肠道苦味信号对肠促胰岛素分泌和血糖调节的影响

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ttjjww1129
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
第一部分:2型糖尿病患者胃排空速率的种族差异及肠道激素分泌特征背景和目的:胃排空是调控餐后血糖的重要动力学因素,虽然胃排空速率相对稳定,但个体间差异巨大。食物通过胃排空进入小肠后,可刺激肠道内分泌细胞分泌一系列肠道激素。其中,胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(glucose-dependent insulinotropic polypeptide,GIP)统称为肠促胰岛素,共同介导餐后葡萄糖代谢及食欲调控。因此,明确2型糖尿病状态下胃排空速率及肠道激素分泌特征,对基于胃肠道的2型糖尿病防治具有重要临床意义。2型糖尿病的病理生理存在较大的人种差异。现有文献报道了胰岛素分泌受损、高碳水化合物后血糖波动情况以及DPP-4(dipeptidyl peptidase 4)抑制剂疗效在种族间的差异,但缺乏胃排空及餐后血糖波动在不同种族间的比较性研究。此外,肠促胰岛素在不同营养成分及胃排空速率下分泌的模式尚无系统描述。因此,该博士论文的第一部分研究工作着重明确:1)健康受试者及2型糖尿病患者十二指肠内葡萄糖和蛋白质定量灌注诱导的GLP-1和GIP分泌模式;2)汉族及高加索2型糖尿病患者胃排空速率及餐后血糖差异。研究方法:1、研究一整合了本中心既往研究中健康受试者及2型糖尿病患者十二指肠内灌注葡萄糖(0、1、2、3、4 kcal/min)及蛋白质(乳清蛋白,0、0.5、1.5 kcal/min)所诱导的GLP-1和GIP原始数据,基于最大似然混合效应模型、似然比检验等多种方法评价GLP-1和GIP增量曲线下面积,在不同营养成分及灌注速率下的分泌模式以及健康与2型糖尿病受试者间的差异。2、研究二纳入了汉族及高加索2型糖尿病患者各14名。入组患者均通过生活方式干预和/或二甲双胍控制血糖,并于隔夜禁食后进食同位素锝99标记的标准土豆泥餐(368.5 kcal:含61.4 g碳水化合物,7.4 g蛋白质和8.9g脂肪)。餐后胃排空通过同位素记录仪进行连续记录。餐后血糖在固定时间点评估。研究结果:1、十二指肠内低速率灌注葡萄糖或蛋白质即可有效刺激GIP分泌,而葡萄糖或蛋白质灌注速率需达到1.5-2kcal/min方可有效刺激GLP-1分泌。与葡萄糖相比,不同灌注速率下蛋白质诱导的GIP分泌水平并无差异,但其在低速率灌注时的促GLP-1分泌作用更加显著(似然比检验结果:GLP-1:似然比=8.68,自由度=3,P=0.0339;GIP:似然比=1.54,自由度=3,P=0.6734)。此外,健康与2型糖尿病受试者在十二指肠内定量葡萄糖灌注下的GLP-1和GIP分泌模式无显著差异。2、两组受试者糖化血红蛋白无显著差异(汉族:6.8±0.2%vs.高加索:6.4±0.2%)。与高加索患者相比,汉族患者胃排空速率更快(胃半排空时间T50:汉族:56.8±3.7 min vs.高加索:71.1±4.3 min,P<0.05),餐后血糖增量更高(汉族:8.5±1.0 mmol/L vs高加索:6.3±0.6 mmol/L,P<0.05)。T50与餐后60min血糖增量(r=-0.43,P<0.05)及餐后血糖峰值(r=-0.40,P<0.05)均呈负相关。结论:1、肠道激素分泌与肠内营养负荷及种类密切相关:其中GIP的分泌反应较为灵敏,低速率营养负荷即可显著刺激GIP分泌,而GLP-1则需较高速率的营养负荷。低速率灌注情况下,蛋白质较葡萄糖具有更强的促GLP-1分泌作用,但在高速率肠内灌注时,两者对GLP-1最大促泌作用相似。此外,2型糖尿病状态未影响肠内营养的促GLP-1和GIP分泌作用;2、汉族2型糖尿病患者较高加索患者胃排空速率更快,且餐后血糖波动幅度也更加明显,因此,延缓胃排空可能对其餐后血糖调控更加重要。第二部分:肠道苦味受体、胆汁酸对肠道激素及餐后血糖的影响背景和目的:最新研究发现,胃肠道黏膜表面存在丰富的味觉感受器,可感知胃肠道内容物的味觉信号。激动相关受体可介导肠道激素分泌,进而调控胃肠道运动、食欲及餐后血糖。动物研究提示肠内苦味受体信号可通过上述途径显著改善葡萄糖代谢及减重,而苦味受体在人体肠道不同区域的表达水平(尤其与肠道内分泌系统的共表达)尚无系统研究。苦味受体激动剂在临床水平对肠道激素分泌、能量摄入和血糖的影响亦不明确。胆汁酸是肠道内重要的生物活性物质,也是具有苦味属性的信号分子,广泛参与了人体血糖、血脂及能量代谢调节。2型糖尿病的进展是否与胆汁酸代谢异常相关仍不明确。因此,该博士论文的第二部分着重围绕肠道苦味受体及胆汁酸开展了如下研究:1)鉴定苦味受体在人体肠道内的分布、与肠道L细胞的共表达,以及其促肠道激素分泌的作用;2)评估不同剂量苦味受体激动剂对肠道激素及血糖等的影响;3)探索不同肠道区域苦味信号刺激对肠道激素、能量摄入及血糖的影响;4)比较健康及新诊断2型糖尿病患者胆汁酸谱的差异。研究方法:1、研究一在组织水平鉴定了不同苦味受体亚型在不同区域肠道组织中的表达水平及促肠道激素分泌的作用:(1)苦味受体在肠道黏膜组织中的表达:分别选取课题组肠道组织样本库中健康受试者十二指肠、回肠、右结肠和直肠样本组织、2型糖尿病患者十二指肠的样本组织以及健康受试者十二指肠组织的冰冻切片,通过PCR和免疫荧光等方法,明确苦味受体在肠道内的区域性表达情况及其与L细胞的共表达情况。(2)苦味受体促肠道激素的体外研究:分离小鼠空肠和回肠组织,加入不同浓度苦味受体激动剂苯酸苄铵酰铵(denatonium benzoate,DB),共同孵育后检测上清活性GLP-1浓度。2、研究二共纳入16名健康受试者,评价十二指肠内灌注苦味受体激动剂DB对肠道激素、血糖及能量摄入的影响。入组后,受试者随机接受3次十二指肠灌注(间隔至少7天):1)对照(水);2)低剂量DB(10mg DB);3)高剂量DB(30mg DB)。每次访视,受试者空腹过夜后次晨抵达研究中心,通过鼻腔插管至十二指肠,给予上述干预(t=0-150min),并在t=60-150min期间,同时以2kcal/min的速度向十二指肠输注葡萄糖。输注结束后予受试者30min内进食标准自助餐以评估能量摄入情况。胃肠道激素及血糖水平通过每隔15min采集受试者血样本评估。3、研究三共纳入16名健康受试者,评价十二指肠及回肠灌注DB对肠道激素、血糖及能量摄入的影响。入组后,受试者随机接受3次肠道靶向灌注(间隔至少7天):1)对照(十二指肠水+回肠水);2)十二指肠DB刺激(十二指肠30mg DB+回肠水);3)回肠DB刺激(十二指肠水+回肠30mg DB)。每次访视,受试者空腹过夜后次晨抵达研究中心,通过鼻腔插管至幽门下190厘米,进行上述干预(t=0-60min)。输注结束后予受试者30min内进食标准自助餐以评估能量摄入情况。胃肠道激素及血糖水平通过每隔15min采集受试者血样本评估。4、研究四共纳入40名健康受试者及40名2型糖尿病患者,比较两组人群胆汁酸谱的差异。所有受试者口服75克葡萄糖溶液(75 g oral glucose tolerance test,OGTT),并在空腹及2小时后收集血样本以检测胆汁酸谱(包括CA、CDCA、DCA、GCA、GCDCA、GDCA、TCA、TCDCA和TDCA)、血糖、胰岛素、GLP-1和成纤维细胞生长因子19(fibroblast growth factor 19,FGF19)水平。此外,受试者的空腹血样本还用于检测胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白水平。正态分布数据表示为平均值±标准误。非正态分布数据以中位数和四分位数范围(25-75百分位)表示。研究结果:1、(1)T2R3、4、5、9、38、10、14、20和46在人体肠道各区域均有表达,健康受试者回肠T2R3、4、5和14表达最丰富,2型糖尿病患者十二指肠苦味受体表达与健康受试者无显著差异。十二指肠T2R3、4、5、14、46受体均与L细胞存在共表达。(2)DB可剂量依赖性刺激小鼠空肠(高浓度DB较对照组可刺激约5倍的GLP-1分泌,P<0.001)与回肠GLP-1分泌(高浓度DB较对照组可刺激约7倍的GLP-1分泌,P<0.001)。2、受试者十二指肠葡萄糖负荷时,灌注DB可升高总GLP-1的增量曲线下面积(iAUC,对照:39.0±169.6 pmol/L*min vs 10mg DB:95.3±110.7 pmol/L*min vs 30mg DB:442.7±133.4 pmol/L*min,P<0.05),降低血浆胃饥饿素的iAUC(对照:13.6±157.8 pg/mL*min vs 10mg DB:-283.9±91.34 pg/mL*min vs 30mg DB:-719.1±169.8 pg/mL*min,P<0.05),并减少了受试者能量摄入(对照:4969±270.5 KJ;10mg DB:4677±281.3 KJ;30mg DB:3979±315.4 KJ,P<0.05),其中30mg DB与水相比,GLP-1、胃饥饿素和能量摄入具有显著性差异(P<0.05)。血浆葡萄糖、胰岛素、胰高血糖素及PYY水平在不同干预中未有明显差异。3、与对照相比,十二指肠或回肠单纯灌注苦味受体激动剂DB对健康受试者血糖(iAUC0-90min,对照:35.7±7.3 mmol/L*min;十二指肠DB:31.1±5.7mmol/L*min;回肠DB:29.8±7.4 mmol/L*min)、GLP-1(iAUC0-90min对照:308.8±61.7 pmol/L*min;十二指肠DB:253.6±64.5 pmol/L*min;回肠DB:319.7±68.8 pmol/L*min)、PYY(iAUC0-90min对照:119.5±42.0 pmol/L*min;十二指肠DB:88.0±34.0 pmol/L*min;回肠DB:150.1±40.7 pmol/L*min)和能量摄入(对照:4854±463.3 KJ;十二指肠DB:5040±492.1 KJ;回肠DB:4740±438.3 KJ)均无显著影响。4、2型糖尿病患者糖化血红蛋白(Hb A1c)、空腹及OGTT 2小时后血糖均高于健康受试者(P<0.05)。2型糖尿病患者空腹及OGTT 2小时后血清胰岛素水平均高于健康受试者(P=0.001和P=0.004)。空腹状态下,健康及2型糖尿病患者的GLP-1水平无显著差异(健康受试者:28.74(13.41,46.67)pmol/L vs 2型糖尿病患者:27.97(22.45,32.51)pmol/L),在OGTT 2小时后,新诊断2型糖尿病患者的GLP-1升高幅度要低于健康受试者(健康受试者:60.93(55.57,68.42)pmol/L vs 2型糖尿病患者:45.11(31.73,61.18)pmol/L,P=0.012)。两组受试者空腹及OGTT 2小时后的血清FGF19水平未见明显差异。健康受试者OGTT 2小时后总胆汁酸水平较空腹升高(605.7(362.4,887.4)ng/mL vs 757.0(442.9,1376.9)ng/mL),而新诊断2型糖尿病患者总胆汁酸水平在OGTT 2小时后较空腹状态轻幅下降(717.0(408.6,1304.8)ng/mL vs 749.1(451.2,900.0)ng/mL)。在健康受试者中,OGTT 2小时后的血清总胆汁酸水平与OGTT 2小时后的血糖(r=-0.42,P=0.0063)以及甘油三酯(r=-0.40,P=0.0114)水平均呈负相关,而与FGF19(r=0.42,P=0.0057)以及高密度脂蛋白(r=0.50,P=0.0009)水平呈正相关。结论:1、苦味受体在人体肠道各区域广泛表达,并与肠道L细胞存在共表达。肠道苦味受体在健康与2型糖尿病状态下的表达水平无显著差异。苦味受体激动剂可有效刺激小鼠空肠和回肠GLP-1分泌。该系列研究发现为基于肠道苦味受体的降糖治疗提供了理论依据。2、健康受试者在十二指肠内葡萄糖灌注时,十二指肠内DB可增加GLP-1分泌,抑制胃饥饿素分泌及能量摄入,但不影响PYY、血糖、胰岛素和胰高血糖素水平。这为今后进一步探讨基于肠道苦味受体的肥胖及2型糖尿病治疗方案提供了临床实验依据。3、健康受试者十二指肠或回肠内靶向灌注苦味受体激动剂,未能影响其血糖、肠道激素分泌及能量摄入。4、与健康受试者相比,2型糖尿病患者口服葡萄糖后胆汁酸反应受损。在健康状态下,口服葡萄糖后胆汁酸水平与血糖水平及胆汁酸水平负相关,而与FGF19以及高密度脂蛋白水平呈正相关,提示OGTT前后胆汁酸谱的变化或许可预测2型糖尿病的发生。
其他文献
固态纳米孔具有孔径可调、耐酸碱性好、高温条件下结构稳定和与半导体制造工艺兼容等优点,在纳米流体领域具有广泛的应用前景,尤其适用于生物分子和纳米颗粒的检测。基于纳米孔的单分子检测具有低成本、高通量、无标记和操作简单等优点,然而目前固态纳米孔电流噪声较大,在实现DNA测序、蛋白质测序等方面仍面临着巨大挑战。因此,如何降低固态纳米孔的电流噪声,提高生物分子的检测精度是亟待解决的关键问题。在纳米尺度下,纳
活性氧参与和维持着人体正常的生命运动,并在相关疾病与癌症治疗中发挥着极重要的作用。光控技术具有简单方便、微创性、毒性低与可调控性强的优点,被广泛应用于癌症治疗与诊断领域。另一方面,作为细胞内重要的亚细胞器,线粒体与溶酶体是细胞内氧化应激、分解消化与细胞凋亡的重要场所。因此,开发出线粒体或溶酶体靶向的荧光分子,用于监测和调节线粒体与溶酶体内活性氧的含量,对于人类相关疾病与癌症治疗有着重要的意义。基于
主动声纳是目前水下目标探测与环境测量的主要手段,在海洋开发与国防领域应用广泛,尤其随着潜艇等水下目标减振降噪技术的不断发展,主动声纳在远距离水下目标探测方面更显重要。基于脉冲压缩原理,宽带信号可以获得更高的匹配处理增益和距离分辨率,但海洋信道多径及运动尺度目标频率扩展等因素导致信号畸变,严重影响了匹配处理效果,同时常规匹配处理方法对宽带信号的多普勒敏感度弱,降低了速度估计性能。因此提高宽带主动声纳
学位
着色旅行商问题(CTSP)是旅行商问题(TSP)和多旅行商问题(MTSP)的泛化,它通过引入颜色来表现个体城市对多重旅行商访问允许性的差异,适用于建模与求解现实中的多机差别化访问/执行多任务的优化调度问题。李俊的团队基于完全图先后提出了三种CTSP模型,即:星型CTSP(R-CTSP)、连环CTSP(S-CTSP)和通用CTSP。为了进一步泛化通用CTSP来建模基于复杂网络的实际工程问题,本文拟采
随着我国大量混凝土结构逐渐进入老龄化,结构的劣化问题日益突出,很多已服役的国家生命线工程在多因素耦合效应下产生损伤积累和抗力衰减,特别是疲劳荷载与环境因素共同作用下的结构劣化。对结构的性能退化进行判定,采用合理的修补和加固技术对其性能进行提升,已成为复杂环境下混凝土结构研究的重要课题。本文针对长期服役的结构在疲劳与环境作用下的劣化问题,以钢筋混凝土结构为研究对象,采用试验和理论相结合的方式来分析钢
康有为的经学与书学是近代中国思想和艺术领域中最重要的改制立法。康有为论书,贯经术政事文章于一,故打通艺术与思想之界限,是最契合其书学特质的研究方式。今文经学是解开康有为书学思想的钥匙。康有为今文经学中的“刘歆伪古文”说、“疑古”思想与古史观、通变思维、托古改制手法、文质统绪论以及公理、大同学说等都直接影响了其书学;反之,书学也成为康有为证经考史之方式,寄托经学理想之载体。《广艺舟双楫》不仅仅属于书
随着移动通信中数据业务需求的不断增长,第四代移动通信(4G)已经无法满足人们对网络容量、传输速率以及低时延等的要求。与之相比,第五代移动通信(5G)拥有更高的速率,更好的移动性以及更低的端到端时延。目前,sub-6GHz频段的5G技术已进入商业化应用阶段。为了获得更多的频谱资源以实现更大的通信带宽和更高的速率,5G移动通信正在朝着毫米波频段拓展。5G毫米波采用了基于相控子阵的混合多波束体制,在平衡
智能网联交通是集汽车、电子、信息通信、道路交通运输等行业深度融合的新型智能交通。目前,聚焦人、车、路、云一体化协同发展的智能网联交通在“交通强国”战略和“交通强国建设纲要”的指引下,迎来了发展的黄金时代。在智能网联汽车完全到来之前,道路交通流将由智能网联汽车和人工驾驶汽车等交通群体共同组成。如何分析这种混合交通群体对道路交通带来的影响、探究新的交通流模型构建、解析混合交通群体的运动态势演化成为了现
软错误是高能粒子作用于半导体器件的灵敏区后产生的单粒子效应改变了器件的逻辑状态而导致的一种瞬态故障。它不会影响电路的内部构造,但是却可以改变寄存器或存储单元的值,影响软件计算的可靠性。随着集成电路制造工艺的发展,芯片的集成度越来越高,供应电压越来越小,软错误率急剧上升。软错误防护包括软错误检测和软错误恢复,其工作可从硬件和软件等不同级别开展。与硬件级软错误防护方法相比,软件级软错误防护方法成本和设