Samband mellan pankreasatrofi och förlust av insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med typ 2-diabetes

Abstract

Syfte. Att undersöka förändringar i pankreasvolymen (PV) hos patienter med olika långvarig typ 2-diabetes och om pankreasatrofi var förknippad med förlust av insulinsekretorisk kapacitet. Metoder. Denna tvärsnittsstudie (203 patienter med typ 2-diabetes, 93 kontroller utan diabetes) genomfördes från januari 2016 till december 2017. Patienter med typ 2-diabetes delades in i 3 grupper: nyligen diagnostiserade (), medeltid (varaktighet 3-9 år) och långtid (). Alla patienter skannades med datortomografi i övre delen av buken; PV beräknades sedan av en erfaren tekniker. Absolut insulinbrist definierades som fastande . Resultat. Jämfört med PV (cm3) hos kontrollerna var den genomsnittliga PV likartad hos patienter med nyligen diagnostiserad typ 2-diabetes (68,8 jämfört med 71,0, ) men signifikant minskad hos patienter med typ 2-diabetes på medellång sikt (68,8 jämfört med 60,8, ) och lång sikt (68,8 jämfört med 53,1, ). En liknande trend observerades för PV-indexet (PV justerat för kroppsytan och kroppsmasseindex). Dessutom ökade graden av pankreasatrofi och absolut insulinbrist med varaktigheten av diabetes. Multipel logistisk regressionsanalys visade att pankreasatrofi var förknippad med högre sannolikhet för absolut insulinbrist (, ). Slutsatser. PV var minskad hos personer med medel- och långvarig typ 2-diabetes jämfört med personer utan typ 2-diabetes. Sammantaget var pankreasatrofi förknippad med förlust av insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med typ 2-diabetes.

1. Introduktion

Pankreas morfologi har undersökts med hjälp av ultraljud, spiralformad datortomografi (CT) och magnetisk resonanstomografi . I den allmänna befolkningen ökar bukspottkörtelns volym linjärt med åldern under barn- och ungdomsåren, når en platå mellan 20 och 60 års ålder och minskar därefter . Flera patologiska tillstånd (t.ex. kronisk pankreatit, diabetes och karcinom) påverkade bukspottkörtelns morfologi . Bukspottkörtelns morfologi hos patienter med diabetes har studerats i stor omfattning. Det har rapporterats att pankreasvolymen (PV) var minskad hos patienter med typ 1-diabetes, latent autoimmun diabetes hos vuxna (LADA) eller vissa specifika typer av diabetes . Pankreas morfologi är dock ett kontroversiellt inslag hos patienter med typ 2-diabetes , där flera studier rapporterar en minskad PV hos patienter med typ 2-diabetes , medan andra studier inte rapporterar någon skillnad jämfört med normoglykemiska kontroller. Många faktorer kan ha förklarat de olika slutsatserna, t.ex. kroppsmasseindex (BMI), kroppsyta (BSA), bukfetma och kroppsvikt, som var starkt relaterade till PV hos patienter med typ 2-diabetes . Nyligen påpekade forskare ett möjligt samband mellan PV och varaktighet av typ 2-diabetes , och fler studier är berättigade för att utforska denna fråga.

Den största delen av bukspottkörtelns kapacitet upptas av exokrina bukspottkörtelns acini . Studier har dock visat att PV var positivt förknippad med pankreas β-cellfunktionen hos diabetespatienter . Dessutom är en progressiv förlust av insulinsekretorisk funktion ett oundvikligt resultat av den naturliga utvecklingen av typ 2-diabetes . Det är oklart om pankreasatrofi åtföljs av förlust av insulinsekretorisk funktion hos patienter med långvarig diabetes.

Vår tidigare studie visade att patienter med typ 2-diabetes hade lägre PV än kontrollgruppen . I den här studien utökade vi provstorleken, undersökte ytterligare sambandet mellan PV och diabetesens varaktighet och utforskade förhållandet mellan PV-funktionen och förlusten av insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med olika varaktighet av typ 2-diabetes.

1.1. Subjekt

Denna studie utfördes vid Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital från januari 2016 till december 2017. Patienter i åldern 18-75 år ingick i denna studie. Patienter med typ 2-diabetes () rekryterades från den stationära avdelningen för endokrinologi och metabolism vid Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital. Individer utan diabetes () rekryterades från avdelningen för kirurgi. Personer med anamnes på akut eller kronisk pankreatit (), cancer (), allvarlig lever- eller njurdysfunktion (, ; ) eller en oklar bild () exkluderades. Slutligen ingick 203 diabetespatienter och 93 kontroller i denna studie. Demografiska uppgifter samlades in från patienternas journaler. Alla biokemiska parametrar analyserades i laboratoriet vid Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital. Datortomografi utfördes på avdelningen för radiologi vid Shanghai University of Medicine & Health Sciences Affiliated Fengxian Hospital. Enligt varaktigheten av diabetes kategoriserades patienterna enligt följande: nyligen diagnostiserad () (), medeltid () () och långtid () ().

Alla förfaranden som följdes var i enlighet med de etiska normerna för den ansvariga kommittén för mänskliga experiment (institutionell och nationell) och med Helsingforsdeklarationen från 1975, i dess reviderade lydelse 2008. Informerat samtycke inhämtades från alla patienter för att ingå i studien.

2. Material och metoder

2.1. Antropometriska och biokemiska mätningar

Längd och vikt mättes med standardmetoder. Höjden mättes till närmaste 0,1 centimeter och vikten mättes till närmaste 0,1 kilogram. BMI (kg/m2) beräknades som vikten dividerad med höjden i kvadrat. BSA (m2) beräknades som .

Venösa blodprover togs efter en nattfastan (10-16 timmar). Glykosylerat hemoglobin (HbA1c) bestämdes med hjälp av högpresterande vätskekromatografi (HLC-73G7; Tosoh, Tokyo, Japan). Fastande C-peptid (FCP) mättes med elektrokemisk luminescens och plasmaglukos mättes med glukosoxidasmetoden (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Tyskland). Lipidprofilerna mättes med hjälp av en autoanalysator (Hitachi 7600; Hitachi, Tokyo, Japan). Absolut insulinbrist definierades som nivån av FCP < 0,9 ng/mL.

2,2. PV-bedömning

Alla försökspersoner genomgick en datortomografi av övre delen av buken med den metod som beskrivits tidigare . Skanningsbilderna kodades och analyserades av en erfaren tekniker; konturerna av den intressanta regionen annoterades för fri hand med hjälp av en Siemens Virtuoso arbetsstation, vilket genererade ett pankreasområde för varje skiva. PV beräknades genom att summan av den segmentala arean multiplicerades med intervallet mellan varje skiva (5 mm). PV-index beräknades som PV dividerat med BSA (PVI-BSA) eller PV dividerat med BMI (PVI-BMI). Personalen var blindad för patienternas kliniska information när bilderna analyserades. Pankreasatrofi definierades som en av PV i kontrollen.

2,3. Statistisk analys

Kolmogorov-Smirnov-testet användes för att bedöma fördelningen av kontinuerliga variabler. Normalt fördelade kontinuerliga variabler uttrycktes som , onormalt fördelade variabler som median (interkvartilområde) och kategoriska variabler som antal (procent). Skillnader i medianer undersöktes med hjälp av Kruskal-Wallis-testet mellan tre eller fyra grupper. Vi utförde en analys av en allmän linjär modell för att dra ett övergripande värde för jämförelse av medelvärden (PV, PVI-BSA och PVI-BMI) mellan fyra grupper, och jämförelser mellan grupperna utfördes därefter med hjälp av LSD-metoden. Skillnader i proportioner testades med hjälp av chi-två-testet. Multipel logistisk regression användes för att undersöka sambandet mellan pankreasatrofi och absolut insulinbrist efter justering för kön, ålder, varaktighet av diabetes, BMI, HbA1c, totalkolesterol och triglycerider. Statistiska analyser utfördes med hjälp av SPSS 19.0 (IBM SPSS Statistics for Windows, Version 19.0.; IBM Corp., Armonk, NY); tvåsidiga värden < 0,05 ansågs vara statistiskt signifikanta.

3. Resultat

3.1. Patienternas kliniska egenskaper

Som framgår av tabell 1 var patienter med typ 2-diabetes äldre och mer överviktiga och hade högre nivåer av systoliskt blodtryck (SBP), diastoliskt blodtryck (DBP), fastande plasmaglukos, HbA1c och hastighet av hypertoni än kontrollgruppen (). Det fanns inga signifikanta skillnader i nivåerna av totalkolesterol, triglycerider, lipoproteinkolesterol med hög densitet (HDL-C), lipoproteinkolesterol med låg densitet (LDL-C), BSA, serumkreatinin och alanintransaminas (ALT) mellan grupperna.

3.2. Jämförelse av PV bland patienter med typ 2-diabetes och kontroller

Det fanns signifikanta skillnader i genomsnittlig PV (cm3) mellan de fyra grupperna (, Tabell 2). Motsvarande genomsnittliga PV var 68,8 cm3 (kontroller), 71,0 cm3 (nyligen diagnostiserade), 60,3 cm3 (medeltid) och 53,1 cm3 (långtid). De nyligen diagnostiserade diabetespatienterna hade liknande PV som kontrollerna. Diabetespatienterna på medellång och lång sikt hade dock betydligt lägre PV (cm3) än kontrollerna (60,8 vs. 68,8, respektive 53,1 vs. 68,8) och de nyligen diagnostiserade diabetespatienterna (60,8 vs. 71,0, respektive 53,1 vs. 71,0). Det fanns också signifikanta skillnader i PV (cm3) mellan medel- och långtidsdiabetiker (60,8 vs. 53,1 respektive , ). Dessutom hade patienter med långtidsdiabetes lägre PVI-BSA och PVI-BMI jämfört med kontrollerna och nyligen diagnostiserade diabetiker (alla ).

3.3. Samband mellan pankreasatrofi och absolut insulinbrist

Förhållandet till pankreasatrofi ökade kraftigt med varaktigheten, från 3,8 % vid nyligen diagnostiserad diabetes, 15,3 % vid medeltidsdiabetes till 24,7 % vid långtidsdiabetes ( för , figur 1). Samtidigt eskalerade också andelen patienter med absolut insulinbrist med varaktigheten av diabetes ( för ). Som framgår av tabell 3 visade multipel logistisk regressionsanalys att pankreasatrofi var förknippad med högre sannolikhet att ha absolut insulinbrist (, ). Dessutom var PVI-BSA och PVI-BMI nära förknippade med absolut insulinbrist (, ).

Figur 1

Andelen absolut insulinbrist (FCP< 0,9 ng/ml) och pankreasatrofi hos patienter med olika långvarighet av typ 2-diabetes.

Variabler OR (95% CI) värde Pankreasatrofi (%) 4.47 (1,45-13,8) 0,009 Genus (män) 0,53 (0,21-1,33) 0.18 Ålder (år) 0.98 (0.94-1.02) 0.37 Duration av diabetes 1.03 (0.96-1.10) 0.39 BMI (kg/m2) 0.88 (0.77-0.99) 0.047 HbA1c (%) 1.26 (1.06-1.48) 0.008 TG (mmol/L) 0.77 (0.54-1.08) 0.13 TC (mmol/L) 1.49 (0.95-2.33) 0,08

Varaktighet av diabetes kategoriserades som ≤2 år, 3-9 år och ≥10 år. Förkortningar: BMI: Body Mass Index; HTN: Hypertoni; TC: Totalt kolesterol; TG: Triglycerider; OR: Odds ratio; CI: Confidence Index.

Tabell 3

Sammanhanget mellan pankreasatrofi och absolut insulinbrist () hos patienter med typ 2-diabetes.

4. Diskussion

Såvitt vi vet är detta en av de första studierna som undersöker sambandet mellan pankreasatrofi och absolut insulinbrist bland en kinesisk diabetespopulation. Våra viktigaste resultat är (1) patienter med nyligen diagnostiserad typ 2-diabetes hade jämförbar PV med kontrollerna, (2) PV var reducerad hos patienter med typ 2-diabetes på medellång och lång sikt, och (3) pankreasatrofi var förknippad med absolut insulinbrist.

Förra fynd om bukspottkörtelns morfologi hos patienter med typ 2-diabetes var kontroversiella. Det fanns tre studier som rapporterade minskad PV hos patienter med typ 2-diabetes . Vår tidigare studie rapporterade också en minskad PV vid typ 2-diabetes . Förhållandet mellan PV och diabetesvaraktighet har dock inte undersökts till fullo hos patienter med typ 2-diabetes. I en studie rapporterades att PV minskade hos patienter med diabetes jämfört med patienter med en varaktighet på mindre än fem år, men PV hos patienter med långvarig diabetes har inte undersökts. Denna studie visade att PV minskade hos patienter med medel- och långvarig typ 2-diabetes och att pankreasatrofi var vanligare hos patienter med långvarig typ 2-diabetes. Dessutom hade patienter med nyligen diagnostiserad typ 2-diabetes jämförbar PV med normoglykemiska kontroller. Därför kan skillnaden i varaktighet delvis förklara de inkonsekventa slutsatserna om PV-egenskaper hos patienter med typ 2-diabetes från tidigare studier.

Förra studier indikerade att PV var positivt associerat med β-cellsfunktion ; denna studie visade att pankreasatrofi var positivt associerat med absolut insulinbrist. Mekanismen för korrelationen mellan PV och β-cellernas sekretoriska funktion var komplicerad. Å ena sidan postuleras pankreasvolymparametrar för att representera antalet öar och insulinsekretorisk kapacitet . Pankreasöarna kunde utsöndra tillräckligt med insulin för att upprätthålla blodglukosnivån hos råttor efter 50 % pankreatektomi . Hos människor har patienter som genomgått mer än 80 % pankreatektomi en hög förekomst av diabetes (66,7 %) och alla patienter som genomgått mer än 90 % pankreatektomi blev diabetiker . Å andra sidan anses öarnas insulinsekretoriska kapacitet vara mycket viktig för att bibehålla PV. Betacellen reglerar tillväxten och amylassyntesen hos pankreasacinarcellerna via axeln mellan öarna och acinarna . En nyligen genomförd studie visade att en betydande förändring av oregelbundenheten i bukspottkörtelns gränser inträffade efter återställande av normal insulinsekretion .

Det fanns vissa begränsningar i den här studien. För det första är detta en tvärsnittsstudie. För det andra har den exokrina sekretoriska funktionen i bukspottkörteln inte bestämts, vilket har postulerats minska hos patienter med långvarig typ 2-diabetes. För det tredje är urvalet kanske inte tillräckligt stort för att undersöka sambandet mellan pankreasatrofi och absolut insulinbrist beroende på varaktighet av typ 2-diabetes. Det 95-procentiga KI är dock fortfarande brett för oddsen för pankreasatrofi i samband med absolut insulinbrist i det totala urvalet av diabetespatienter (, ).

Slutsatsen är att PV minskade hos patienter med medel- och långvarig typ 2-diabetes, men inte hos nyligen diagnostiserade diabetespatienter. Pankreasatrofi var förknippad med förlust av insulinsekretorisk kapacitet hos patienter med typ 2-diabetes. Longitudinella studier med stor urvalsstorlek behövs för att ytterligare studera sambandet mellan pankreasatrofi och absolut insulinbrist.

Abkortningar

CT:	Computertomografi	FCP:	C-peptid vid måltidsdrickning
FPG:	Plasmaglukos vid måltidsdrickning
BMI:	Kroppsmasseindex
BSA:	Kroppsyta
TC:	Total kolesterol
TG:	Triglycerider
HDL-C:	Högdensitetslipoproteinkolesterol
LDL-C:	Lågdensitetslipoproteinkolesterol
SBP:	Systoliskt blodtryck
DBP:	Diastoliskt blodtryck
PV:	Pankreasvolym
PVI-BMI:	Index för bukspottkörtelvolym justerat för BMI
PVI-BSA:	Index för bukspottkörtelvolym justerat för BSA.

Datatillgänglighet

Data är tillgängliga med samtycke av motsvarande författare.

Intressekonflikter

Författarna förklarar att de inte har några intressekonflikter.

Författarnas bidrag

Jun Lu utförde den statistiska analysen och skrev manuskriptet; Meixiang Guo och Hongtao Wang bidrog till datainsamlingen; Haibin Pan läste CT-bilden och utvärderade bukspottkörtelns volym; Liang Wang, Xuemei Yu och Xueli Zhang deltog i utformningen av denna studie och granskade manuskriptet. Alla författare har läst och godkänt det slutliga manuskriptet.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av ett forskningsprogram för Shanghais hälsovårds- och familjeplaneringskommission (20154Y0088) och ett forskningsprogram för Shanghais Fengxian-distrikts vetenskaps- och teknologikommitté (20161001).