葡萄糖鉗夾技術的建立

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　　【摘要】 目的： 建立能精確測定胰島素敏感性的高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術. 方法： 應用高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術對10名正常體質量、正常糖耐量的健康志愿者進行方法學研究. 結果： 鉗夾試驗開始后，血漿胰島素濃度迅速上升并維持在100 mU/L左右，空腹血糖維持在正常水平(5.0 mmol/ L)，試驗過程中內源性胰島素和肝糖源輸出得到完全抑制，血液升糖激素濃度 (包括皮質醇和生長激素) 與基礎值相比無明顯上升. 鉗夾穩(wěn)態(tài)期，葡萄糖輸注率為 (11.56±1.74) mg/(kg·min). 結論： 高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術已成功建立. 在高胰島素?正常葡萄糖穩(wěn)態(tài)條件下，葡萄糖輸注率等于機體的葡萄糖利用率，葡萄糖輸注率可以作為評價組織對外源性胰島素敏感性的指標.

　　【關鍵詞】 胰島素 葡萄糖鉗制技術 胰島素抗藥性 胰島素敏感性

　　引言

　　高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術 (hyperinsulinemic?euglycemic clamp) 是目前世界上公認評價機體胰島素敏感性的金標準，已在基礎及臨床醫(yī)學研究領域中得到廣泛應用，并且已擴展應用于許多病理狀態(tài)、藥物或非藥物防治措施的機制研究中. 建立和開展高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術對于糖尿病基礎和臨床研究具有重要意義，但由于此方法操作復雜、價格昂貴且費時，國內僅有數(shù)家醫(yī)院開展此技術. 我院內分泌科自2006年引進葡萄糖鉗夾系統(tǒng)以來，根據(jù)DeFronzo等[1]所建立經(jīng)典鉗夾技術的原理并結合國內外近年來的研究進展，成功建立了高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術.

　　1對象和方法

　　1.1對象10 (男5，女5)名正常健康志愿者，年齡27.0 ± 4.4 (23~37)歲，體質量指數(shù)20.3 ± 1.2 (19.2~23.2) kg/m2，無糖尿病、高血壓病家族史，血脂譜正常，肝、腎功能及血尿酸濃度均在正常范圍，未服用任何可能影響胰島素敏感性的藥物，口服75 g葡萄糖耐量試驗均為正常糖耐量者 (按2003年ADA標準). 試驗前3 d受試者每日碳水化合物飲食不少于200 g，體質量保持穩(wěn)定. 試驗前向受試者解釋試驗的性質、目的及可能發(fā)生的不良反應，所有受試者均自愿參加試驗并簽署知情同意書.

　　1.2方法受試者檢查前空腹12 h，早8:00到達檢查室，測量身高、體質量，排空小便后清醒靜臥于檢查床30 min后開始試驗. 先分別于受試者雙側前臂行靜脈穿刺，利用三通管組成2條靜脈通道. 一側用于輸注胰島素及200 mL/L葡萄糖液 (連接于Injectomat C?IS和INCA?ST容積泵，德國Fresenius公司);另一側用于試驗中采血 (將此側前臂置于60℃恒溫儀中，以保證靜脈血動脈化[2])，不采血時緩慢靜滴生理鹽水，采血前臨時關閉輸液器.

　　鉗夾開始10 min內以4 mU/(kg·min)速率輸注人胰島素溶液 (諾和靈R，40000 U/L，丹麥Novo Nordisk公司) 使血液胰島素濃度迅速升高，隨后110 min內以2 mU/(kg·min)速率持續(xù)輸注. 在此期間每5 min測一次靜脈血糖值 (BIOSEN5030血糖分析儀，葡萄糖氧化酶電極法，德國)，根據(jù)血糖值調整200 mL/L葡萄糖液輸注率，使受試者血糖值維持在5.0 mmol/L左右. 每10 min采靜脈血測定血清胰島素濃度，每30 min測定血清C肽、皮質醇和生長激素濃度 (化學發(fā)光法，藥盒購自天津德普診斷產(chǎn)品有限公司). 試驗結束時收集試驗期間尿標本，測定尿糖值 (測定方法同血糖測定). 所有血標本均經(jīng)離心分離血清，-80℃冰箱保存至同批測定.

　　統(tǒng)計學處理： 試驗結束后計算各受試者試驗中血糖值均數(shù)(x)、標準差(s)及變異系數(shù)(CV)，計算試驗中每10 min的平均葡萄糖輸注率(glucose infusion rate, GIR)、機體總葡萄糖利用率 (鉗夾開始 20~120 min內平均GIR) 和最大葡萄糖利用率 (鉗夾穩(wěn)態(tài)期最后30 min平均GIR). 全部數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0軟件處理，計量資料以x±s表示，不同性別之間比較采用兩獨立樣本t檢驗.

　　2結果

　　全部受試者均成功完成鉗夾試驗，檢查結束后均未發(fā)生低血糖反應及其他異常反應，靜脈穿刺部位未發(fā)生感染及靜脈血栓形成. 結果顯示高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術成功建立.

　　2.1外源性胰島素?葡萄糖代謝穩(wěn)態(tài)形成基礎血漿葡萄糖濃度為 (4.26±0.39) mmol/L，在高胰島素?正常葡萄糖鉗夾過程中，血糖穩(wěn)定在 (4.99±0.15)mmol/L，穩(wěn)態(tài)期血糖CV為 (3.09±1.29)%. 基礎血清胰島素濃度為 (3.81±2.20) mU/L，鉗夾試驗開始后血清胰島素濃度迅速升高，于10 min時達到高峰 (133.70±21.91)mU/L，隨后維持在 (91.57±13.86)mU/L 至試驗結束. 基礎血清C肽濃度為(1.92±0.34)μg/L，整個鉗夾過程中C肽濃度為 (1.32±0.35)μg/L，各個時點的C肽濃度與基礎狀態(tài)相比呈逐漸下降趨勢 (圖1). 鉗夾穩(wěn)態(tài)期與基礎狀態(tài)相比較，升糖激素如血皮質醇、生長激素的濃度無明顯上升，且均呈逐漸下降的趨勢 (圖2).

　　2. 2高胰島素?正常葡萄糖鉗夾過程中的血糖及葡萄糖輸注率變化鉗夾試驗過程中受試者血糖濃度穩(wěn)定在 (4.99±0.15)mmol/L，試驗開始40 min內GIR上升較快，達到 (9.45±3.17)mg/(kg·min)，此后上升趨于平緩，在90~120 min時均保持在穩(wěn)態(tài) (圖3). 鉗夾開始20~120 min內GIR為 (10.75±2.38)mg/(kg·min)，穩(wěn)態(tài)期GIR為 (11.56±1.74)mg/(kg·min)，不同性別之間GIR [男 (10.53±1.57)mg/(kg·min)，女 (12.25±1.59)mg/(kg·min)] 差異無統(tǒng)計學意義(P=0.12).

　　3討論

　　1966年Andres依據(jù)糖代謝特點設計了高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術，1979年DeFronzo等[1]對該技術作了詳細研究并應用于人體，從此推動了葡萄糖鉗夾技術在世界范圍內的應用，成為目前公認評價機體胰島素敏感性的“金標準”. 本研究按照DeFronzo等[1]的方法進行設計，結果顯示形成穩(wěn)定高胰島素狀態(tài)，達到完全抑制肝臟內源性葡萄糖輸出的目的;血糖鉗夾在正常水平，變異系數(shù)小于5%;試驗中內源性胰島素分泌被抑制，升糖激素無明顯釋放，符合高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術成功建立的標準[1]. 正常人體內胰島素濃度高于生理水平時肝糖輸出可以被完全抑制，故鉗夾試驗中當達到高胰島素穩(wěn)態(tài)時外源性葡萄糖輸注率 (GIR) 等于外周組織的葡萄糖利用率 (M值)，此時GIR可作為評價機體胰島素敏感性的指標[1]. 賈偉平等[3]建立擴展高胰島素?正常葡萄糖鉗夾技術時穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度為(63.00±4.86) mU/L時肝糖產(chǎn)生為0，故計算M值時可忽略肝糖的產(chǎn)生. 當對存在胰島素抵抗的患者進行正常葡萄糖鉗夾試驗時，經(jīng)典試驗中采用的胰島素輸注率所達到的穩(wěn)態(tài)期胰島素濃度并不能完全抑制肝糖輸出[4].