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研究背景与目的:我国已成为世界上老龄化速度最快,老年人口最多的国家之一。老龄化问题给我国医疗保健带来了严峻的挑战。一直以来,炎症、氧化应激均为衰老研究中的热点。高糖状态时体内衰老加速,炎症、氧化应激水平增加,但当前机制未明。通过探索不同糖耐量水平人群中衰老标志物端粒长度(LTL)及线粒体拷贝数(mtDNAcn)的关联及炎症、氧化应激在两者作用中的影响,能够为糖代谢异常人群中衰老加速的机制提供新线索。糖化血红蛋白(HbA1c)对衰老疾病指示和预测能力近来出现争议。寻找新的评价糖代谢与衰老指标,有利于衰老的个性化管理。血红蛋白糖基化个体差异(即血红蛋白糖基化指数(HGI))是炎症及代谢疾病的预测指标之一。对HGI与衰老、炎症及氧化应激关系的研究,可为衰老研究管理提供新的便于监测的指标。饮食作为体内糖基化产物重要来源以及炎症、氧化应激的关键影响因素是延缓衰老的有效管理手段之一。但目前尚缺乏基于中国居民饮食习惯的膳食模型以评价膳食的炎症潜力及饮食与衰老的关联。本研究拟建立基于我国饮食习惯的经验性膳食炎症评价模型,并探索其与衰老的关联,为健康老龄化提供评价及管理的新思路。综上,本研究将从机制、标志物、膳食管理等多角度全面探索不同糖代谢状态人群中衰老与炎症、氧化应激的关系。研究方法:本研究人群来自“北京昌平农村社区2型糖尿病管理项目”的基线人群。通过调查问卷获取患者一般人口学资料,24小时回顾法收集饮食数据。采集空腹生化指标及HbA1c。进行75g 口服葡萄糖耐量试验(OGTT),采集0、30、60、120分钟血糖(PG)、胰岛素(INS)、C肽(C-P)。通过聚合酶链式反应测定确定端粒长度(LTL)和线粒体DNA拷贝数(mtDNAcn)。测量了肿瘤坏死因子α(TNF α)和白介素-6(IL-6)、8-羟基脱氧鸟苷(8-oxo-dG)、超氧化物歧化酶活力值(SOD活力值)和谷胱甘肽还原酶(GR)。研究结果:1.不同糖耐量水平人群中衰老标志物间的关系及炎症、氧化应激在其中的作用共纳入450名研究对象,根据OGTT试验结果分为糖代谢正常(NGT,n=193)及糖代谢异常(AGM,n=257)组。Spearman相关分析显示LTL、mtDNAcn与TNFα、IL-6以及SOD活力值相关。糖代谢异常与短端粒对mtDNAcn减少呈现正向交互作用(S 1.14,95%CI(1.07,4.91))。LTL与 mtDNAcn 在 AGM 组呈正相关(r=0.214,p=0.001),但在NGT组无显著相关性。线性回归校正炎症指标后,LTL与mtDNAcn的关联消失(p=0.087)。中介效应分析显示TNF α在LTL与mtDNAcn的关联中发挥完全中介效应。2.血红蛋白糖基化个体差异与衰老及炎症、氧化应激的关联共纳入434名研究对象。HGI为实测HbA1c和依据空腹血糖(FPG)预测的HbA1c之差。将研究对象按照HGI三分位进行分组。高HGI组LTL较短,TNF α、SOD活力值、HbA1c水平较高。相关性分析显示HGI独立于HbA1c,与LTL(r=-0.25,p<0.001)及 TNF α(r=0.19,p<0.001)相关。HGI 与 mtDNAcn 无统计学关联。利用多元线性回归分析校正混杂因素后,HGI(β=-0.238,p=0.015)和TNF α(β=-0.020,p<0.001)均与LTL关联。有序Logistics回归分析显示,低、中HGI组有更长LTL的可能性分别是高HGI组的5.29倍(OR5.29,95%CI(2.45,11,41),p<0.001)和 2.41 倍(OR 2.41,95%CI(1.35,4.30),P=0.003)。中介效应分析显示 TNFα在HGI与LTL的关系中发挥中介效应,其中介效应可达30.39%。3.经验性炎症膳食模式与衰老及炎症、氧化应激的关系共纳入388名研究对象。根据膳食调查问卷计算膳食平衡指数(DBI)相关指数、基于西方饮食的经验性炎症饮食指数(EDIP)。利用降秩回归(RRR)开发中国经验性炎症饮食指数(CEDII)。研究对象按照CEDII三分位进行分组。高CEDII组以精制谷物等碳水化合物及肉蛋类蛋白质高摄入,低脂肪摄入的饮食模式中TNFα、IL-6更高,LTL、mtDNAcn更低。相关性分析显示CEDII与TNF α(r=0.32,p<0.001)、IL-6(r=0.14,p=0.012)、SOD 活力值(r=0.13,p=0.020)正相关,与LTL(-0.15,p=0.003)及 mtDNAcn(r=-0.18,p<0.001)负相关。DBI 衍生指数、EDIP 与炎症及衰老指标无相关性。线性回归分析校正年龄、性别、糖脂代谢、能量摄入等混杂因素后 CEDII 与 LTL(β=-0.332,p=0.024)及 mtDNAcn(p=-0.072,p=0.026)仍呈负向关联。亚组分析表明在在糖脂代谢及高血压人群中高CEDII饮食,LTL缩短风险更高。研究结论:1.炎症和氧化应激在端粒和线粒体功能障碍中发挥重要作用。在糖耐量异常人群中观察到伴随端粒磨损,线粒体功能障碍加重。端粒-线粒体相互作用可能是糖耐量异常人群不同于糖耐量正常人的衰老机制之一。TNF α在其中发挥完全中介效应。2.发现血红蛋白糖基化个体差异是独立于HbA1c的端粒磨损预测指标,HGI有望成为老龄化综合管理的评价指标之一。TNF α部分介导两者之间的关联。本研究并未发现HGI与mtDNAcn间的关联。3.开发中国经验性炎症饮食模型。体内高炎症的膳食模式以精制谷物等碳水化合物及肉蛋类蛋白质高摄入,低脂肪摄入的为特征。反映炎症的膳食模式与衰老进程关联。在代谢异常人群中两者关联更明显。相比之下,DBI衍生指数、EDIP与炎症及衰老指标无相关性。CEDII对健康老龄化的综合管理具有一定指导意义。本研究发现了糖耐量异常人群存在异常的端粒和线粒体的相互作用,提示了衰老加速的可能机制。证明了血红蛋白糖基化的个体差异与个体衰老关联,为评价衰老进程提供新的指标。建立了适用于我国评价膳食炎症潜力模型的,构建了膳食、炎症、衰老的桥梁,为衰老个性化管理提供了新策略。