陳耀隆,何朝暉,劉 瀏
(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科 400016)
在長(zhǎng)期的臨床工研究中,作者發(fā)現(xiàn)急性顱腦損傷患者傷后血糖、血清胰島素及炎癥因子水平有較大的變化。通過(guò)對(duì)106例急性顱腦損傷患者不同時(shí)期的血糖、血清胰島素、血清白細(xì)胞介素-6(IL-6)含量測(cè)定,觀(guān)察其變化,并計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR),比較急性顱腦損傷分級(jí)與血糖、血清胰島素、血清IL-6含量的關(guān)系以及對(duì)顱腦損傷患者預(yù)后的影響,為進(jìn)一步提高顱腦損傷救治水平提供依據(jù)。
1.1 一般資料 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院2011年8月至2012年3月神經(jīng)外科住院急性顱腦損傷患者106例,其中,男64例,女42例,年齡15~61歲,平均(40.21±17.78)歲。所有患者均于傷后24h入院,既往無(wú)糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及腦外傷,傷前無(wú)心、肺、肝、腎等重要臟器疾病,入院后GCS評(píng)分(13~15分)為輕型組40例,GCS評(píng)分(9~12分)為中型組37例,GCS評(píng)分(3~8分)重型組29例。正常對(duì)照組20例,男13例,女7例,年齡18~65歲,平均(40.10±12.20)歲,均排除有糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腦外傷及心、肺、肝、腎等重要臟器疾病。正常對(duì)照組與腦外傷組及腦外傷輕度、中度及重度3組之間的性別構(gòu)成比、年齡經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,具有可比性。
1.2 方法
1.2.1 標(biāo)本采集 所有患者分別于傷后1、2、3、4、5d抽取外周靜脈血5mL兩管,其中一管離心,去血清后保存置于-70℃,另一管血測(cè)定空腹血糖和空腹血清胰島素??崭寡撬讲捎闷咸烟茄趸阜y(cè)定,空腹血清胰島素水平采用放射免疫法測(cè)定,并采用穩(wěn)態(tài)模式中的IR指數(shù)(homeostasis model of assessement IR,HOMA-IR)評(píng)估IR程度:HOMA-IR=空腹血清胰島素(U/mL)×空腹血糖(mmol/L)/22.5。正常對(duì)照組取本院同期門(mén)診正常體檢者,方法同上。
1.2.2 血清IL-6測(cè)定 采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)方法檢測(cè),試劑盒購(gòu)自北京四正柏生物科技有限公司,各血清樣本均按照試劑盒詳細(xì)說(shuō)明操作后,在450nm處測(cè)吸光度(OD)值,所有測(cè)得的OD值都減去空白值后再行計(jì)算,根據(jù)對(duì)倍稀釋后的不同濃度標(biāo)準(zhǔn)品的OD值在半對(duì)數(shù)紙上畫(huà)出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),根據(jù)各樣本OD值在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出相應(yīng)的IL-6含量。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件分析處理,計(jì)算數(shù)據(jù)以±s表示,組間均數(shù)比較采用方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 空腹血糖與急性顱腦損傷程度關(guān)系 本組106例重型顱腦損傷患者傷后連續(xù)5d血糖監(jiān)測(cè)顯示,傷后第1天血糖(8.67±1.77)mmol/L,明顯高于正常者(3.9~6.1mmol/L)(P<0.01)。不同程度的急性顱腦損傷患者空腹血糖升高的程度也有明顯差異(P<0.01),在重度顱腦損傷時(shí)候,血糖升高相對(duì)輕、中度顱腦損傷較為明顯,說(shuō)明血糖升高的水平與急性顱腦損傷程度有一定聯(lián)系,初步證明了傷后患者血糖水平越高預(yù)后相對(duì)較差(表1)。
2.2 血清胰島素、HORM-IR與急性顱腦損傷關(guān)系 傷后第1天血清胰島素明顯增高(正常小于20U/L),但輕、中、重度顱腦損傷患者在傷后第1天血清胰島素水平之間對(duì)比沒(méi)有明顯差異(P>0.05,見(jiàn)表1)。根據(jù)血糖及血清胰島素水平計(jì)算出胰島素抵抗指數(shù),結(jié)果說(shuō)明:顱腦損傷程度越嚴(yán)重,HOMA-IR的值越高,其中還發(fā)現(xiàn)在輕度與中、重度顱腦損傷患者之間相比,HOMA-IR值差異顯著(P<0.01,見(jiàn)表1)。
表1 不同程度顱腦損傷患者的血糖、胰島素、HOMAIR值變化(±s)
表1 不同程度顱腦損傷患者的血糖、胰島素、HOMAIR值變化(±s)
△:P<0.05,▲:P<0.01,與13~15分者相比較;#:P<0.01,與13~15分和9~12分者相比較。
項(xiàng)目 時(shí)間(d)GCS評(píng)分(分)13~15 9~12 3~8血糖(mmol/L) 1 7.71±0.82 8.12±0.81△ 10.76±1.67#2 7.01±0.59 7.64±0.63△ 10.88±1.44#3 6.21±0.41 6.50±0.41▲ 12.79±0.66#4 4.85±0.30 5.51±0.30 8.33±0.76#5 40.64±0.22 4.92±0.27 7.71±0.64血清胰島素(mU/L) 1 23.31±8.11 22.36±6.24 25.03±6.45 2 16.99±7.02 19.77±6.01 23.71±5.14 3 14.32±6.31 15.29±5.14▲ 18.76±4.55 4 14.02±5.44 14.32±4.14 15.37±3.27 5 13.86±5.05 13.46±3.30 11.16±3.25 HOMA-IR值1 7.32±3.12 8.61±2.34 11.70±3.67 2 5.02±2.94 6.87±1.51 10.82±3.46 3 3.66±1.35 3.45±1.27 6.69±2.23 4 2.99±1.03 2.89±1.04△ 5.41±1.97#5 2.87±0.96 2.77±0.82△ 5.22±1.34#
2.3 急性顱腦損傷后血清IL-6含量的動(dòng)態(tài)變化 急性顱腦損傷后血清IL-6含量于傷后第1天達(dá)到高峰,第3天有下降趨勢(shì),但仍高于對(duì)照組(P<0.05)水平(表2)。
2.4 不同程度急性顱腦損傷后血清IL-6含量變化 急性顱腦損傷后從每個(gè)時(shí)間段血清IL-6含量看,輕型組均較中型組和重型組低(P<0.05),而中型組也低于重型組(P<0.01),說(shuō)明血清IL-6含量和急性顱腦損傷程度有密切關(guān)系(表3)。
表2 急性顱腦損傷后血清IL-6動(dòng)態(tài)變化(±s,pg/mL)
表2 急性顱腦損傷后血清IL-6動(dòng)態(tài)變化(±s,pg/mL)
△:P<0.01,☆:P>0.05,與對(duì)照組比較。▲:P<0.05,與傷后其他時(shí)間比較。
組別IL-6對(duì)照組(d)102.34±15.78腦外傷組傷后1 252.37±118.30△▲傷后2 237.25±111.23△傷后3 222.64±107.32△傷后4 217.33±99.17△傷后5 209.54±98.01☆
表3 不同程度急性顱腦損傷后血清IL-6含量變化(±s,pg/mL)
表3 不同程度急性顱腦損傷后血清IL-6含量變化(±s,pg/mL)
△:P<0.01,與輕、中型損傷比較;▲:P<0.05,與輕型組比較。
傷后時(shí)間 損傷程度 IL-6(pg/mL)第1天 輕186.51±102.17中214.21±118.02重331.52±141.23△第2天 輕 169.24±93.21中185.33±107.04重327.21±151.22▲第3天 輕 156.21±80.06中172.34±105.76重328.33±147.16▲第4天 輕 131.50±60.87中159.71±96.24重325.62±140.56▲第5天 輕 121.34±56.61中156.33±93.31▲重327.22±127.01▲
3.1 血糖升高是影響創(chuàng)傷性顱腦損傷預(yù)后的因素之一,并直接影響患者的死殘率 目前部分研究說(shuō)明,創(chuàng)傷性腦損傷后血清胰島素水平下降導(dǎo)致血糖水平升高[1-2]。但隨著研究的深入,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀(guān)察中發(fā)現(xiàn),創(chuàng)傷性腦損傷血糖水平升高的同時(shí)血胰島素水平升高,提示腦損傷后血糖升高的原因并非是血胰島素含量降低,而可能與機(jī)體產(chǎn)生胰島素抵抗(insulin resistance,IR)有關(guān)[3-4]。
IR是指全身胰島素的敏感性和反應(yīng)性下降,導(dǎo)致超常量胰島素才能引起正常量胰島素反應(yīng)的一種狀態(tài),常伴有高胰島素血癥,對(duì)外源性胰島素也有一定的抵抗性。胰島素抵抗最主要的特征是胰島素刺激的葡萄糖攝取和利用障礙。研究表明,胰島素抵抗是一種廣泛存在的極為重要的病理生理變化,與創(chuàng)傷、應(yīng)激、感染、腫瘤、妊娠等多種病理生理狀況有關(guān)[5]。判斷機(jī)體有無(wú)IR,必須準(zhǔn)確地測(cè)定胰島素敏感性。目前,對(duì)于評(píng)價(jià)胰島素敏感性這一指標(biāo),得到公認(rèn)的僅有Defronzo等[6]于1979年建立的正常血糖-高血胰島素鉗夾技術(shù)。多項(xiàng)研究表明,該技術(shù)能準(zhǔn)確、可靠地評(píng)價(jià)人體的胰島素敏感性,是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的評(píng)價(jià)IR的金標(biāo)準(zhǔn)。而在此基礎(chǔ)上建立的大鼠鉗夾技術(shù)也成為判斷IR動(dòng)物模型是否復(fù)制成功的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”[7]。
本課題組在以往動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到大鼠創(chuàng)傷性腦損傷后血糖水平升高的同時(shí)血胰島素水平升高,并運(yùn)用胰島素鉗夾技術(shù)證實(shí)創(chuàng)傷性腦損傷后大鼠胰島素敏感性顯著降低,存在IR現(xiàn)象[4],但創(chuàng)傷性腦損傷后患者血糖水平升高是否與機(jī)體產(chǎn)生IR有關(guān)需做進(jìn)一步研究。目前,本課題組運(yùn)用胰島素鉗夾技術(shù)測(cè)定人胰島素敏感性的方法已趨于成熟[8]。因此,運(yùn)用胰島素鉗夾技術(shù)這一金標(biāo)準(zhǔn)來(lái)證實(shí)創(chuàng)傷性腦損傷患者是否存在IR已具備客觀(guān)條件。但該技術(shù)存在某些問(wèn)題:測(cè)定方法復(fù)雜、價(jià)格貴、對(duì)操作人員要求高,要被廣泛用于臨床工作有較大困難,所以眾多學(xué)者一直在探索一種方法簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的檢測(cè)胰島素敏感性、評(píng)價(jià)IR的新方法。
1985年Mattews等[9]發(fā)表了另一檢測(cè)胰島素抵抗的方法——穩(wěn)態(tài)模型的HOMA IR。機(jī)體的胰島素抵抗指數(shù)HOMA IR=FINS/22.5e-InFPG。認(rèn)為 HOMA IR能夠較為準(zhǔn)確地反映機(jī)體胰島素敏感性。該方法只需測(cè)定患者空腹?fàn)顟B(tài)下血糖和血清胰島素值,操作簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,對(duì)患者損傷小。若創(chuàng)傷性腦損傷后穩(wěn)態(tài)模型的胰島素抵抗指數(shù)(Homa IR)與正常血糖-高血胰島素鉗夾技術(shù)測(cè)定的胰島素敏感性密切相關(guān),則可替代胰島素鉗夾技術(shù)用于創(chuàng)傷性腦損傷后胰島素抵抗的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
IR的發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,涉及到受體前、后及受體等一系列環(huán)節(jié)及其他一些相關(guān)因素,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常,均可導(dǎo)致胰島素抵抗的發(fā)生[10]。
本研究中采用HOMA-IR來(lái)評(píng)價(jià)IR。結(jié)果顯示,HOMAIR在不同程度的急性顱腦損傷患者中有顯著差異(P<0.01),且HOMA-IR與急性顱腦損傷患者的預(yù)后明顯相關(guān)(P<0.01),說(shuō)明HOMA-IR是評(píng)價(jià)急性顱腦損傷嚴(yán)重程度的一個(gè)敏感指標(biāo)。
3.2 IL-6是由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌的一種具有多種生物活性的細(xì)胞因子 是炎性免疫反應(yīng)的重要介質(zhì),其不僅作用于免疫系統(tǒng)本身,亦廣泛作用于神經(jīng)、內(nèi)分泌和心血管等系統(tǒng)。有研究表明,給動(dòng)物注射IL-6后,在抑制胰島素分泌的同時(shí)還降低組織細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性。近年來(lái)研究表明,IL-6還能抑制過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體PPAR基因表達(dá),降低機(jī)體組織對(duì)胰島素的敏感性[11]。IL-6可通過(guò)抑制脂聯(lián)素的表達(dá)參與IR的發(fā)生。研究表明,脂聯(lián)素能改善IR,提高胰島素敏感性,IL-6可影響脂聯(lián)素mRNA的表達(dá)和分泌。用IL-6處理3T3-L1細(xì)胞,能使脂聯(lián)素mRNA的表達(dá)下降75%,故IL-6能通過(guò)抑制脂聯(lián)素的表達(dá)而降低胰島素敏感性,誘導(dǎo)產(chǎn)生IR[12]。另有研究發(fā)現(xiàn),IL-6可降低葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT-4)mRNA表達(dá)水平,從而使胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)能力降低[13]。IL-6可導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂,使FFA水平升高,抑制胰島素在肝臟的清除,導(dǎo)致高胰島素血癥,也可使脂肪酸氧化增加,競(jìng)爭(zhēng)抑制葡萄糖的氧化[14],導(dǎo)致IR。
綜上所述,炎癥反應(yīng)在急性腦損傷后的繼發(fā)腦損害中發(fā)揮較為重要的作用[15],如能在急性顱腦損傷患者中動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血清IL-6水平,能客觀(guān)地反映患者損傷的嚴(yán)重程度,也可以作為評(píng)價(jià)患者預(yù)后的客觀(guān)依據(jù)。
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