二甲双胍对胰岛素抵抗中游离脂肪酸调节的影响:一项双盲、安慰剂对照研究

摘要

介绍．自由脂肪酸（FFA）代谢受损与胰岛素抵抗密切相关。我们的目的是评估在改善二甲双胍的胰岛素敏感性后在生理情况下胰岛素抵抗的血浆FFA变化。方法．对胰岛素抵抗患者进行了双盲、安慰剂控制的二甲双胍干预。19名患者在6周内随机接受二甲双胍850 mg b.i.d.或安慰剂。参与者在治疗前后接受了精神压力测试和口服葡萄糖耐量测试(OGTT)。结果．二甲双胍治疗后，空腹血糖、FFA和HOMA-IR均呈下降趋势，提示胰岛素敏感性改善。与安慰剂组相比，二甲双胍组的FFA浓度在所有时间点都较低，但在精神压力测试中，二甲双胍组的FFA浓度显示出类似的模式。空腹血浆FFAs降低与HbA1c降低呈正相关(；)及空腹血糖(；）.二甲双胍或安慰剂对OGTT期间血浆FFAs的抑制没有改变。结论．尽管胰岛素敏感性有改善的趋势，但二甲双胍在胰岛素抵抗中并未导致FFA动力学的改善。二甲双胍可能主要通过抑制空腹FFA浓度来降低血浆FFA，而不是通过抑制急性应激诱导的脂解。

1.介绍

游离脂肪酸是在单、二和甘油三酯水解过程中通过脂质和能量稳态调节网络产生的[1］.脂类分解在活的有机体内是由脂肪细胞中不同的细胞内酶、内皮脂肪酶、脂肪细胞大小和脂肪组织中的血流量介导的[2- - - - - -7］.FFA等离子体浓度主要基于每个人的激素平衡的某些生理限制改变[8,9］.精神压力是生理刺激之一，除了营养状态等其他生理因素外[10.，身体活动[11.]或老龄化[12.]导致较高的血浆游离脂肪酸浓度[13.］.精神应激急性增加FFAs的机制是刺激儿茶酚胺分泌，导致脂肪组织细胞内甘油三酯水解增强[13.,14.］.与此激活系统相对应的是胰岛素，它导致细胞内脂解的急性抑制，从而抑制血浆FFA水平[8,13.,14.］.在胰岛素抵抗情况下，细胞内FFA水解的刺激和抑制均受损[15.,16.］.已经提出，增加与二甲双胍的胰岛素敏感性可能导致脂肪细胞水平改善FFA代谢[17.］.已经提出二甲双胍以急性抑制胰岛素耐药受试者的儿茶酚胺刺激的脂解[18.］.然而，如果二甲双胍的FFA降低效果是基于降低基础FFA浓度的FFA降低效果，或者通过改善急性脂肪解期间的FFA动力学，仍然不明确。使用精神压力测试可能有助于研究基础FFA浓度和由于生理条件下的儿茶酚胺刺激的脂肪分解而调查基础FFA浓度和FFA动力学。本研究是一种双盲安慰剂对照研究，旨在确定精神压力下的血浆FFA动力学，在提高与二甲双胍的胰岛素敏感性之前和之后的高胰岛素水平。

2.材料和方法

2.1。主题和设计

该研究方案已由乌得勒支大学医学中心人类调查审查委员会批准(WOM 00/066)。通过广告从乌得勒支大学医学中心内分泌科门诊招募了19名胰岛素抵抗患者。根据NCEP的指引，主要纳入标准为存在代谢综合征[19.或由磺酰脲衍生物调控的2型糖尿病。排除肝、肾或甲状腺功能衰竭、表现为心力衰竭、每日饮酒3单位或以上以及使用二甲双胍的患者。

在纳入的早晨，测量体重、身高、血压和腰臀比，并空腹抽取静脉血样本，测定血脂、载脂蛋白、葡萄糖、FFA和胰岛素浓度。

在为期两周的试验期间，所有参与者每天服用2次安慰剂，然后将患者随机分配到二甲双胍850 mg b.i.d.组或安慰剂组。这些是由法国奇利-马扎林的默克-利法好心捐赠的。所有参与者都被允许继续服药。在纳入后第一周的磨合期进行第一次心理应激试验和口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。第二组实验是在接受二甲双胍或安慰剂治疗6周后进行的。参与者每两周访问我的部门，以鼓励参与，评估安全参数，并进行药物计数。

2.2。精神压力测试

所有受试者都进行了如上所述的精神压力测试[13.,14.,16.］.参与者在经过12小时的夜间禁食后来到我们实验室的代谢病房，在禁食期间，在肱静脉中放置了静脉插管。持续输注0.9%盐水以保持插管开放。所有外周血标本均从套管中取出，置于EDTA钠(2mg /mL)中，置于冰上，立即在4°C、3000 RPM下离心15分钟。离心后立即将一种脂蛋白脂肪酶抑制剂(瑞士罗氏公司的四氢脂抑素)添加到血浆中以进行阻断在体外脂类分解(20.］.在测试的前60分钟，受试者在一个没有干扰刺激的房间里仰卧。在接下来的20分钟里，参与者接受了两种类型的心理压力测试，这些测试由字母和数字组成，具体内容在其他地方有详细描述。13.,14.,16.］.精神应激期结束后，受试者仰卧40分钟。在心理应激期(到0分钟）以10分钟的间隔。在精神压力的二十分钟（至20分钟)，每隔5分钟采集血样，在应激期(至40分钟)，每隔10分钟。在测试过程中也记录了心率。

２.３.口服葡萄糖耐量试验

在精神压力测试之后立即进行OGTT。受试者摄入含有75克葡萄糖300mL的溶液。在基线上收集血液样品，30分钟间隔，可达120分钟，用于测定FFA，葡萄糖和胰岛素浓度。

２.４.分析方法

血浆标本离心后立即保存于-20℃。用酶比色法(Wako Chemicals GmbH, Neuss, Germany)测定血浆样品中重复的FFA浓度。胰岛素浓度采用商品化ELISA (Mercodia，乌普萨拉，瑞典)测定。用葡萄糖氧化酶干化学法(体外谷氨酸玻片)和比色法测定血浆葡萄糖含量。胆固醇和甘油三酯的测定使用体外250分析仪(强生罗彻斯特，纽约，美国)。用载脂蛋白B单克隆抗体(Behring Diagnostics NV, OSAN 14/15)比浊法测定血浆载脂蛋白B。为了估算胰岛素敏感性，计算HOMA-IR(=葡萄糖×胰岛素/22.5)[21.］.

2．5．统计数据

所有值都表示为平均值（SEM）的平均值±标准误差。通过ANOVA测试组之间的差异。用Kolmogorov-Smirnov-test测试正常性，并且如果发生非正常性，就像在血浆TG一样，血浆胰岛素和HOMA-IR的情况下，在对数转化后进行计算。对于对重复措施的FFA浓度变化的统计分析，使用了LSD试验作为HOC分析试验。为了估计精神压力释放的FFA的总量，FFA曲线（AUC）下的面积和FFA曲线下的区域校正FFA浓度(dAUC)计算应力周期。计算OGTT期间葡萄糖的AUC。使用Graphpad Prism 5.0 (Graphpad Software Inc.， La Jolla, CA, USA)计算AUC和dAUC。皮尔逊相关系数()，以调查FFA变化与其他变量之间的关系。时具有统计学意义(双尾)。使用PASW Statistics 18.0 (IBM, New York, NY, USA)进行统计分析。

3.结果

３．１．一般特征(表1）

19名胰岛素抵抗患者完成了这项研究。二甲双胍组5例，安慰剂组2例。表中给出了参与者的一般特征1．两组之间没有显著差异。二甲双胍治疗6周后，空腹游离脂肪酸、血糖、HbA1c、HOMA-IR、总胆固醇均呈下降趋势，但无统计学意义。二甲双胍有降低空腹血浆FFA的趋势到 mmol/L ()与安慰剂(来自到mmol/L)，提示二甲双胍可改善胰岛素敏感性。在安慰剂组中，所有空腹血浆变量保持不变。

３．２．精神压力测试期间血浆FFA浓度(图1）

二甲双胍组心率增加9.8% ()，安慰剂组为8.8% ()，在心理应激开始后5 ~ 10分钟增加最大。在精神应激前60分钟，血浆FFA水平无明显变化。在精神应激期间，两组血浆FFAs显著增加，每次干预后增加幅度相似。与安慰剂相比，二甲双胍对精神应激诱导的FFA变化没有显著影响。精神应激20分钟后，二甲双胍组FFA显著升高%,%，安慰剂组为%,分别为%。FFA曲线下增量面积各组间无显著差异(和之前更易·min / Lmmol·min/L和之前更易·min / L安慰剂后更易·min / L)。与二甲双胍后空腹血浆FFA降低最相关的变量是血糖降低(；)和糖化血红蛋白(；）.

３．３．OGTT期间的葡萄糖、胰岛素和FFA浓度(图2）

葡萄糖血浆水平在OGTT期间增加到大约90分钟，随后显示出逐渐减少。在用二甲双胍或安慰剂治疗后，在OGTT期间葡萄糖的AUC略微降低，而无需达到统计学上显着的结果（和之前我·min / LmE·min/L和之前我·min / L我·安慰剂后最小/ L)。在接受二甲双胍治疗后，OGTT开始30分钟后已经观察到餐后胰岛素峰值，而安慰剂组的餐后胰岛素峰值是在90分钟。OGTT期间，两组血浆FFA浓度下降相似。在二甲双胍组，FFAs在30分钟内被抑制%与之前%，而安慰剂组%与之前%治疗后。

4.讨论

FFA代谢紊乱在胰岛素抵抗的发病机制中具有重要作用，如2型糖尿病[22.- - - - - -24.］.分子机制尚未完全澄清[25.］.降糖药物二甲双胍降低2型糖尿病患者血浆FFA浓度[26.- - - - - -29.改善胰岛素敏感性[30.,31.］.到目前为止的问题是这是否是脂肪组织依赖的影响。我们的数据在一定程度上与早先的报告一致[26.,27.，因为二甲双胍降低了空腹FFA，尽管没有统计学意义，很可能是由于纳入我们研究的受试者人数较少。这导致在整个心理压力测试中FFA水平较低，与未经处理的情况相比，而不影响曲线的模式。安慰剂组的血浆FFA曲线几乎没有变化。因此，似乎二甲双胍降低血浆FFA主要是通过抑制禁食水平，而不是通过急性应激介导的脂解来改善FFA动态。二甲双胍的主要作用很可能是在肝脏和肌肉水平上的葡萄糖代谢[32.］.二甲双胍抑制肝脏葡萄糖输出，同时降低细胞内ATP含量[32.］.相反，已经提出了二甲双胍的一部分胰岛素敏化作用可能是由血浆FFA的降低引起的[17.］.在我们的研究中，我们没有找到证据在活的有机体内二甲双胍对精神应激试验中脂解的抑制作用。二甲双胍降低空腹FFA的确切机制可能并不完全依赖于减少脂肪细胞脂解在活的有机体内．

降低肝脏葡萄糖输出量将导致更有效的“葡萄糖-脂肪酸循环”，这将伴随着FFA处理的改善[25.,33.,34.］.这可能解释了在我们的研究中二甲双胍降低空腹FFA水平而不影响急性释放(在精神应激试验期间)和抑制(OGTT)的动态。观察到的空腹血浆FFA降低与血糖和糖化血红蛋白降低之间的关联支持了这一概念。

与我们的结果相反的是，一项使用微透析的研究表明，急性治疗时使用相同剂量的二甲双胍对儿茶酚胺介导的腹部皮下脂肪组织脂解有抑制作用[18.］.然而，这两项研究都使用了不同的方法来建立脂肪细胞脂解。在精神压力测试中，我们诱发了儿茶酚胺反应，这是一种更生理的刺激，因此可能无法察觉微小的差异。在精神压力测试期间，我们没有测量儿茶酚胺的水平，但我们确实观察到在测试期间心率增加，表明交感神经活动增加。由相同的精神压力引起的儿茶酚胺反应增加，我们小组之前已经描述过[13.］.虽然我们没有直接定量脂肪组织FFA流出，但由于血浆甘油三酯没有改变，因此在这种情况下血浆的变化主要反映脂肪组织中的FFA代谢，而不是血管内脂解[13.,14.,16.］.我们研究的另一个局限性是纳入的受试者数量相对较少，这可能是两组之间进行一些比较时缺乏力度的原因。显然，安慰剂组的胰岛素抵抗比二甲双胍组低。然而，两组表现出相似的胰岛素抵抗特征。仅在二甲双胍组中观察到空腹游离脂肪酸、血糖、糖化血红蛋白和HOMA-IR改善的趋势。正如其他人所观察到的那样，我们原本预计这些结果将转化为该组中改进的FFA动力学[18.］.

综上所述，二甲双胍治疗后空腹FFAs降低，但急性生理刺激下空腹FFAs动态变化不明显。因此，我们提出二甲双胍可降低血浆FFAs在活的有机体内主要是通过抑制基线FFA浓度，而不是通过抑制急性应激介导的脂解。

致谢

作者非常感谢S. Meijssen博士和S. Mook博士对精神压力测试的帮助。二甲双胍和安慰剂由法国默克-利法公司(Dr. Sylvie Laroche)提供。

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