我们知道,肥胖是2型糖尿病的重要危险因素,而胰岛素抵抗是2型糖尿病的一个重点特点。长期以来,研究人员一直在探讨肥胖是如何促进2型糖尿病发生发展的,其中还涉及一个“先有鸡还是先有蛋”的问题:胰岛素水平升高和胰岛素抵抗,哪个先出现?
长期以来的主流假设是,体内过多脂肪导致的游离脂肪酸会引起胰岛素抵抗,随之而来的高血糖症又促使胰腺不得不分泌更多胰岛素,导致高胰岛素血症。
然而,《柳叶刀》旗下期刊EBioMedicine近期发表的一项研究支持了相反的观点:胰岛素水平也可能首先升高。这一研究结果挑战了我们对于2型糖尿病发生机制的理解。
研究表明,即使在正常血糖水平下,血液中的游离脂肪酸也会触发胰岛素释放,而此时并没有明显的胰岛素抵抗。而这一过程与肥胖的关系在于:游离脂肪酸的含量主要取决于一个人有多少额外的脂肪组织,以及身体如何适应肥胖。
这项研究来自瑞典哥德堡大学(University of Gothenburg)团队,旨在更好阐明肥胖症引发高胰岛素血症和胰岛素抵抗的机制。
研究人员首先通过一项病例对照机制研究,分析了脂肪、血糖和胰岛素的代谢变化。研究纳入了27名受试者,其中:
9人是体重正常的“瘦人”;
9人肥胖、已经出现高胰岛素血症和胰岛素抵抗,但血糖正常;
9人肥胖并且已经发展为2型糖尿病。
这三组受试者的年龄、性别以及两组肥胖人群的BMI和脂肪量等多个特征都相匹配。在几天研究中,他们在不同情形下都接受了样本采集,相关检测前需要暂时停药。
研究人员首先观察到:肥胖的非糖尿病患者,血液中的甘油和游离脂肪酸(均为脂肪代谢产物),以及空腹胰岛素水平都有所升高,和肥胖2型糖尿病人群相似,而且甘油和游离脂肪酸水平升高并非饮食引起。同时,他们的空腹血糖和葡萄糖耐量却确实与瘦人组相似。这提示,肥胖非糖尿病患者中,胰岛素水平升高与血糖无关。
进一步分析表明,在血糖正常的肥胖人群中,一夜未进食后,血液中脂肪酸水平升高是驱动胰岛素分泌的主要因素。而这种脂肪酸水平的升高,更多是因为脂肪总量的增加,而不是脂肪组织引起了胰岛素抵抗,此时脂肪细胞中没有明显的未被“补偿”的胰岛素抵抗。
通过评估脂肪组织/细胞表面的甘油释放量,研究人员发现,肥胖者和瘦人的脂解过程是相似的,无论是体重正常、仅肥胖还是肥胖伴有2型糖尿病,每千克人体脂肪所释放的甘油数量都是大致相同的,血糖对脂肪分解的抑制作用也相似。
对肥胖者的脂肪组织分析还显示,介导脂肪分解、新生脂质生成、脂质储存的关键基因表达减少,但与脂肪组织增生性生长有关的基因表达增加。
接下来,研究团队通过近500人的群队列研究,进一步验证了游离脂肪酸与空腹/血糖未升高时的胰岛素分泌增加显著相关。结果表明,在空腹血糖正常、空腹胰岛素和C肽水平较高的肥胖或超重受试者中,游离脂肪酸水平确实特别地高。而在肥胖程度相似,但胰岛素水平正常的人群中,游离脂肪酸水平并没有显著升高。
总体而言,这些证据表明,高胰岛素血症和胰岛素抵抗的发生发展,可能是机体对肥胖和游离脂肪酸的稳态适应性反应的一部分。
研究第一作者,哥德堡大学Emanuel Fryk医生表示,“我们的推测是,血液中游离脂肪酸增加,是因为脂肪组织不再能够存储多余的能量。而这可能是2型糖尿病的早期征兆。如果我们的发现得到更多研究证实,可能有助于将某些特定的脂肪酸开发成(2型糖尿病诊疗的)生物标志物,但这还有很长的路要走。”
而从另一个角度来看,研究也为改变生活方式、减少肥胖以预防2型糖尿病提供了支持证据。
参考资料[1] Hyperinsulinemia and insulin resistance in the obese may develop as part of a homeostatic response to elevated free fatty acids: A mechanistic case-control and a population-based cohort study. EBioMedicine, DOI: 10.1016/j.ebiom.2021.103264
[2] Insulin rises before cells develop resistance, new diabetes research implies. Retrieved March 16, 2021, from https://medicalxpress.com/news/2021-03-insulin-cells-resistance-diabetes-implies.html
标签: 糖尿病