维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激的影响

维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激的影响

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分类号:R71学号:2013020092重庆医科大学博士学位论文(专业学位)维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激论文题目的影响作者姓名王旭芹指导教师姓名(职称、单位名称)李廷玉教授重庆医科大学附属儿童医院专业学位类别名称临床医学专业学位领域名称儿科学论文答辩年月2018年5月 分类号:R71学号:2013020092重庆医科大学博士学位论文(专业学位)维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激论文题目的影响作者姓名王旭芹指导教师姓名(职称、单位名称)李廷玉教授重庆医科大学附属儿童医院专业学位类别名称临床医学专业学位领域名称儿科学论文答辩年月2018年5月 庆医科大学研宄生学位论文独创性声明本人_明所1交的论文是伐本人在导柙指导下进行的研究工作及取得的研究成果?捂代所知?昤了文中衿别加以标注和致謝的地方外?论文中不笆含其他人已经发丧疚浓写过的研究成果,也不包含为获得重庆医科大学成其他敦寶机构的学位戚i£书而使用过的材料?与找冏工作的阈志本砑究所做的任何责献均巳在论大中作^了明确的说明并表示谢意,J中请学位论文与资料若有不实之处一?*人承担切相关贵任?学位沦文作者签名:曰期,玉学位论文版权使用授权书本人宪全了斛史庆医科大学有关保护知识产权的规定,即:研究生在攻读学位期间论文工作的知识产杈单位羼重庆K料大学*本人保证毕业离校后,发表论文戒使用论文工作成聚时著名挲位为重庆医科大学,学校有权保留并尚a家有关ip门政机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被和佾阅?学校可以公布学位论文的全茚戒部分内容(保密内莕涂外),并铕入有关数据库进行检索,可以采用彩印,堉印或其他爭段保存沦文?保密沦文在解密后适用本授权书?论文作者签名:爷指导教师签名:士日期,:鉍 目录英汉缩略语名词对照......................................................................................................1中文摘要..........................................................................................................................3英文摘要........................................................................................................................10论文正文:维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激的影响........20前言........................................................................................................................20第一部分妊娠期糖尿病母-胎胰岛素抵抗的相关性研究........................................271材料和方法........................................................................................................272结果....................................................................................................................313讨论....................................................................................................................354小结....................................................................................................................38参考文献................................................................................................................39第二部分维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病孕妇胰岛素抵抗的影响........................421材料与方法........................................................................................................422结果....................................................................................................................463讨论....................................................................................................................514小结....................................................................................................................57参考文献................................................................................................................59第三部分维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病孕妇氧化应激的影响............................641对象与方法........................................................................................................642结果....................................................................................................................713讨论....................................................................................................................784小结....................................................................................................................81参考文献................................................................................................................82全文总结........................................................................................................................85文献综述........................................................................................................................87致谢..............................................................................................................................107攻读博士学位期间发表的学术论文..........................................................................108 重庆医科大学博士研究生学位论文英汉缩略语名词对照英文缩写英文全称中文全称GDMGestationaldiabetesmellitus妊娠糖尿病PGDMpregestationaldiabetesmellitus前糖尿病DOHADDevelopmentOriginofhealthand健康和疾病的发育起源学diseaseVAVitaminA维生素AVDVitaminD维生素DVDDVitaminDdeficiency维生素D缺乏VDIVitaminDinadequate维生素D不足VDNVitaminDnormal维生素AD正常HPLCHighperformanceliquid高效液相色谱法chromatographyOGTTOralglucosetolerancetest口服葡萄糖耐量试验HOMA-IRHomeostaticmodelassessmentofN,N,N′,N′-四甲基乙二胺insulinresistancePIPonderalindex新生儿体质量指数BMIBodymassindex体重指数T1DMType1diabetes1型糖尿病T2DMType2diabetes2型糖尿病OSoxidativestress氧化应激SODSuperoxidedismutase超氧化物歧化酶CATCatalase过氧化氢酶GSHReducedglutathione还原型谷胱甘肽MDAmalondialdehyde丙二醛VDRvitaminDreceptor维生素D受体ATPAdenosinetriphosphate三磷酸腺苷CMIAChemiluminescentparticle化学发光微粒免疫1 重庆医科大学博士研究生学位论文immunoassayEDTAEthylenediaminetetraaceticacid乙二胺四乙酸DNADeoxynucleicacid脱氧核糖核酸MSMetabolicsyndrome代谢综合征IRInsulinresistance胰岛素抵抗IL-6Interleukin6白介素6IADPSGInternationalAssociationofDiabetes国际协会糖尿病和妊娠研究小andPregnancyStudyGroups组HAPOHyperglycemiaandAdverse高血糖和不良妊娠结局PregnancyOutcomesTNF-αTumornecrosisfactor-α肿瘤坏死因子-αTBARSPlasmathiobarbitalacids血浆硫代巴比妥反应酸物TBAThibabituricAcid硫代巴比妥酸2 重庆医科大学博士研究生学位论文维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激的影响摘要第一部份妊娠期糖尿病母-胎胰岛素抵抗的相关性目的:妊娠期糖尿病(GDM)母亲的后代患2型糖尿病(T2DM)的风险很大。本研究的目的是探讨GDM孕晚期孕母胰岛素代谢对胎儿胰岛素代谢的影响及其相性。方法:本部分研究是一项病例-对照研究,共纳入142例研究对象(55例GDM患者和87例健康孕妇)。收集了研究对象分娩前的空腹静脉血液样本和相应的脐静脉血液样本(反映胎儿的新陈代谢)。所有血液样本都进行血糖和胰岛素浓度检测。采用自动生化分析仪检测血糖浓度;运用化学发光微粒放射免疫方法检测胰岛素浓度;采用内稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)评估母体和脐静脉血的胰岛素抵抗能力,并对GDM孕母胰岛素代谢与其胎儿胰岛素代谢作Pearson相关分析。结果:(1)GDM组孕母与对照组相比较,孕妇年龄(32.81±0.62vs.29.18±0.52years,P<0.001)、孕前体重(58.52±0.92vs.53.89±0.75kg,3 重庆医科大学博士研究生学位论文2P=0.0002)、孕前BMI(23.39±0.39vs.18.84±0.24kg/m,P<0.0001)、糖尿病家族史阳性率(34.5%vs.17.4%,P=0.019)、经产妇百分比(64.3%vs.44.5%,P=0.024)、剖宫产率(80%vs.45%,P=0.001)均显著高于对照组;(2)Logistic回归分析结果表明,孕妇的年龄、孕前体重指数(BMI)和糖尿病家族史是发生GDM的重要危险因素;(3)两组孕妇胰岛素代谢参数比较:GDM孕晚期孕妇空腹血糖、空腹胰岛素以及HOMA-IR均显著高于对照组(空腹血糖:4.7±0.11vs.4.11±0.05mmol/L,P<0.001;空腹胰岛素:44.1±6.76vs.25.1±3.58Uu/ml,P=0.013;HOMA-IR:8.92±1.25vs.5.39±0.83,P=0.012);(4)两组胎儿胰岛素代谢参数比较:GDM组胰岛素水平和HOMA-IR均显著高于对照组(胰岛素:10.1±1.41vs.6.38±0.49Uu/ml,P=0.035;HOMA-IR:1.60±0.22vs.1.07±0.08,P=0.006);(5)相关性分析:GDM组胎儿HOMA-IR与其孕母HOMA-IR(r=0.439,p=0.001)和空腹胰岛素水平(r=0.418,p=0.001)呈正相关,此外,GDM组新生儿体重指数(PI)与脐静脉血HOMA-IR(r=0.312,p=0.02)和胰岛素水平(r=0.283,p=0.036)呈正相关。结论:与对照组相比,GDM孕晚期孕妇和胎儿胰岛素、HOMA-IR显著升高;此外,胎儿的HOMA-IR与GDM孕晚期孕妇的胰岛素水平、HOMA-IR呈正相关。关键词:妊娠糖尿病,胰岛素,胰岛素抵抗,胎儿4 重庆医科大学博士研究生学位论文第二部分维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病孕妇胰岛素抵抗的影响目的:检测GDM孕晚期孕母体内VA、VD水平,探讨维生素A、D双缺时对GDM孕母及其胎儿胰岛素代谢的影响,为临床更好治疗GDM提供依据。方法:本部分研究共纳入159例孕晚期孕妇(72例GDM和87例健康孕妇)和55例GDM新生儿。收集了所有孕母分娩前的空腹静脉血液样本和55例脐静脉血液样本(反映胎儿的新陈代谢)进行以下检测:采用HPLC方法检测血清VA水平;运用CMIA方法检测血清VD水平;使用自动生化分析仪检测血糖浓度;采用放射免疫分析法检测血清胰岛素浓度;采用内稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)评估母体和脐静脉血的胰岛素抵抗。结果:(1)两组孕妇血清VA水平比较:GDM组血清VA平均水平较正常对照组有降低趋势(1.102±0.062vs.1.20±0.048µmol/L,p=0.2112),VA亚组分析发现,GDM组中维生素A缺乏(VAD)、维生素A不足(VAI)及维生素A正常(VAN)三个亚组均较对照组有降低趋势,且GDM组中VAI的VA水平显著低于对照组(0.839±0.023vs.0.920±0.022µmol/L,p=0.34),差异有有统计学意义;(2)两组孕妇血清5 重庆医科大学博士研究生学位论文VD水平比较:GDM母亲VD平均水平显著低于健康对照组(25.09±1.439vs.31.6±1.75nmol/L,p=0.0058),VD亚组分析发现,GDM孕妇VDD组的VD水平显著低于对照组(19.31±0.781vs.21.72±0.768nmol/L,p=0.043),差异有统计学意义;(3)GDM孕母血清VA水平与其HOMA-IR呈负相关(r=-0.271,p=0.029);GDM孕母血清VD水平与其胰岛素、HOMA-IR均呈明显负相关(胰岛素:r=-0.411,p=0.0003;HOMA-IR:r=-0.36,p=0.002);(4)VA和VD共同缺乏对GDM的胰岛素代谢影响大于单一的VAD或VDD;(5)未发现GDM母亲血清VA、VD水平与脐静脉血胰岛素代谢有明显统计学相关性。结论:(1)孕晚期母亲VD水平普遍偏低,GDM患者更为明显;(2)GDM孕母血清VA水平与其自身HOM-IR呈负相关、VD水平与其自身胰岛素和HOM-IR呈负相关,提示GDM患者VA或VD缺乏均会加重胰岛素抵抗;(3)VA和VD共缺可能会进一步加重GDM孕妇胰岛素抵抗;(4)GDM患者血清中VA、VD水平与胎儿胰岛素抵抗无明显相关性。关键词:妊娠糖尿病,维生素A,维生素D,胰岛素代谢,脐静脉血6 重庆医科大学博士研究生学位论文第三部分维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病孕妇氧化应激的影响目的:检测GDM孕晚期孕妇血清中氧化和抗氧化水平,探讨VA、VD缺乏对GDM孕晚期孕妇氧化应激的影响。方法:本部分研究共纳入72例GDM孕晚期孕妇和87例孕晚期健康孕妇,收集了所有孕母分娩前的空腹静脉血液样本进行以下检测:采用HPLC方法检测血清VA水平;运用CMIA方法检测血清VD水平;运用黄嘌呤氧化酶检测方法检测血清超氧化物歧化酶(SOD)活力;采用可见光法检测血清过氧化氢酶(CAT)活力;采用微量酶标法检测血清中还原型谷胱甘肽(GSH)浓度;采用硫代巴比妥酸法(TBA)检测血清中丙二醛(MDA)水平。结果:(1)GDM组孕母与对照组相比较,孕妇年龄(32.25±0.36vs.29.18±0.52years,p<0.001)、孕前体重(57.48±1.21vs.53.89±0.75kg,2P=0.0002)、孕前BMI(23.57±0.76vs.18.84±0.24kg/m,p<0.0001)、糖尿病家族史阳性率(33.8%vs.17.2%,P=0.018)、经产妇百分比(65.3%vs.44.5%,P=0.024)、剖宫产率(78.3%vs.47%,p=0.001)均显著高于对照组;(2)两组孕妇血清VA、VD平均水平比较:GDM组血清VA平均水平较正常对照组有降低趋势(1.102±0.062vs.1.20±0.0487 重庆医科大学博士研究生学位论文µmol/L,p>0.05)、VD平均水平显著低于健康对照组(25.09±1.439vs.31.6±1.75nmol/L,p<0.01);(3)两组孕妇血清中氧化应激指标比较:与对照组相比,GDM组血清中SOD活力、CAT活力显著低于健康对照组(SOD:71.5±5.91vs.84.92±6.54U/mL,p<0.01;CAT:1.89±0.075vs.2.57±0.158U/mL,p<0.01)、GSH、MDA浓度显著高于对照组(GSH:39.51±1.42vs.33.65±1.83umol/L,p<0.05;MDA:5.94±0.263vs.4.027±0.206nmol/mL,p<0.001);(4)GDM孕妇VA亚组氧化应激分析:GDM组中VAD亚组血清SOD活力显著低于VAN亚组(58.83±5.806vs.82.78±4.18U/mL,p<0.01)和VAI亚组(58.83±5.806vs.71.53±4.846U/mL,p<0.05),同时,VAI亚组显著低于VAN亚组(71.53±4.846vs.82.78±4.18U/mL,p<0.05)、GDM组中VAD亚组血清GSH浓度显著低于VAN亚组(39.87±4.59vs.53.64±6.63umol/l,p<0.05)、GDM组中VAD亚组血清MDA浓度显著高于VAN亚组(8.47±1.22vs.5.26±0.54nmol/ml,p<0.01)、三个亚组间血清CAT活力相当(VAD、VAI、VAN的CAT活力各自为1.01±0.0198vs.1.201±0.0775vs.1.245±0.0594U/ml,p>0.05);(5)GDM孕妇VA亚组氧化应激分析:GDM组中VDD亚组血清SOD活力显著低于VDN亚组(63.42±4.231vs.80.42±5.231U/mL,p<0.01)、GDM组中VDD亚组血清CAT活力显著低于VDN亚组(0.860±0.119vs.1.49±0.0506U/mL,p<0.01)和VDI亚组(0.860±0.119vs.1.36±0.1035U/mL,p<0.05)、GDM组中VDD亚组血清GSH浓度显著低于VDN亚组(38.53±4.185vs.58.59±6.31umol/l,p<0.01)、GDM组中VDD亚组血清MDA浓度显著高于VDN亚组8 重庆医科大学博士研究生学位论文(9.83±1.35vs.4.41±0.97nmol/ml,p<0.01)和VDI亚组(9.83±1.35vs.6.42±0.76nmol/ml,p<0.05);(6)VD不足及缺乏的GDM孕妇不同维生素A水平氧化应激指标比较:VAD、VAI、VAN亚组孕妇分别为8、24和28例,三亚组血清SOD活力分别为52.87±5.33、64.4±4.52及73.2±6.78U/mL,且VAD亚组的SOD活力较VAN亚组显著降低(p=0.002)。三亚组血清CAT活力分别为0.87±0.112、1.16±0.13及1.338±0.16U/mL,且VAD亚组的CAT活力较VAN亚组显著降低(p=0.017)。三亚组血清GSH浓度分别为37.29±5.23、46.9±4.33及51.13±5.19umol/L,且VAD亚组的GSH浓度较VAN亚组显著降低(p=0.023)。三亚组血清中MDA的浓度分别为9.46±1.18、7.08±0.93及6.18±0.84nmol/mL,且VAD亚组血清中MDA浓度显著高于VAI亚组(p=0.027)和VAD(p=0.0032)。结论:(1)GDM孕晚期孕妇血清VD平均水平显著低于健康孕妇;(2)GDM孕晚期孕妇的抗氧化能力较健康孕妇明显降低,氧化应激损伤显著加重;(3)GDM孕晚期孕妇同时存在VA、VD缺乏时,氧化应激可进一步加重。关键词:妊娠糖尿病,维生素A,维生素D,氧化应激9 重庆医科大学博士研究生学位论文EFFECTOFVITAMINAANDVITAMINDDEFICIENCYONINSULINRESISTANCEANDOXIDATIVESTRESSINGESTATIONALDIABETESMELLITUSABSTRACTPartⅠCorrelationbetweenmaternalandfetalinsulinresistanceinpregnantwomenwithgestationaldiabetesmellitusObjective:Offspringofmotherswithgestationaldiabetesmellitus(GDM)arefarmorelikelytodeveloptype2diabetes.TheaimofthisstudywastoinvestigatetheeffectoftheinsulinmetabolismofpregnantwomenwithGDMinlatepregnancyontheinsulinmetabolismofthefetusesandtheircorrelation.Methods:Thisstudyenrolled55pregnantwomentwithGDMand87controlsubjects.Fastingvenousbloodsamplesandumbilicalvenousbloodsamples(reflectingfetalmetabolism)werecollectedfromthestudysubjects.Allbloodsampleswereusedtoevaluatethebloodglucoseand10 重庆医科大学博士研究生学位论文insulinconcentrations.Thebloodglucoseandinsulinconcentrationsweremeasuredusinganautomaticbiochemicalanalyserandradioimmunoassays,respectively.Thehomeostasismodelassessment(HOMA)wasperformedtoassesstheinsulinresistanceofmaternalbloodandumbilicalvenousblood.Results:(1)Comparedwiththecontrolgroup,theageofpregnantwomen(32.81±0.62vs.29.18±0.52years,p<0.001),prepregnancyweight(58.52±0.92vs.53.89±0.75kg,p=0.0002),prepregnancyBMI2(23.39±0.39vs.18.84±0.24kg/m,p<0.0001),familyhistoryofdiabetes(34.5%vs.17.4%,p=0.019),percentageofmultipara(64.3%vs.44.5%,p=0.024)andcesareansectionrate(80%vs.45%,P=0.001)inGDMgroupweresignificantlyhigherthanthoseincontrolgroup.(2)Theresultsoflogisticregressionanalysesshowedthatmaternalage,prepregnancybodymassindex(BMI),andfamilyhistoryofdiabeteswerehigh-riskfactorsforthedevelopmentofGDMinpregnantwomen.(3)Thefastingbloodglucose,fastinginsulin,andHOMA-IRofpregnantwomeninthelatepregnancyGDMgroupwereallsignificantlyhigherthanthoseinthecontrolgroup(fastingbloodglucose:4.70±0.11vs.4.11±0.05mmol/L,P<0.001;fastinginsulin:44.1±6.76vs.25.1±3.58µU/mL,p=0.013;HOMA-IR:8.92±1.25vs.5.39±0.83,p=0.012);(4)TheinsulinlevelandHOMA-IRintheumbilicalvenousbloodofthelatepregnancy11 重庆医科大学博士研究生学位论文GDMgroupwerebothsignificantlyhigherthanthoseinthecontrolgroup(insulin:10.1±1.41vs.6.38±0.49µU/mL,p=0.035;HOMA-IR:1.60±0.22vs.1.07±0.08,p=0.006).(5)TheumbilicalvenousbloodHOMA-IRintheGDMgrouppositivelycorrelatedwiththematernalHOMA-IRandfastinginsulinlevel.Theneonatalponderalindex(PI)intheGDMgrouppositivelycorrelatedwiththeumbilicalvenousbloodHOMA-IRandinsulinlevel.Conclusion:TheHOMA-IRwassignificantlyhigherinthelatepregnancyGDMwomenandtheirfetusesthaninthecontrolgroup.Inaddition,fetalHOMA-IRpositivelycorrelatedtomaternalHOMA-IRinlatepregnancyGDMwomen.Keywords:gestationaldiabetesmellitus,insulin,insulinresistance,fetus12 重庆医科大学博士研究生学位论文PartⅡEffectsofvitaminAandDdeficiencyoninsulinresistanccinpregnantwomenwithgestationaldiabetesmellitusObjective:ThisstudywasdesignedtoinvestigatethevitaminA(VA)andvitaminD(VD)levelsinwomenwithgestationaldiabetesmellitus(GDM)andtoexploretheeffectofco-deficiencyofVAandVDontheinsulinmetabolisminwomenwithgestationaldiabetesmellitusandtheirfetus.Methods:Atotalof159pregnantwomeninthelatepregnancy(72GDMand87healthypregnantwomen)and55newbornsbornbywomenwithGDMwereincludedinthisstudy.Thefastingvenousbloodsamplesbeforebirthofallpregnantwomenand55casesofumbilicalveinblood(reflectingthefetalmetabolism)werecollectedforthefollowingmeasurements.Theserumretinollevelsweredetectedwithhigh-performanceliquidchromatography(HPLC).Theserumlevelsof25-OHvitaminDweremeasuredwithanimmunoassaymethod(CMIA).Thebloodglucoseandinsulinconcentrationsweremeasuredusinganautomaticbiochemicalanalyserandradioimmunoassays,respectively.Thehomeostasismodelassessment(HOMA)wasperformedtoassesstheinsulinresistanceofmaternalbloodandumbilicalvenousblood.Results:(1)ComparisonofserumVAlevelintwogroupsofpregnant13 重庆医科大学博士研究生学位论文women:TheserumVAlevelinGDMgroupwaslowerthanthatinthecontrolgroup(1.102±0.062vs.1.20±0.048µmol/L,p=0.2112).VAsubgroupanalysisfoundthatVAlevelsinvitaminAdeficiency(VAD)subgroup,vitaminA(VAI)subgroupandvitaminA(VAN)subgroupofGDMgroupwerealllowerthanthoseinthecontrolgroupandtheleveloftheVAlevelsinVAIsubgroupofGDMgroupwassignificantlylowerthanthecontrolgroup(0.839+0.023vs.0.920+0.022mol/L.p=0.0165),andthedifferencewasstatisticallysignificant.(2)ComparisonofserumVDlevelintwogroupsofpregnantwomen:TheserumVDlevelinGDMgroupwassignificantlylowerthanthatinthecontrolgroup(25.09+1.439vs.31.6+1.75nmol/L,p=0.0058).VDsubgroupanalysisfoundthatVDlevelsinvitaminDdeficiency(VDD)subgroupwassignificantlylowerthanthatofthecontrolgroup(19.31+0.781vs.21.72+0.768nmol/L,p=0.0303),andthedifferencewasstatisticallysignificant.(3)TheserumVAlevelofpregnantwomenwithGDMisnegativelycorrelatedwiththeirHOMA-IR(r=-0.271,p=0.029;TheserumVDlevelofpregnantwomenwithGDMwasnegativelycorrelatedwiththeirinsulinandHOMA-IR(insulin:r=-0.411,p=0.0003;HOMA-IR:r=-0.36,p=0.002).(4)TheeffectofVAandVDco-deficiencyoninsulinmetabolisminGDMisgreaterthanthatofasingleVADorVDD.(5)NosignificantcorrelationwasfoundbetweenVADandVDDinpregnantwomenwithGDMandinsulinmetabolismparametersofumbilicalveinblood.14 重庆医科大学博士研究生学位论文Conclusion:(1)TheVDlevelsisgenerallylowinlatepregnantwomen,whichismoreobviousinGDMpatients;(2)TheVAlevelsinlatepregnantwomenwithGDMwasnegativelycorrelatedwiththeirownHOM-IRandtheVDlevelsinlatepregnantwomenwithGDMwasnegativelycorrelatedwiththeirownHOM-IRandinsulin,suggestingthatGDMpatientswithVAorVDdeficiencycanaggravateinsulinresistance;(3)VAandVDco-deficiencymayaggravateinsulinresistanceinpregnantwomenwithGDM;(4)TherewasnosignificantcorrelationbetweenVADandVDDinpregnantwomenwithGDMandinsulinmetabolismparametersofumbilicalveinblood.Keywords:gestationaldiabetesmellitus,vitaminA,vitaminD,insulinmetabolism,umbilicalveinblood15 重庆医科大学博士研究生学位论文PartⅢEffectsofvitaminAandDdeficiencyonoxidativestressinpregnantwomenwithgestationaldiabetesmellitusObjective:ToevaluateoxidativeandantioxidativestatusandtheeffectofVAandVDdeficiencyonoxidativestressinlatepregnancyGDMwomen.Methods:Atotalof159pregnantwomeninthelatepregnancy(72GDMand87healthypregnantwomen)wereincludedinthisstudy.Thefastingvenousbloodsamplesbeforebirthofallpregnantwomenwerecollectedforthefollowingmeasurements.Theserumretinollevelsweredetectedwithhigh-performanceliquidchromatography(HPLC).Theserumlevelsof25-OHvitaminDweremeasuredwithanimmunoassaymethod(CMIA).Theserumsuperoxidedismutase(SOD)activitywasdetectedbyxanthineoxidasedetection.Theserumcatalase(CAT)activitywasdetectedbyvisiblelightmethod.Theconcentrationofthereducedglutathione(GSH)inserumwasdetectedbymicroenzymelabeling.Thelevelofmalondialdehyde(MDA)inserumwasdetectedbythiobarbitalacidmethod(TBA).Results:(1)Comparedwiththecontrolgroup,theageofpregnantwomen(33.41±1.53vs.29.18±0.52years,p<0.001),prepregnancyweight(56.72±1.73vs.53.89±0.75kg,p=0.0002),prepregnancyBMI16 重庆医科大学博士研究生学位论文2(23.59±0.39vs.18.84±0.24kg/m,p<0.0001),familyhistoryofdiabetes(35.6%vs.17.4%,p=0.017),percentageofmultipara(64.3%vs.44.5%,p=0.024)andcesareansectionrate(83%vs.47%,p=0.001)inGDMgroupweresignificantlyhigherthanthoseincontrolgroup;(2)ComparisonofserumVAandVDlevelsintwogroupsofpregnantwomen:AlthoughtherewasnostatisticaldifferenceinthelevelofVAbetweenthetwogroupsofpregnantwomen,thetrendofGDMwasdecreasing(1.102±0.062vs.1.20±0.048µmol/L,p=0.2112).TheserumVDlevelinGDMgroupwassignificantlylowerthanthatinthecontrolgroup(25.09±1.439vs.31.6±1.75nmol/L,p=0.0058);(3)Comparisonofserumindexesofoxidativestressintwogroupsofpregnantwomen:Comparedwiththecontrolgroup,theactivityofSODandtheactivityofCATweresignificantlylowerthanthatofthehealthycontrolgroup(SOD:71.5±5.91vs.84.92±6.54U/mL,p<0.01;CAT:1.89±0.075vs.2.57±0.158U/mL,p<0.01).TheconcentrationofGSHandMDAwassignificantlyhigherthanthatofthecontrolgroup(GSH:39.51±1.42vs.33.65±1.83umol/L,p<0.05;MDA:5.94±0.263vs.4.027±0.206nmol/mL,p<0.001);(4)AnalysisofoxidativestressinVAsubgroupofGDMpregnantwomen:TheactivityofserumSODintheVADsubgroupwassignificantlylowerthanthatoftheVANsubgroup(58.83±5.806vs.82.78±4.18U/mL,p<0.01)andtheVAIsubgroup(58.83±5.806vs.71.53±4.846U/mL,p<0.05),atthesametime,theVAIsubgroupwassignificantlylowerthantheVANsubgroup(71.53±4.846vs.82.78±4.18U/mL,p<0.05).TheserumconcentrationofGSHintheVADsubgroupwassignificantlylowerthanthatintheVANsubgroup(39.87±4.59vs.53.64±6.63umol/l,p<0.05).TheserumconcentrationofMDAintheVADsubgroupwassignificantlyhigherthanthatintheVAN17 重庆医科大学博士研究生学位论文subgroup(8.47±1.22vs.5.26±0.54nmol/ml,p<0.01).TheserumCATactivitywasequalbetweenthethreesubgroups(TheCATactivitiesofVAD,VAIandVANarerespectively:1.01±0.0198,1.201±0.0775,1.245±0.0594U/ml,p>0.05);(5)AnalysisofoxidativestressinVDsubgroupofGDMpregnantwomen:TheactivityofserumSODintheVDDsubgroupwassignificantlylowerthanthatoftheVDNsubgroup(63.42±4.231vs.80.42±5.231U/mL,p<0.01).TheactivityofserumCATinVDDsubgroupwassignificantlylowerthanthatinVDNsubgroup(0.860±0.119vs.1.49±0.0506U/mL,p<0.01)andVDIsubgroup(0.860±0.119vs.1.36±0.1035U/mL,p<0.05).TheserumconcentrationofGSHintheVDDsubgroupwassignificantlylowerthanthatintheVDNsubgroup(38.53±4.185vs.58.59±6.31umol/l,p<0.01).TheserumMDAconcentrationinVDDsubgroupwassignificantlyhigherthanthatinVDNsubgroup(9.83±1.35vs.4.41±0.97nmol/ml,p<0.01)andVDIsubgroup(9.83±1.35vs.6.42±0.76nmol/ml,p<0.05);(6)ComparisonoftheoxidativestresslevelsofdifferentvitaminAlevelsinGDMpregnantwomenwithdeficiencyandlackofVD:TheVAD,VAIandVANsubgroupswere11,29and28,respectively.TheactivityofSODinthethreesubgroupswas52.87±5.33,64.4±4.52and73.2±6.78U/mLrespectively,andtheSODactivityintheVADsubgroupwassignificantlylowerthanthatintheVANsubgroup(p=0.002).TheactivityofCATinthethreesubgroupswas0.87±0.112,1.16±0.13and1.338±0.16U/mLrespectively,andtheCATactivityintheVADsubgroupwassignificantlylowerthanthatintheVANsubgroup(p=0.017).TheconcentrationsofserumGSHinthethreesubgroupswere37.29±5.23,46.9±4.33and51.135.19umol/Lrespectively,andtheGSHconcentrationintheVADsubgroupwassignificantlylowerthanthatintheVANsubgroup(p=0.023).The18 重庆医科大学博士研究生学位论文concentrationsofMDAinserumofthreesubgroupswere9.46±1.18,7.08±0.93and6.18±0.84nmol/mL,respectively,andtheMDAconcentrationinserumofVADsubgroupwassignificantlyhigherthanthatofVAIsubgroup(p=0.027)andVAD(p=0.0032).Conclusion:(1)TheserumVDlevelsinpregnantwomenwithGDMweresignificantlylowerthanthoseofhealthypregnantwomen;(2)TheantioxidantcapacityofpregnantwomenwithGDMwassignificantlylowerthanthatofhealthypregnantwomen,andtheoxidativestressinjurywassignificantlyincreased;(3)VAandVDco-deficiencymayaggravateoxidativestressinpregnantwomenwithGDM.Keywords:gestationaldiabetesmellitus,vitaminA,vitaminD,oxidativestress19 重庆医科大学博士研究生学位论文维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病胰岛素抵抗及氧化应激的影响前言妊娠糖尿病(Gestationaldiabetesmellitus,GDM)是指妊娠期间发生或首次发[1][2]现的糖代谢紊乱,是妊娠期最重要的并发症之一。近年来,随着经济的发展及[3]全球超重肥胖人群的增加,GDM的发病率也在不断攀升,已经影响到全部妊娠[4]妇女的7%,由于各国的研究者所采用的确诊方法及标准不同,各国、各地区、[5]各种族报道的发病率差异较大,约为1.5%~14%。我国GDM调查工作起步较晚,尤其是贫穷落后地区,有些地区至今仍未开展GDM的筛查、流行病学调查工[6]作,北方城市报道GDM发病率约为10%。GDM不仅严重影响母亲的健康,而[7][8--11]且对后代的健康也有长远的影响。多项研究揭示,GDM与孕母严重不良结局有关,包括先兆子痫,剖宫产以及后期发生代谢综合征和2型糖尿病(T2DM)的风险增加。同样,GDM也会导致新生儿发生不良结局,如巨大儿、先天畸形、[12]新生儿窒息、呼吸窘迫综合征、新生儿低血糖以及成年后患糖尿病风险增加。[13]GDM与T2DM有相似的危险因素和发病机制,其具体病理生理尚不明确,多数[14]学者认为遗传和环境因素均可能参与GDM的发病,但母体营养缺乏是关键因素。VA是人体必需的微量元素,VA及其衍生物被认为是控制某些上皮细胞分化程序的一个关键因素,同时,它们对视力、生长、繁殖、细胞分化、糖蛋白合成、[15]抗感染和免疫系统等方面发挥着重要作用。目前,全球有2亿学龄儿童和2000万孕妇遭受到维生素A缺乏(VAD)的影响,维生素A缺乏症已成为严重的公共[16]卫生营养问题,在发展中国家尤为严重。有趣的是,在亚洲发展中国家和美国[17]低收入群体遭受VAD影响人口中,糖尿病患病率正在上升。越来越多的研究发[18,19]现,VAD可能是糖尿病的重要发病机制之一。多项研究表明,GDM患者体内20 重庆医科大学博士研究生学位论文抗氧化能力降低,氧化产物增多,提示氧化应激可能导致GDM的发生和发展。[20][21]Biri和Chaudhari等观察到GDM孕妇与正常孕妇相比,超氧化物歧化酶[22](SOD)活性下降明显下降。另一研究显示,GDM母亲和她们的巨大儿后代血清中氧化应激临床标志物(TBARS)较正常组显著增加。VA是一种公认的抗氧化[23]维生素,能够直接清除活性氧,具有保护细胞免遭氧化损伤的能力。此外,已[24]有研究证实,维生素A可以通过其它多种途径改善胰岛素抵抗、增加胰岛素感性。然而,有关VA与GDM的相关性尚缺乏足够的信息。到目前为止,国内仍然没有这方面的研究。VD是一种人体不可缺少的脂溶性类固醇衍生物,因其主要来源于皮肤中脱氢[25]胆固醇经光照合成,故又被称为阳光维生素。天然食物包括母乳含维生素D量极少,食物中的维生素主要存在于如酵母和蘑菇,动物性食物如动物肝脏、蛋黄等。由于环境污染、室内生活及工作条件更舒适、肤色及遮阳物品的使用以及人们对于皮肤癌的担忧大大减少了人们接受日光照射的时间。故近年来,几乎在全球各种族人群中均有VD缺乏发生率增高的报道。据统计,全球约有10亿人VD缺[26][27]乏或不足。国外研究发现,在欧洲、北美,甚至阳光充裕的新西兰和澳大利[28]亚人群中维生素D不足的现象普遍存在。维生素D的经典作用是调节血清钙、磷平衡从而维持骨骼健康。然而,大量[29-31]研究发现,VD受体(VDR)除了在骨和小肠表达外,还在其它许多组织中表达,包括参与调节葡萄糖代谢的组织,如肌肉和胰腺β细胞。这表明VD可能参[32]与了胰岛素代谢过程。在啮齿类动物模型的研究中发现,VD已对胰岛素的合成、分泌和作用产生影响,激起了人们对VD和糖尿病研究的兴趣。越来越多的研究证明,VD缺乏与T1DM、T2DM及其他类型糖尿病之间存在着密切的联系。Ziegler[33]等报道,维生素D的活性形式1,25(OH)2D3能有效保护和增强胰岛β细胞的[34]功能。Borissova等研究揭示,T2DM患者的血清25(OH)D水平与空腹血糖(FPG)呈负相关,T2DM患者服药VD补充剂使血清中VD水平恢复正常后可显著改善胰岛素抵抗。近年来,VD缺乏逐渐被人们认为是GDM的潜在影响因素之一。VD缺乏涉及到GDM发病机制可能有:VD通过其活性形式1,25(OH)2D结[35]合到胰腺β细胞VDR上,直接或间接调节胰腺β细胞的分泌和功能;VD可通过刺激胰岛素受体的表达,增加胰岛素对葡萄糖转运的反应,从而增加胰岛素21 重庆医科大学博士研究生学位论文[36][37]敏感性;此外,研究证实,VD能够抑制由炎症因子诱发的胰腺β细胞的氧化应激损伤。但是,有关VD缺乏与妊娠期胰岛素抵抗相关性人群的研究,数据较少且结果也不一致。VA和VD代谢物在功能上是高度相互作用的,它们是核受体超家族相关受体[38]的高亲和力配体。骨化三醇与维生素D受体(VDR)结合,就像RAR和RXR[38]异源结合一样。有研究证实,与RAR-RXR结合的DNA序列同样可以被VDR-RXR复合体识别。某些情况下,维生素受体间出现相互协同作用,而在另一些情况下,它们之间也可以发生拮抗作用(维生素D对骨髓细胞的维生素A依赖对[39,40]粒系的负面影响)。VA和VD复杂的相互影响取决于靶基因的直接环境。近[41]期的一个关于VA+VD双缺的动物模型研究发现,相对于单纯的VAD或VDD模型而言,VA+VD双重缺乏进一步减少了呼吸道中的抗体反应,表明这两种维生素相互协同的特点在免疫调节中发挥着重要作用。VA和VD缺乏或不足在发达国[42]家和发展中国家都普遍存在,研究表明在发展中国家更为严重,由于VA和VD代谢有交互作用的特点,VA、VD共同缺乏可能会增加或加重疾病的发生,我们质疑VA和VD的双重缺乏是否会加重GDM孕妇的胰岛素抵抗。基于以上研究背景,我们提出本课题的假设:(1)VA、VD共同缺乏可能会加重GDM孕妇胰岛素抵抗;(2))VA、VD共同缺乏可能会加重GDM孕妇氧化应激损伤。本研究在中国贫困地区-遵义市开展病例-对照研究,深入探讨孕晚期VAD、VDD对GDM的影响,为干预和预防GDM提供一定的理论依据。22 重庆医科大学博士研究生学位论文参考文献[1]Committeeopinion,no.504:screeninganddiagnosisofgestationaldiabetesmellitus[J].ObstetGynecol.2011,118:751–753.[2]BassoNA,CostaRA,MagalhãesCG,RudgeMV,CalderonIM.Insulinoterapia,controleglicêmicomaternoeprognósticoperinatal:diferençaentreodiabetesgestacionaleoclínico[J].RevBrasGinecolObstet.2007,29:253-9.[3]FerraraA,KahnHS,QuesenberryCP,etal.Anincreaseintheincidenceofgestationaldiabetesmellitus:NorthernCalifornia,1991–2000[J].ObstetGynecol.2004;103:526–533.[4][4]Committeeopinion,no.504:screeninganddiagnosisofgestationaldiabetesmellitus[J].ObstetGynecol.2011;118:751–753.[PubMed:21860317][5]JovanovicL,PettittDJ.Gestationaldiabetesmellitus[J].JAMA.2001;286:2516–2518.[6]Leng,J.,etal.,PrevalenceofgestationaldiabetesmellitusanditsriskfactorsinChinesepregnantwomen:aprospectivepopulation-basedstudyinTianjin,China[J].PLoSOne,2015.10(3):p.e0121029[7]KjosSL,BuchananTA.Gestationaldiabetesmellitus[J].NEnglJMed.1999;341:1749–1756.[8]Ben-HaroushA,YogevY,HodM.EpidemiologyofgestationaldiabetesmellitusanditsassociationwithType2diabetes[J].DiabetMed.2004;21:103–113.[9]BardenheierBH,ElixhauserA,ImperatoreG,etal.Variationinprevalenceofgestationaldiabetesmellitusamonghospitaldischargesforobstetricdeliveryacross23StatesintheUnitedStates[J].DiabetesCare.2013;36:1209–1214.[10]I.M.Evers,H.W.deValk,andG.H.Visser.Riskofcomplicationsofpregnancyinwomenwithtype1diabetes:nationwideprospectivestudyintheNetherlands[J].BritishMedicalJournal,2004,328:915–920.[11]C.Giordano.Immunobiologyofnormalanddiabeticpregnancy[J].ImmunologyToday1990,11(9):301–303.[12]W.Knowler,D.J.Pettitt,C.L.Kunzelman,andJ.Everhart.Geneticandenvironmentdeterminantsofnon-insulindependentdiabetesmellitus[J].DiabetesResearchandClinical23 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重庆医科大学博士研究生学位论文第一部分妊娠期糖尿病母-胎胰岛素抵抗的相关性研究早在上世纪80年代,Barker等首先提出“健康和疾病的发育起源学说[1](developmentOriginofhealthanddisease,DOHAD)理论”,即母亲的代谢状况会直接或间接影响胎儿宫内环境,并有可能通过各种机制对后代的代谢功能轴进行编程,引起结构和功能的永久性损伤,最终导致成年后的功能失常和疾病的发生。由于地区、种族、经济及文化等因素的不同,有关GDM对胎儿宫内胰岛素代谢参数影响的报道尚无定论,在中国西部地区至今尚无关于GDM对胎儿宫内胰岛素代谢参数影响相关报道,贵州省遵义市是中国西部一个中小城市,其经济、文化发展起步相对于国内其它城市较晚,医疗资源较欠缺,在中国西部贫困地区中具有代表性。因此,我们选取遵义市第一人民医院开展了一项病例-对照研究,旨在探索该地区孕晚期GDM孕妇的代谢状况是否影响胎儿胰岛素抵抗或胰岛素敏感性,期望尽早采取干预措施以遏制代谢综合征的不断增加。1材料与方法1.1实验材料1.1.1研究对象1.1.1.1纳入标准:汉族、足月、单胎妊娠;年龄在18至45岁之间;怀孕24-28周之内在县级或县级以上医院完成孕期糖尿病筛查;在贵州省遵义市第一人民医院住院分娩;既往无精神疾病史、无精神病家族史,孕前无糖尿病、甲亢等代谢性疾病,无高血压、肾病等系统性疾病;GDM组孕期除GDM外无其他妊娠综合征、无明显感染性疾病;GDM病例治疗仅需行饮食干预,血糖则可达正常范围;近3个月内未补充任何微量营养素;正常对照组孕期无任何妊娠综合征,无明显炎症;自愿参与本研究并签署知情同意书。27 重庆医科大学博士研究生学位论文1.1.1.2排除标准:非汉族人口;孕前患有糖尿病、甲亢等代谢性疾病或患有高血压、肾病等系统性疾病;孕期并发其他妊娠综合征;近3个月内补充过微量营养素;GDM除饮食干预外还需注射胰岛素;不愿意参与本研究。研究对象符合排除标准中任何一条均予以排除。调查时间为2016年9月-2017年3月。1.1.2主要仪器设备身高测量仪(GMCS-I)北京鑫东华腾体育器械有限公司体重秤(RGT-140)常州市武进衡器有限公司全自动生化分析仪(Hitachi7180)Thermo公司,USA微量加样枪德国Eppendorf公司台式离心机(TGL-16G)上海安亭科学仪器公司-80°冰箱Thermo公司,USA1.1.3实验相关试剂胰岛素试剂盒(310360)索灵诊断医疗设备(上海)有限公司生理盐水重庆儿童医院血糖试剂英国朗道实验有限公司血常规试剂BioTeKe公司,China1.2实验方法1.2.1问卷调查所有调查对象均按要求填写健康调查问卷,包括一般情况、孕前体重及孕期增重、既往月经史及妊娠分娩情况、既往患病情况、本次妊娠及孕前、孕期营养素补充等情况。随后由经过培训的研究人员对每个纳入的研究对象进行面对面访谈,以明确某些临床信息和问卷调查中含糊不清的情况。1.2.2研究对象招募本研究是一项母-胎病例对照队列研究。病例均来自2016年9月-2017年3月期间于贵州省遵义市第一人民医院产科住院分娩的孕产妇,遵义市第一人民医院是三28 重庆医科大学博士研究生学位论文级甲等综合医院,其妇产科承担了遵义市四分之一以上的孕妇保健工作,每年分娩新生儿达6000个以上。研究对象招募过程如流程如图1.1所示。共144例GDM病例和212正常病例纳入该项研究,其中50例GDM和68正常对照病例拒绝签署知情同意书,GDM组中5例孕前患有Ⅱ型糖尿病而被排除。至此该研究包括89例GDM和144例正常对照。为了尽量确保GDM病例基线资料同质性,GDM组病例均通过饮食控制达到血糖正常化,饮食控制包括低碳水化合物、低脂饮食摄入等。在GDM组中,21例被排除(5例注射胰岛素、14例早产、2例双胎妊娠);正常对照组中,27例被排除(11例先兆子痫、12例早产、4例双胎妊娠)。随后13例GDM和30例正常对照因没有采集到母血或脐带血或血量不足而被排除,最终有55例GDM和87例正常对照进入研究队列。图1.1标本收集流程图GDM:妊娠糖尿病;PGDM:前糖尿病Figure1.1FlowdiagramGDM,gestationaldiabetesmellitus,PGDM,pregestationaldiabetesmellitus29 重庆医科大学博士研究生学位论文1.2.3GDM诊断标准:[2]本研究采用中国卫生部于2011年7月1日公布的GDM诊断标准,即在孕龄24-28周行GDM筛查,首先行50gGCT,随后观察孕妇服糖后1h血糖变化情况,若孕妇血糖≥7.8mmol/L,则认为有GDM风险,对其行口服葡萄糖75g检测葡萄糖耐量试验(OGTT),标准为:空腹血糖≤5.1mmol/L;1小时血糖≤10.0mmol/L;2小时血糖≤8.5mmol/L。当孕妇血糖达到或超过1个或1个以上指标时即诊断为GDM。1.2.4伦理学论证本课题研究方案经过了贵州省遵义市第一人民医院伦理委员会评审并论证,认为本课题严格执行知情同意原则,严格遵循伦理学操作规范。在调查过程中严格保护被调查者的隐私权。所有被调查对象均签订了知情同意书。1.2.5数据和血样收集孕妇孕前体重通过问卷调查或问诊获得,孕晚期体重和身高由经过培训的研究人员根据统一标准进行测量。测量体重时孕妇仅穿单衣单裤,测量结果精确到0.1kg。身高测量采用金属柱身高测量法,测量结果精确到0.1cm。新生儿出生体重、身长和头围在出生后24小时内有专业人员测量获得,出生体重(无尿布)采用校准电子称测量,身长测量采用带有标准刻度的身长测量仪。孕妇体重指数(BMI)[3]和新生儿体质量指数(ponderalindexPI)通过计算获得:BMI=体重(kg)/身高(米)23,PI=出生体重(g)/身长(cm)×100。所有纳入的研究对象于入院后,分娩前一周内由训练有素的护士采集空腹前臂静脉全血5ml。脐带血于胎儿娩出断脐后、胎盘娩出前,由医务人员用一次性注射器抽出脐静脉血5ml,采集到的母血和脐血立即注入乙二胺四乙酸二钾(EDTA-K2)抗凝真空采血管中,其中1ml于30分钟内进行血红蛋白检测,剩余血样于1小时内分离出血浆,-80°保存待测。1.2.6血样指标检测所有血样均检测血糖、胰岛素及血红蛋白水平。血糖用全自动生化分析仪进行检测,胰岛素检测采用放射免疫分析法,试剂盒由索灵诊断医疗设备(上海)[4]有限公司提供,采用内稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR):空腹胰岛30 重庆医科大学博士研究生学位论文素(uU/mL)×空腹血糖(mmol/L)/22.5;血红蛋白采用全自动血细胞分析仪进行检测。所有检测指标均由专业人员严格按操作说明进行检测。1.2.7调查质控在实施课题调查前,分别对参加单位的产科医生、护理人员及检验科参与本课题的工作人员及问卷调查人员进行统一培训。同时制定详细的课题调查流程及实验室要求。课题实施后开展现场质控,及时纠正调查过程中出现的问题:认真核对并登记所采集到的血液标本,保证所有标本均在规定时间内送检,将检查结果进行登记管理;对调查问卷进行仔细核对,若有填错或漏填现象及时给予纠正或补充。1.3数据处理与统计分析所有数据均采用SPSS22.0统计软件进行统计分析。计量资料用均数±标准差(x±s)表示,两组均数比较采用独立样本t检验,运用协方差分析调整潜在的混杂因素(母亲年龄、孕前体重、孕前BMI、产次、孕次)。相关性分析采用Pearson’s相关分析,运用偏相关分析调整混杂因素(母亲年龄、孕前BMI)。采用Logistic回归分析评估GDM危险因素。非正态分布资料(胰岛素、HOMA-IR)均通过对数转换为正态分布资料后再行统计分析。P<0.05认为差异有统计学意义。2结果2.1两组孕妇一般临床资料的比较此项病例-对照研究共招募孕晚期孕妇142例(GDM组55例,对照组87例)。GDM组与对照组相比较,孕妇年龄(32.81±0.62vs.29.18±0.52years,P<0.001)、孕前体重(58.52±0.92vs.53.89±0.75kg,P=0.0002)、孕前BMI(23.39±0.39vs.218.84±0.24kg/m,P<0.0001)、糖尿病家族史阳性率(34.5%vs.17.4%,P=0.019)、经产妇百分比(64.3%vs.44.5%,P=0.024)、剖宫产率(80%vs.45%,P=0.001)均显著高于对照组,差异具有统计学意义。孕妇身高(158.40±0.65vs.157.90±0.50cm)及孕周(39.08±1.45vs.39.35±1.08weeks)两组间比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1.1。31 重庆医科大学博士研究生学位论文2.2两组新生儿一般临床资料的比较GDM组新生儿与对照组新生儿相比较,出生体重(3624±59.93vs.3270±32.4g,P<0.001)、身长(51.47±0.24vs.50.75±0.21cm,P=0.028)、体质量3指数(2.66±0.03vs.2.51±0.03g/cm,P=0.0034)均显著高于对照组,差异具有统计学意义,两组间性别比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1.1。表1.1调查对象的一般临床资料比较Table1.1MaternalandfetalcharacteristicsofpregnantwomenwithorwithoutGDMControlGDMVariableP(N=87)(N=55)*Maternalage(years)29.18±0.5232.81±0.62<0.001*Maternalheight(m)157.90±0.50158.40±0.65NS*Prepregnancyweight(kg)53.89±0.7558.52±0.920.00022)*PrepregnancyBMI(kg/m18.84±0.2423.39±0.39<0.0001**Familyhistoryofdiabetes,%(n)17.4%(15)34.5%(19)0.019**Parity≥044.5%(39)64.3%(35)0.024Educationattainment0.258**Highschoolandbelow42(48.3%)27(49.1%)Juniorcollege34(39.1%)20(36.4%)University10(11.5%)8(14.5%)MorethanUniversity1(1.1%)0(0%)**Caesareansection,%(n)45%(39)80%(44)0.001*Gestationagestilldelivery(weeks)39.35±1.0839.08±1.45NS**Femalesex,%(n)47%(40)53%(29)NS*Birthweight(g)3270±32.43624±59.93<0.0001*Birthlength(cm)50.75±0.2151.47±0.240.0283)*Ponderalindex(g/cm2.51±0.032.66±0.030.0034NS,无统计学差异.*来源于Student’st-test.**来源于Chi-squaretestorFisher’sexacttest.NS,notsignificant.*DerivedfromStudent’st-test.**DerivedfromChi-squaretestorFisher’sexacttest.2.3妊娠糖尿病(GDM)发病相关危险因素Logistic回归分析通过以上分析,我们发现GDM孕妇与正常孕妇相比较,孕妇年龄、孕前BMI、孕前体重、孕产史以及糖尿病家族史阳性率存在显著差异,因此,我们进一步以妊娠糖尿病(GDM)为因变量,以孕妇年龄、孕前BMI、孕前体重、孕产史以及糖尿病家族史为为自变量行Logistic回归分析,探讨GDM发病的危险因素。结果显32 重庆医科大学博士研究生学位论文示孕妇年龄(OR=1.159,95%CI:1.023~1.312,P=0.02)、孕前BMI(OR=1.701,95%CI:1.423~2.142,P<0.001)及糖尿病家族史(OR=3.89,95%CI:1.184~12.787,P=0.025)是发生GDM的重要危险因素,见表1.2。表1.2GDM发病相关危险因素Logistic回归分析Table1.2MultiLogisticregressionanalysisofpregnantwomenwithGDMVariableBS.EPOR95%CIMaternalage(years)0.1470.630.021.1591.023~1.312Multipara0.0290.5290.9560.9720.344~2.7422)PrepregnancyBMI(kg/m0.5310.02<0.0011.1711.423~2.142Prepregnancyweight(kg)0.0530.0430.2181.0540.969~1.146Familyhistoryofdiabetes1.3580.6070.0253.891.184~12.7872.4两组孕妇胰岛素代谢检测指标的比较如表1.3所示,GDM组孕妇与正常孕妇相比较,空腹血糖(4.70±0.11vs.4.11±0.05mmol/L,P<0.0001)、胰岛素(44.1±6.76vs.25.1±3.58Uu/ml,P=0.0003)及HOMA-IR(8.92±1.25vs.5.39±0.83,P=0.0003)均明显高于对照组,差异具有统计学意义,应用协方差分析调整潜在的混杂因素(孕妇年龄、孕前体重、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率、孕次及产次)后,上述差异虽然减弱了,但仍然具有统计学意义。表1.3两组孕妇和胎儿的胰岛素代谢参数比较Table1.2MatermalandfetalmetabolicparametersofpregnantwomenwithorwithoutGDMControlGDMbVariablePAdjustedP(N=87)(N=55)MateralFasting4.11±0.054.70±0.11<0.0001<0.001glucose(mmol/L)aInsulin(uU/ml)25.1±3.5844.1±6.760.00030.013aHOMA-IR5.39±0.838.92±1.250.00030.012Fetalglucose(mmol/L)3.79±0.053.91±0.10NSNSaInsulin(uU/ml)6.38±0.4910.1±1.410.00680.035aHOMA-IR1.07±0.081.60±0.220.00560.006ab运用对数转换后进行统计分析.调整混渣因素(母亲年龄、孕前BMI、怀孕次数及生产次数)33 重庆医科大学博士研究生学位论文后的p值.NS,无统计学差异.alog-transformedskeweddatawereusedforstatisticalcomparisons.bMaternalandfetalserumparameterswereadjustedformaternalage,prepregnancyBMI,numberofpregnancyandparity.NS,notsignificant.2.4两组胎儿胰岛素代谢检测指标的比较如表1.3所示,GDM组胎儿与正常胎儿胎儿胰岛素代谢指标相比较,胰岛素(10.1±1.41vs.6.38±0.49Uu/ml,P=0.0068)及HOMA-IR(1.60±0.22vs.1.07±0.08,P=0.0056)均明显高于对照组,差异具有统计学意义,应用协方差分析调整潜在的混杂因素(孕妇年龄、孕前体重、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率、孕次及产次)后,上述差异虽然减弱了,但仍然具有统计学意义;两组胎儿间血糖水平(3.91±0.10vs.3.79±0.05mmol/L)差异无统计学意义。2.5GDM组胎儿HOMA-IR与孕妇HOMA-IR、空腹胰岛素以及新生儿PI与胎儿HOMA-IR、胰岛素相关性分析GDM组脐血HOMA-IR与孕妇HOMA-IR、空腹胰岛素的Pearson相关分析发现:采用偏回归分析调整混杂因素(母亲年龄、孕前BMI)后,脐血HOMA-IR分别与孕妇HOMA-IR、空腹胰岛素呈正相关(r=0.439,P=0.001,r=0.418,P=0.001),如Figure1.2A、B所示。同样,GDM组新生儿PI与脐血HOMA-IR及脐血胰岛素之间也呈现出密切的正相关(r=0.312,P=0.02,r=0.283,P=036),如Figure1.2C、D所示。34 重庆医科大学博士研究生学位论文图1.2GDM组胎儿HOMA-IR与孕母胰岛素代谢参数及PI的相关性分析(A)胎儿HOMA-IR与母亲HOMA-IR的相关性分析.(B)胎儿HOMA-IR与母亲胰岛素的相关性分析.(C)新生儿PI与胎儿HOMA-IR相关性分析.(D)新生儿PI与胎儿胰岛素相关性分析.注:HOMA-IR,胰岛素抵抗指数.PI,新生儿体质量指数.Mat,母亲.Figure1.2.RelationshipoffetalHOMA-IRwithmaternalfactorsandPI(A)CorrelationanalysisbetweenMatandfetalHOMA-IR.(B)CorrelationanalysisbetweenMatinsulinandfetalHOMA-IR.(C)CorrelationanalysisbetweenfetalHOMA-IRandPI.(D)CorrelationanalysisbetweenfetalinsulinandPI3讨论[5,6]大量证据表明生命早期的宫内环境在成人健康中扮演着重要角色。然而,有关GDM对胎儿宫内胰岛素代谢参数影响的研究非常有限,且由于地区、种族、经济及文化等因素的不同,其研究结果尚无定论。我们在中国贫困地区—贵州省遵义市开展了一项GDM病例-对照研究。本研究结果揭示,该地区胎儿HOMA-IR35 重庆医科大学博士研究生学位论文与GDM孕晚期母体HOMA-IR及胰岛素水平存在密切的正相关,另外,GDM母亲所生新生儿的PI和脐血HOMA-IR及胰岛素也存在明显的正相关。本研究显示,GDM孕妇年龄、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率及经产妇比例[7-10]均显著高于对照组。这与国内研究结果一致。但是,国内的报道中不同地区间存在较大的差异。本组数据显示,GDM组孕妇年龄、孕前BMI、糖尿病家族史阳[11]性率及经产妇比例分别为32.81±0.62、23.39±0.39、34.5%、64.3%。据报道,北京GDM孕妇年龄、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率分别为28.70±4.38、22.53±3.69、[12]17%。另有报道显示,天津市GDM孕妇年龄、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率、经产妇比例分别为29.5±3.2、24.1±3.9、13.9%、4.3%。与发达地区比较而言,本地区GDM孕妇年龄、糖尿病家族史阳性率及经产妇比例明显偏高。提示该地区GDM发病率可能较高(目前遵义市尚无GDM发病率的报道)。剖宫产是GDM重要的不[13]良妊娠结局,无论对母亲还是新生儿都会带来极大危害。我们的调查发现,该[14][15]地区GDM剖宫产率高达80%,和广州市(34.8%)、北京市(34.53%)相比较,同样,我们的数据明显偏高。本研究进一步以GDM为因变量,以孕妇年龄、孕前BMI、孕前体重、孕产史以及糖尿病家族史为为自变量行Logistic回归分析发现,GDM孕妇年龄每增加一岁患GDM的风险随之增加16%;孕前BMI每增加一个单位,患GDM的风险随之增加17%;糖尿病家族史阳性的孕妇发生GDM的风险是无糖尿病家族史的3.89倍。即孕妇年龄、孕前BMI及糖尿病家族史是GDM的高危因[16-20]素,和以前的研究一致。但是,与发达地区相比,该地区GDM相关危险因素[21]可能更严重。以往的研究认为GDM对于发达地区的危害程度更大,本研究提示GDM的危害可能主要由发达地区已转向不发达地区。最近有研究表明,母亲低出[22]生体重与GDM的发病存在明显正相关。因此,由于经济、文化落后,本地区GDM孕妇可能处于低出生体重,孕前及孕期摄入过量而处于营养过剩的双重不利因素[23];此外,贫困地区的卫生行政部门及医务工作者对GDM的重视程度、宣传力度不够;而且,中国二胎政策开放也极大地增加了不良妊娠结局的发生(GDM、剖宫产等)。这些因素相互交织、共同促进了该地区GDM发生及危害。本研究提示:本地区卫生行政部门及医务工作者应重视本地区GDM的个性化管理,加强对育龄妇女的健康宣教,强化GDM的筛查和管理,对有高龄、肥胖、多产、糖尿病遗传史等高危因素的孕妇应尽早行GDM筛查,建议提前到孕早期。36 重庆医科大学博士研究生学位论文[24,25]多项研究揭示,GDM孕妇孕前便处于前期糖尿病或隐性糖尿病阶段,随着孕期的进展,胰岛素抵抗逐渐加重,当增加的胰岛素分泌不能补偿胰岛素抵抗时,便出现糖耐量异常、血糖升高、HOMA-IR升高等代谢异常。本次研究发现,孕晚期GDM孕妇空腹血糖、胰岛素水平及胰岛素抵抗显著高于正常孕妇,与国内[26,27]外研究一致。本研究还发现,与对照组比较,GDM脐带血胰岛素水平、胰岛素抵抗显著增加,而且,GDM组脐血HOMA-IR与孕晚期孕妇HOMA-IR、空腹胰[28]岛素之间存在明显正相关关系。LuoZ等报道了孕中期GDM孕妇OGTT血糖水平[27]与胎儿胰岛素敏感性呈负相关。随后QiuweiWang等报道,GDM母亲分娩前3天内的胰岛素抵抗与胎儿胰岛素抵抗之间存在较强的正相关。和我们的结论一致,但是,我们观察到的GDM组胎儿胰岛素敏感性下降是独立于母亲和胎儿肥胖、糖尿病家族史、母亲年龄等潜在的混杂因素。目前关于GDM母-胎胰岛素代谢的病理生理机制的研究还不明确,总结以前的文献可能涉及到胎盘胰岛素信号通路缺陷[29][30,31]或/和表观遗传学方面。诸多研究表明,GDM母亲的后代在儿童期、青春期或成年后患代谢综合征的风险增加。综合我们的数据和他人的研究,呈现出一个完整的GDM母-婴代谢循环圈,要打破这个代谢程序的恶性循环,在孕期改善母亲胰岛素敏感性显得尤为重要。长期以来,胎儿高胰岛素血症被认为是一种合成代谢因子,导致胎儿过度生[32]长,尤其是在GDM女性中。我们的研究发现,GDM组新生儿体质量指数显著高[33]于对照组且与脐带血HOMA-IR、胰岛素之间呈正相关。Patrick等研究发现,孕前肥胖母亲所生新生儿体脂与脐带血HOMA-IR呈明显正相关。此后,又有研究报道胎儿肥胖与脐带血胰岛素敏感性呈负相关。胎儿的生长在很大程度上是由胎[34]盘葡萄糖和脂肪酸代谢相关蛋白的表达决定。一项新近的研究发现,GDM妇女[35]胎盘Cav-1mRNA水平和蛋白表达下调,另外的研究揭示,这些基因和蛋白表达[36-40]的变化可能由脐血高胰岛素抵抗所致。而我们的研究并不能证明脐血高胰岛素抵抗和胎儿脂肪增加之间存在因果关系,在未来的研究中需要对潜在的分子机制进行研究。为了避免产生误导性的结论,本研究所有的统计分析都调整了潜在的混杂因素。但是,本研究样本量相对较小、地域局限,研究结果可能不具有代表性。我37 重庆医科大学博士研究生学位论文们今后的研究将开展一项大样本、多中心、前瞻性GDM病例对照研究,将关注有关GDM孕期其它的代谢生物标志物,并追踪胎儿期的代谢变化是否会持续到产后、儿童期、青春期或成人期,为早期干预和预防代谢综合征和Ⅱ型糖尿病进一步提供理论依据。综上所述,我们的研究表明,作为中国的贫困地区—贵州省遵义市GDM相关危险因素可能更严重,GDM的危害可能主要由发达地区已转向不发达地区,同时,二胎政策开放之初可能增加了GDM的发生高危因素(如高龄),中国医疗和公共健康事业尤其是贫困地区将面临前所未有的巨大挑战。如果要阻止该地区代谢综合征和Ⅱ型糖尿病的流行,卫生行政部门及医务工作者应该加强对育龄妇女健康宣教、强化GDM的筛查和管理、开展GDM的流行病学调查,寻找GDM的相关不利因素,有针对性地对本地区GDM高危人群实施三早预防。4小结1.GDM母亲胎儿胰岛素抵抗显著高于正常孕妇胎儿。2.孕妇年龄、孕前BMI及糖尿病家族史是GDM发病的高危因素。3.与发达地区相比,贵州省遵义市GDM相关危险因素更严重,遭受GDM的危害程度可能更重。4.GDM母亲胎儿HOMA-IR与GDM孕晚期母体HOMA-IR及胰岛素水平存在密切的正相关,而且,GDM母亲所生新生儿的PI和脐血HOMA-IR及胰岛素也存在明显的正相关。38 重庆医科大学博士研究生学位论文参考文献[1]Barker,D.J.,etal.,Fetalandplacentalsizeandriskofhypertensioninadultlife[J].BMJ,1990.301(6746):p.259-62[2]Yang,H.X.,Diagnosticcriteriaforgestationaldiabetesmellitus(WS331-2011)[J].ChinMedJ(Engl),2012.125(7):p.1212-3[3]MeasT.Fetaloriginsofinsulinresistanceandthemetabolicsyndrome:akeyroleforadiposetissue?[J]DiabetesMetab,201036:11–20.[4]MatthewsDR,HoskerJP,RudenskiAS,NaylorBA,TreacherDF,et,al.Homeostasismodelassessment:insulinresistanceandbeta-cellfunctionfromfastingplasmaglucoseandinsulinconcentrationsinman[J].Diabetologi,1985,28:412–419.[5]Hockaday,T.D.andC.S.Yajnik,--to:HalesCN,BarkerDJP(1992)Type2(non-insulin-dependent)diabetesmellitus:thethriftyphenotypehypothesis.Diabetologia35:595-601[J].Diabetologia,2003.46(2):p.303-4..[6]Sarr,O.,K.Yang,andT.R.Regnault,Inuteroprogrammingoflateradiposity:theroleoffetalgrowthrestriction[J].JPregnancy,2012.2012:p.134758.[7]Zhu,W.W.,etal.,HighPrevalenceofGestationalDiabetesMellitusinBeijing:EffectofMaternalBirthWeightandOtherRiskFactors[J].ChinMedJ(Engl),2017.130(9):p.1019-1025[8]Leng,J.,etal.,PrevalenceofgestationaldiabetesmellitusanditsriskfactorsinChinesepregnantwomen:aprospectivepopulation-basedstudyinTianjin,China[J].PLoSOne,2015.10(3):p.e0121029[9]MisraVK,TrudeauS,PerniUMaternalserumlipidsduringpregnancyandinfantbirthweight:theinfluenceofprepregnancyBMI[J].Obesity,2011,19:1476–1481[10]Jayawardena,R.,etal.,PrevalenceandtrendsofthediabetesepidemicinSouthAsia:asystematicreviewandmeta-analysis[J].BMCPublicHealth,2012.12:p.380[11]Wang,C.,etal.,Exerciseinterventionduringpregnancycanbeusedtomanageweightgainandimprovepregnancyoutcomesinwomenwithgestationaldiabetesmellitus[J].BMCPregnancy39 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重庆医科大学博士研究生学位论文第二部分维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病孕妇胰岛素抵抗的影响维生素A(VitmainA,VA)缺乏症是WHO确认的世界四大营养缺乏症之一,是一种因体内维生素A缺乏引起的以眼、皮肤改变为主的全身性疾病。据世界卫生组织(WHO)报道,维生素A缺乏(VAD)影响到全球2亿学龄儿童和2000万孕妇的健康,VAD已成为一个严重的公共卫生营养问题。维生素D(VitmainD,VD)是一种人体重要的脂溶性维生素,据估计,全世界有10亿多人患有VD缺乏症。VD的主要功能是增加肠道对钙质的吸收和利用,调节钙和磷的新陈代谢。近年来,诸多研究表明,VAD和VDD可能涉及到GDM发生和发展的病理生理,可以通过不同的机制影响胰腺ß–细胞的分泌功能和胰岛素靶细胞的胰岛素敏感性。另外,许多研究表明,GDM母亲VAD、VDD可能对后代的健康产生不良影响。因此,本部分主要研究GDM孕晚期VA、VD状况,探讨VAD、VDD对GDM母亲及胎儿的影响。1材料与方法1.1实验材料1.1.1研究对象同第一部分。1.1.2主要仪器设备身高测量仪(GMCS-I)北京鑫东华腾体育器械有限公司体重秤(RGT-140)常州市武进衡器有限公司全自动生化分析仪(CObas8000)瑞士罗氏公司Abbotti2000SR化学发光分析仪英国雅培公司微量加样枪德国Eppendorf公司Centrifuge5418小型台式高速离心机德EppendorfSorvallST16R台式高速冷冻离心机美国ThermoScientific43 重庆医科大学博士研究生学位论文-80°冰箱美国Thermo公司XH-B型旋涡混合器江苏康健医疗用品有限公司高效液相色谱仪LC-20A日本岛津水浴箱北京光明医疗仪器公司纯水系统美国MilliPore公司干燥箱上海博讯公司迷你小型台式离心机长沙湘仪有限公司高压蒸汽灭菌器日本Sanyo公司危险化学药品安全柜美国Thermo公司1.1.3主要实验试剂胰岛素试剂盒(310360)索灵诊断医疗设备(上海)有限公司生理盐水重庆医科大学附属儿童医院提供血糖试剂英国朗道实验有限公司血常规试剂BioTeKe公司,China视黄醇标准品R7632美国Sigma-Aldrich无水乙醇重庆川东化工有限公司正己烷重庆川东化工有限公司甲醇成都市科龙化工试剂厂VD试剂盒美国AbbottIreandDiagnosticsDivision1.2方法1.2.1问卷调查其调查内容同第一部分。1.2.2研究对象招募同第一部分。1.2.3判断标准1.2.3.1GDM诊断标准44 重庆医科大学博士研究生学位论文同见第一部分。[1]1.2.3.2血清维生素A(VA)水平的分类:参照WHO相关标准,血清VA浓度<0.7umol/L、0.7~1.05umol/L之间及≥1.05umol/L分别定义为维生素A缺乏(VAD),边缘线维生素A缺乏(MVAD)及维生素A正常(VAN)。[2]1.2.3.3血清维生素D(VD)水平分类:参照国际内分泌学会的定义,血清VD浓度<30nmol/L、30~50nmol/L之间及≥50nmol/L分别定义为定义为维生素D缺乏(VDD)、维生素D不足(VDI)及维生素D正常(VDN)。1.2.4数据和血样收集同第一部分。1.2.5血样指标检测所有血样均检测血糖、胰岛素、VA和VD水平。血糖用全自动生化分析仪进行检测,胰岛素检测采用放射免疫分析分析法,试剂盒由索灵诊断医疗设备(上海)[3]有限公司提供,采用内稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR):空腹胰岛素(uU/mL)×空腹血糖(mmol/L)/22.5。另外,还检测了血清中的VA及VD水平,血清VD检测采用化学发光微粒免疫测定法(CMIA),上述指标除VA外,其余指标均送往重庆医科大学附属儿童医院检验科由专业人员严格按操作说明进行操作。1.2.6血清VA浓度检测使用高效液相色谱法(highperformanceliquid[4]chromatography,HPLC)检测VA浓度。(1)从-80°冰箱取出待测血清解冻,混匀,吸取200ul血清转移至另一2mlEP管中。为了尽量避光,以下操作均在暗室中进行。(2)加入200ul无水乙醇,置于旋涡混合器上震荡≥1min,使蛋白质沉淀。(3)再加入1000ul正己烷,置于旋涡混合器上震荡≥2min,萃取出VA。(4)置于低温离心机中13200rpm离心14min。(5)小心吸取上层液(正己烷层)500ul至另一EP管中,置于37°水浴箱中用氮气吹干。(6)加100ul流动相(甲醇:纯水=97:3),旋涡混合器上充分震荡混匀,吸取20ul移到HPLC专用测量瓶中,上机检。参数设置为:波长315nm,流速1.4ml/min,45 重庆医科大学博士研究生学位论文保留时间3.5min。(7)根据VA标准曲线和样本的峰面积,计算出VA浓度。1.3数据处理与统计分析所有数据均采用SPSS22.0统计软件进行统计分析,GraphPadPrism5.0软件作图。计量资料用mean±SEM(x±s)表示,两组均数比较采用独立样本t检验,运用协方差分析调整潜在的混杂因素(母亲年龄、孕前体重、孕前BMI、产次、孕次)。相关性分析采用Pearson相关分析,运用偏相关分析调整混杂因素(母亲年龄、孕前BMI)。非正态分布资料(胰岛素、HOMA-IR)均通过对数转换为正态分布资料后再行统计分析。运用双向方差分析方法来分析VA和VD对GDM胰岛素代谢的交付作用。P<0.05认为差异有统计学意义。2结果2.1两组孕妇和新生儿基线资料资料比较如表2.1所示,本部分研究共纳入孕晚期孕妇159例(72例GDM和87例正常孕妇)。GDM组与对照组相比较,两组间身高(156.40±0.32vs.157.90±0.50cm,p=0.484)、孕期增重(15.33±0.59vs.14.67±0.42cm,p=0.355)、孕龄(38.42±1.25vs.39.35±1.08week,p=0.150)以及受教育程度(p=0.258)没有统计学差异。然而,比较而言,GDM组母亲年龄更大(32.25±0.36vs.29.18±0.52years,p<0.001)、孕前体重更重(57.48±1.21vs.53.89±0.75kg,p=0.0012)、孕前BMI更大(23.57±0.76vs.18.84±0.24,p<0.0001)、糖尿病家族史阳性率明显增高(33.8%vs.17.2%,p=0.018)、经产妇比例更高(65.33%vs.44.5%,p=0.024),而且分娩方式更容易选择破宫产(78.3%vs.44.8%,p=0.001)。新生儿基本资料同第一部分,此处就不赘述了。见表2.1。表2.1调查对象的一般临床资料比较Table2.1MaternalandfetalbaselinedataofpregnantwomenwithorwithoutGDMVariableControlGDMPMaternalN=87N=72*Maternalage(years)29.18±0.5232.25±0.36<0.00146 重庆医科大学博士研究生学位论文*Maternalheight(m)157.90±0.50156.40±0.320.484*Prepregnancyweight(kg)53.89±0.7557.48±1.210.00122)*PrepregnancyBMI(kg/m18.84±0.2423.57±0.76<0.0001**Familyhistoryofdiabetes,%(n)17.2%(15)33.8%(24)0.018**Parity≥044.5%(39)65.33%(47)0.024**Caesareansection,%(n)45%(39)78.3%(56)0.001*Gestationagestilldelivery(weeks)39.35±1.0838.42±1.250.15FemaleN=87N=550.542Femalesex,%(n)47%(40)53%(29)0.542*Birthweight(g)3270±32.43624±59.93<0.0001*Birthlength(cm)50.75±0.2151.47±0.240.0283)*Ponderalindex(g/cm2.51±0.032.66±0.030.0034GDM,妊娠糖尿病.*来源于Student’st-test.**来源于Chi-squaretestorFisher’sexacttest.DerivedfromStudent’st-test,**DerivedfromChi-squaretestorFisher’sexacttest.2.2两组孕妇VA、VD浓度两组孕妇体内的VA及VD水平比较如表2.2表2.3所示,GDM母亲VD平均水平为25.09±1.439nmol/L,显著低于健康对照组(31.6±1.75,p=0.0058)。根据国际内分泌学会标准将两组孕妇分别分为三个亚组:维生素D缺乏组(VDD)、维生素D不足组(VDI)及维生素D正常组(VDN)。亚组分析发现,GDM孕妇VDD组的VD水平显著低于对照组(19.31±0.781vs.21.72±0.768nmol/L,p=0.0303),差异有统计学意义,应用协方差分析调整潜在的混杂因素(孕妇年龄、孕前体重、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率、孕次及产次)后,上述差异虽然减弱了,但仍然具有统计学意义;两组中VDI和VDN亚组VD水平比较,GDM组均低于对照组(VDI:35.08±0.0.889vs.37.55±1.029nmol/L,p=0.111;VDN:60.3±6.39vs.63.73±7.288nmol/L,p=0.815),但无统计学差异。进一步分析了各亚组所占比例,其中GDM组VDD44例(61.11%),VDI16例(23.33%),VDN仅有12例(16.66%);而健康孕妇中VDD43例(49.42%),VDI28例(32.18%),VDN16例(18.27%),卡方检验显示,两组中VDD、VDI及VDN各亚组的百分比也有显著差异(p=0.032),其GDM组VDD比例非常高,达到72.22%,而VDN百分比则非常低,仅为5.56%。关于两组孕妇VA水平的分析显示,尽管两组VA平均浓度未达到统计学差异,但GDM组低于健康孕妇组(1.102±0.062vs.1.20±0.048µmol/L,p=0.2112)。同样,47 重庆医科大学博士研究生学位论文我们将两组孕妇按照WHO标准分别分为维生素A缺乏(VAD)、维生素A不足(VAI)及维生素A正常(VAN)三个亚组,亚组分析分析发现,GDM组中VAI的VA水平显著低于对照组(0.839±0.023vs.0.920±0.022µmol/L,p=0.0165),调整混杂因素(同上)后差异有所减弱(p=0.034),但仍然具有统计学差异。此外,虽然两组中VAD、VAN的VA水平比较无统计学差异,但GDM组均低于对照组(VAD:0.445±0.046vs.0.570±0.044µmol/L,p=0.0626);VAN:0.1.412±0.043vs.1.524±0.049µmol/L,p=0.868)。表2.2两组孕妇VD、VA水平比较Table2.2VDandVAnutritionalstatusincontrolandGDMgroupbVitaminDegreeControl(n=87)GDM(n=72)PPVAD(<0.7)0.570±0.0440.445±0.0460.06260.0835VAI(0.7-1.05)0.920±0.0220.839±0.0230.01650.034VA(umol/L)VAN(≥1.05)1.524±0.0491.412±0.0430.8680.884averagelevel1.20±0.0481.102±0.0620.21120.421VDD(<30)21.72±0.76819.31±0.7810.03030.043VDI(30-50)37.55±1.02935.08±0.8890.1110.135VD(nmol/L)VDN(≥50)63.73±7.28860.3±6.390.8150.872averagelevel31.6±1.7525.09±1.4390.00580.014bP,调整混杂因素后GDM:gestationaldiabetesmellitus;VDD:VDdeficiency;VDI:VDinsufficiency;VDN:VDnormal;VAD:VAdeficiency;VAI:VAinsufficiency;VAN:VAnormal.bP:parameterswereadjustedforage,pre-pregnancyBMI,numberofpregnancyandparity.表2.3两组孕妇VD、VA水平分布状况Table2.3.PercentagecomparisonofVDandVAdistributionincontrolandGDMgroupControlGDM维生素程度n(%)n(%)pVDD(<30)43(49.42%)44(61.11%)VDI(30-50)28(32.18%)16(23.33%)0.032VD(nmol/L)VDN(≥50)16(18.27%)12(16.66%)VAD(<0.7)10(11.79%)11(15.28%)VAI(0.7-1.05)30(32.18%)31(43.06%)0.654VA(µmol/L)VAN(≥1.05)47(56.02%)30(41.67%)48 重庆医科大学博士研究生学位论文2.2GDM孕母血清VA、VD水平对其胰岛素代谢指标的影响2.2.1GDM孕母血清VA水平与其胰岛素代谢指标的相关性分析为了进一步了解维生素A与GDM的关系,对GDM孕母血清VA水平与胰岛素代谢指标的相关性进行分析,我们并没有观察到GDM孕母血清VA水平与其血糖、胰岛素有相关性(血糖:r=-0.092,p=0.441;胰岛素:r=0.205,p=0.084),(图2.1A、B);但我们发现GDM孕母血清VA水平与其HOMA-IR呈负相关(r=-0.271,p=0.029),(图2.1C)。提示血清维生素A降低可以加重GDM胰岛素抵抗。图2.1GDM组孕妇血清VA水平与其胰岛素代谢指标相关性分析A:VA与血糖的相关性;B:VA与胰岛素的相关性;C:VA与HOMA-IR的相关性Figure2.1RelationshipofVAlevelwithmetabolicparametersofinsulininGDMgrop;A:CorrelationbetweenVAandbloodglucose.B:CorrelationbetweenVAandinsulin.C:CorrelationbetweenVAandHOMA-IR.2.2.2GDM孕母血清VD水平与其胰岛素代谢指标的相关性分析49 重庆医科大学博士研究生学位论文同样,我们也对GDM孕母血清VD水平与胰岛素代谢指标的相关性进行了分析,发现GDM孕母血清VD水平与其血糖没有相关性(血糖:r=-0.162,p=0.174),图2.2A。但与其胰岛素、HOMA-IR均呈明显负相关(胰岛素:r=-0.411,p=0.0003;HOMA-IR:r=-0.36,p=0.002),图2.2B、C。提示血清维生素D降低同样可以加重GDM胰岛素抵抗。图2.2GDM组孕妇血清VD水平与其胰岛素代谢指标相关性分析A:VD与血糖的相关性;B:VD与胰岛素的相关性;C:VD与HOMA-IR的相关性Fig.2.2RelationshipofVDlevelwithmetabolicparametersofinsulininGDMgropA:CorrelationbetweenVDandbloodglucose.B:CorrelationbetweenVDandinsulin.C:CorrelationbetweenVDandHOMA-IR.2.2.3GDM孕母血清VA、VD水平对其胰岛素代谢指标的影响##为了深入研究血清VA、VD水平对GDM孕母胰岛素代谢的影响,我们运用two-wayANOVA统计方法来分析VA、VD对胰岛素代谢是否存在交互作用。根据VA、VD浓度,GDM孕妇分为VA正常和VD正常组(VAN+VDN),VA缺乏和VD正常组(VAD+VDN),VA正常和VD缺乏组(VAN+VDD),VA缺乏和VD缺乏组(VAD+VDD)。VA、VD各自对GDM孕妇血糖没有统计学的影响(VA:p=0.658;VD:p=0.337),它们之间也没有交互作用,(图2.3A)。我们也分析了VA、VD对50 重庆医科大学博士研究生学位论文胰岛素的影响,如图2.3B所示,通过two-wayANOVA分析,我们观察到VD对胰岛素的影响有统计学差异(p=0.0134),VA则没有,VA、VD对胰岛素的影响存在交互作用(p=0.034)。VAN+VDD组的胰岛素水平显著高于VAN+VDN组,同时,在VA、VD共缺的情况下,对胰岛素的影响更明显。关于HOMA-IR,我们也发现VA、VD之间存在交互作用(p=0.045),此外,VA、VD各自对HOMA-IR均有统计学的影响(VA:p=0.0256;VD:p=0.0186),(图2.3C)。VAD+VDD组中HOMA-IR明显高于VAN+VDD和VAD+VDN组,表明GDM病人共缺VA和VD时,胰岛素抵抗更严重。本部分研究还纳入了55对母-胎研究对象,运用Pearson相关分析和two-wayANOVA分析均未发现GDM母亲血清VA、VD水平与脐带血胰岛素代谢参数有明显统计学相关性。图2.3GDM组孕妇血清VA、VD水平对其胰岛素代谢参数的影响A:VA、VD对血糖的影响;B:VA、VD对胰岛素的影响;C:VA、VD对HOMA-IR的影响(VAN+VDN=5,VAD+VDN=6,VAN+VDD=28,VDD+VAN=34)Fig.2.2EffectofVAandVDlevelsonmetabolicparametersofinsulininGDMgropA:EffectofVAandVDlevelsonbloodglucoseinGDMgrop.B:EffectofVAandVDlevelsoninsulininGDMgrop.C:EffectofVAandVDlevelsonHOMA-IRinGDMgrop3讨论[4]妊娠期糖尿病一直被认为是妊娠的主要并发症之一。它不仅严重影响母亲的51 重庆医科大学博士研究生学位论文[5]健康,而且对后代的健康也有长远的影响。虽然遗传和环境因素均可能参与GDM[6]的发病,但母体营养缺乏是关键因素。越来越多的证据表明,GDM和其他代谢[7]性疾病一样,是营养不良的结果。本研究首次探讨妊娠期糖尿病患者VA、VD水平及其对胰岛素抵抗的影响,旨在为GDM的临床治疗和预防提供依据。VA是人体必需的微量元素,VA及其衍生物被认为是控制某些上皮细胞分化程序的一个关键因素,同时,它们对视力、生长、繁殖、细胞分化、糖蛋白合成、[8]抗感染和免疫系统等方面发挥着重要作用。目前,全球有2亿学龄儿童和2000万孕妇遭受到维生素A缺乏(VAD)的影响,维生素A缺乏症已成为严重的公共卫生[9]营养问题,在发展中国家尤为严重,有趣的是,在亚洲发展中国家和美国低收入[10]群体遭受VAD影响的人口中,糖尿病患病率正在上升。越来越多的研究发现,[11]VAD可能是糖尿病的重要发病机制之一。研究表明,T2DM与氧化应激密切相关。T2DM常伴有高血糖和高脂血症,导致大量的超氧阴离子和过氧化氢从线粒体电子[12-14]传递链中漏出,导致抗氧化剂和活性氧生成失衡。多项研究表明,GDM,一种具有与T2DM相似危险因素和发病机制的疾病,其抗氧化能力降低,氧化产物增多,[15][16]提示氧化应激可能导致GDM的发生和发展。Biri和Chaudhari等观察到GDM孕妇与正常孕妇相比,超氧化物歧化酶(SOD)活性明显下降。另一研究显[17]示,GDM母亲和她们的巨大儿后代血清中氧化应激临床标志物(TBARS)较正常组显著增加。VA是一种公认的抗氧化维生素,能够直接清除活性氧,具有保护[18]细胞免遭氧化损伤的能力。此外,已有研究证实,维生素A可以通过其它多种途径改善胰岛素抵抗、增加胰岛素感性。然而,有关VA与GDM的相关性尚缺乏足够的信息。到目前为止,国内仍然没有这方面的研究。+胰岛细胞K/三磷酸腺苷(ATP)通道开放是胰岛素分泌的先决条件,而且此[19]通道的开放是由ATP/二磷酸腺苷(ADP)的比率决定。GDM具有血糖、血脂升高的代谢特征,持续的高血糖、高血脂导致线粒体呼吸链产生过多的电子,造成电子从呼吸链漏出形成活性氧(ROS)。ROS除了对生物分子造成非特异性损伤外,还导致线粒体膜电位丧失、功能障碍,引起ATP/ADP比值的变化,从而影响葡萄糖诱导的胰岛素分泌反应。视黄醇可螯合ROS,防止细胞损伤,通过线粒体调节胰岛素分泌。Suhail和他的同事们的研究为了比较非孕妇女、健康妊娠妇女以及52 重庆医科大学博士研究生学位论文GDM患者血清中抗氧化维生素(A、C、E)水平,结果发现,与非孕妇女和健康[20]妊娠妇女相比,GDM患者血清中VA、VE浓度显著降低。另一个在爱尔兰开展[21]的关于脂溶性抗氧化维生素和GDM相关性的病例对照显示,GDM患者血清中视黄醇水平也显著低于健康对照组。在本部分研究中,我们的数据显示,GDM孕妇平均VA水平较正常对照组有所降低,但是未达到统计学差异。进一步进行亚组分析发现,GDM组三个亚组(VAN、VAI、VAD)VA水平较正常对照组均有降低趋势,且VAI组降低更明显,达到了统计学差异。我们的结果和上述研究结果不一致,分析其原因可能是纳入孕妇的孕龄不同所致(本研究纳入孕妇的孕龄较大)。但本研究中GDM孕妇平均VA水平、VAN、VAI、VAD三个亚组VA水平均较正常孕妇有降低趋势,且VAI组降低达到了统计学差异,提示VA对GDM有着微妙的影响,支持既往研究结论。维生素A可以通过增加胰岛素信号或触发胰岛素释放来达到胰岛[22]素敏感性的目的。相关的机制可能涉及:VA可促进P110(PI3K的催化亚基)与RAR结合,增加PI3K活性,从而增加导致胰岛素信号;VA可抑制PPARγ和RXR相关反应减少,脂肪生成,改善胰岛素的敏感性;VA通过调节脂肪因子(比如下调抵[23]抗素、瘦素等)改善胰岛素抵抗等。Khayyatzadeh等在伊朗进行的饮食模式与代谢综合征的相关性大规模研究,该研究纳入5764名35-65岁伊朗人,结果发现以铜、硒、维生素A、核黄素、维生素B12为代表的饮食模式与女性更小的糖尿病[24]发生率有关。日本的一项研究发现,成年人血清类胡萝卜素浓度与其空腹血糖、胰岛素和HOMA-IR呈负相关。另一项在墨西哥学龄儿童中开展的调查血清锌、铁[25]和VA、VC和VE浓度与肥胖、炎症和胰岛素抵抗相关性研究显示,超重和肥胖的孩子血清中低浓度的VA、VE水平与炎症和胰岛素抵抗相关。此外,动物研究显[26]示,以VA剥夺饲料喂养成年大鼠4-8w后,导致大鼠对血糖刺激胰岛素分泌的反应降低、血糖升高,重新引入膳食VA后血糖恢复正常。尽管有这么多关于VA与胰岛素抵抗相关参数的报道,但是,GDM患者中VA与胰岛素代谢相应指标的研究却未见报道。本部分研究中,我们首次对孕晚期GDM孕妇血清VA浓度与其胰岛素代谢指标的相关性进行调查,结果发现GDM孕妇血清VA水平与其HOMA-IR呈较弱的负相关。虽然相关性较弱,但和上述研究得到了同一方向的结论,提示VA可能参与了妊娠期胰岛素代谢的调节,而且可能对妊娠导致的胰岛素抵抗起到一定的[27]保护作用。另有研究发现,服用大剂量的VA也会影响骨代谢,并与骨质疏松有53 重庆医科大学博士研究生学位论文关。因此,鉴于VA补充的复杂性,孕期VA补充的具体方案仍需要通过大样本研究和长期随访来探讨。[28]据报道,妊娠期维生素D缺乏在不同国家、不同种族中是非常普遍。根据VD状态的定义和血清VD水平,我们发现该地区孕妇维生素D缺乏((<50nmol/L))的比率非常高,其中GDM组和健康对照组维生素D缺乏的百分比分别为84.44%和[29]71.6%,比较而言,GDM组维生素D缺乏更高。WANGOu等2012年在北京进行的一项GDM巢式病例对照研究,其结果(86.25%)和我们的调查结果相似。来自[30]不同种族的数据表明,亚洲妇女怀孕期间的VD水平低于欧美妇女。研究显示,血清VD水平取决于阳光照射、衣着习惯、皮肤色素沉着、防晒霜和VD的补充以及膳食VD摄入量。虽然我们没有关于阳光照射和膳食摄入的数据,但该课题纳入孕妇维生素D缺乏的高发率有几种可能的解释:首先,我们的血样采集工作大部分在秋冬季节完成,正处于该地区缺乏阳光、寒冷和多雨季节,这些条件限制了人们户外活动、减少了紫外线的照射;第二,中国年轻女性更喜欢白皙的皮肤,因此,她们尽量避免阳光直射,常规使用使用防晒霜或遮阳伞等,接触阳光较少;缺乏VD强化食物和低膳食VD摄入量可能在中国孕妇VD缺乏的另一个原因;中国的产科医生往往不重视孕妇的VD营养状况,同时,很少有医院能够检测VD指标。因此,进一步调查孕妇的维生素D及相关健康状况在中国是迫切需要的。维生素D的经典作用是调节血清钙、磷平衡从而维持骨骼健康。然而,大量研[31-33]究发现,VD受体(VDR)除了在骨和小肠表达外,还在其它许多组织中表达,包括参与调节葡萄糖代谢的组织,如肌肉和胰腺β细胞。在啮齿类动物模型的研究[34]中发现,VD已对胰岛素的合成、分泌和作用产生影响,激起了人们对VD和2型糖尿病研究的兴趣。这些研究已经证明维生素D缺乏与2型糖尿病之间存在着密切的联系。近年来,VD缺乏逐渐被人们认为是GDM的潜在影响因素之一。VD缺乏[35]涉及到GDM发病机制可能有:VD通过其活性形式1,25(OH)2D结合到胰腺β细胞VDR上,直接或间接调节胰腺β细胞的分泌和功能;此外,VD可通过刺激胰岛素[36]受体的表达,增加胰岛素对葡萄糖转运的反应,从而增加胰岛素敏感性。正如预期的那样,在本部分研究中,我们的数据显示,GDM组血清VD水平显著低于对照组,其维生素D缺乏的患病率也明显高于对照组;另外,我们发现,54 重庆医科大学博士研究生学位论文GDM孕妇的血清VD水平与其胰岛素、HOMA-IR均呈明显负相关。提示孕晚期VD营养状况可能影响孕妇的胰岛素代谢。有关VD缺乏与妊娠期胰岛素抵抗相关性人[37]群的研究,数据较少且结果也不一致。一个横断面研究结果显示,孕晚期(30周)GDM孕妇的血清VD水平显著低于对照组,GDM孕妇的血清VD水平与其胰岛[38]素代谢指标(空腹血糖、胰岛素、HOMA-IR)呈负相关。Maghbooli等的研究纳入了741个孕龄24-28周伊朗孕妇,他们报道GDM患者中严重VD缺乏率高于正常妊娠组,并且揭示血清VD水平与胰岛素敏感性之间具有较强正相关。类似地,[39]Soheilykhah等在爱尔兰开展的匹配54例GDM患者、39例糖耐量受损孕妇及111例正常孕妇的病例对照研究,其结果显示,GDM组与对照组中血清VD浓度<50nmol/L的百分比分别为83%、71%,且GDM组血清VD浓度显著低于正常对照组。我们的研究结果也发现GDM孕母血清VD浓度与其胰岛素代谢参数(胰岛素、HOMA-IR)存在相关性,与这些研究结果一致。然而,其它有些研究并没有发现[40]VD缺乏与GDM有任何统计意义的关联。例如,Mahlatse等的研究采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)检测血清VD浓度,他们发现第一孕期母体维生素D水平[41]与GDM的发生发展没有相关性。在美国的队列研究中,Baker和他的同事们发现,孕早期GDM孕妇VD缺乏患病率与健康对照组孕妇相当,而且他们的结果表明,孕妇血清VD水平与GDM发病率无相关性。但是,他们的研究人群中VD缺乏患病率(定义为VD<50nmol/L)仅为7.2%,而我们的研究中,VD缺乏患病率(定义为VD<50nmol/L)在我们的研究队列高达80%以上。与我们的研究相比,他们研究人群中VD充足状态的比例高得令人惊讶,原因可能是他们招募的研究对象主要来自美国高收入的白人人群,因此对美国和其它西方人口缺乏普遍性和推广性。总体来看,有关VD与GDM相关性的研究在方法、设计上有比较大的区别,包括VD检测方法(液相色谱-串联质谱法、化学发光微粒免疫测定法)、血样采集的孕龄(孕早期、孕中期及孕晚期)以及研究人群的种族、地域的差别等。然而,这些差异是否是造成研究结果差异的基础还不清楚,因此,有待开展纵向队列研究以进一步了解GDM孕母VD营养状况对其胰岛素代谢的影响及其可能的机制。VA和VD代谢物在功能上是高度相互作用的,它们是核受体超家族相关受体的[42]高亲和力配体。骨化三醇与维生素D受体(VDR)结合,就像RAR和RXR异源[42]结合一样。有研究证实,与RAR-RXR结合的DNA序列同样可以被VDR-RXR配55 重庆医科大学博士研究生学位论文体识别。某些情况下,维生素受体间出现相互协同作用,而在另一些情况下,它们之间也可以发生拮抗作用(维生素D对骨髓细胞的维生素A依赖对粒系的负面影[43,44]响)。VA和VD复杂的相互影响取决于靶基因的直接环境。因为VA和VD的功能是相关的,我们质疑VA和VD的双重缺乏是否会加重GDM孕妇的胰岛素抵抗。在本部分研究中,我们发现,GDM患者体内VA、VD水平对其胰岛素抵抗均有影响,而且体内VA、VD同时缺乏加重了胰岛素抵抗。如图2-3所示,GDM患者中VAD+VDD亚组的胰岛素、HOMA-IR高于其它三个亚组(VAN+VDN、VAN+VDD、VAD+VDN),且two-wayANOVA显示,VA、VD之间存在显著的交互作用,提示GDM孕妇体内VA和VD同时缺乏会对胰岛素抵抗造成更严重的影响。此外,结果还显示,GDM孕妇体内VA水平对其HOMA-IR有影响,VD水平对其胰岛素、HOMA-IR均有影响,这些数据表明,VA和VD两者都与GDM胰岛素抵抗有关,但它们各自对不同的胰岛素代谢参数产生影响。以往的研究揭示,多种微量营养素缺乏或不足会极大地提高代谢综合征的发病率,我们首次在GDM孕妇中研究VA、VD共缺对胰岛素抵抗的影响,本研究结果表明,VA和VD共缺对GDM胰岛素抵抗的影响显著大于单一的VAD或VDD,在一定程度上证实了既往的研究结论。[45]近期的一个关于VA+VD双缺的动物模型研究发现,相对于单纯的VAD或VDD模型而言,VA+VD双重缺乏进一步减少了呼吸道中的抗体反应,表明这两种维生素相互协同的特点在免疫调节中发挥着重要作用。另一项人群的研究则发现[46],GDM孕妇组血清、脐血及初乳中的IL-4、IL-17调节吞噬细胞功能与自然免疫产生密切相关。结合我们的数据和以前的研究,VA和VD共同缺乏对GDM患者胰岛素代谢的影响可能免疫功能受损有关。本课题组关于儿童自闭症谱系障碍[47](ASD)的研究表明,比较而言,自闭症儿童比对照组儿童有更高的VA、VD缺乏率,而且VA和VD共同缺乏可能加重ASD患儿的症状。VA和VD缺乏或不足在[48]发达国家和发展中国家都普遍存在,研究表明在发展中国家更为严重。由于VA和VD代谢有交互作用的特点,VA、VD共同缺乏可能会增加或加重疾病的发生,提示我们在今后的研究中应该更加关注VA、VD共同缺乏对疾病造成的影响。本部分研究还对GDM孕妇VA、VD水平与其脐血胰岛素代谢参数的相关性进行了探讨,我们的数据显示,它们之间没有明显的相关性。然而,瑞典开展的一56 重庆医科大学博士研究生学位论文[49]项大型的、前瞻性的人群队列研究发现,孕期母亲摄入维生素D制剂与孩子1岁时患T1DM的风险减少有关。同样,另一项研究也发现降低儿童4岁前发生胰岛细[50]胞自身免疫性疾病的风险与孕晚期母亲从食物中摄入VD有关联。动物研究也支[51]持生命早期VD对后代患糖尿病风险的保护作用。目前还未见到母孕期VA水平与后代胰岛素代谢相关的研究,我们首次对该课题进行了探讨。本部分研究未发现GDM孕妇血清中VA或VD水平与其脐血胰岛素代谢参数有明显相关性,与既往研究结果不一致,可能是由于母亲孕期VA或VD水平对其后代胰岛素代谢的保护作用在新生儿期尚未体现出来。因此,孕期母亲VA、VD营养水平对后代胰岛素抵抗的影响及其可能的机制的研究有待进一步开展纵向、前瞻性的队列研究。综上所述,在本部分研究中,我们发现GDM患者孕晚期体内VA、VD水平与其胰岛素代谢相关,而且首次在GDM人群中探讨VA、VD合并缺乏对其胰岛素抵抗的影响,结果表明VA、VD合并缺时,GDM孕妇胰岛素抵抗更严重;GDM孕妇VA、VD水平对其后代胰岛素代谢的影响有待进一步深入追踪随访。4小结1.孕晚期孕妇VA、VD缺乏非常普遍,其中VD缺乏更为严重。2.GDM孕晚期母亲VD平均水平显著低于健康对照组;亚组分析发现,GDM孕晚期母亲VDD组的VD水平亦显著低于对照组;进一步分析了各亚组所占比例,其中GDM组VDD达到72.22%,而VDN百分比仅为5.56%,两组间各亚组所占百分比差异有统计学意义。3.GDM孕晚期母亲VD水平与其胰岛素、HOMA-IR呈负相关。4.尽管两组孕妇间VA平均水平没有统计学差异,但GDM组VA平均水平有降低趋势;亚组分析发现,GDM组中三个亚组的VA水平均较对照组低,且VAI亚组的VA水平显著低于对照组,达到了统计学差异。5.GDM孕晚期母亲VA水平与其HOMA-IR呈负相关。6.GDM孕晚期母亲VA、VD缺乏均会影响胰岛素代谢,但VA、VD共同缺乏时对GDM胰岛素抵抗的影响显著大于单一的VAD或VDD。7.没有发现GDM孕妇VA、VD水平与其脐血胰岛素代谢参数有明显相关性,可能是由于母亲孕期VA或VD水平对其后代胰岛素代谢的保护作用在新生儿期尚57 重庆医科大学博士研究生学位论文未体现出来。58 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重庆医科大学博士研究生学位论文[46]FagundesDLG,FrançaEL,GonzattiMB,etal.ThemodulatoryroleofcytokinesIL-4andIL-17inthefunctionalactivityofphagocytesindiabeticpregnantwomen[J].APMIS.2018J;126(1):56-64.[47]GuoM,ZhuJ,YangT,LaiX,LeiY,ChenJ,LiT.VitaminAandvitaminDdeficienciesexacerbatesymptomsinchildrenwithautismspectrumdisorders[J].NutrNeurosci.2018;16:1-11.[48]StephensD,JacksonPL,GutierrezY.1996.SubclinicalvitaminAdeficiency:apotentiallyunrecognizedproblemintheUnitedStates[J].PediatrNurs22:377–389,456[49]BrekkeHK,LudvigssonJ.VitaminDsupplementationanddiabetesrelatedautoimmunityintheABISstudy[J].PediatrDiabetes.2007Feb;8(1):11-4.[50]FronczakCM,BarónAE,ChaseHP,etal.InUteroDietaryExposuresandRiskofIsletAutoimmunityinChildren[J].DiabetesCare.2003;26(12):3237-42.[51]YuL,RoblesDT,AbiruN,KaurP,RewersM,KelemenK,EisenbarthGS:Earlyexpressionofanti-insulinautoantibodiesofmanandtheNODmouse:evidenceforearlydeterminationofsubsequentdiabetes[J].ProcNatlAcadSciUSA97:1701–1706,200063 重庆医科大学博士研究生学位论文第三部分:维生素A、D缺乏对妊娠糖尿病孕妇氧化应激的影响在第一部分研究中,我们证实了孕晚期GDM孕母及其脐血胰岛素抵抗程度显著高于正常对照组,且脐血胰岛素抵抗及新生儿体质量指数(PI)与相应孕母胰岛素抵抗密切相关;第二部分研究首次在GDM人群中探讨VA、VD合并缺乏对其胰岛素抵抗的影响,结果显示,孕晚期GDM孕母体内VA、VD水平与其胰岛素代谢相关,VA、VD合并缺乏时,孕晚期GDM胰岛素抵抗更严重。有研究揭示,氧化应激可能是胰岛素抵抗的重要机制之一。有关氧化应激与糖尿病相关性的研究已得到解决。然而,关于氧化应激与GDM的研究鲜见报道,且结果亦不一致。因此,本研究最后部分通过检测孕晚期孕妇体内氧化应激相应指标,探讨氧化应激与GDM的相关性以及VA、VD对GDM氧化应激的影响。1材料与方法1.1材料1.1.1研究对象1.1.1.1纳入标准同第一部分。1.1.1.2排除标准同第一部分。1.1.2主要仪器设备身高测量仪(GMCS-I)北京鑫东华腾体育器械有限公司体重秤(RGT-140)常州市武进衡器有限公司全自动生化分析仪(CObas8000)瑞士罗氏公司Abbotti2000SR化学发光分析仪英国雅培公司64 重庆医科大学博士研究生学位论文单道微量加样枪德国Eppendorf公司多道微量加样枪德国Eppendorf公司Centrifuge5418小型台式高速离心机德EppendorfSorvallST16R台式高速冷冻离心机美国ThermoScientific-80°冰箱美国Thermo公司XH-B型旋涡混合器江苏康健医疗用品有限公司高效液相色谱仪LC-20A日本岛津水浴箱北京光明医疗仪器公司纯水系统美国MilliPore公司干燥箱上海博讯公司迷你小型台式离心机长沙湘仪有限公司高压蒸汽灭菌器日本Sanyo公司危险化学药品安全柜美国Thermo公司酶标仪Thermovarioskanflash,USU96孔微孔板北京光明医疗仪器公司恒温孵育箱常州市华普达科教仪器厂可见光分光光度计Thermovarioskanflash,USU沸水锅美的公司1.1.3主要实验试剂胰岛素试剂盒(310360)索灵诊断医疗设备(上海)有限公司生理盐水重庆医科大学附属儿童医院提供血糖试剂英国朗道实验有限公司血常规试剂BioTeKe公司,China视黄醇标准品R7632美国Sigma-Aldrich无水乙醇重庆川东化工有限公司正己烷重庆川东化工有限公司甲醇成都市科龙化工试剂厂VD试剂盒美国AbbottIreandDiagnosticsDivision冰醋酸重庆川东化工有限公司65 重庆医科大学博士研究生学位论文丙二醛(MDA)测试盒(A003-1)南京建成科技有限公司还原型谷胱甘肽(GSH)测试盒(A006-2)南京建成科技有限公司过氧化氢酶(CAT)测试盒(A007-1)南京建成科技有限公司超氧化物歧化酶(SOD)测试盒(A001-3)南京建成科技有限公司1.2方法1.2.1问卷调查其调查内容同第一部分。1.2.2研究对象招募同见第一部分。1.2.3判断标准1.2.3.1GDM诊断标准同见第一部分。[1]1.2.3.2血清维生素A(VA)水平的分类:参照WHO相关标准,血清VA浓度<0.7umol/L、0.7~1.05umol/L之间及≥1.05umol/L分别定义为维生素A缺乏(VAD),边缘线维生素A缺乏(MVAD)及维生素A正常(VAN)。[2]1.2.3.3血清维生素D(VD)水平分类:参照国际内分泌学会的定义,血清VD浓度<30nmol/L、30~50nmol/L之间及≥50nmol/L分别定义为定义为维生素D缺乏(VDD)、维生素D不足(VDI)及维生素D正常(VDN)。1.2.4数据和血样收集同第一部分。1.2.5血样指标检测两组孕晚期孕妇的血样分别检测SOD活力、CAT活力、MDA含量、GSH含量、VA和VD水平。血清VD检测采用化学发光微粒免疫测定法(CMIA),由重庆医科大学附属儿童医院检验科专业人员严格按操作说明进行操作。66 重庆医科大学博士研究生学位论文1.2.5.1血清VA浓度检测同第一部分。1.2.5.2血清SOD活力检测采用黄法嘌呤氧化酶1.2.5.2.1试剂组成与配制组份规格:96T规格:48T保存试剂一缓冲液15ml×2瓶15ml×1瓶2-8℃保存3个月试剂二底物储备液0.15ml×1支0.07ml×1支2-8℃保存3个月底物应用液的配制:底物储备液﹕缓冲液按1﹕200混匀试剂三酶储备液0.3ml×1支0.15ml×1支-20℃保存3个月试剂四酶稀释液4ml×1瓶2ml×1瓶2-8℃保存3个月酶工作液的配制:酶储备液﹕酶稀释液按1﹕10混匀1.2.5.2.2操作表对照孔对照空白孔测定孔测定空白孔待测样本(ul)--2020双蒸水(ul)2020--酶工作液(ul)20-20-酶稀释液(ul)-20-20底物应用(ul)200200200200混匀,37℃孵育20分钟,波长450nm,酶标仪测定吸光度1.2.5.2.3SOD检测过程(1)-80℃冰箱取出待测样品解冻,混匀,取血清0.1ml转移至另一EP管备用。(2)按操作表加样后,将96孔板置于旋涡混合器充分混匀,保证样品与试剂充分混合,于37℃恒温水浴中孵育20分钟。(3)逐一加入显色剂500ul,混匀,室温下放置10分钟。(4)酶标仪测定吸光度(波长450nm处)。(5)按公式计算血清中SOD活力(U/ml)。1.2.5.3血清CAT活力检测可见光法67 重庆医科大学博士研究生学位论文1.2.5.3.1测定原理CAT分解H2O2的反应可通过加入钼酸铵而迅速终止,剩余的H2O2与钼酸铵作用产生一种淡黄色的络合物,在405nm处测定其变化量,可计算出CAT的活力。1.2.5.3.2操作表对照管测定管血清(ml)0.1试剂一(37℃预温)(ml)1.01.0试剂二(37℃预温)(ml)0.10.1混匀,37℃准确反应1分钟试剂一(37℃预温(ml)1.01.0试剂一(37℃预温(ml)0.10.1血清(ml)0.1混匀,波长405nm,光径0.5cm,双蒸水调零,测定各管吸光度1.2.5.3.3CAT检测过程(1)-80℃冰箱取出待测样品解冻,混匀,取血清0.5ml转移至另一EP管备用。(2)试管编号,按照操作表顺序,测定管加入0.1ml样品和1ml试剂一,对照管加入1ml试剂一,然后将所有管子放于37℃水浴箱中预温3-5分钟。(3)所有管子加入0.1ml试剂二,立即混匀,放入37℃水浴中,准确计时1分钟,立即加入显色剂终止反应。(4)混匀,波长405nm处,光径0.5,双蒸水调零,测定吸光度。(5)根据公式计算血清中CAT活力(U/ml)。1.2.5.4血清GSH含量检测1.2.5.4.1测定原理GSH可与二硫代二硝基苯甲酸(DTNB)反应,生出一种黄色化合物,可再405nm下进行定量测定GSH含量。1.2.5.4.2试剂组成与配制68 重庆医科大学博士研究生学位论文1.2.5.4.2.1试剂组成(1)试剂一:沉淀剂,20ml×1瓶,室温保存6个月。如有结晶,则取上清液进行试验。(2)试剂二:缓冲液,20ml×1瓶,2-8℃保存6个月。(3)试剂三:显色剂,5ml×1瓶,2-8℃避光保存6个月。(4)试剂三:GSH标准品,标准品粉末3.07mg×3支,标准品溶剂储备液10ml×1瓶,2-8℃保存6个月。1.2.5.4.2.2试剂配制(1)GSH标准品溶剂应用液配制:标准品溶剂储备液﹕双蒸水=1﹕9,按所需量现配现用。(2)1mmol/LGSH标准品溶液配制:3.07mgGSH标准品加到10mlGSH溶剂应用液,混匀。(3)20umol/LGSH标准品溶液配制:取1mmol/LGSH标准品溶液0.2ml加入GSH标准品溶剂应用液9.8ml。1.2.5.4.3操作表空白孔标准孔测定孔试剂一(ul)10020umol/LGSH标准品(ul)100上清液(ul)100试剂二(ul)100100100试剂三(ul)2525251.2.5.4.4GSH检测过程(1)从-80°冰箱取出待测血清解冻,混匀,取血清0.05ml转移至另一2mlEP管,加试剂一0.2ml,3500转/分离心10分钟,取上清液备用。(2)在24孔板上严格按操作表加样。(3)震荡混匀≥1min,室温下静置5分钟。69 重庆医科大学博士研究生学位论文(4)405nm处,酶标仪测定各孔吸光度。(5)根据公式计算血清中GSH含量(umol/L)。1.2.5.5血清MDA含量检测1.2.5.5.1测定原理脂质降解产物中的MDA可与硫代巴比妥(TBA)缩合,形成红色产物,在532nm处有最大吸收峰。因底物为硫代巴比妥,故此法称为TBA法。1.2.5.5.2试剂组成与配制(1)试剂一:液体20ml×1瓶,室温保存。(天冷时会凝固,使用前适当水浴加温溶解)。(2)试剂二:液体12ml×1瓶,用时每瓶加340ml双蒸水混匀,4℃保存。(3)试剂三:粉剂1支,用时将其家人90-100的双蒸水60ml,充分溶解再加60ml冰醋酸混匀,避光冷藏。(4)标准品:10nmol/ml四乙氧基丙烷5ml×1瓶,4℃冷藏。1.2.5.5.3操作表空白管标准管测定管对照管10nmol/ml标准(ml)0.1无水乙醇(ml)0.1测试样品(ml)0.10.1试剂一(ml)0.10.10.10.1试剂二应用液(ml)3.03.03.03.0试剂三应用液(ml)1.01.01.050%冰醋酸(ml)1.01.2.5.5.4MDA检测过程(1)-80°冰箱取出待测血清解冻,混匀,吸取0.1ml血清转移至另一试管中。(2)严格按操作表加样。(3)将试管置于旋涡混合器上混匀,放入95℃水浴加热40分钟,取出后流水冷却。70 重庆医科大学博士研究生学位论文(4)3500-4000转/分,离心10分钟。(5)取上清液加入比色皿,532nm处,1cm光径,双蒸水调零,测定各管吸光度。(6)根据公式计算出血清中MDA含量(nmol/ml).1.3数据处理与统计分析所有数据均采用SPSS22.0统计软件进行统计分析,GraphPadPrism5.0软件作图。计量资料用mean±SEM(x±s)表示,两组均数比较采用独立样本t检验,运用协方差分析调整潜在的混杂因素(母亲年龄、孕前体重、孕前BMI、产次、孕次)。相关性分析采用Pearson相关分析,运用偏相关分析调整混杂因素(母亲年龄、孕前BMI)。非正态分布资料(胰岛素、HOMA-IR)均通过对数转换为正态分布资料后再行统计分析。P<0.05认为差异有统计学意义。2结果2.1GDM和正常对照组孕妇基本社会人口学特征如表3.1所示,本部分研究共纳入孕晚期孕妇159例(72例GDM和87例正常孕妇)。GDM组与对照组相比较,两组间身高(156.40±0.32vs.157.90±0.50cm,p=0.484)、孕期增重(15.33±0.59vs.14.67±0.42cm,p=0.355)、孕龄(38.42±1.25vs.39.35±1.08week,p=0.150)以及受教育程度(p=0.258)没有统计学差异。然而,比较而言,GDM组母亲年龄更大(32.25±0.36vs.29.18±0.52years,p<0.001)、孕前体重更重(57.48±1.21vs.53.89±0.75kg,p=0.0012)、孕前BMI更大(23.57±0.76vs.18.84±0.24,p<0.0001)、糖尿病家族史阳性率明显增高(33.8%vs.17.2%,p=0.018)、经产妇比例更高(65.33%vs.44.5%,p=0.024),而且分娩方式更容易选择破宫产(78.3%vs.44.8%,p=0.001)。表3.1两组孕妇的基本特征比较Table3.1Socio-demographiccharacteristicsofGDMandcontrolgroupsControlGDMVariableP(N=87)(N=72)71 重庆医科大学博士研究生学位论文*age(years)29.18±0.5232.25±0.36<0.001height(m)157.90±0.50156.40±0.320.484*Prepregnancyweight(kg)53.89±0.7557.48±1.210.0012*2)PrepregnancyBMI(kg/m18.84±0.2423.57±0.76<0.0001*FamilyhistoryofT2DM,n(%)15(17.2%)24(33.8%)0.018**Multipara,n(%))39(44.5%)47(65.33%)0.024**Educationattainment0.258**Highschoolandbelow42(48.3%)27(49.1%)Juniorcollege34(39.1%)20(36.4%)University10(11.5%)8(14.5%)MorethanUniversity1(1.1%)0(0%)Caesareansection,n(%)39(45%)56(78.3%)0.001**Gestationalage(weeks)39.35±1.0838.42±1.250.150*Weightgainduringpregnancy(kg)14.67±0.4215.33±0.590.355*-注:数据用χ±SD或百分比表示。GDM:妊娠糖尿病;T2DM:2型糖尿病。*来源于Student’st-test;**来源于Chi-squaretestorFisher’sexacttest.2.2两组孕妇血清维生素A(VA)、维生素D(VD)水平比较通过HPLC检测了GDM组、正常对照组孕晚期孕妇血清维生素A(VA)浓度,了解到两组孕妇VA营养水平的分布。如图3.1A所示,GDM组孕晚期孕妇血清VA平均浓度较正常对照组孕晚期孕妇有降低趋势(1.102±0.062vs.1.20±0.048umol/L,p>0.05)。同时,我们应用CMIA方法检测了两组孕妇血清维生素D(VD)浓度,了解到两组孕妇VD营养水平的分布。如图3.1B所示,GDM组孕晚期孕妇血清VD平均浓度显著低于正常对照组(25.09±1.439vs.31.6±1.75nmol/L,p<0.01)。为了进一步分析两组孕妇血清中VA、VD分布状况,我们根据两组孕妇血清中VA、[1]VD浓度进行亚组分析。参照WHO关于VA浓度标准,GDM组和正常对照组孕晚期孕妇分别分为维生素A缺乏(VAD)、维生素A不足(VAI)及维生素A正常(VAN)[2]三个亚组,同样,参照国际内分泌学会关于VD状态的定义,GDM组和正常对照组孕晚期孕妇分别分为维生素D缺乏(VDD)、维生素D不足(VDI)及维生素D正常72 重庆医科大学博士研究生学位论文(VDN)三个亚组。如表3.2所示,两组孕妇VA亚组分析发现,GDM组中VAD、VAI及VAN三个亚组血清VA浓度均较对照组有降低趋势,且VAI亚组的VA水平显著低于对照组(VAD:0.445±0.046vs.0.570±0.044µmol/L,p=0.0626;VAI:0.839±0.023vs.0.920±0.022µmol/L,p=0.0165;VAN:1.412±0.043vs.1.524±0.049µmol/L,p=0.868),调整混杂因素(年龄、孕期BMI、糖尿病家族史阳性率、孕次胎次)后差异有所减弱(p=0.034),但仍然具有统计学差异。(B)图3.1对照组孕妇和GDM孕妇血清VA、VD比较(A)两组孕妇间血清VA水平比较;两组孕妇孕妇间血清VD水平比较。Figure3.1ComparisonofVAandVDlevelsbetweenthecontrolandGDMgroup(A)SerumVAlevelcomparisonbetweenthecontrolandGDMgroup.(B)SerumVDlevelcomparisonbetweenthecontrolandGDMgroup.Thet-testwasusedforthecomparison:**P<0.01两组孕妇血清VD亚组分析发现,GDM组中VDD亚组的VD水平显著低于对照组(19.31±0.781vs.21.72±0.768nmol/L,p=0.0303),差异有统计学意义,应用协方差分析调整潜在的混杂因素(孕妇年龄、孕前BMI、糖尿病家族史阳性率、孕次及产次)后,上述差异虽然减弱了,但仍然具有统计学意义;VD亚组中VDI和VDN亚组VD水平比较,GDM组与正常对照组血清中VD浓度相当(VDI:35.08±0.0.889vs.37.55±1.029nmol/L,p=0.111;VDN:60.3±6.39vs.63.73±7.288nmol/L,p=0.815),差异无统计学意义。73 重庆医科大学博士研究生学位论文表3.2两组孕妇血清VA、VD水平分布Table3.2VDandVAconcentrationdistributionincontrolandGDMgroupbVitaminDegreeControl(n=87)GDM(n=72)PPVAD(<0.7)0.570±0.0440.445±0.0460.06260.0835VAVAI(0.7-1.05)0.920±0.0220.839±0.0230.01650.034(µmol/L)VAN(≥1.05)1.524±0.0491.412±0.0430.8680.884VDD(<30)21.72±0.76819.31±0.7810.03030.043VDVDI(30-50)37.55±1.02935.08±0.8890.1110.135(nmol/L)VDN(≥50)63.73±7.28860.3±6.390.8150.872GDM:妊娠糖尿病.VAD:VA缺乏.VAI:VA不足.VAN:VA正常.VDD:VD缺乏.VDI:VD不足.b:VDN:VD正常.P调整基线资料后的P值GDM:gestationaldiabetesmellitus;VDD:VDdeficiency;VDI:VDinsufficiency;VDN:VDbnormal;VAD:VAdeficiency;VAI:VAinsufficiency;VAN:VAnormal.P:parameterswereadjustedforage,pre-pregnancyBMI,numberofpregnancyandparity.2.3两组孕妇氧化应激指标的比较GDM患者往往伴有血糖、血脂升高的特征,已有研究报道GDM体内氧化物的氧化作用增强,抗氧化能力降低,这表明氧化应激可能促进了GDM的发生和发展。我们检测了两组孕妇血清中氧化应激相应指标包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA),运用协方差分析调整混杂因素(同上)后,结果显示,GDM组血清中SOD活力、CAT活力显著低于对照组(SOD:71.5±5.91vs.84.92±6.54U/mL,p<0.01;CAT:1.89±0.075vs.2.57±0.158U/mL,p<0.01)(图3.2A、B);反应机体遭受自由基攻击严重程度的脂质过氧化物MDA则显著高于对照组(MDA:5.94±0.263vs.4.027±0.206nmol/mL,p<0.001)(图3.2D),提示与正常对照组孕妇相比,GDM组孕妇体内抗氧化能力降低,遭受自由基攻击导致机体损伤更严重。然而,两组间反应机体的另一种重要的自由基清除剂GSH比较,GDM组显著高于对照组(GSH:39.51±1.42vs.33.65±1.83umol/L)(图3.2C)。74 重庆医科大学博士研究生学位论文图3-2对照组孕妇和GDM孕妇血清氧化应激指标比较(A)两组孕妇间血清SOD活力比较;(B)两组孕妇间血清CAT活力比较;(C)两组孕妇间血清GSH水平比较;(D)两组孕妇间血清MOD水平比较。SOD:超氧化物歧化酶;CAT:过氧化氢酶;GSH:还原型谷胱甘肽;MDA:丙二醛Figure3-2ComparisonofoxidativestressmarkersbetweenthecontrolandGDMgroup(A)SerumSODactivitycomparisonbetweenthecontrolandGDMgroup.(B)SerumCATactivitycomparisonbetweenthecontrolandGDMgroup.(C)SerumGSHconcentrationcomparisonbetweenthecontrolandGDMgroup.(D)SerumMODconcentrationcomparisonbetweenthecontrolandGDMgroup.Thet-testwasusedforthecomparison:*P<0.05;**P<0.01.***P<0.001.2.4GDM组孕晚期孕妇血清VA、VD浓度分布及氧化应激严重程度为了了解GDM孕妇血清中不同VA、VD水平的氧化应激状态,我们分别对VA的VAD、VAI和VAN三个亚组及VD的VDD、VDI和VDN三个亚组的氧化应激进行了分析。如表3.3所示,关于GDM组VA亚组分析发现,GDM组中VAD亚组血清SOD活力显著低于VAN亚组(58.83±5.806vs.82.78±4.18U/mL,p<0.01)和VAI亚组(58.83±5.806vs.71.53±4.846U/mL,p<0.05),同时,VAI亚组显著低于VAN亚组(71.53±4.846vs.82.78±4.18U/mL,p<0.05);GDM组中VAD亚组血清GSH浓度显著低于VAN亚组(39.87±4.59vs.53.64±6.63umol/l,p<0.05);GDM组中VAD亚组血清MDA浓度显著高于VAN亚组(8.47±1.22vs.5.26±0.54nmol/ml,p<0.01);三个亚组间血清CAT活力相当(VAD、VAI、VAN的CAT活力各自为1.01±0.0198vs.1.201±0.0775vs.1.245±0.0594U/ml,p>0.05)。75 重庆医科大学博士研究生学位论文表3.3GDM孕妇血清VA、VD浓度分布及氧化应激严重程度Table3.3VDandVAconcentrationdistributioninGDMgroupandoxidativestresslevelsvitamindistributionSOD(U/ml)CAT(U/ml)GSH(umol/l)MDA(nmol/ml)acbaVAD(<0.7)58.83±5.8061.01±0.019839.87±4.598.47±1.22bVAVAI(0.7-1.05)71.53±4.8461.201±0.077540.41±5.176.73±1.03(nmol/L)VAN(≥1.05)82.78±4.181.245±0.059453.64±6.635.26±0.54aacaacVDD(<30)63.42±4.2310.860±0.11938.53±4.1859.83±1.35VDVDI(30-50)76.51±4.5081.36±0.103545.41±5.476.42±0.76(µmol/L)VDN(≥50)80.42±5.2311.49±0.050658.59±6.314.41±0.97a:与正常组比较p<0.01;b:与正常组比较p<0.05;c:与不足组比较p<0.05。此外,我们对GDM组VD亚组氧化应激指标分析发现,GDM组中VDD亚组血清SOD活力显著低于VDN亚组(63.42±4.231vs.80.42±5.231U/mL,p<0.01);GDM组中VDD亚组血清CAT活力显著低于VDN亚组(0.860±0.119vs.1.49±0.0506U/mL,p<0.01)和VDI亚组(0.860±0.119vs.1.36±0.1035U/mL,p<0.05);GDM组中VDD亚组血清GSH浓度显著低于VDN亚组(38.53±4.185vs.58.59±6.31umol/l,p<0.01);GDM组中VDD亚组血清MDA浓度显著高于VDN亚组(9.83±1.35vs.4.41±0.97nmol/ml,p<0.01)和VDI亚组(9.83±1.35vs.6.42±0.76nmol/ml,p<0.05)。2.5维生素D不足及缺乏的GDM孕妇不同维生素A水平氧化应激指标比较本部分研究纳入的72例GDM孕晚期孕妇中,仅有12例血清VD水平处于正常,有60例存在维生素D不足或缺乏。为了进一步分析血清中VA、VD浓度对氧化应激的影响,根据WHO有关VA标准,我们将这60例VD不足或缺乏的的GDM孕晚期孕妇再分成VA缺乏组(VAD)(8例)、VA不足组(VAI)(24例)及VA正常组(VAN)(28例),分别比较三亚组血清中SOD、CAT活力及GSH、MDA浓度。如图3.3所示,结果发现发现VAD、VAI、VAN三亚组血清SOD活力分别为52.87±5.33、64.4±4.5276 重庆医科大学博士研究生学位论文及73.2±6.78U/mL,且VAD亚组的SOD活力较VAN亚组显著降低(p=0.002),(图3.3A);VAD、VAI、VAN三亚组血清CAT活力分别为0.87±0.112、1.16±0.13及1.338±0.16U/mL,且VAD亚组的CAT活力较VAN亚组显著降低(p=0.017)(图3.3B);图3.3维生素D不足及缺乏的GDM患者不同维生素A水平的氧化应激标志物比较(A)不同维生素A水平对GDM患者血清SOD的影响;(B)不同维生素A水平对GDM患者血清CAT的影响。SOD:还原型谷胱甘肽;CAT:过氧化氢酶。VAD:VA缺乏;VAI:VA不足;VAN:VA正常。VAD=8;VAI=24;VAN=28Figure3.3ComparisonofoxidativestressmarkersofdifferentVAlevelsinGDMpregnantwomenwithVDdeficiencyordeficiency(A)EffectsofdifferentvitaminAlevelsonserumSODinGDMpatients;(B)EffectsofdifferentvitaminAlevelsonserumCATinGDMpatients.(*P<0.05,**P<0.01)此外,图3.4结果揭示,衡量机体抗氧化能力大小的另一重要抗氧化物GSH在VAD、VAI、VAN三亚组血清中的浓度分别为37.29±5.23、46.9±4.33及51.13±5.19umol/L,VAD亚组的GSH浓度较VAN亚组显著降低(p=0.023),(图3.4A),上述结果提示,GDM孕晚期孕妇体内VA严重缺乏时可能进一步降低VD缺乏时的抗氧化能力。同时,图3.4B结果显示,反应机体细胞遭受自由基攻击严重程度的脂质过氧化物MDA在VAD、VAI、VAN三亚组血清中的浓度分别为9.46±1.18、7.08±0.93及6.18±0.84nmol/mL,且VAN亚组血清中MDA浓度显著低于VAI亚组(p=0.027)和VAD(p=0.0032),提示GDM孕晚期孕妇体内VA缺乏或不足加重了VD缺乏时氧化应激导致的机体损伤。77 重庆医科大学博士研究生学位论文图3.4维生素D不足及缺乏的GDM患者不同维生素A水平的氧化应激标志物比较(A)不同维生素A水平对GDM患者血清GSH的影响;(B)不同维生素A水平对GDM患者血清MDA的影响。GSH:还原型谷胱甘肽;MDA:丙二醛。VAD:VA缺乏;VAI:VA不足;VAN:VA正常。VAD=8;VAI=24;VAN=28Figure3.4ComparisonofoxidativestressmarkersofdifferentVAlevelsinGDMpregnantwomenwithVDdeficiencyordeficiency(A)EffectsofdifferentvitaminAlevelsonserumGSHinGDMpatients;(B)EffectsofdifferentvitaminAlevelsonserumMDAinGDMpatients.(*P<0.05,**P<0.01)3讨论生理状态下,氧化应激的产物活性氧(ROS)不仅对细胞信号传导、细胞因子的表达、细胞衰老和凋亡等正常生理过程产生影响,而且还介导机体的防御功[1][2]能。但在某些病理状态下,由于体内抗氧化防御体系和促氧化系统失衡,ROS生成过多则对机体的DNA、蛋白质脂质和碳水化合物等成分产生损害。诸多研究[3,4]证实,高血糖能够诱导氧化应激和抗氧化防御能力下降,氧化应激与T2DM密[5]切相关。尽管GDM与T2DM有相似的病理生理机制和危险因素,但有关GDM患者确切的促氧化和抗氧化状态尚不清楚。本部分研究旨在评估GDM的氧化应激状[6-8]态和探讨VA、VD对GDM患者氧化应激的影响。多项研究表明,GDM患者体内的高血糖水平诱导了氧化应激的发生,进而诱导高活性氧自由基产生,对细胞、质膜有毒害作用,特别是这些自由基与脂质双层相互作用进一步加重氧化应激,导致抗氧化能力降低,氧化产物增多,表现为内源性抗氧化酶(如SOD、CAT、[9]GSH等)活性下降或含量减少、抗氧化维生素消耗以及氧化损伤的产物增加。Biri78 重庆医科大学博士研究生学位论文[10]和Chaudhari等观察到GDM孕妇与正常孕妇相比,血清中SOD、CAT活性明[11]显下降。Peuchant等关于T1DM患者孕期氧化应激的研究显示,她们的SOD活力[12]也显著降低了。另外,动物模型的研究观察到,链球菌诱导的糖尿病大鼠肝脏[13]和肺脏中SOD、CAT活性减少。本研究结果和上述研究一致。然而,KharbS等报道,与对照组相比,T2DM患者血清中SOD活力增加了。这些研究的SOD活性差异的原因可能是由于对患者的治疗,相关的并发症,以及疾病的持续时间不同所致。GSH是机体内重要的的非酶性抗氧化物之一,是一种低分子清除剂,可清除-[14]O2、H2O2等小分子活性氧。Evelyne的研究发现,GDM孕妇和孕前患T1DM孕妇[15]体内GSH水平显著低于健康孕妇。此外,来自动物的实验证据表明,GDM孕鼠血清中GSH浓度较对照组下降了43%。人群和动物的研究均提示慢性、持久的高血糖可降低机体的抗氧化能力。本部分研究中GDM孕妇血清GSH浓度显著高于对照组,与上述研究结论相反,分析原因可能是本研究对象孕龄(>37W)较他们的大(30W),孕晚期激发了体内抗氧化潜在能力。在评估机体氧化应激状态过程[16]中,检测自由基攻击机体产生的氧化产物也是非常重要的手段。自由基攻击生[17]物膜中的多不饱和脂肪酸后引发脂质过氧化作用,从而形成脂质过氧化物。其[18]中丙二醛(MDA)是脂质过氧化反应的可靠标记,MDA的测定常常与SOD的测定相互配合,SOD活力的高低间接反应机体清除自由基的能力,而MDA的高低则间接反应机体细胞受自由基攻击的严重程度。糖尿病患者体内的高血脂和氧化应[19]激增加可能增强脂质过氧化的易感性。BaynesJW的研究显示,健康孕妇组与未孕妇女相比,MDA含量增加了67.5%,而GDM组与健康孕妇比较,GDM组的MDA含量增加了13.8%。同样,HuntJV等[20]报道,GDM患者血小板膜的MDA含量较对照组明显增加。我们的研究结果与既往研究结果一致,表明GDM孕妇遭受氧化应激损伤更严重。VA是一种公认的抗氧化维生素,能够稳定高活性自由基或直接清除自由基,处于抵御自由基攻击和脂质过氧化的第一道防线,对于保护细胞免遭氧化损伤发[21][22]挥着非常重要的作用。Kamath等研究发现,GDM孕母血清和红细胞中VA水平显著低于健康对照组,而且红细胞中V素A的低水平与GPX的显著减少有关。[23]Suhail和他的同事们为了比较非孕妇女、健康妊娠妇女以及GDM患者血清中抗79 重庆医科大学博士研究生学位论文氧化维生素(A、C、E)水平,结果发现,与非孕妇女和健康妊娠妇女相比,GDM患者血清中VA、VE浓度显著降低。另一个在爱尔兰开展的关于脂溶性抗氧化维生[24]素和GDM相关性的病例对照显示,GDM患者血清中视黄醇水平也显著低于健康对照组。近期有研究揭示,VD能够抑制由炎症因子诱发的的氧化应激损伤。[25]Hamed研究发现,给糖尿病患者补充VD12W增加了氧化应激相关基因表达。另有研究揭示,GDM患者血清中VA、VD水平明显低于健康孕妇。本部分研究中,我们的数据显示,GDM孕母血清VD水平显著低于对照组,与上述研究一致。GDM孕母血清中VA水平较对照组有降低趋势。为了进一步了解VA、VD对GDM患者氧化应激的影响,我们分别对VA的VAD、VAI和VAN三个亚组及VD的VDD、VDI和VDN三个亚组的氧化应激进行了分析发现,随着VA、VD浓度的降低,GDM患者体内抗氧化酶(SOD、CAT、GSH)逐渐降低,而MDA浓度则逐渐升高。提示VA缺乏或VD缺乏均可降低GDM患者的抗氧化能力,加重氧化应激损伤,支持既往的研究结论。VA和VD代谢物在功能上是高度相互作用的,它们是核受体超家族相关受体的[26]高亲和力配体。骨化三醇与维生素D受体(VDR)结合,就像RAR和RXR异源[27]结合一样。有研究证实,与RAR-RXR结合的DNA序列同样可以被VDR-RXR复合体识别。某些情况下,维生素受体间出现相互协同作用,而在另一些情况下,它们之间也可以发生拮抗作用(维生素D对骨髓细胞的维生素A依赖对粒系的负面[28,29]影响)。VA和VD复杂的相互影响取决于靶基因的直接环境[30]。因为VA和VD的功能是相关的,我们质疑VA和VD的双重缺乏是否会加重GDM孕妇的氧化应激。本部分研究中,我们发现,在VD缺乏的基础上,随着VA浓度的降低,GDM孕母的SOD、CAT活力及GSH含量呈逐渐下降趋势,MDA含量呈逐渐升高趋势,且都[31]达到了统计学差异。以往的研究揭示,多种微量营养素缺乏或不足会极大地提高代谢综合征的发病率,我们首次在GDM孕妇中研究VA、VD共缺对氧化应激的影响,本研究结果表明,VA缺乏加重了VD缺乏对GDM患者氧化应激的影响,从而加重了氧化应激损伤。[32]近期的一个关于VA+VD双缺的动物模型研究发现,相对于单纯的VAD或VDD模型而言,VA+VD双重缺乏进一步减少了呼吸道中的抗体反应,表明这两种80 重庆医科大学博士研究生学位论文维生素相互协同的特点在免疫调节中发挥着重要作用。VA和VD缺乏或不足在发达[33]国家和发展中国家都普遍存在,研究表明在发展中国家更为严重。由于VA和VD代谢有交互作用的特点,VA、VD共同缺乏可能会增加或加重疾病的发生,提示我们在今后的研究中应该更加关注VA、VD共同缺乏对疾病造成的影响。综上所述,在本部分研究中,我们发现GDM患者孕晚期体内抗氧化能力减弱,氧化损伤加重,而且首次在GDM人群中探讨VA、VD合并缺乏对其氧化应激的影响,结果表明在VD缺乏的基础上,VA缺乏进一步降低了GDM孕母的抗氧化能力、加重了GDM孕母的氧化损伤。4小结1.GDM孕晚期母亲SOD、CAT活力显著低于健康对照组,MDA含量显著高于健康对照组。2.GDM孕晚期母亲的氧化应激随着VA、VD缺乏程度加重而加重。3.VA缺乏可能加重了VD缺乏对GDM的氧化应激损伤。81 重庆医科大学博士研究生学位论文参考文献[1]SantraD,SawhneyH,AggarwalN,MajumdarS,VasishtaK.LipidperoxidationandvitaminEstatusingestationaldiabetesmellitus[J].JObstetGynaecolRes2003;29(5):300-304.[2]DeyP,GuptaP,AcharyaNK,RaoSN,RayS,ChakrabartyS,RamprasadS,etal.Antioxidantsandlipidperoxidationingestationaldiabetes--apreliminarystudy[J].IndianJPhysiolPharmacol2008;52(2):149-156.[3]BatesJH,YoungIS,GalwayL,TraubAI,HaddenDR.Antioxidantstatusandlipidperoxidationindiabeticpregnancy[J].BrJNutr1997;78(4):523-532[4]urapaneniKM,VishnuPV.AntioxidantEnzymesAndVitaminsInGestationalDiabetes[J].JournalofClinicalandDiagnosticResearch,2008;2(5):1081-1085[5]BerryDC,DeSantisD,SoltanianH,CronigerCM,NoyN.Retinoicacidupregulatespreadipocytegenestoblockadipogenesisandsuppressdietinducedobesity[J].Diabetes2012;61:1112–21[6]urapaneniKM,VishnuPV.AntioxidantEnzymesAndVitaminsInGestationalDiabetes[J].JournalofClinicalandDiagnosticResearch,2008;2(5):1081-1085[7]WlliamsonJR,GardnerRA,BoylanCW,CarrollGL,ChangK,MarvelJS,GonenB,etal.Microrheologicinvestigationoferythrocytedeformabilityindiabetesmellitus[J].Blood1985;65(2):283-288.[8]Kamal-EldinA,AppelqvistLA.Thechemistryandantioxidantpropertiesoftocopherolsandtocotrienols[J].Lipids1996;31(7):671-701.[9]BiriA,OnanA,DevrimE,BabacanF,KavutcuM,DurakI.Oxidantstatusinmaternalandcordplasmatissueingestationaldiabetes[J].Placenta2006;27:327–32.[10]ChaudhariL,TandonOP,VaneyN,AgarwalN.Lipidperoxidationandantioxidantenzymesingestationaldiabetes[J].IndianJPhysiolPharmacol2003;47:441–6.[11]PeuchantE,BrunJL,RigalleauV,DubourgL,ThomasMJ,DanielJY,LengJJ,etal.Oxidativeandantioxidativestatusinpregnantwomenwitheithergestationalortype1diabetes[J].ClinBiochem2004;37(4):293-298.82 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重庆医科大学博士研究生学位论文全文总结GDM是指妊娠期间发生或首次发现的糖代谢紊乱,是妊娠期最重要的并发症之一。近年来,随着经济的发展及全球超重肥胖人群的增加,GDM的发病率也在不断攀升。研究表明,GDM不仅严重影响母亲的健康,而且对后代的健康也有长远的影响。因此,探讨GDM相关的病理生理显得尤为重要。多数学者认为遗传和环境因素均可能参与GDM的发病,但母体营养缺乏是关键因素。有研究揭示,VAD、VDD可能涉及到GDM的发生和发展中。本课题组前期研究也显示超重肥胖儿童血清VA水平较正常体重儿童显著降低。VA和VD代谢物在功能上是高度相互作用的,维生素受体间可出现相互协同作用,也可能发生相互拮抗作用,然而,VAD、VDD和GDM之间潜在的发病机制仍不清楚,VA、VD同时缺乏对GDM的影响未见报道。我们提出课题假设,GDM孕母合并VA、VD缺乏可能会加重胰岛素抵抗和氧化应激。本研究在中国贫困地区-遵义市开展病例-对照研究,深入探讨孕晚期VAD、VDD对GDM的影响,为干预和预防GDM提供一定的理论依据。在第一部分研究中,我们纳入了55例GDM孕妇和87例健康孕妇,通过问卷调查获得孕妇的基本信息,收集了研究对象分娩前的空腹静脉血液样本和相应的脐静脉血液样本进行胰岛素、血糖的检测。对GDM孕母进行Logistic回归分析,发现孕妇的年龄、孕前BMI和糖尿病家族史是发生GDM的重要危险因素;通过相关性分析发现,GDM孕晚期孕妇和胎儿胰岛素、HOMA-IR显著升高;此外,胎儿的HOMA-IR与GDM孕晚期孕妇的胰岛素水平、HOMA-IR呈正相关。以上结果表明,GDM孕母孕期胰岛素代谢状况已经影响到胎儿的胰岛素代谢。第一部分的研究结果提示,母孕期的代谢状况可能会影响胎儿的代谢状况。我们在第二部分检测了GDM孕晚期孕母体内VA、VD水平,并探讨维生素A、D双缺时对GDM孕母及其胎儿胰岛素代谢的影响。本部分研究共纳入159例孕晚期孕妇(72例GDM和87例健康孕妇)和55例GDM新生儿。检测了血液样本的VA、VD浓度和血糖、胰岛素浓度。通过两组孕妇VA、VD水平比较发现,GDM组血清VA平均水平较正常对照组有降低趋势,但无统计学差异;GDM组血清VD平均水平较正常对照组显著降低。为了进一步分析VA、VD对GDM胰岛素代谢的影响,我们又85 重庆医科大学博士研究生学位论文对GDM孕妇的VA、VD水平与其胰岛素指标进行了相关性分析,结果发现GDM孕母血清VA水平与其HOMA-IR呈负相关、血清VD水平与其胰岛素、HOMA-IR均呈明显负相关;为了探讨VA和VD共同缺乏对GDM的胰岛素代谢影响,我们运用了双向方差分析方法来分析VA和VD水平之间交互作用。结果发现,VA、VD对GDM的胰岛素、HOMA-IR的影响都存在交互作用。此外,未发现GDM母亲血清VA、VD水平与脐静脉血胰岛素代谢有明显统计学相关性。以上结果表明,GDM患者VA或VD缺乏均会加重胰岛素抵抗,而且VA和VD共缺可能会进一步加重GDM孕妇胰岛素抵抗。我们在第二部分已经证实VA和VD共缺会进一步加重GDM孕妇胰岛素抵抗。氧化应激与胰岛素抵抗存在密不可分的关系,在最后部分的研究中,我们首先检测GDM孕晚期孕妇血清中氧化和抗氧化水平,随后探讨VA、VD缺乏对GDM孕晚期孕妇氧化应激的影响。我们运用黄嘌呤氧化酶检测方法检测血清SOD活力、采用可见光法检测CAT活力、采用微量酶标法检测血清中GSH浓度;采用TBA检测血清中MDA水平。两组孕妇血清中氧化应激指标比较显示,GDM组血清中SOD活力、CAT活力显著低于健康对照组,GSH、MDA浓度显著高于对照组。紧接着,我们对GDM的VA亚组、VD亚组氧化应激进行分析发现,随着VA、VD浓度降低,GDM患者抗氧化能力逐渐下降、氧化损伤逐渐加重。最后,我们比较了VD不足及缺乏的GDM孕妇不同维生素A水平氧化应激指标发现,VA缺乏加重了VD缺乏对GDM氧化应激的影响。综上所述,本研究发现VAD、VDD均与GDM孕妇的胰岛素抵抗和氧化应激有关,并且GDM孕母合并VAD+VDD时,胰岛素抵抗和氧化应激更严重。86 重庆医科大学博士研究生学位论文文献综述妊娠期糖尿病后代的早期和远期结局与“代谢记忆”概念大量研究证实胎儿处于不利或/和早产环境可能成为出生后某些慢性疾病的易感因素。妊娠糖尿病(Gestationaldiabetesmellitus,GDM)和肥胖是影响怀孕期间发生的两种并发症,并且可能成为严重影响胎儿期和出生后婴儿发育的重要因素。[1,2]事实上,母亲患有妊娠期糖尿病是发生巨大胎儿的高危因素。虽然大多数患GDM的女性在生产后血糖恢复至正常,但却增加了后期患糖尿病的风险,其中主要为2型糖尿病(T2DM)。妊娠期糖尿病母亲出生的新生儿可能出现很多的并发症如巨体儿,其与胎儿死亡、早产、产伤和呼吸窘迫等密切相关。这些新生儿存在[3]发展成为肥胖,糖耐量下降和成人T2DM的风险。近十年来,大多数研究人员比较热衷去探讨健康条件和患有糖尿病孕妇出生的新生儿之间的相关性。动物研究证实糖尿病动物模型发生巨体症风险明显增高,而且糖尿病动物模型产下的巨体症幼鼠表现出的许多生理紊乱与代谢综合征密切相关[4]。然而,母体妊娠期间肥[5]胖或糖尿病所导致胎儿出生后在儿童和成年发生疾病的具体机制目前尚不清楚。本文的目的是总结近期关于妊娠期间糖尿病孕产妇对胎儿短期和长期影响的最新研究结果。1.妊娠期糖尿病的诊断[6]根据诊断和筛选标准,现有的研究表明GDM的流行率为1.3%至19.9%。在肥胖的背景下,一项荟萃分析[7]显示,与正常体重孕妇相比较,GDM在超重孕妇中的发生风险为2.14倍,在孕前肥胖孕妇中的发生风险为3.56倍,在孕前重度肥胖孕妇中的发生风险为8.56倍。这项分析促使国际协会糖尿病和妊娠研究小组(IADPSG)基于高血糖和不良妊娠结局(HAPO)研究,对GDM的诊断提出了新的诊断标准[8]。该标准是在没有预先给予葡萄糖使用,直接行75克口服葡萄糖糖耐量测试(OGTT),当空腹血糖≥5.1mmol/L或1-h后葡萄糖负荷≥10.0mmol/L或2-h后葡萄87 重庆医科大学博士研究生学位论文糖负荷≥8.5mmol/L即可确定诊断。随着孕期糖尿病患者数量的增多,观察妊娠期糖尿病对后代健康状况的长期影响具有重要的临床价值。2.巨体症:妊娠期糖尿病的主要不良后果2.1人体研究母亲糖尿病是因为增加了母体经胎盘运输到胎儿的葡萄糖和其他营养物质,[9]最终导致巨大胎儿的发生。研究表明无论是既存的糖尿病(T1DM或T2DM)还是[10-17]GDM(仅在妊娠期间糖尿病)均与巨大胎儿的发生有关。事实上,流行病学和临床研究均表明孕妇患T1DM是胎儿过度营养和巨大胎儿发生的重要危险因素,并[10,11]且胎儿出生后很可能发展成肥胖症和糖尿病,而且T2DM和GDM也与胎儿巨[12,13]体症和子代患糖尿病有关。母亲患糖尿病较父亲患糖尿病更容易导致巨大儿[12]的发生。此外,GDM孕妇(仅在孕期发生糖尿病)所生小孩发生胰岛素抵抗的[14]风险远远大于孕后患糖尿病孕妇的所生小孩。巨大儿,糖尿病母亲对新生儿最[15]重要的影响之一,通常定义为出生是体重超过4kg或超过95%同龄胎儿的体重。[16,17]在人类研究中,43%GDM孕妇有巨大儿的病史。在总的来说,75%的糖尿病母亲在生产过程中接受外阴切开术。2.2动物模型在动物研究中,人们普遍关注链霉素诱导的I型糖尿病,因为该模型也能在后[18,19]代中产生巨大儿。链霉素诱导糖尿病有几种模式。VanAsschs研究团队已经详[9,20]尽地调查了由链霉素引起的实验性母亲糖尿病对胎儿和成年后代的影响。给怀孕大鼠注射高剂量的链霉素后,胰岛β细胞会因毒素的直接作用而导致糖[9]尿病的发生,胎儿面临严重的宫内高血糖,导致胎儿胰岛肥大和β-细胞过度活跃,[20]最终导致早期高胰岛素血症发生。这种对胎儿β细胞的过度刺激会限制了机体适[20][9]应从而造成胰岛素颗粒的消耗和胰岛素分泌无能。β-细胞耗竭导致胎儿低胰岛素血症。低胰岛素血症和靶细胞上胰岛素受体的下调可以导致胎儿葡萄糖摄取减[9]少。胎儿蛋白质成分逐渐增多被抑制以及蛋白合成持续处于低水平可能导致胎88 重庆医科大学博士研究生学位论文[9]儿发育滞后。这些患儿发育落后,以至成年后仍体格较小,同时,他们会发生胰[9,21]岛素抵抗。然而,低剂量链霉素连续给药5天则可以诱导I型糖尿病发生,其机制是T-淋巴细胞-依赖过程,该过程通过CD4+和CD8+T细胞介导胰腺β细胞的自身免疫摧毁来[22,23][22,24,25]实现。使用小剂量链霉素干预啮齿类动物能够复制许多糖尿病的特征。[20]宫内轻度高血糖也会导致胎儿高胰岛素血症和胰腺β细胞增生。动物围产期高胰[9]岛素血症则可导致成年后高血糖下糖耐量受损。通过连续5天给予Wistar大鼠小剂量链霉素可以很好地制作妊娠糖尿病和巨大儿[1,26,27]模型。妊娠糖尿病大鼠生产的胎儿体重高于正常对照组胎儿体重的1.7标准差[1,26,27]被视为巨大胎儿。就动物模型而言,需要严密关注的是母体在受孕前给予链[28]霉素会影响胚胎着床和发育。然而,在第五天注射链霉素给其诱导的糖尿病模型对胎儿发育无影响[19]。N.A.Khan等观察到糖尿病母体孕育的幼崽有62%至75%是[1,27,29]巨大儿。这些出生巨大的幼鼠与对照组比较在出生后血糖普遍偏高并且在接[26,30]下来的12周内体重保持较快增长。[1]此外,妊娠期糖尿病患者在妊娠期间血脂增高也是发生巨大儿的易患因素之一。事实上,妊娠糖尿病模型循环中甘油三酯水平过高可能在胎盘中形成一定浓[31]度梯度,从而加速脂肪组织在胎儿体内的转运和沉积。当巨大儿出生后,高甘油三酯血症会随着年龄的增长而持续存在与胰岛素抵抗和高脂血症的发展有关[32]。另外,母体高血糖也能导致胎儿高血糖,从而刺激胰腺细胞诱导胎儿高胰岛[26,27,32][33]素血症的发生。子宫内的高胰岛素血症会导致脂肪合成和体重增加。体重增加是所有年龄段脂肪组织重量和脂质含量增加的结果。因此,母体糖尿病是导致巨大儿发生的主要原因,其发病机制可能与很多代谢紊乱相关,比如脂肪代谢和抗氧化能力等。3.母体糖尿病和巨大儿时期的主要代谢问题3.1母体糖尿病和巨大胎儿体内脂质代谢的变化3.1.1动物模型89 重庆医科大学博士研究生学位论文就脂质代谢而言,糖尿病动物实验表明母体和胎儿脂质代谢已经遭到损害[31,34]。在实验模型中,I型糖尿病受孕大鼠血清和肝脏中甘油三酯和总胆固醇含量[1,27,29]明显增加。糖尿病大鼠模型生出的巨大儿和肥胖幼鼠具有较高的脂肪组织重[27][1,26,29,30]量和高脂肪组织脂质含量,以及表现出血清和肝脏脂肪水平增高。高甘油三酯和高胆固醇是肥胖相关实验的主要特征,是高胰岛素血症和脂肪肝的直接[35,36]结果。关于成人脂肪酸组成的主要研究结果揭示,巨大儿成年后其脂肪酸组成与它们的糖尿病母亲相似。孕期糖尿病会导致他们的巨大儿和肥胖后代血浆花[1,29]生四烯酸严重减少和亚油酸浓度增加,这可能是由于体内脱氢酶活性受损所致[37]。糖尿病引起血浆花生四烯酸浓度过低可能通过影响大鼠细胞增殖和胰岛素分[38,39]泌在维持胰岛β细胞数量和功能发挥关键作用。3.1.2人体实验[16,17]关于GDM患者的人体研究显示糖尿病一般出现在孕中期或孕晚期,其诊断标准是根据WHO制定的口服糖耐量实验确诊。GDM患者被诊断时伴发高血糖和[16,17][40]高胰岛素血症,反映糖尿病孕妇胰岛素敏感性降低。多项研究显示,与正常值比较,在整个孕期,GDM母亲与健康孕妇都表现出高甘油三酯血症、高胆固[16,17,40-42]醇血症,并且健康组和糖尿病组妇女之间无显著差异。然而,巨大儿体[16,17]内的甘油三酯和胆固醇水平明显高于正常对照组婴儿。因此,孕期糖尿病和巨大儿会引起脂质代谢异常。3.2抗氧化作用在孕期糖尿病和巨大儿的地位[43]在糖尿病患者中最早被观察到的异常之一氧化应激。此外,妊娠糖尿病母[2]亲的胎儿血小板聚集性增强和氧化应激的风险增加。这些新生儿体内的高血糖水[2]平诱导氧化应激的发生,进而诱导高活性氧自由基的产生,对细胞,特别是对质膜有毒害作用,特别是这些自由基与脂质双层相互作用。内源性抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶,谷胱甘肽过氧化物酶和还原酶)和维生素对氧化反[44]应具有拮抗作用。在糖尿病患者以及巨大儿体内,蛋白糖基化和葡萄糖自动氧[45]化可生成自由基,反过来又催化脂质过氧化。此外,关于糖尿病患者及巨大儿[46][47]抗氧化防御系统的报道还包括:抗氧化酶活性的变化,谷胱甘肽代谢受损,90 重庆医科大学博士研究生学位论文[48]抗坏血酸水平降低。3.2.1人体研究[17]在人体研究中,O.Grissa等评估血清超氧化物歧化酶活性(SOD)及维生素A、C、E水平。GDM与巨大儿均能引起总血清抗氧化防御状态的改变。GDM妇女表现出维生素E含量下降,维生素C浓度的提高和维生素A水平无明显变化。巨大儿也诱导维生素E的减少。GDM孕妇及巨大儿的SOD活性受损和血清TBARSs水平[17]升高也有关,提示机体氧化应激增强。3.2.2动物模型在实验模型中,1型妊娠期糖尿病孕鼠及幼崽通过降低血浆氧自由基吸收能[1]力,从而导致血浆总抗氧化能力显著下降。有研究者还观察到糖尿病大鼠及其巨大的幼崽血浆TBARS增加,红细胞超氧化物歧化酶和谷胱甘肽减少,过氧化物酶活性降低,糖尿病患者的后代和维生素A水平降低及巨大的幼崽维生素C浓度降低。另外几位研究者也发现了链霉素诱导的糖尿病大鼠抗氧化酶活性和维生素水[46-48]平均减少。综上所述,动物实验与人体试验一样,抗氧化作用在糖尿病孕妇及巨大儿均[1,17]起到了重要的作用。4.新生儿肥胖是在宫内发育期间被编程的吗?关于胎儿起源的假设表明在怀孕期间胎儿营养不良,会导致胎儿生长发育中[49]断和身材瘦小,编程后期2型糖尿病和代谢综合征。在胎儿发育过程中的关键和微妙的时期,如果受到一种刺激会对胎儿造成长期影响,Hales和Barker等的研究[49]描述了这种“胎儿程序”,并引入“代谢记忆”的新概念。在相同情况下,研究人员还观察到妊娠糖尿病妇女代谢异常营造的宫内环境对胎儿成年患病产生必然的影[49,50]响。这种子宫内程序似乎从生理学角度制造了一种“代谢记忆”,妊娠期的异常是造成成年后发生疾病的原因,如2型糖尿病和与代谢综合征相关的肥胖症。值得注意的是在糖尿病母亲的婴儿中碳水化合物和脂质代谢各种改变,也在出生后[51]会被持续。Palinski和Napoli的研究就是一个代谢记忆现象的典型例子,这项研究证明了产妇怀孕期间高胆固醇血症与胎儿脂肪条纹的形成密切相关,并加速童91 重庆医科大学博士研究生学位论文[51]年动脉粥样硬化进展。孕母和5-6月龄胎儿之间血浆胆固醇水平存在良好的相关[52,53]性。而且,研究已证明产妇高血糖症可以刺激胎儿胰岛细胞产生高胰岛素血[54]症导致胎儿高血糖症的发生。胎儿高胰岛素血症增加甲基化p21-Ras的活性可能[55]促进胰岛素在胎儿发育期间的作用机制。[56]另一个关于代谢记忆的例子由弗兰克等人提出,其研究结果显示糖尿病大鼠在怀孕期间改变了新生鼠下丘脑神经元的分化。血糖正常化可以让糖尿病孕鼠[56]避免新生鼠下丘脑神经元的改变。高血糖大鼠后代的神经肽水平的增加可能是由于妊娠期糖尿病环境下的下丘脑神经元的发育不良而导致的。这些改变可能增加成年后高食物摄入、超重、肥胖和糖尿病的发病率的风险。所有这些观察都证明了母亲宫内程序直接导致后代代谢综合征和糖尿病的发生。5.孕期糖尿病和巨大儿胰岛素抵抗和炎症的调节妊娠糖尿病和肥胖症这两种疾病均与胰岛素抵抗和炎症有关,其由脂肪因子16][57]和细胞因子调控[。肥胖与高脂肪和高脂血症有关。此外,已有报道证实轻度[57]炎症与胰岛素抵抗,肥胖和2型糖尿病有关。因此,似乎炎症可能调节GDM的胰岛素抵抗。5.1人类研究[58]有证据表明低脂联素血症与巨大儿和GDM的发病有关。脂肪因子和细胞[59]因子,通过干扰胰岛素信号传导导致胰岛素抵抗。脂联素来源于脂肪,是一种具有生理活性的多肽激素,表现出胰岛素敏化作用,抗动脉粥样硬化作用和抗炎[60]作用。在人体研究的结果揭示,与健康孕妇相比,GDM孕妇表现出脂联素(抗炎剂)[16,61][16]浓度下降,并伴随着TNF-α和IL-6浓度的增加(促炎细胞因子)。GM患者脂联素低水平是否与TNF-α的高水平有关?研究已经表明脂连蛋白和TNF-α产生[62][63]相反的作用对胰岛素信号传导的影响,从而抑制TNF-α的作用和增加脂联素对胰岛素受体的磷酸化。此外,Lihn等[64]证实TNF-α可能降低在GDM受试者中脂联素的合成,同时TNF-α和IL-6下调脂联素表达。关于对GDM孕母后的长期影响,92 重庆医科大学博士研究生学位论文[65]近期有研究证实患有GDM的女性中降低母体脂联素浓度和胰岛素敏感性可能增加胎儿过度生长的风险。但是,另有研究研究显示,TNF-α、IL-6、脂联素和瘦[16]素的浓度在巨大婴儿中较对照相显著降低。此外,IL-6已被证明是一个高胰岛素状态介质[66],10%-35%身体的基础循环IL-6来源于脂肪组织,并与胰岛素抵抗[57]和循环IL-6存在正相关。[67]瘦素不仅由胎盘产生,还可由脂肪细胞分泌到血液中,参与体重增加调节和脂质代谢。瘦素是一种食欲抑制剂,它通过与神经肽-Y相互作用对下丘脑产生[68]影响。已有研究证实GDM孕妇怀孕期间瘦素分泌和巨大儿之间成负相关。关于[69][70]GDM与瘦素的报道不一致,GDM要么与瘦素的高水平相关、无变化或瘦素水[71]平降低相关。这种差异可能由血液收集时间不同所致(比如孕龄等)。然而,在[73]糖尿病期间怀孕瘦素浓度升高可能是由于脂肪细胞和胎盘组织存在雌激素高分[72]泌所致。事实上,瘦素作为一种充足的信号可以在GDM妇女分娩后持续存在,[69]并伴有高血糖和胰岛素抵抗。因此,瘦素作为促炎因子,可能有助于妊娠期间的炎症状态。相反,巨大婴儿中瘦素水平低可能有助于体重增加,因为瘦素缺乏[68][74]啮齿动物和人类已被证明有助于肥胖的发展。5.2动物模型为了研究胰岛素抵抗和肥胖相关的脂联素、瘦素和促炎症标志物所致炎症的[75]相关性,最近在胰岛素抵抗后代进行了一项研究链脲霉素诱导的糖尿病孕鼠,结果表明,脂联素和瘦素的表达与附睾脂肪组织呈正相关。因此,作为一种抗炎剂的脂联素,体内浓度降低会促进胰岛素抵抗,相反,升高则可以提高胰岛素敏[63,76][75]感性。胰岛素抵抗诱导附睾脂肪组织IL-6和TNF-αmRNA高表达。在胰岛素抵抗期脂肪组织分泌IL-6和TNF-α[77],高TNF-α和IL-6的水平可能下调脂联素的表[64]达。因此,在胰岛素抵抗期间,IL-6升高可能不仅会降低胰岛素敏感性,还通过抑制胰岛素信号转导而干扰胰岛素的抗炎作用,并且可能有利胰岛素抵抗期间的[57]炎症发生。所有这些临床和实验观察都表明TNF-α和IL-6可能参与了胰岛素抵抗的发病机制,并与GDM和巨大儿炎症反应呈正相关。93 重庆医科大学博士研究生学位论文6.母体糖尿病期间和巨大儿的免疫调节越来越多的证据表明,免疫系统和炎症在T1DM、T2DM和GDM中的病理生理中发挥着重要作用。事实上,T-细胞产生的细胞因子参与了胰岛细胞自身免疫性破坏,导致了T1DM的发生,T2DM与先天性免疫系统的普遍激活有关,在这种情况下,有一种慢性的,细胞因子介导的低度炎症状态而2型糖尿病与先天性免疫系统的普遍激活有关,在这种情况下,有一种慢性的,细胞因子介导的低度炎症状态[78-80]。此外,来自人类和实验模型的证据表明,Th1和Th2细胞之间的转移可能会调节T1DM的严重程度,其中Th1细胞因子在胰岛炎症反应中高度产生并可能部分解释CD4+T细胞导致细胞破坏的能力。在非肥胖糖尿病小鼠中,研究者观察到一[23]种由CD4+和CD8+T细胞介导自身免疫系统的破坏胰腺细胞。此外,在动物和人类正常的怀孕过程中,Th1细胞因子被下调,而Th2细胞因[81]子被上调了。尽管T1DM的诱导与Th1细胞因子的高表达密切相关,特别是IFN-γ,实验和临床研究表明,Th1细胞因子在糖尿病怀孕的大鼠和GDM的女性中被降低[16,29]了。TIDM孕鼠和GDM妇女妊娠期也导致了IL-10和Th2细胞因子的水平升高。[83]有研究发现,在糖尿病动物中,IL-4(另一种Th2细胞因子)的水平下降了16%或83%,然而也有研究表明,在GDM患者中没有变化。事实上,在怀孕期间(在动物和人类中)Th1/Th2的比率转移到保护性的Th2表现型已经被证明可以促进抗[84]体的产生,这些抗体不仅能在怀孕期间对抗感染而且还能对胎儿提供被动免疫。另一方面,糖尿病怀孕动物和GDM患者(与成功怀孕有关)的下调节Th1可能是[85]由人类绒毛膜促性腺激素(hCG)等生殖激素水平升高所导致的。就巨大儿而言,动物和人类的证据表明,巨大儿和肥胖与Th1/th2比率的变化有关。总而言之,有趣的是,动物和人类怀孕期间的糖尿病会将Th1/Th2细胞的平衡转变为保护性的Th2型表现型,然而,在糖尿病患者的巨大儿和肥胖后代中,Th1/Th2的平衡被转移到促炎症的Th1型表现型。在肥胖的后代中,这种上调的Th1可能会给这些动物带来潜在的炎症和“糖尿病基因状态”,这是由这些动物在成年后观察到的高血糖和高胰岛素血症所揭示的。所有这些观察都假定了母亲糖尿病对94 重庆医科大学博士研究生学位论文后代健康的长期影响。7.与孕期糖尿病相关的肥胖问题[86]世界各地的肥胖流行率正在上升。根据世卫组织的标准,肥胖现在可以由2三个等级的严重程度来定义:30≤BMI≤34.9kg/m为Ⅰ级肥胖;35≤BMI≤39.9222kg/m为Ⅱ级肥胖;BMI≥40kg/m为Ⅲ级肥胖。25≤BMI≤29.9kg/m定义为超重;22BMI在18.5~24.9kg/m之间的人被认为是正常体重(BMI低于18.5kg/m的人被认为是体重不足)。[87,88]肥胖流行病正在影响所有年龄段的人群,包括儿童、青少年、青年和成人。因此,越来越多的妊娠妇女处于肥胖当中。在一定程度上,肥胖流行的原因是高热量食品的可得性和消费的增加以及体[89]力活动的减少。然而,还有其他的假定因素可以解释肥胖流行的整个爆发。这些假定的贡献者是通过遗传因素,生殖行为和/或子宫内环境来运作的,对于那些在怀孕期间肥胖和糖尿病的人来说很重要。正常情况下,怀孕中期的胰岛素抵抗是有生理趋势的。但是在肥胖的背景下,[90]与胰岛素抵抗相关的高胰岛素血症导致了GDM的出现。此外,众所周知,肥胖与高脂肪和高脂血症有关;然而,中央脂肪,而不是边缘性脂肪,与胰岛素抵抗有[91,92]关,这是GDM的一个诱发因素。另一方面,一些调查人员最近发现,怀孕期间的母亲体重增加会增加后代的出生体重,以及后代在以后的生活中肥胖的风险,[93][94]这与遗传因素无关。类似地,Roman等人发现,母亲肥胖与母亲和婴儿的并发症有显著关联:母亲肥胖导致了口服降糖剂或胰岛素的需求,与怀孕相关的高血压、介入分娩和剖腹产的需求。新生儿的不良结局也显著增加,包括死产,巨大儿、肩难产、低血糖和黄疸等。然而,最近的调查报告显示,在GDM病例中,巨体症似乎是主要的不良后果。无论糖尿病状况如何,母亲肥胖是并发症的另一个风险因素。总而言之,在怀孕期间,GDM孕妇和肥胖孕妇之间存在差异,因为有GDM的女性可能分娩巨大儿的机率更大(即使在治疗之后)。在患有GDM的女性的后代中,新生儿的低血糖和黄疸明显比肥胖女性要严重得多,但这种观察和其他数据必须95 重庆医科大学博士研究生学位论文谨慎解读,因为有些女性可能患有未确诊的糖尿病。8.母亲肥胖和糖尿病对后代的长期影响的管理只有很少的研究可用于妊娠期糖尿病和肥胖的孕期干预。在怀孕期间可能不[95][96]建议减肥。然而,有证据表明,肥胖的手术减肥可能与减少后代的肥胖有关。妊娠合并母亲肥胖或已有糖尿病(主要是T1DM和T2DM,包括未确诊的T2DM)和GDM的结果取决于治疗的强度。一些研究表明,GDM的治疗似乎可以降低产妇[97]产后抑郁症状的风险。未经治疗的GDM可能与后代5至7岁内体重增加2倍的风[98]。险有关一些观察表明,GDM患者胰岛素强化治疗可能与子代2岁零8个月肥胖[99]发生较少有关。然而,对GDM的管理临床对照研究表明,治疗GDM降低巨大[100]儿的出生,但没有显示BMI在子代4至5岁减少。营养策略也被提出,因为实验[101,102][103]和临床证据证明ω-3脂肪酸在糖尿病中的有益作用。一项流行病学研究证实,日本人炎性疾病发病率低是由于食用了富含有ω-3脂肪酸冷水海洋鱼类[104,105]。在实验研究中,富含ω-3脂肪酸的饮食改善了妊娠糖尿病及巨大儿引起的高脂血症。糖尿病妊娠和巨大儿与增加的氧化应激有关,消耗ω-3脂肪酸也能够恢[1]复糖尿病怀孕动物和它们的巨大儿以及肥胖后代体内降低的抗氧化状态。此外,富含ω-3脂肪酸饮食对免疫系统有益的作用,可以通过促进Th2表型保护GDM孕母[29]及巨大儿。ω-3脂肪酸还可以防止与巨大儿相关的长期的代谢异常。此外,许多研究报告,维生素和矿物质的膳食补充剂能够防止或至少减轻糖[106,107]尿病患者过度氧化应激引起的机体恶化。至于最近的观察,很多肥胖女性血2[108]清维生素D缺乏,现在英国建议,孕前BMI≥30kg/m女性常规补充维生素D。9.结语妊娠期间糖尿病或肥胖似乎胎儿肥胖或巨大儿的重要危险因素。在巨大儿出生后,持续存在代谢异常,包括胰岛素抵抗、肥胖的发展,糖尿病的改变及成年期代谢综合征等。GDM和母亲肥胖的管理,包括营养策略,可能对未来的产妇健康和后代有实际的改善。96 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重庆医科大学博士研究生学位论文致谢在本课题即将结束之际,回首博士阶段的学习、科研过程,心中充满无限的感激。首先向最敬爱的导师李廷玉教授致以崇高的敬意和衷心的感谢!衷心感谢您在我博士学习期间对我科研和临床的悉心指导和精心培养。感谢您耐心细致地教我查文献、理思路,一字一句的帮我改文章,使我的科研思维和科研能力得到很大提高。谨此向导师致以最诚挚的感谢,谢谢您为我付出的点点滴滴!我将以恩师为榜样时时鞭策自己!衷心感谢营养研究中心陈洁研究员!感谢您对我实验研究的悉心指导,感谢您一直以来对我的关心、支持和鼓励!感谢课题组程茜老师、梁小华老师、苗静琨老师、杨亭老师对我的指导和帮助!感谢实验室的谷燕、何慕兰、郭敏、向娟、李程、赖茜、文静、刘舒、李清、肖露、杨苗、朱江、陈敏、雷雨溪、刘欢、谭梅、陈波利、唐婷、陈宝林、李圆圆、李秋、杨信等对我实验和生活的无私帮助和支持!感谢儿保科全体老师和医护人员在教学及临床实践工作中给予的帮助和指导!深深感谢我的父母、丈夫等家人给予我的鼓励、支持和无私奉献,在我遇到困难时所给予的鼓励使我能够克服困难、坚持完成所有的学习过程。最后,感谢为本文的评阅工作付出辛勤劳动的各位专家!107 重庆医科大学博士研究生学位论文攻读博士学位期间发表的学术论文学术论文[1]Xuqinwang,TingYang,JingkunMiao,HuanLiu,KaifengWu,JingGuo,JieChen,TingyuLi.Correlationbetweenmaternalandfetalinsulinresistanceinpregnantwomenwithgestationaldiabetesmellitus[J].ClinicalLaboratory.(Accepted)[2]XuqinWang,GuoqiZhou,JiayingZeng,TingYang,JieChen,TingyuLi.Effectofeducationalinterventionsonhealthinchildhood:ameta-analysisofrandomizedcontrolledtrials.(underreview)[3]Xuqinwang,TingYang,JingGuo,GuihuaHuang,JieChen,TingyuLi.VitaminDDeficiencyinLatePregnancyandGestationalDiabetesMellitus.(投稿中)[4]王旭芹,曹云涛,段淼.促红细胞生成素对缺氧缺血性脑损伤新生Wistar大鼠海马GFAP和BrdU表达的影响[J].临床儿科杂志,2018,36(1):65-68.108

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