瘦素與體外循環(huán)胰島素抵抗關(guān)系的研究

1、瘦素與體外循環(huán)胰島素抵抗關(guān)系的研究作者：張擁軍, 胡知朋, 聶榮華*, 陳家軍, 詹波濤, 楊俊波, 張增旺 作者單位：(華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬襄樊醫(yī)院心胸外科,湖北 襄樊 441021)【摘要】 目的：探討血瘦素濃度與體外循環(huán)(CPB)手術(shù)患者胰島素抵抗的關(guān)系。方法：中低溫體外循環(huán)手術(shù)22例，于麻醉誘導(dǎo)前、體外循環(huán)開始30 min、開放主動脈、體外循環(huán)開始后6、12、18、24 h抽取頸內(nèi)靜脈或體外循環(huán)血液，檢測血糖、血清胰島素濃度、血清瘦素濃度，計算各時間點胰島素抵抗指數(shù)(HOMAIR)并分析它與血清瘦素濃度的關(guān)系。結(jié)果：CPB過程中、CPB術(shù)后胰島素抵抗指數(shù)均降低;血清瘦素濃度在CP

2、B過程中明顯降低，CPB術(shù)后逐漸恢復(fù);體外循環(huán)過程中血清瘦素濃度與胰島素抵抗指數(shù)無明顯相關(guān)性,CPB術(shù)后血清瘦素濃度與胰島素抵抗系數(shù)呈正相關(guān)，P<0.01。結(jié)論：CPB術(shù)后血瘦素濃度改變與體外循環(huán)胰島素抵抗正相關(guān)，CPB術(shù)中胰島素抵抗可能與血瘦素濃度的改變沒有關(guān)系。【關(guān)鍵詞】 體外循環(huán);瘦素;胰島素抵抗Study on the Relationship Between Leptin and Insulin Resistance in Patients Undergoing Cardiopulmonary Bypass ZHANG Yongjun,HU Zhipeng,NIE Ronghu

3、a*,CHEN Jiajun,ZHAN Botao,YANG Junbo,ZHANG Zengwang (Department of Cardiothoracic Surgery,Xiangfan Hospital Affiliated to Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Xiangfan,Hubei 441021,China)Abstract：Objective To explore the relationship between leptin and insulin resista

4、nce in patients undergoing cardiopulmonary bypass(CPB).Methods Twentytwo patients were performed CPB under medium hypothermia,and blood samples were obtained at following intervals:before anesthesia induction,30 minutes after CPB,declamping of aorta,6 h after CPB,12 h after CPB,18 h after CPB,24 h a

5、fter CPB.The concentrations of serum leptin,blood glucose,serum insulin were determined,respectively.The HOMAIR at every interval were calculated and its relationship with concentration of serum leptin were analyzed.Results HOMAIR were decreased both during and after CPB,the concentration of serum l

6、eptin was significantly decreased during CPB and recovered gradually after CPB,HOMAIR and the concentration of serum leptin showed no significant correlation during CPB,but they showed positive correlation after CPB(P<0.01).Conclusion The change of serum leptin after CPB was positively correlated

7、 with insulin resistance after CPB,the change of insulin resistance during CPB may have no relationship with the change of serum leptin concentration.Key words:Cardiopulmonary bypass;Leptin;Insulin resistance體外循環(huán)(CPB)過程中存在胰島素抵抗現(xiàn)象(insulin resistance,IR)1-2。胰島素抵抗的機制沒有最終闡明。ModanMoses D等3通過連續(xù)監(jiān)測體外循環(huán)前、中、后

8、血瘦素濃度發(fā)現(xiàn)，在體外循環(huán)過程中，血瘦素濃度下降為術(shù)前的一半，術(shù)后逐漸上升，以體外循環(huán)開始為0點，12點時達最高濃度，24點時基本恢復(fù)正常。瘦素在肥胖患者、妊娠糖尿病患者、多囊卵巢綜合征患者中與胰島素抵抗的關(guān)系受到廣泛關(guān)注，現(xiàn)有研究結(jié)果傾向于瘦素同這些疾病過程中的胰島素抵抗現(xiàn)象有相關(guān)性4-7。體外循環(huán)過程前后胰島素抵抗現(xiàn)象同血瘦素濃度變化的關(guān)系，報道甚少。本實驗旨在探討血瘦素濃度的變化在體外循環(huán)胰島素抵抗中的作用。1 資料與方法1.1 實驗對象2009年1月6月，我科實施循環(huán)手術(shù)22例，男17，女5例，年齡1222歲，平均年齡16.4歲;均為先天性心臟病(單純性房間隔缺損或室間隔缺損);體重1

9、5.662.5 kg，平均(38.63±3.29)kg,主動脈阻斷時間(39.23±5.84) min,體外循環(huán)時間(85.42±5.54) min,空腹血糖(6.32±1.45) mol/L。病例入選標準：體重指數(shù)(BMI=體重/身高的平方)<23;心功能NYHA分級級;術(shù)前檢查肝腎功能、凝血機制以及空腹血糖均正常;無糖尿病及其他內(nèi)分泌疾病既往史、直系血親家族史。1.2 處理方法及標本獲取本組手術(shù)均在全憑靜脈麻醉、中低溫體外循環(huán)下進行。全組均采用胸骨正中切口，懸吊心包后充分止血，肝素化(3 mg/kg)后，采用中低溫(2830 )體外循環(huán)，轉(zhuǎn)流中

10、維持平均動脈壓在60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。心肌保護方法，首量含血(體積比41)高鉀冷停跳液(1015 )15 mL/kg，以后每20 min灌注半量1次，心肌表面放置冰屑。中心靜脈穿刺完成后(t1)，于中心靜脈導(dǎo)管抽取血液8 mL;常規(guī)建立體外循環(huán)，阻斷主動脈30 min(t2)、開放主動脈(t3)各抽取體外循環(huán)血液8 mL;體外循環(huán)開始為0時，開始后6 h(t4)、12 h(t5)、18 h(t6)、24 h(t7)(本組患者CPB時間均小于2 h)抽取頸靜脈血8 mL。所取血液2 mL送我院檢驗科急查血糖;余下5 mL取血清，查血清胰島素濃度;余下部分-70 保存

11、，備查瘦素。1.3 測定方法和數(shù)據(jù)換算血清胰島素水平采用放射免疫法測定;酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA) 測定血清leptin;6PG氧化酶法測定血糖(均按試劑盒說明書進行操作)。胰島素抵抗指數(shù)(HOMAIR)=血清胰島素濃度×血糖濃度/22.5。1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法所有數(shù)據(jù)均用SAS 9.12軟件統(tǒng)計，計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(x±s) 表示,行2檢驗，胰島素抵抗指數(shù)與血瘦素濃度的相關(guān)性采用linear mixed model分析。2 結(jié)果2.1 各時點的胰島素抵抗指數(shù)變化體外循環(huán)中、后胰島素抵抗指數(shù)均升高。阻斷主動脈30 min(t2)、開放主動脈(t3)，體外循

12、環(huán)開始后6 h(t4)、12 h(t5)、18 h(t6)的胰島素抵抗指數(shù)較CPB轉(zhuǎn)流前明顯升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);24 h(t7)時胰島素抵抗指數(shù)同轉(zhuǎn)流前比較差異沒有統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。表1 各時點的胰島素抵抗指數(shù)變化注：與t1比較，P<0.05;P<0.012.2 各時點血清瘦素濃度的變化在體外循環(huán)過程中，血瘦素濃度明顯下降，術(shù)后逐漸上升，以體外循環(huán)開始為0點，12點時達最高濃度，24點時基本恢復(fù)正常,見圖1。圖1 CPB前、中、后血清leptin濃度的變化2.3 胰島素抵抗指數(shù)和血清瘦素濃度的相關(guān)性體外循環(huán)過程中血清瘦素濃度與胰島素

13、抵抗指數(shù)無明顯相關(guān)性;體外循環(huán)術(shù)后的胰島素抵抗指數(shù)與血清瘦素濃度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.7014，P<0.01，有統(tǒng)計學意義。3 討論胰島素抵抗指數(shù)是胰島素抵抗現(xiàn)象的一個檢測指標，本實驗通過檢測該指標證實了CPB中、后存在胰島素抵抗現(xiàn)象;通過檢測血清胰島素濃度并與相應(yīng)時間點HOMAIR作linear mixed model分析，發(fā)現(xiàn)體外循環(huán)術(shù)后IR同血清瘦素濃度呈顯著正相關(guān)，而體外循環(huán)術(shù)中IR同血清瘦素濃度之間沒有顯著的相關(guān)性。體外循環(huán)術(shù)后的胰島素抵抗現(xiàn)象同血瘦素濃度的改變具有顯著的正相關(guān)。其機制可能為，高瘦素水平可能通過影響胰島素受體和受體后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制胰島素對葡萄糖的攝取作用，降低

14、胰島素的敏感性，使胰島素不能發(fā)揮正常的生理作用，因而代償性分泌增加，反過來，高胰島素血癥又能刺激機體分泌瘦素增加，互相促進，形成惡性循環(huán)，進一步加重胰島素抵抗8;通過脂肪組織的瘦素受體，阻抑乙酰輔酶A羧化酶(脂肪酸合成酶的限速酶)活性，降低脂肪酸和甘油三酯的合成并增加脂肪的氧化，直接阻抑細胞內(nèi)脂質(zhì)的產(chǎn)生，引起脂質(zhì)代謝紊亂，出現(xiàn)高脂血癥，血游離脂肪酸濃度增高9，干擾肌肉對胰島素的敏感性，使胰島素抵抗加重。似乎矛盾的是，體外循環(huán)術(shù)中的胰島素抵抗現(xiàn)象同血瘦素濃度并未表現(xiàn)出相關(guān)性。Hoda MR等10通過比較體外循環(huán)和非體外循環(huán)冠脈旁路移植手術(shù)過程前后的血清瘦素濃度曲線，發(fā)現(xiàn)體外循環(huán)過程前后的瘦素濃度

15、曲線為雙向變化，同我們的研究結(jié)果相似;而非體外循環(huán)冠脈旁路移植前后血清瘦素濃度曲線為先升后降的單峰曲線，提示體外循環(huán)心臟手術(shù)前后，不僅急性炎癥反應(yīng)影響血清瘦素濃度的釋放，體外循環(huán)過程也影響血清瘦素濃度。體外循環(huán)過程中的血液稀釋、體外循環(huán)過程對蛋白質(zhì)的破壞作用都可能影響血清瘦素濃度，這可能是本研究中，CPB過程中血清瘦素濃度明顯下降的原因。已有研究表明，體外循環(huán)溫度、灌注壓力、缺血再灌注損傷及其所伴隨的炎癥因子如IL6、TNF等都對胰島素抵抗現(xiàn)象有明顯的影響11。而瘦素在較低濃度時，可能對胰島素抵抗現(xiàn)象的影響與以上因素相比處于次要地位，故不表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性。體外循環(huán)術(shù)后的胰島素抵抗現(xiàn)象也應(yīng)予以

16、關(guān)注。組織對胰島素的敏感性下降，葡萄糖的攝取和利用減少，使得細胞外高糖而細胞內(nèi)葡萄糖含量不足，機體隨即轉(zhuǎn)向不依賴胰島素介導(dǎo)的脂肪供能，使機體處于酮體堆積、乳酸中毒和嚴重負氮平衡狀態(tài)下，將影響患者的近、遠期療效。既然體外循環(huán)術(shù)后的胰島素抵抗同血瘦素濃度的改變相關(guān)，那么預(yù)防術(shù)后高瘦素血癥可能是預(yù)防胰島素抵抗的途徑之一?！緟⒖嘉墨I】1Anderson RE,Brismar K,Barr G,et al.Effects of cardiopulmonary bypass on glucose homeostasis after coronary artery bypass surgeryJ.Eur J

17、 Cardiothorac Surg,2005,28(3):425-430.2Lorenz RA,Lorenz RM,Codd JE.Perioperative blood glucose control during adult coronary artery bypass surgeryJ.AORN J,2005,81(1):126-144,147-150.3ModanMoses D,Kanety H,Dagan O,et al.Circulating leptin levels after cardiopulmonary bypass in childrenJ.J Cardiothora

18、c Vasc Anesth,2001，15(6):740-744.4Segal KR,Landt M,Klein S.Relationship between insulin sensitivity and plasma leptin concentration in lean and obese menJ.Diabetes，1996，45(7)：988-991.5于 健,王 炎,馬金秀,等.妊娠糖尿病患者血清瘦素水平與胰島素抵抗的關(guān)系J.中華糖尿病雜志,2005,13(3)：172-1736Pehlivanov B,Mitkov M.Serum leptin levels correlate with clinical and biochemical indices of insulin resistance in women with polycystic ovary syndromeJ.Eur J Contracept Reprod Health Care,2009,14(2):153-159.7崔志華,張木勛,張建華.多囊