2型糖尿病患者血清氧化应激水平及相关微量元素分析

2型糖尿病患者血清氧化应激水平及相关微量元素分析
杜雪雪;李瑞;张惠英
【摘要】目的了解2型糖尿病患者体内氧化应激水平及与其相关微量元素相关性.方法来医院就诊的2型糖尿病患者作为病例组,根据有无并发症,将病例组分为单纯组和并发症组；来院健康体检者作为对照组.测定研究对象血清氧化应激水平及微量元素含量；分析研究对象血清氧化应激水平、微量元素含量差异,并分析抗氧化酶与相关微量元素关系.结果与对照组相比,单纯组、并发症组血清丙二醛(MDA)水平升高,总抗氧化能力(TAOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性降低(P＜0.05),三组间谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性差异无统计学意义(P＞
0.05)；与对照组相比,单纯组、并发症组血清铁、铜、锰水平升高,血清硒、锌水平降低(P＜0.05)；SOD与锌有相关性(r=0.282,P＜0.001).结论 2型糖尿病患者血清氧化应激水平升高,微量元素紊乱,微量元素在调节抗氧化酶活性上可能起一定作用.%Objective To analyze the oxidative stress status and its correlation with related trace elements in patients type 2 diabetes. Methods Patients with type 2 diabetes in hospital were selected as case group and divided into two groups, including simple MS and MS with complications based on complications. Healthy subjects were selected as control group. Serum levels of oxidative stress and trace elements were tested and analyzed in all subjects. Results Compared with the control group, patients with the simple MS and MS with complications had significantly increased level of malondialdehyde ( MDA) , significantly decreased levels of total antioxidant capacity (TAOC) , superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) (P <0. 05). Compared with the control group, patients with the
simple MS and MS with complications had significantly increased levels of iron, copper, manganese and significantly decreased levels of selenium,zinc (P <0. 05). The significant correlation between SOD and zinc (r =0. 282, P <0. 001) was found. Conclusion In patients with type 2 diabetes, the trace elements may play an important role in adjusting the activities of antioxi-dase.
【期刊名称】《宁夏医科大学学报》
【年(卷),期】2013(035)001
【总页数】4页(P59-62)
【关键词】2型糖尿病;氧化应激;微量元素;相关性
【作者】杜雪雪;李瑞;张惠英
【作者单位】宁夏医科大学公共卫生学院预防医学系,银川 750004
【正文语种】中文
【中图分类】R587
糖尿病是受遗传和环境等多种因素共同作用的代谢病，已明确氧化应激与2型糖尿病的发生与发展有关。

一方面氧化应激水平升高可以导致胰岛β细胞损伤及胰岛素抵抗，促进糖尿病发生与发展;另一方面2型糖尿病患者体内代谢紊乱和血糖增高，可直接或间接导致氧化应激水平升高。

微量元素作为抗氧化酶组成成分，其紊乱可影响机体氧化应激水平。

本研究旨在了解2型糖尿病患者体内氧化应激和微量元素水平，分析抗氧化酶与相关微量元素相互关系，从而为2型糖尿病的防
治提供理论依据。

1 资料与方法
1.1 研究对象
选取2010年3月至7月在解放军第五医院和中卫市人民医院就诊的2型糖尿病患者175例作为病例组，根据有无慢性并发症又分为单纯糖尿病组(单纯组，87例)和2型糖尿病合并并发症组(并发症组，88例)，其并发症包括大血管病变(心脏病、高血压、脑血管意外及下肢血管病变)、微血管病变(糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病、糖尿病足等)和神经病变等;选择来这两所医院进行健康体检者94例作为对照组。

对2型糖尿病诊断按WHO1999年诊断标准进行。

所有研究对象均签订知情同意书。

1.2 仪器
722 型分光光度计;Varian710－ES电感耦合等离子体发射光谱仪，MDS－8型多通量密闭微波化学工作站，AED－自控电热消化器等。

1.3 研究方法
1.3.1 问卷调查采用自行设计调查表，对研究对象一般资料、疾病情况、近期服药及保健品使用情况进行调查。

1.3.2 血样采集取空腹静脉晨血5mL，离心后，取血清于－80℃冰箱保存待测。

1.3.3 血清氧化应激指标水平测定共包括5个指标，其中MDA(丙二醛)反映氧化水平;TAOC(总抗氧化能力)、SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、GSH－Px(谷胱甘肽过氧化物酶)反映抗氧化水平。

MDA测定采用硫代巴比妥酸比色法(TBA法);TAOC测定采用化学比色法;SOD测定采用亚硝酸盐形成法(WST法);CAT测定采用可见光分光光度法;GSH－Px测定采用二硫代二硝基苯甲酸法。

以上指标测定所用试剂盒均由南京建成生物研究所提供。

1.3.4 血清微量元素测定血清前处理采用微波消解法;微量元素测定采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP－AES)法。

1.4 统计学方法
采用统计软件SPSS 18.0进行数据分析;计量资料采用均数±标准差(±s)表示，三组间氧化应激水平及微量元素含量，采用协方差分析(因为年龄在三组间存在差异，故将年龄因素作为协变量);氧化应激水平与微量元素含量相关性采用Pearson线性相关;检验水准α=0.05。

2 结果
2.1 一般情况
本次研究共调查269人，其中男155人，女114人;三组间年龄依次增加，差别有统计学意义(P＜0.05);三组间性别、家族史分布差异无统计学意义(P＞0.05)。

糖尿病有明确的家族遗传史，但本研究中，由于以健康体检者作为对照组，这些人群一般是家庭背景较好、经济水平相对较高的知识分子，为糖尿病高发人群，且年龄相对较年轻，虽有家族史但尚未表现出来，所以造成上述三组间家族史没有统计学意义，见表1。

表1 研究对象基本情况比较项目对照组(n=94)单纯组(n=87)并发症组(n=88)F或χ2值P 值年龄(±s)/岁43.66±8.33 55.03±11.81 62.73±10.11 79.87 0.000男［n(%)］45(16.73) 58(21.56) 52(19.33) 3.91 0.141女［n(%)］42(15.61)
30(11.15) 42(15.62)无家族史［n(%)］58(21.56) 63(23.42) 66(24.54) 0.53 0.766有家族史［n(%)］29(10.78) 25(9.29) 28(10.41)
2.2 研究对象血清氧化应激水平比较
由表2可见，对照组、单纯组及并发症组的MDA含量依次升高，SOD活性依次降低，两两比较差异均有统计学意义(P＜0.05);而 CAT、TAOC活性依次降低，两两比较中，对照组与单纯组、对照组与并发症组差异有统计学意义(P＜0.05)。

GSH－Px在三组间差异无统计学意义(P ＞0.05)。

表2 研究对象血清氧化应激水平比较与对照组比较*P＜0.05;与单纯组比较△P＜
0.05组别n MDA/(mmol·mL－1)SOD/(U·mL－1)CAT/(U·mL－1)TAOC/(U·mL
－1)GSH－PX/(U·mL－1)对照组94 4.33 ±1.10 122.17 ±22.57 5.63 ±3.40
16.80 ±10.55 283.09 ±187.78单纯组87 4.74 ±1.19* 105.20 ±28.96* 4.02
±3.37* 14.61 ±8.03* 266.50 ±177.24并发症组88 5.13 ±1.52＊△ 94.69
±30.38＊△ 3.04 ±2.99* 13.34 ±9.24* 247.01 ±167.83 P值0.000 0.000 0.000 0.044 0.393
2.3 研究对象血清微量元素含量分析
由表3可见，对照组、单纯组及并发症组血清铁、铜、锰水平依次升高，血清硒、锌水平依次降低(P ＜0.05)。

三组间两两比较，铁、铜、锰、硒、锌在对照组与单纯组、并发症组间差异均有统计学意义(P＜0.05)，在单纯组与并发症组间差异均
无统计学意义(P＞0.05)。

表3 研究对象血清微量元素含量比较(±s，μg·mL－1)与对照组比较★P＜0.05;与
对照组比较△P＜0.05锌1.7224 ±0.26407 0.5413 ±0.11795★ 0.3906
±0.05485△ 19.702 0.000铜1.8131 ±0.00182 1.9035 ±0.05668★ 2.0164
±0.05813△ 5.606 0.004锰0.0210 ±0.00175 0.0329 ±0.00221★ 0.0339
±0.00191△16.164 0.000
2.4 抗氧化酶与微量元素相关性分析
由于微量元素含量在单纯组与并发症组间差异均无统计学意义，所以把单纯组与并发症组合并为病例组，并将对照组与病例组的抗氧化酶与微量元素相关性进行分析。

对照组中抗氧化酶活性与微量元素相关性均无统计学意义(P＞0.05);病例组中SOD 与Zn有较小相关性(r=0.282，P ＜0.001)，其余相关性均没有统计学意义(P ＞0.05)，见表4。

表4 抗氧化酶与微量元素相关关系(r/P)*表示SOD与Zn相关性有统计学意义(P ＜0.05)SOD － Cu 0.016 0.885 0.062 0.422 SOD － Zn 0.045 0.678 0.282 0.000*SOD － Fe 0.113 0.293 －0.101 0.189 GSHPX － Se 0.031 0.777 0.031 0.687 CAT －Fe －0.129 0.231 －0.072 0.352
3 讨论
氧化应激是生物体内氧化与抗氧化水平失衡而导致机体组织损伤的过程。

研究证实氧化应激可以通过多种分子机制导致胰岛β细胞损伤及胰岛素抵抗，从而促进糖尿病及并发症的发生、发展［1］。

微量元素作为抗氧化酶的组成成分，其紊乱可影响氧化应激水平，从而对2型糖尿病造成影响。

本研究旨在对单纯及患有并发症的2型糖尿病患者，进行血清氧化应激及相关微量元素检测，来说明2型糖尿病病情与氧化应激及微量元素状况的关系，进一步探讨微量元素对抗氧化酶的影响。

人体随年龄的增加，自身机能减退，内环境稳定性与应激能力逐步下降，结构、组份逐渐退行性变，趋向死亡并不可逆转。

所以在正常的情况下，年龄也会影响机体内氧化水平及微量元素含量。

吴一峰［2］对不同年龄组健康人群进行了衰老程度的测量，发现SOD随年龄增加而下降，Ca、Zn、Mn、Cu、Fe元素含量在不同年龄组有差异。

因本文章三组间年龄不均衡，可影响结果的判断，所以在统计学上对年龄进行了处理，把年龄作为协变量，进行了协方差分析，消除了年龄影响，从而得到真实可靠的研究结果。

MDA是脂质过氧化产物，其含量变化可以反映机体脂质过氧化程度，并间接反映了机体受自由基损伤程度［3］。

本研究对照组、单纯组与并发症组血清MDA含量依次升高，三组间两两比较均有统计学意义。

胡亚飞对2型糖尿病组及对照组进行了氧化水平测定，发现2型糖尿病组MDA含量增加［4］，与本研究一致。

表明2型糖尿病患者体内氧化物质升高，并且升高的氧化物质可通过各种途径来促进2型糖尿病及并发症的进一步发展。

SOD是生物体内重要的抗氧化酶，是生物体内清除自由基的首要物质，SOD水平高低可以反映机体抗氧化能力大小。

本研究对照组、单纯组及并发症组SOD活性依次降低，且在两两比较中均有统计学意义。

段玉敏通过动物实验证明，2型糖尿病大鼠体内SOD水平降低［5］，与本研究一致。

SOD是一种金属酶，现分为三种，Cu－Zn-SOD、Mn－SOD、Fe－SOD。

本研究中病例组血清铁、铜、锰水
平升高，锌水平降低;相关性分析中，只有病例组Zn与SOD有相关性。

表明2型糖尿病患者体内锌紊乱，可能会导致SOD活性降低，使氧化应激防御水平降低，从而对2型糖尿病发生与发展造成不利影响。

CAT被称为触酶，可以清除体内的H2 O2。

本研究对照组、单纯组及并发症组CAT活性依次降低，与 Komosinska － Vassev K［6］报道一致，符合现有理论。

CAT以铁卟啉为辅基，本研究中CAT与铁没有相关性，可能是铁还参与了Fenton’s反应，产生大量的氧自由基，而在氧化水平上作用大于抗氧化水平作用。

总体表明CAT在氧化应激作用中对2型糖尿病发生及发展上起到了重要的作用。

TAOC是近年研究发现，用于衡量机体抗氧化系统功能状况综合性指标，代表和
反映机体抗氧化酶系统和非酶促系统少数小分子量抗氧化物质总和。

本研究中对照组、单纯组、并发症组TAOC活性依次降低，与孟柳［7］的研究一致。

显示了2型糖尿病患者总的抗氧化能力降低，使得机体内的生物大分子受到氧化物的攻击而促进了病情的进展。

本研究总体可见，2型糖尿病患者体内氧化水平升高，而抗氧化水平降低，氧化应激水平升高;微量元素发生紊乱;微量元素在调节抗氧化酶水平上可能会起到一定作用。

本研究中，微量元素与抗氧化酶没有显著的相关性，可能的原因:①微量元素
作用范围窄、性质活泼、作用途径多及微量元素间相互作用，例如铁可以通过
F enton’s［8］反应，产生大量的氧自由基引起细胞损伤，诱发糖尿病，铁还可
以作为CAT的组成成分来提高抗氧化水平，抵制糖尿病;②人体内微量元素含量少，测量精密度要求高，本研究检测样本份数不足也可能影响微量元素与抗氧化酶之间的相关性。

具体微量元素在抗氧化酶活性中所起的作用，还需要进一步验证。

所以在2型糖尿病的防治上要综合考虑微量元素之间及氧化与抗氧化之间的关系。

参考文献:
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