背景与目的:近年来,随着世界各国社会经济的发展和居民生活水平的提高,糖尿病(diabetes mellitus, DM)的发病率及患病率逐年升高,而DM患者中有95%是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM),DM及其心、脑血管合并症/并发症成为威胁人类健康的重大社会问题,引起各国政府、卫生部门以及广大医务工作者的关注和重视。近20年来,我国DM患病率显著增加。1980年全国14省市30万人的流行病学调查结果显示,DM患病率为0.67%。1994年全国19省市21万人的调查显示,25～64岁年龄段DM的患病率为2.5%,糖调节受损(impaired glucose regulation, IGR)为3.2%,比1980年增加了近3倍。2002年调查了DM的流行情况,在18岁以上的人口中,DM患病率为2.6%,我国DM患病率在过去20年中上升了4倍。据国际糖尿病联盟(IDF)估计,中国DM患病人数仍在快速增长,2007年约为3980万,2025年预计将达到5930万。冠心病(coronary heart disease, CHD)是DM的主要大血管合并症,据报道DM合并CHD者高达72.3%,约50%T2DM患者在诊断时已有CHD。而且DM本身又加速CHD的发展,2001年美国国家成人胆固醇教育计划第三次报告(NCEP-ATPⅢ)明确提出“DM是CHD等危症”。中华医学会糖尿病学分会2001年组织对京、津、沪、渝4城市10家医院住院DM患者并发症患病率调查,合并各种心血管并发症者高达93%,其中高血压占41.8%、CHD占25.1%、脑血管病占17.3%,约80%的DM患者死于心血管并发症,其中75%死于CHD,为非DM人群的2～4倍。因此从某种意义上讲,对DM的防治,自始至终其主要目的就是尽可能地预防和延缓CHD的发生,从而降低DM患者CHD死亡率。非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)是一种除外酒精和其它明确的损肝因素所致的、以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征的肝脏病变,单纯性脂肪肝及其演变的脂肪性肝炎和肝硬化。随着人们饮食结构的改变,近年来NAFLD已成为我国常见的慢性肝病之一。NAFLD与代谢综合征(metabolic syndrome, MS)关系十分密切,2003年美国临床内分泌医师学会(AACE)甚至将NAFLD列为MS的诊断条件之一。NAFLD不但与胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)综合征相伴,也是IR的早期标志。如果把NAFLD的防治意义提高到预防IR早期形成的高度,定会把IR综合征及其相关疾病的发生、发展推迟。IR是指胰岛素作用的靶器官对胰岛素作用的敏感性下降,即正常剂量的胰岛素产生低于正常生物学效应的一种状态。IR与十余种代谢疾病有关,这些疾病包括:中心性肥胖、糖代谢异常、T2DM、脂代谢紊乱(高甘油三酯血症和/或高密度脂蛋白降低)、高血压、微量白蛋白尿、CHD、NAFLD等,IR是这些疾病的共同发病基础。人们把这些以IR为基础的各种疾病的总和,称为IR综合征。随着对IR研究的不断深入,人们逐渐认识到IR不但是DM的重要发病机制,而且也是发生DM各种并发症的病理基础。目前已经有更多的研究表明,虽然严格控制血糖可以显著的降低眼睛、神经、肾脏并发症的发生率,但是不能阻挡并发症的发生和发展,尤其是心、脑血管并发症,这就预示着除了高血糖之外还有别的因素在侵蚀着DM患者的身体。IR的患者,大多数是肥胖者。近年来的研究证实,肥胖与IR是一对难舍难分的孪生姊妹。肥胖者,体内的脂肪细胞会分泌许多新的激素,如脂联素、抵抗素和瘦素等,这些激素"干扰"了细胞上的胰岛素受体及受体后一系列反应,影响对胰岛素的敏感性。同时,IR又会使人体产生高胰岛素血症,高胰岛素血症又反过来引起肥胖。脂联素是一种新的脂肪细胞特异性蛋白,因其具有对DM组织的保护作用,成为目前的研究热点。虽然它在循环中的浓度较高,但它在肥胖患者体内的水平却低于消瘦者。除了与肥胖呈负相关外,在IR和T2DM中,脂联素水平也降低。内脏性肥胖是脂联素水平下降的独立的预报器。因此,MS的诸多特点都与脂联素呈负相关。脂联素水平的下降似乎先于T2DM的发展。给予脂联素后,血糖水平降低和胰岛素敏感性(insulin sensitivity, IS)增高。动物模型显示脂联素表达减少与一定程度的IR相关,这说明低脂联素血症在IR中的作用。研究证明脂联素可加速脂肪酸氧化,促进糖转运及降低肝糖输出,这些是脂联素提高IS的主要机制。血浆脂联素水平在CHD及其他大血管病变中明显降低,与心血管病变密切相关。脂联素可降低肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)刺激的黏附分子的表达,抑制外周单核细胞的生长和炎症因子的释放,具有保护内皮、抗炎、抗动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)的功能。致炎性的细胞因子,特别是TNF-α反过来可以降低脂联素水平。脂联素还可能是一种胰岛素的增敏剂,有望成为一种新的治疗IR的药物。二甲双胍之所以能在诸多降糖药物中脱颖而出,完全得益于其全面的功效以及良好的安全性。第一,二甲双胍的降糖作用不是靠刺激胰岛素分泌,而是通过改善IR,增加机体对葡萄糖的利用、抑制肝糖原的产生来完成的。它不会加重胰岛β细胞的负担,也不会导致高胰岛素血症。第二,二甲双胍的降糖效果非常理想。第三,与其他降糖药物相比,二甲双胍在降糖的同时可有效控制体重。第四,具有心血管保护作用,二甲双胍是目前惟一有证据表明可以降低T2DM患者心血管并发症的降糖药物。有研究证明,二甲双胍除了能降低42%的DM相关死亡外,还可降低39%的心肌梗死风险和41%的脑卒中风险。第五,二甲双胍价格低廉,具有良好的性价比。T2DM患者发生AS的机制与IR密切相关,NAFLD是IR的早期标志,而脂联素具有拮抗IR的作用,二甲双胍能够改善IR。本研究探讨二甲双胍是否可以通过改善IR来预防T2DM患者AS的发生发展,二甲双胍改善IR的机制是否与增加脂联素的表达有关,以及T2DM合并NAFLD患者血清脂联素与IR的关系。深入了解脂联素的作用机制,将对阐明与IR相关疾病的发病机制和脂联素作为肥胖、心血管疾病、DM之间纽带的确切机制提供理论依据,为与IR相关疾病的防治提供新的思路。方法:一、二甲双胍对DM大鼠脂联素的影响。用链脲佐菌素(STZ)和高热量饲料建立DM大鼠模型,并给予二甲双胍治疗,分为DM对照组(DM组)、二甲双胍低剂量组(Met-L, 100mg.kg-1.d-1)、二甲双胍高剂量组(Met-H, 156mg.kg-1.d-1),以健康SD大鼠作为正常对照组(NC组)。二甲双胍治疗4周后,处死大鼠,腹主动脉取血,测定空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、血清空腹胰岛素(FINS)、TNF-α、脂联素;胰岛素抵抗程度判断使用HOMA胰岛素抵抗指数( HOMA-IR )表示,HOMA-IR=FBG×FINS/22.5;取肾周脂肪组织,用RT-PCR测定脂肪组织中的TNF-α和脂联素的表达,UVP-GDS 8000凝胶成像分析系统扫描图像并测定电泳条带的灰度,以目的基因(脂联素、TNF-α)与内参(β-actin)电泳条带灰度值的比值作数据分析。对大鼠的主动脉进行油红染色,观察动脉的变化。采用SPSS 12.0统计软件进行统计学处理,多样本均数比较用单因素方差分析(one-way ANOVA),各组间的两两比较用最小显著差法(LSD)分析,相关性分析采用Pearson相关分析,P<0.05为差异有统计学意义。二、二甲双胍对T2DM患者脂联素及AS的影响。140例T2DM患者,年龄35～70岁,性别不限;新诊断或已确诊病程在1年以内;体重指数(BMI)19～35 kg/m2;半年内无酮症或其他应激情况;临床无心、脑、肾及外周血管AS疾病史及证据;超声测定颈总动脉内中膜厚度(CC-IMT)≤1.0 mm,且可视范围内无AS斑块形成,强化血糖、血压、血脂治疗,同时服用阿司匹林(100mg/d)。根据应用口服降糖药种类分为二甲双胍组(75例)和非二甲双胍组(65例),所有患者均未应用噻唑烷二酮类药物及胰岛素。记录强化治疗100周前后随访指标,测身高、体重,计算BMI;测腰围、臀围,计算腰臀比(WHR);测血压、FBG、糖负荷后2小时血糖(P2hBG)、糖化血红蛋白(HbA1C)、TG、TC、高密度脂蛋白胆固醇( HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇( LDL-C)、FINS、CC-IMT,计算HOMA-IR。以CC-IMT作为强化治疗后心血管是否获益的观测目标。采用SPSS 12.0统计软件进行统计分析,非正态分布的资料进行对数转换后分析。组间比较用成组t检验,配对设计用配对t检验;相关性分析用longistic多元回归分析。三、T2DM合并NAFLD患者脂联素与IR关系的研究。选取30例T2DM合并NAFLD患者、30例T2DM无脂肪肝患者和30例健康志愿者作为对照(NC)组,测定身高、体重、腰围、臀围、血压、FBG、血脂、FINS和脂联素水平,计算BMI、WHR和HOMA-IR。采用SPSS 12.0统计软件进行统计学处理,多样本均数比较用单因素方差分析(one- way ANOVA),各组间的两两比较用最小显著差法(LSD)分析,相关性分析采用Pearson相关分析。结果:一、二甲双胍对DM大鼠脂联素的影响。DM组、Met-L组和Met-H组大鼠体重明显高于NC组(P<0.01或P<0.05),而Met-L组和Met-H组与DM组相比,体重下降,差异具有统计学意义(P<0.05)。DM组大鼠血FBG、TC、TG均明显高于NC组(P<0.01或P<0.05),但是FINS与NC组相比没有明显变化(P>0.05)。给予二甲双胍治疗,降低血糖(P<0.05)的同时,血脂水平也明显降低(P<0.05),而且随着剂量的增加,血糖、血脂下降幅度更大,而FINS始终没有明显变化(P>0.05)。DM组、Met-L组和Met-H组大鼠HOMA-IR明显高于NC组(P<0.05)。Met-L组和Met-H组与DM组相比,HOMA-IR显著下降低(P<0.05),而且随着剂量的增加,更有利于改善IR。DM组TNF-α显著高于NC组(P<0.05),Met-L组和Met-H组与DM组相比,血清TNF-α减少(P<0.05),而且药物高剂量组低于低剂量组(P<0.05)。血清脂联素呈现出与TNF-α相反的变化,DM组低于NC组(P<0.05),给予二甲双胍治疗,血清脂联素浓度增加,但是Met-L组尚未达到统计学意义(P>0.05), Met-H组趋向于NC组,并且与DM组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。RT-PCR产物电泳后可见DM组大鼠脂肪组织脂联素mRNA表达明显减少(P<0.05),而TNF-αmRNA表达增加(P<0.05)。二甲双胍治疗使二者的表达异常有部分恢复,且高剂量作用强于低剂量。HOMA-IR与脂联素水平呈显著负相关(r =-0.498,P<0.05),与TNF-α水平呈显著正相关(r = 0.35,P<0.05)。各组大鼠动脉未见明显的粥样硬化斑块。二、二甲双胍对T2DM患者脂联素及AS的影响。入组时两组患者的各项指标均无明显差异(P>0.05)。经过100周强化代谢控制后,与干预前相比,两组DBP、FBG、P2hBG、HbA1C、TG、TC、LDL-C均明显下降(P<0.05),而WHR、SBP均无变化(P>0.05);二甲双胍组的BMI、HOMA-IR和CC-IMT降低(P<0.05),HDL-C水平有所升高(P<0.05),非二甲双胍组的BMI、HOMA-IR、HDL-C和CC-IMT有变化趋势,但差异不显著(P>0.05);两组脂联素均明显升高(P<0.05)。强化代谢控制后,二甲双胍组的HOMA-IR和CC-IMT均较非二甲双胍组低(P<0.05);二甲双胍组的脂联素较非二甲双胍组高(P<0.05)。相关性分析显示,CC-IMT与BM(Ir = 0.489, P<0.05)、TC(r = 0.429,P<0.05)、LDL-C(r=0.426, P<0.05)、HOMA-IR(r = 0.428, P<0.05)正相关,与脂联素呈负相关(r =-0.485, P<0.05)。三、T2DM合并NAFLD患者脂联素与IR关系的研究。T2DM合并NAFLD组与T2DM无脂肪肝组患者BMI、WHR、SBP、DBP、FBG、FINS、TG、TC、HOMA-IR均高于NC组(P<0.05);T2DM合并NAFLD组BMI、WHR、FINS、TG、HOMA-IR高于T2DM无脂肪肝组(P<0.05),而SBP、DBP、FBG、TC与T2DM无脂肪肝组无差异(P>0.05)。T2DM合并NAFLD组与T2DM无脂肪肝组血清脂联素低于NC组(P<0.05),T2DM合并NAFLD组血清脂联素较T2DM无脂肪肝组更低(P<0.05)。logistic回归多因素分析结果显示,BMI、WHR、TG、脂联素与T2DM合并NAFLD发生IR密切相关,脂联素与T2DM合并NAFLD发生IR相关性更为密切(OR值= 3.59,P<0.01)。结论:一、二甲双胍的治疗改善IR的同时,也增加了血清和组织中脂联素的表达,二甲双胍改善IR的机制之一可能是通过增加脂联素的表达而获益。二、二甲双胍可以降低T2DM患者的CC-IMT,可以预防T2DM患者发生AS。血清脂联素浓度与CC-IMT具有明显的负相关性,脂联素的抗IR和抗AS作用明显。三、T2DM合并NAFLD患者血清脂联素水平降低,并与IR密切相关,脂联素可能在T2DM患者的NAFLD发生、发展中起重要的作用。