瘦素与体外循环胰岛素抵抗关系的研究

　　作者：张拥军, 胡知朋, 聂荣华*, 陈家军, 詹波涛, 杨俊波, 张增旺 作者单位：(华中科技大学同济医学院附属襄樊医院心胸外科,湖北 襄樊 441021)

　　【摘要】 目的：探讨血瘦素浓度与体外循环(CPB)手术患者胰岛素抵抗的关系。方法：中低温体外循环手术22例，于麻醉诱导前、体外循环开始30 min、开放主动脉、体外循环开始后6、12、18、24 h抽取颈内静脉或体外循环血液，检测血糖、血清胰岛素浓度、血清瘦素浓度，计算各时间点胰岛素抵抗指数(HOMAIR)并分析它与血清瘦素浓度的关系。结果：CPB过程中、CPB术后胰岛素抵抗指数均降低;血清瘦素浓度在CPB过程中明显降低，CPB术后逐渐恢复;体外循环过程中血清瘦素浓度与胰岛素抵抗指数无明显相关性,CPB术后血清瘦素浓度与胰岛素抵抗系数呈正相关，P<0.01。结论：CPB术后血瘦素浓度改变与体外循环胰岛素抵抗正相关，CPB术中胰岛素抵抗可能与血瘦素浓度的改变没有关系。

　　【关键词】 体外循环;瘦素;胰岛素抵抗

　　Study on the Relationship Between Leptin and Insulin Resistance in Patients Undergoing Cardiopulmonary Bypass ZHANG Yongjun,HU Zhipeng,NIE Ronghua*,CHEN Jiajun,ZHAN Botao,YANG Junbo,ZHANG Zengwang (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 resistance in patients undergoing cardiopulmonary bypass(CPB).Methods Twentytwo 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 after CPB.The concentrations of serum leptin,blood glucose,serum insulin were determined,respectively.The HOMAIR at every interval were calculated and its relationship with concentration of serum leptin were analyzed.Results HOMAIR were decreased both during and after CPB,the concentration of serum leptin was significantly decreased during CPB and recovered gradually after CPB,HOMAIR 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 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

　　体外循环(CPB)过程中存在胰岛素抵抗现象(insulin resistance,IR)[1-2]。胰岛素抵抗的机制没有最终阐明。ModanMoses D等[3]通过连续监测体外循环前、中、后血瘦素浓度发现，在体外循环过程中，血瘦素浓度下降为术前的一半，术后逐渐上升，以体外循环开始为0点，12点时达最高浓度，24点时基本恢复正常。瘦素在肥胖患者、妊娠糖尿病患者、多囊卵巢综合征患者中与胰岛素抵抗的关系受到广泛关注，现有研究结果倾向于瘦素同这些疾病过程中的胰岛素抵抗现象有相关性[4-7]。体外循环过程前后胰岛素抵抗现象同血瘦素浓度变化的关系，报道甚少。本实验旨在探讨血瘦素浓度的变化在体外循环胰岛素抵抗中的作用。

　　1 资料与方法

　　1.1 实验对象

　　2009年1月～6月，我科实施循环手术22例，男17，女5例，年龄12～22岁，平均年龄16.4岁;均为先天性心脏病(单纯性房间隔缺损或室间隔缺损);体重15.6～62.5 kg，平均(38.63±3.29)kg,主动脉阻断时间(39.23±5.84) min,体外循环时间(85.42±5.54) min,空腹血糖(6.32±1.45) mol/L。病例入选标准：体重指数(BMI=体重/身高的平方)<23;心功能NYHA分级Ⅰ级;术前检查肝肾功能、凝血机制以及空腹血糖均正常;无糖尿病及其他内分泌疾病既往史、直系血亲家族史。

　　1.2 处理方法及标本获取

　　本组手术均在全凭静脉麻醉、中低温体外循环下进行。全组均采用胸骨正中切口，悬吊心包后充分止血，肝素化(3 mg/kg)后，采用中低温(28～30 ℃)体外循环，转流中维持平均动脉压在60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。心肌保护方法，首量含血(体积比4∶1)高钾冷停跳液(10～15 ℃)15 mL/kg，以后每20 min灌注半量1次，心肌表面放置冰屑。中心静脉穿刺完成后(t1)，于中心静脉导管抽取血液8 mL;常规建立体外循环，阻断主动脉30 min(t2)、开放主动脉(t3)各抽取体外循环血液8 mL;体外循环开始为0时，开始后6 h(t4)、12 h(t5)、18 h(t6)、24 h(t7)(本组患者CPB时间均小于2 h)抽取颈静脉血8 mL。所取血液2 mL送我院检验科急查血糖;余下5 mL取血清，查血清胰岛素浓度;余下部分-70 ℃保存，备查瘦素。

　　1.3 测定方法和数据换算

　　血清胰岛素水平采用放射免疫法测定;酶联免疫吸附试验(ELISA) 测定血清leptin;6PG氧化酶法测定血糖(均按试剂盒说明书进行操作)。胰岛素抵抗指数(HOMAIR)=血清胰岛素浓度×血糖浓度/22.5。

　　1.4 数据统计方法

　　所有数据均用SAS 9.12软件统计，计量数据以均数±标准差(x±s) 表示,行χ2检验，胰岛素抵抗指数与血瘦素浓度的相关性采用linear mixed model分析。

　　2 结果

　　2.1 各时点的胰岛素抵抗指数变化

　　体外循环中、后胰岛素抵抗指数均升高。阻断主动脉30 min(t2)、开放主动脉(t3)，体外循环开始后6 h(t4)、12 h(t5)、18 h(t6)的胰岛素抵抗指数较CPB转流前明显升高,差异有统计学意义(P<0.01);24 h(t7)时胰岛素抵抗指数同转流前比较差异没有统计学意义(P>0.05),见表1。表1 各时点的胰岛素抵抗指数变化　注：与t1比较，△P<0.05;※P<0.01

　　2.2 各时点血清瘦素浓度的变化

　　在体外循环过程中，血瘦素浓度明显下降，术后逐渐上升，以体外循环开始为0点，12点时达最高浓度，24点时基本恢复正常,见图1。

　　图1 CPB前、中、后血清leptin浓度的变化

　　2.3 胰岛素抵抗指数和血清瘦素浓度的相关性

　　体外循环过程中血清瘦素浓度与胰岛素抵抗指数无明显相关性;体外循环术后的胰岛素抵抗指数与血清瘦素浓度呈正相关，相关系数为0.7014，P<0.01，有统计学意义。

　　3 讨论

　　胰岛素抵抗指数是胰岛素抵抗现象的一个检测指标，本实验通过检测该指标证实了CPB中、后存在胰岛素抵抗现象;通过检测血清胰岛素浓度并与相应时间点HOMAIR作linear mixed model分析，发现体外循环术后IR同血清瘦素浓度呈显著正相关，而体外循环术中IR同血清瘦素浓度之间没有显著的相关性。

　　体外循环术后的胰岛素抵抗现象同血瘦素浓度的改变具有显著的正相关。其机制可能为，高瘦素水平可能通过影响胰岛素受体和受体后信号转导，抑制胰岛素对葡萄糖的摄取作用，降低胰岛素的敏感性，使胰岛素不能发挥正常的生理作用，因而代偿性分泌增加，反过来，高胰岛素血症又能刺激机体分泌瘦素增加，互相促进，形成恶性循环，进一步加重胰岛素抵抗[8];通过脂肪组织的瘦素受体，阻抑乙酰辅酶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，直接阻抑细胞内脂质的产生，引起脂质代谢紊乱，出现高脂血症，血游离脂肪酸浓度增高[9]，干扰肌肉对胰岛素的敏感性，使胰岛素抵抗加重。

　　似乎矛盾的是，体外循环术中的胰岛素抵抗现象同血瘦素浓度并未表现出相关性。Hoda MR等[10]通过比较体外循环和非体外循环冠脉旁路移植手术过程前后的血清瘦素浓度曲线，发现体外循环过程前后的瘦素浓度曲线为双向变化，同我们的研究结果相似;而非体外循环冠脉旁路移植前后血清瘦素浓度曲线为先升后降的单峰曲线，提示体外循环心脏手术前后，不仅急性炎症反应影响血清瘦素浓度的释放，体外循环过程也影响血清瘦素浓度。体外循环过程中的血液稀释、体外循环过程对蛋白质的破坏作用都可能影响血清瘦素浓度，这可能是本研究中，CPB过程中血清瘦素浓度明显下降的原因。已有研究表明，体外循环温度、灌注压力、缺血再灌注损伤及其所伴随的炎症因子如IL6、TNFα等都对胰岛素抵抗现象有明显的影响[11]。而瘦素在较低浓度时，可能对胰岛素抵抗现象的影响与以上因素相比处于次要地位，故不表现出显著的相关性。

　　体外循环术后的胰岛素抵抗现象也应予以关注。组织对胰岛素的敏感性下降，葡萄糖的摄取和利用减少，使得细胞外高糖而细胞内葡萄糖含量不足，机体随即转向不依赖胰岛素介导的脂肪供能，使机体处于酮体堆积、乳酸中毒和严重负氮平衡状态下，将影响患者的近、远期疗效。既然体外循环术后的胰岛素抵抗同血瘦素浓度的改变相关，那么预防术后高瘦素血症可能是预防胰岛素抵抗的途径之一。

　　【参考文献】

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　　[11]杨宇强，李瑞峰.体外循环期胰岛素抵抗的研究新进展[J].中国体外循环杂志,2004，2(2)：122-124