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血清中脂肪酸按存在形式不同分为酯化脂肪酸(EFA)与游离脂肪酸(FFA),正常生理浓度的FFA主要依靠脂类物质的分解及自身的再酯化利用两者之间的平衡来维持。多项研究证实[1~5],慢性高水平的FFA可通过损伤胰岛β-细胞功能、影响胰岛素分泌和诱导β-细胞的凋亡等途径参与胰岛素抵抗(IR)的发生。对于存在IR状态的多种疾病,如2型糖尿病(T2DM)、代谢综合征(MS)来说,这类慢性疾病不仅本身不能彻底治愈,而且并发症较多较重,严重影响了患者全身的生理机能,因此研究脂类代谢的异常途径,寻找潜在的疾病标志物,对于疾病的预防控制、治疗均有重要意义。所以,脂肪酸的分析检测成为至关重要的一步。
研究目的:本研究旨在利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)建立血清脂肪酸的分析检测平台,研究T2DM、MS、肥胖患者血清中代表性的十一种脂肪酸(C14∶0、C16∶1、C16∶0、C18∶1、C18∶2、C18∶0、C20∶5、C20∶4、C20∶2、C20∶0、C22∶6)含量分别与其正常对照组之间的差异,找出异常的脂肪酸标志物,有利于对脂毒性机制进行深入的阐述,针对脂类物质分解途径探讨出新的防治T2DM的干预途径,改善细胞分泌胰岛素的功能及提高胰岛素敏感性,也为T2DM的防治提供科学理论依据。
实验内容及结果:实验中优化对血清中脂肪酸的分离提取及衍生化方法,建立GC-MS分析条件,选用外标法建立各类脂肪酸标准曲线,最后对各类血清标本中脂肪酸进行定性定量分析。
在建立的脂肪酸GC-MS分析检测方法中考察了脂肪酸提取分离及衍生化方法中的各项指标:各类脂肪酸的加标提取回收率基本保证在80%-110%之间,对比分析了两种衍生化方法甲酯化与硅氧烷化的优劣,最终选择使用甲酯化对血清中脂肪酸进行衍生化;衍生化试剂的用量选择;衍生化反应的时间问题;GC-MS各参数条件的调试及确定,运用质控样品(QC)对方法精密度考察:日内QC考察相对标准偏差(RSD)小于6%,日间QC考察RSD小于8%。此条件下脂肪酸的总离子流(TIC)图表明:确定的GC-MS分析条件能够实现对十一种脂肪酸的一次性分离,且分离度较好,各脂肪酸以浓度为横坐标,峰面积积分为纵坐标的线性回归方程,线性良好,相关系数R均大于0.999,且方法重现性较好,实现了对正常组、糖尿病组、代谢综合组等血清标本中十一种脂肪酸(包括酯化脂肪酸EFA、游离脂肪酸FFA)的定性、定量检测。
本研究最后采用SPSS17.0统计分析软件对采集到的数据进行t检验分析,实验数据以均数±标准差(x±s)表示。MS组、T2DM组与正常对照组相比各类脂肪酸在总含量(TFA)与FFA含量上均有上升趋势,统计分析结果显示MS组相对于正常组来说,在0.05统计水平上,各类脂肪酸总含量浓度升高不显著,但FFA则存在C20∶2、C22∶6两种脂肪酸浓度的显著升高。T2DM组相对于正常组有四种脂肪酸总含量(C14∶0、C16∶1、、C18∶1、C22∶6)的显著升高,C14∶0、C161、C16∶0、C18∶2、C18∶1、C20∶5、C20∶4、C20∶2、C22∶6游离脂肪酸含量也均有升高,差异有统计学意义(P<0.05);某些脂肪酸在T2DM与MS之间也存在显著定量差异;肥胖、超重儿童与同龄正常体重儿童相比,脂肪酸含量也有升高,个别种类脂肪酸差异有统计学意义(P<0.05)。
结论:本研究中建立的脂肪酸GC-MS分析方法较完善,稳定性及重现性较好,对血清标本的定量统计分析结果提示MS与T2DM状态下脂肪酸代谢尤其是FFA代谢发生紊乱,FFA水平升高可能与IR的产生存在密切关系。正常对照、MS、T2DM三组中多数脂肪酸浓度呈逐步上升趋势,提示在病情的逐步演进过程中脂肪酸的组成发生了显著变化,高浓度的FFA可能参与了病情的发生发展,糖尿病状态受到的脂质化损伤可能会相对更严重,患者的某些临床表现如血液粘滞性升高、血管病变等可能与血清中高浓度的C16∶0、C20∶4等脂肪酸相关。