移。随着患者胰岛功能的衰竭.第二 式分泌.每12~1 5min一次,葡萄糖是刺激人体分泌胰 时相可无峰值出现,最后基础分泌也逐渐消失。因 岛素的主要因素。在正常人体中,胰岛B细胞接受葡萄 此,葡萄糖诱导的胰岛素第一时相分泌受损是胰岛B 糖刺激的信号直接导致胰岛紊分泌.其动力学特征是胰 细胞功能障碍的最早标志之一。 岛素的双时相分泌(图1)。正常人静脉注射葡萄糖后 可诱导胰岛素分泌呈双峰曲线。快速分泌相包含不同 条件下的两种情况:当静脉注射葡萄糖后,B细胞接受 影响糖尿病患者第一时相的因素包括以下方面: 1高热量饮食 随着生活方式变化.人们摄入碳水化合物减少, 葡萄糖刺激.在0.5~1.0min的潜伏期后 出现快速分 肉类等蛋白质、高脂肪食物摄八量增多,长期暴饮暴 泌峰.峰值很高可达250~300mU/L 持续5~10min后 食可增加胰岛细胞负担,最终导致胰岛功能分泌胰岛 减弱,即使通过静脉继续维持葡萄糖浓度也是如此。 素障碍。Kashyap等对有2型糖尿病家族史糖耐量正 该快速分泌相称为第一时相。第一时相在血糖大于 常(NGT)的个体和无家族史的NGT个体脂质灌注4d 5.6mmol/L时即可诱发,是较好地评价胰岛B细胞功能 证明游离脂肪酸(FFA)持续增加对有2型糖尿病遗传素 指标,其生理意义在于可以迅速抑制血糖的升高。第二 质的非糖尿病个体胰岛素分泌,尤其是早相胰岛素分 chetti等通过FFA表面灌注证实 时相为延迟分泌相 快速分泌相后出现的缓慢但持久的 泌具有有害作用。Mar分泌峰,其峰值位于刺激后30min左右。持续数小时. 高FFA培育引起早相胰岛素分泌减少。Wuesten等研 直到刺激消失,或血浆葡萄糖回落至基线水平。第二时 究口服脂肪对健康个体和肥胖的非糖尿病个体胰岛素 相释放的胰岛素大约占B细胞胰岛素储备的20%。胰岛 分泌和葡萄糖耐量的影响,证明脂负荷促使糖负荷后 素第一时相分泌显示的是葡萄糖促使来自储存在B细胞 胰岛素分泌。长期过高的脂肪酸则产生毒性作用。 中分泌胰岛素颗粒的迅速释放.第二时相分泌除了来自 2.肥胖 肥胖患者B细胞的反应与对照组不同,肥胖患者 胰岛素高峰低,持续更久。研究发现正常糖耐量的肥 胖患者发展为糖耐量受损(IGT)或2型糖尿病早相胰岛 胰 岛 素 分 泌 素分泌减少,但非肥胖的lGT患者早相胰岛素分泌减 少更显著。也有认为正常糖耐量的肥胖个体已经存在 早相胰岛素分泌减少.其第二时相胰岛素分泌是代偿 性增加的。 3 IRS-1基因多态性 时间 研究发现,lRS一1基因多肽性引起GLY和ARG密 码子972替换与2型糖尿病有密切联系。Ma rchetti等 图1静脉葡萄糖耐量试验中胰岛素分泌示意图 26 ■、 0 ■■0 专题论坛 DeCIal卜0rum 对携带有GLY972-ARG IRS一1基因多态性胰岛gDIRS一1 在10mmOI/LB,-j-,第一时相胰岛素分泌也已经消失。 基因野生型胰岛比较,发现前者胰腺胰岛素含量减 很多研究证实.第一时相胰岛素分泌受损导致餐后2h  h的血糖升 少,胰岛素分泌受损,成熟颗粒分泌减少,说明携带 高血糖 但不能忽略发生在早期即餐后1有GLY972-ARG I RS-1的个体2型糖尿病易感性增加. 高。;tLIt-,J2h血糖还在正常范围.而B细胞第一时相胰 同时与B细胞功能早期缺陷有关。Stumvoll等对携带有 岛素分泌已经减少。 GLY9 -ARG IRS.1基因多态性的正常糖耐量者和携带 第~时相胰岛素分泌减少,是导致餐后高血糖 野生型IRS一1基因的正常糖耐量者进行高葡萄糖钳夹试 症和第二时相高胰岛素血症的重要环节。而餐后高血 验 发现前者早相胰岛素分泌明显减少。 4.交感神经兴奋 糖具有毒性作用.可加重胰岛素抵抗和B细胞功能缺 陷,使第一时相胰岛素分泌进一步受损。 当人们处于焦虑、恐惧、紧张等不良情绪时.交 感神经兴奋,可直接抑制胰岛素的分泌。另外,交感神 经兴奋还可促使肾上腺素分泌增加,肾上腺素是一种升 糖激素,间接抑制胰岛素分泌。同样,长期熬夜致使交 感神经处于兴奋状态,也可抑制胰岛素分泌。 胰岛素早相分泌异常和餐后血糖升高的 临床相关性及干预意义 正常人在葡萄糖负荷后.B细胞呈双相式分泌胰 岛素。正常人进餐后呈现类似第一时相胰岛素分泌 因此.早相胰岛素分泌缺失是2型糖尿病的餐后 的早期胰岛素分泌,表现为餐后30min胰岛素分泌高 高血糖的主要原因,生活方式的干预对于胰岛素早相 峰。第一时相(早相)胰岛素分泌虽短暂.但有重要的 相胰岛素分泌的改善极其重要。而对于2型糖尿病的治 生理意义.能抑制肝脏葡萄糖产生,减少肝糖输出. 疗,恢复早相胰岛素分泌的药物可直击餐后血糖升高 抑制餐后血糖过度升高及后期高胰岛素血症。对于2 的主要原因.具有不可忽视的地位。 型糖尿病患者,第一时相胰岛素分泌减低或消失.导 致餐后血糖峰值延迟,并高于正常人餐后峰值。 胰岛素早相分泌与餐后血糖的关系 循证证据显示,餐后和负荷后高血糖是大血管 早相胰岛素分泌历时短暂,但在调节血糖水平中 病变的独立危险因素。前瞻性队列分析(DECODE和 作用重大,可以使肝葡萄糖产生减少.肝脏葡萄糖输 DECODA研究)显示.相对于空腹血糖,餐后2h血糖 出受抑。葡萄糖刺激引起胰岛素释放的同时,胰升糖 是更好的心血管疾病和全因死亡预测因素,这可能与 素的释放通常受到抑制,也与降tFd ̄:F糖输出有关。此 餐后高血糖对血管内皮细胞的长期急性损伤及增强氧 外脂肪分解也被抑制,限制游离脂肪酸进入肝脏.阻 化应激导致动脉功能受损等诸多因素有关。HanefeId 碍肝糖原异生,从而保证进餐后血糖不会过度升高, 而且使血糖升高持续的时间较短。 的一项荟萃分析显示,控制餐后血糖有降低心肌梗 死和其他心血管事件危险的趋势。Sasso等的研究显 已有研究证明,第一时相胰岛素分泌对降低餐 示,餐后血糖是与动脉粥样硬化相关性最强的因素: 后血糖有重要作用,它能迅速抑制内源性葡萄糖产 RlAD研究也显示餐后血糖独立于空腹血糖和糖化血 生并抑制餐后血糖水平的升高,是餐后高血糖的主 红蛋白(HbA 。),与颈动脉内膜中层厚度(IMT)最直接 要原因。同时,2型糖尿病患者第一时相胰岛素分泌 相关。因此.与空腹血糖和HbA,。相比,餐后血糖与 异常造成的餐后血糖升高也会影响第二时相胰岛素 心血管疾病的危险更为密切。尤其值得注意的是,餐后 的分泌.成为餐后高胰岛素血症的重要原因。而在2 高血糖可刺激胰岛素持续分泌,有可能继而造成下一餐 型糖尿病早期阶段,第一时相胰岛素快速释放的丧 前低血糖发生危险增加.由此引发的血糖波动与糖尿病 失是一种非常普遍的缺陷。我们可从监测的血糖结 预后及慢性并发症的发生密切相关。因此,在降糖治疗 果间接反映人体第一时相胰岛素的分泌情况,空腹 中,应同时使空腹和餐后血糖达到正常水平。 血糖>/5.6mmOI/L! ̄-,J,第一时相分泌减弱 而大于 此外.一些间接证据表明,控制餐后血糖可降 6.1mmol/L时.第一时相消失;葡萄糖负荷后2h血糖 低心血管疾病危险中间指标(如硝基酪氨酸、内皮 27 Special Forum 功能、甲基乙二醛和3-脱氧葡糖醛酮等).从而降低 步,可于餐时注射,同时速效部分回落快,与中效部 糖尿病危害 尤其是减少心血管事件.为此 2007 分叠加少,减少了低血糖的发生风险。70%的精蛋白 年国际糖尿病联盟(I D F)颁布了《餐后血糖治疗指 结合门冬胰岛素又可提供基础状态下的胰岛素需求 南》,强调控制餐后血糖的重要性。 能很好地控制空腹血糖,进而使HbA, 实现达标。餐前 即刻注射诺和锐30.便可获得基础和餐时胰岛素的供 降糖药物对B细胞功能的保护作用 和对餐后血糖的调控 治疗糖尿病的部分药物可影响早相胰岛素分泌, 给,可以比人胰岛素更好地控制餐后血糖.并减少低 血糖事件的发生。从而胰岛素吸收峰与餐后血糖峰的 同步性大大改善,有效地降低餐后血糖的漂移 更好 其中速效胰岛素类似物(门冬胰岛素和赖脯胰岛素), 地控制血糖。因此,诺和锐30具有模拟正常生理状态 可模拟早相胰岛素分泌,降低餐后血糖,并能抑制胰 下餐时胰岛素释放的药代动力学特征。 高血糖素的分泌。部分胰岛素促泌剂(代表药物为瑞格 列奈、那格列奈等).亦能起到促进早相分泌的作用. 改善餐后血糖。 此外,有学者报告CSll和MSll组治疗前后 HOMA_p、ISF-Arg和PIll水平与治疗前相比较,两组 治疗后HOMA-p、lSF—Arg均明显升高(P<0.01),而 快速作用胰岛素类似物为重组DNA生物合成人 PIll明显下降(P<0.01 o短期CSll强化治疗具有快速稳 胰岛素类似物,包括赖脯胰岛素和门冬胰岛素,前者 定控制血糖和显著改善胰岛B细胞功能的作用,其血 是将人胰岛素分子中B28脯氨酸与B29赖氨酸互换后 糖刺激的胰岛素快速相分泌恢复或部分恢复可能机制 得到的胰岛素类似物;后者是B链28位上的脯氨酸被 包括有:明显缩短高血糖的控制时间,更快地清除高 天门冬氨酸取代所得.注射后在10~20min内起效, 血糖的毒性及高血糖对B细胞的毒性作用。持续高血 最大作用时间为注射后1~3h,峰浓度为人胰岛素的 糖可损害B细胞,加重INS分泌缺陷。CSll治疗后,模 2倍,并且很快回复至基础水平,降糖作用持续时间 拟生理性胰岛素分泌模式,治疗本身可直接提高胰岛 为3~5h,可以更好地模拟早相胰岛素,明显改善餐 素的敏感性,抑制脂肪分解.减轻脂毒性.还可使胰 后血糖水平。Murase等对随机分成两组的21例2型糖 岛B细胞处于休整状态,减轻B细胞的负担并促进其修 NS分泌功能的影响。 尿病患者分别用赖脯胰岛素和可溶性中性胰岛素(R) 复,减轻脂肪酸对B细胞I治疗14d,发现前者比后者更有效降糖,B细胞得到 更好地休息,胰高血糖素更好地被抑制。 总之,胰岛B细胞功能,尤其是第一时相胰岛素分 泌.对于控制餐后血糖、维持血糖正常具有非常重要的 诺和锐30是由30%门冬胰岛素和70%中效的精蛋 临床意义。早期应用促进或模拟早时相胰岛素分泌的药 白门冬胰岛素混合而成,是生物合成的人胰岛素类似 物将有助于保护胰岛B细胞功能.改善糖耐量 从而延 物。门冬胰岛素起效迅(10~20min),可较好地模拟生 缓糖尿病的进展、减少糖尿病并发症的发生。 理状态下的早相胰岛素分泌 与餐后血糖高峰几乎同 收稿日期:2011-8 1 接受日期:2011 8 I 5 (L接翦12叽) Small M,MacRury S,Boal A,et al Comparison of conventional twice daily 121 Riddle M,Hart I,Bingham et a1.Combined therapy for obese type 2 diabetes: suppertime mixed insulin with daytime sulfonylurea[J]Am 1 Med Sci,1992, 303(3):151—156. 13】Kilo C,Mezitis N,Jain R,et a1.Starting patients with type 2 diabetes on insulin subcutaneous insulin administration and a multiple injection regimen(using the NovoPen)in insulin—dependent diabetes mellitus[1】Diabetes Res,1988,8: 85—89 【9】Dunbar JM,Madden PM,Gleeson D L et al Premixed insulin preparations in pen syringes maintain glycemic control and are preferred by patients[J] Diabetes Care,1994,17:874—878 therapy using once—daily injections of biphasic insulin aspart 70/30,biphasic human insulin 70/30,or NPH insulin in combination with metormifn…J Diabetes Comp,2003,17:307—313 141 Boehm BO,Home PD,Behrend C,et al Prem ixed insulin aspart 30 VS premixed human insulin 30/70 twice daily:a randomized trial in type 1 and l 10】Saydah SH,Fradkin l1 Cowie CC Poor control of risk factors for vascular disease among adults with previously diagnosed diabetes[J]JAMA,2004,291: 335—342 type 2 diabetic patients[J]Diabet Med 2002,19:393—399 15】Cadth,optimal the therapy report,2008,2(2) 161 Cochrane diabetes ofsystematic reviews 2006 COChrane Diabetes Syst Rev,2006,19(2) 【11]潘长h, 慧,刘国良,等暨 洲糖 病管理中国胁作组.中国城市中心医院糖尿病 健康管理调查【l_中华内分泌代谢杂志,2004,5:420—424 收稿日期:201 1-7—1 5 接受日期:201 1-8—1 5 

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