Sammenhæng mellem pancreatisk atrofi og tab af insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med type 2-diabetes mellitus

Abstract

Søgsmål. At undersøge ændringer i pancreasvolumen (PV) blandt patienter med forskellig varighed af type 2-diabetes, og om pancreasatrofi var forbundet med tab af insulinsekretorisk kapacitet. Metoder. Denne tværsnitsundersøgelse (203 patienter med type 2-diabetes, 93 kontroller uden diabetes) blev gennemført fra januar 2016 til december 2017. Patienter med type 2-diabetes blev inddelt i 3 grupper: nyligt diagnosticeret (), midtvejs (varighed 3-9 år) og langtids (). Alle patienterne blev scannet med computertomografi af den øvre del af maven; PV blev derefter beregnet af en erfaren tekniker. Absolut insulinmangel blev defineret som fastende . Resultater. Sammenlignet med PV (cm3) hos kontrollerne var den gennemsnitlige PV ens hos patienter med nyligt diagnosticeret type 2-diabetes (68,8 versus 71,0, ), men signifikant reduceret hos patienter med type 2-diabetes på mellemlang sigt (68,8 versus 60,8, ) og lang sigt (68,8 versus 53,1, ). En lignende tendens blev observeret for PV-indekset (PV justeret for kropsoverfladeareal og kropsmasseindeks). Endvidere steg antallet af pancreasatrofi og absolut insulinmangel med varigheden af diabetes. Multipel logistisk regressionsanalyse viste, at pancreasatrofi var forbundet med større sandsynlighed for absolut insulinmangel (, ). Konklusioner. PV var reduceret hos personer med mellemlang og langvarig type 2-diabetes sammenlignet med personer uden type 2-diabetes. Samlet set var pancreasatrofi forbundet med tab af insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med type 2-diabetes.

1. Introduktion

Morfologien af bugspytkirtlen er blevet undersøgt ved hjælp af ultralyd, helical computertomografi (CT) og magnetisk resonansbilleddannelse . I den almindelige befolkning stiger bugspytkirtlens volumen lineært med alderen i barndommen og ungdomsårene, når et plateau fra 20 til 60 års alderen og falder derefter . Adskillige patologiske tilstande (f.eks. kronisk pancreatitis, diabetes og karcinom) påvirkede bugspytkirtlens morfologi . Pancreas morfologi hos patienter med diabetes er blevet undersøgt i vid udstrækning. Det er blevet rapporteret, at pancreasvolumen (PV) var reduceret hos patienter med type 1-diabetes, latent autoimmun diabetes hos voksne (LADA) eller nogle specifikke typer af diabetes . Pancreas morfologi er imidlertid et kontroversielt træk hos patienter med type 2-diabetes , idet flere undersøgelser rapporterer om et reduceret PV hos patienter med type 2-diabetes , mens andre undersøgelser ikke rapporterer om nogen forskel sammenlignet med normoglykæmiske kontroller. Mange faktorer kunne have forklaret de forskellige konklusioner, såsom kropsmasseindeks (BMI), kropsoverfladeareal (BSA), abdominal fedme og kropsvægt, som var stærkt relateret til PV hos patienter med type 2-diabetes . For nylig påpegede forskere en mulig sammenhæng mellem PV og varighed af type 2-diabetes , og flere undersøgelser er berettiget til at udforske dette spørgsmål.

Mest pancreaskapacitet er optaget af exokrine pancreatiske acini . Undersøgelser har imidlertid vist, at PV var positivt forbundet med pancreatisk β-cellefunktion hos diabetespatienter . Desuden er et progressivt tab af insulinsekretorisk funktion et uundgåeligt resultat af den naturlige historie af type 2-diabetes . Det er uklart, om pancreasatrofi er ledsaget af tab af insulinsekretorisk funktion hos patienter med langvarig diabetes.

Vores tidligere undersøgelse viste, at patienter med type 2-diabetes havde lavere PV end kontrolgruppen . I denne undersøgelse udvidede vi prøvestørrelsen, undersøgte yderligere sammenhængen mellem PV og diabetesens varighed og udforskede forholdet mellem PV-funktionen og tab af insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med forskellige varigheder af type 2-diabetes.

1.1. Emner

Denne undersøgelse blev udført på Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital fra januar 2016 til december 2017. Patienter i alderen 18-75 år blev inkluderet i denne undersøgelse. Patienter med type 2-diabetes () blev rekrutteret fra den stationære afdeling for Endokrinologi og Metabolisme på Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital. Personer uden diabetes () blev rekrutteret fra afdelingen for kirurgi. Personer med en historie med akut eller kronisk pancreatitis (), kræft (), alvorlig lever- eller nyrefunktionsforstyrrelse (, ; ) eller et uklart billede () blev udelukket. Endelig blev 203 diabetespatienter og 93 kontroller inkluderet i denne undersøgelse. Demografiske data blev indsamlet fra patientjournalerne. Alle de biokemiske parametre blev analyseret i laboratoriet på Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital i Shanghai. CT-scanninger blev udført på afdelingen for radiologi på Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital. I henhold til varigheden af diabetes blev patienterne kategoriseret som følger: nyligt diagnosticeret () (), midtvejs () () og langtids () ().

Alle fulgte procedurer var i overensstemmelse med de etiske standarder for den ansvarlige komité for menneskelige eksperimenter (institutionel og national) og med Helsinki-erklæringen fra 1975, som revideret i 2008. Der blev indhentet informeret samtykke fra alle patienter til at blive inkluderet i undersøgelsen.

2. Materialer og metoder

2.1. Antropometriske og biokemiske målinger

Højde og vægt blev målt ved hjælp af standardmetoder. Højden blev målt med en nøjagtighed på 0,1 centimeter, og vægten blev målt med en nøjagtighed på 0,1 kilogram. BMI (kg/m2) blev beregnet som vægt divideret med højde i kvadrat. BSA (m2) blev beregnet som .

Venøse blodprøver blev udtaget efter en fastekur natten over (10-16 timer). Glykosyleret hæmoglobin (HbA1c) blev bestemt ved hjælp af højtryksvæskekromatografi (HLC-73G7; Tosoh, Tokyo, Japan). Fastende C-peptid (FCP) blev målt ved hjælp af elektrokemisk luminescens, og plasmaglukose blev målt ved hjælp af glukoseoxidase-metoden (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Tyskland). Lipidprofilerne blev målt ved hjælp af en autoanalyzer (Hitachi 7600; Hitachi, Tokyo, Japan). Absolut insulinmangel blev defineret som niveauet af FCP < 0,9 ng/mL.

2,2. PV-vurdering

Alle forsøgspersoner gennemgik CT-scanninger af den øvre del af maven med den metode, der tidligere er beskrevet . Scanningsbillederne blev kodet og analyseret af en erfaren tekniker; omridset af det interessante område blev annoteret i fri hånd ved hjælp af en Siemens Virtuoso arbejdsstation, hvorved der blev genereret et pancreasområde for hvert skiveskæringsbillede. PV blev beregnet ved summen af det segmentale område ganget med intervallet mellem hvert skive (5 mm). PV-indeks blev beregnet som PV divideret med BSA (PVI-BSA) eller PV divideret med BMI (PVI-BMI). Personalet var blindet for patienternes kliniske oplysninger, da billederne blev analyseret. Pancreasatrofi blev defineret som en af PV i kontrollen.

2,3. Statistisk analyse

Kolmogorov-Smirnov-testen blev anvendt til at vurdere fordelingen af kontinuerlige variabler. Normalt fordelte kontinuerte variabler blev udtrykt som , unormalt fordelte variabler som median (interkvartilområde) og kategoriske variabler som antal (procent). Forskelle i medianer blev undersøgt ved hjælp af Kruskal-Wallis-testen mellem tre eller fire grupper. Vi foretog en analyse af en generel lineær model for at trække en samlet værdi for sammenligning af middelværdier (PV, PVI-BSA og PVI-BMI) mellem fire grupper, og sammenligning mellem grupperne blev efterfølgende udført ved hjælp af LSD-metoden. Forskelle i proportioner blev testet ved hjælp af chi-square-testen. Multipel logistisk regression blev anvendt til at undersøge sammenhængen mellem pancreasatrofi og absolut insulinmangel efter justering for køn, alder, varighed af diabetes, BMI, HbA1c, totalkolesterol og triglycerid. Statistiske analyser blev udført ved hjælp af SPSS 19.0 (IBM SPSS Statistics for Windows, Version 19.0.; IBM Corp., Armonk, NY); tosidede værdier < 0,05 blev betragtet som statistisk signifikante.

3. Resultater

3.1. Patienternes kliniske karakteristika

Som det fremgår af tabel 1, var patienter med type 2-diabetes ældre og mere overvægtige og havde højere niveauer af systolisk blodtryk (SBP), diastolisk blodtryk (DBP), fastende plasmaglukose, HbA1c og hyppighed af hypertension end kontrolgruppen (). Der var ingen signifikante forskelle i niveauerne af total kolesterol, triglycerid, lipoprotein-kolesterol med høj densitet (HDL-C), lipoprotein-kolesterol med lav densitet (LDL-C), BSA, serumkreatinin og alanintransaminase (ALT) mellem grupperne.

3.2. Sammenligning af PV blandt patienter med type 2-diabetes og kontrolpersoner

Der var signifikante forskelle i den gennemsnitlige PV (cm3) blandt de fire grupper (, Tabel 2). De tilsvarende gennemsnitlige PV’er var 68,8 cm3 (kontroller), 71,0 cm3 (nyligt diagnosticeret), 60,3 cm3 (midtvejs) og 53,1 cm3 (langtids). De nyligt diagnosticerede diabetespatienter havde samme PV som kontrollerne. Midtvejs- og langtidsdiabetiske patienter havde imidlertid signifikant lavere PV (cm3 ) end kontrollerne (henholdsvis 60,8 vs. 68,8, ; 53,1 vs. 68,8, , ) og de nyligt diagnosticerede diabetespatienter (henholdsvis 60,8 vs. 71,0, ; 53,1 vs. 71,0, , ). Der var også signifikante forskelle i PV (cm3) mellem mellemtids- og langtidsdiabetiske patienter (henholdsvis 60,8 vs. 53,1, , ). Desuden havde patienter med langtidsdiabetes lavere PVI-BSA og PVI-BMI sammenlignet med kontrolpersoner og nyligt diagnosticerede diabetikere (alle ).

3.3. Forbindelse mellem pancreasatrofi og absolut insulinmangel

Sats for pancreasatrofi steg kraftigt med varigheden, fra 3,8 % i nyligt diagnosticeret diabetes, 15,3 % i mellemlangtidsdiabetes til 24,7 % i langtidsdiabetes ( for , Figur 1). I mellemtiden eskalerede andelen af patienter med absolut insulinmangel også sammen med varigheden af diabetes ( for ). Som vist i tabel 3 viste multipel logistisk regressionsanalyse, at pancreatisk atrofi var forbundet med større sandsynlighed for at have absolut insulinmangel (, ). Desuden var PVI-BSA og PVI-BMI tæt forbundet med absolut insulinmangel (, ).

Figur 1

Proportion af absolut insulinmangel (FCP< 0,9 ng/mL) og pankreasatrofi hos patienter med forskellige varigheder af type 2-diabetes.

4. Diskussion

Så vidt vi ved, er dette blandt de første undersøgelser, der undersøger sammenhængen mellem pancreasatrofi og absolut insulinmangel blandt en kinesisk diabetikerpopulation. Vores vigtigste resultater er (1) patienter med nyligt diagnosticeret type 2-diabetes havde sammenlignelig PV med kontrollerne, (2) PV var reduceret hos patienter med type 2-diabetes på mellemlang og lang sigt, og (3) pancreasatrofi var forbundet med absolut insulinmangel.

Tidligere resultater om pancreasets morfologi hos patienter med type 2-diabetes var kontroversielle. Der var tre undersøgelser, der rapporterede om reduceret PV hos patienter med type 2-diabetes . Vores tidligere undersøgelse rapporterede også en reduceret PV i type 2-diabetes . Forholdet mellem PV og diabetesvarighed er imidlertid ikke blevet undersøgt fuldt ud hos patienter med type 2-diabetes. En undersøgelse rapporterede, at PV faldt hos patienter med sammenlignet med patienter med en varighed på under 5 år , men PV hos patienter med langvarig diabetes er ikke blevet undersøgt. Denne undersøgelse viste, at PV faldt hos patienter med mellem- og langvarig type 2-diabetes, og at pancreasatrofi var hyppigere hos patienter med langvarig type 2-diabetes. Desuden havde patienter med nyligt diagnosticeret type 2-diabetes en PV, der var sammenlignelig med den normoglykæmiske kontrolgruppe. Derfor kan forskellen i varighed delvis forklare de inkonsistente konklusioner af PV-funktioner hos patienter med type 2-diabetes fra tidligere undersøgelser.

Forrige undersøgelser viste, at PV var positivt forbundet med β-cellefunktion ; denne undersøgelse viste, at pankreasatrofi var positivt forbundet med absolut insulinmangel. Mekanismen for sammenhængen mellem PV og β-celle sekretorisk funktion var kompliceret. På den ene side postuleres pancreatiske volumenparametre for at repræsentere antallet af øer og insulinsekretorisk kapacitet . Pancreasøerne kunne udskille tilstrækkeligt insulin til at opretholde blodglukoseniveauet hos rotter efter 50 % pancreatektomi . Hos mennesker har patienter, der gennemgik en pancreatektomi på over 80 %, en høj forekomst af diabetes (66,7 %), og alle patienter, der gennemgik en pancreatektomi på over 90 %, blev diabetiske . På den anden side anses øernes insulinsekretionsevne for at være meget vigtig for at opretholde PV. Betacellen regulerede væksten og amylasesyntesen af pancreatiske acinarceller via islet-acinar-aksen . En nylig undersøgelse viste, at der skete en betydelig ændring i uregelmæssigheden af bugspytkirtelgrænserne efter genoprettelse af normal insulinsekretion .

Der var nogle begrænsninger i denne undersøgelse. For det første er der tale om en tværsnitsundersøgelse. For det andet er den eksokrine sekretoriske funktion i bugspytkirtlen ikke blevet bestemt, som er blevet postuleret at falde hos patienter med langvarig type 2-diabetes. For det tredje er stikprøven måske ikke stor nok til at undersøge sammenhængen mellem pancreasatrofi og absolut insulinmangel i forhold til varigheden af type 2-diabetes. Den 95 % CI er dog stadig bred for oddsene for pancreasatrofi forbundet med absolut insulinmangel i den samlede stikprøve af diabetespatienter (, ).

Konklusionen er, at PV var reduceret hos patienter med mellemlang og langvarig type 2-diabetes, men ikke hos nyligt diagnosticerede diabetiske personer. Pancreasatrofi var forbundet med tab af insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med type 2-diabetes. Der er behov for longitudinale undersøgelser med stor stikprøvestørrelse for yderligere at undersøge sammenhængen mellem pancreasatrofi og absolut insulinmangel.

Abkortninger

Databesiddelse

Dataene er tilgængelige med samtykke fra den tilsvarende forfatter.

Interessekonflikter

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen interessekonflikter.

Autors bidrag

Jun Lu udførte den statistiske analyse og skrev manuskriptet; Meixiang Guo og Hongtao Wang bidrog til dataindsamlingen; Haibin Pan læste CT-billedet og evaluerede bugspytkirtelvolumenet; Liang Wang, Xuemei Yu og Xueli Zhang deltog i udformningen af denne undersøgelse og gennemgik manuskriptet. Alle forfattere har læst og godkendt det endelige manuskript.

Anerkendelser

Dette arbejde blev støttet af et forskningsprogram for Shanghai Health and Family Planning Commission (20154Y0088) og et forskningsprogram for Shanghai Fengxian District Science and Technology Committee (20161001).