中华预防医学杂志    2016年03期 胰岛素相关指标在超重肥胖成年人体脂率与血压关联中的中介效应    PDF     文章点击量:2815    
中华预防医学杂志2016年03期
中华医学会主办。
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阳益德 杨宜婷 付连国 王烁 从仁怀 汪晓凌 王政和 马冬梅 马蕊 邹志勇 马军
YangYide,YangYiting,FuLianguo,WangShuo,CongRenhuai,WangXiaoling,WangZhenghe,MaDongmei,MaRui,ZouZhiyong,MaJun
胰岛素相关指标在超重肥胖成年人体脂率与血压关联中的中介效应
Mediating effect of insulin related indices on the association between body fat with blood pressure among overweight adults
中华预防医学杂志, 2016,50(3)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2016.03.007
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投稿日期: 2015-08-27
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胰岛素相关指标在超重肥胖成年人体脂率与血压关联中的中介效应
阳益德 杨宜婷 付连国 王烁 从仁怀 汪晓凌 王政和 马冬梅 马蕊 邹志勇 马军     
阳益德 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
杨宜婷 无限极(中国)有限公司研发中心
付连国 蚌埠医学院预防医学系
王烁 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
从仁怀 无限极(中国)有限公司研发中心
汪晓凌 无限极(中国)有限公司研发中心
王政和 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
马冬梅 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
马蕊 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
邹志勇 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
马军 100191 北京大学公共卫生学院 北京大学儿童青少年卫生研究所
摘要: 目的  分析超重肥胖成年人体脂率与血压关联中胰岛素相关指标的中介效应。方法  采用志愿者招募的形式,于2014年4—5月,利用方便抽样方法选取在北京市居住1年以上、20~55岁的超重或肥胖者为研究对象,研究对象均在某体检中心经过医生严格的检查。排除标准:心、肺、肝、肾等重要脏器疾病和身体发育异常、残疾、畸形和继发性肥胖等疾病患者,以及正在服用降压药、降脂药、降糖药等药物者。最终共调查1 221名。采用自行设计调查问卷,调查研究对象的出生日期、性别、服用药物情况(降压药、降脂药、降糖药)及既往病史等,及其身高、体重、血压、空腹胰岛素水平、体脂率等,并计算BMI。采用中介效应模型计算体脂率与血压关联中的总效应值(c)、体脂率与胰岛素相关指标的关联(a)以及中介效应值,分析体脂率与血压关联中胰岛素相关指标的中介效应。结果  男性和女性体脂率与SBP均呈正相关(c值分别为0.25±0.05和0.19±0.03,P值均<0.001)。男性的体脂率与空腹胰岛素水平和胰岛素抵抗水平(HOMA-IR)均呈正相关,与胰岛素敏感性(HOMA-%S)呈负相关(a值分别为0.28±0.05、0.24±0.05和-0.29±0.05,P值均<0.001);女性的体脂率与空腹胰岛素水平、HOMA-IR均呈正相关,与HOMA-%S呈负相关(a值分别为0.21±0.04、0.20±0.04和-0.13±0.04,P值均<0.001)。女性体脂率与SBP的关联中,空腹胰岛素水平、HOMA-IR及HOMA-%S中介效应百分比分别为13.78%,18.3%和5.98%;女性体脂率与DBP关联中,空腹胰岛素水平、HOMA-IR中介效应百分比分别为11.98%和14.13%。结论  在女性体脂率与血压关联中胰岛素相关指标具有中介效应。
关键词 :胰岛素;脂肪体;血压;肥胖症;中介效应
Mediating effect of insulin related indices on the association between body fat with blood pressure among overweight adults
YangYide,YangYiting,FuLianguo,WangShuo,CongRenhuai,WangXiaoling,WangZhenghe,MaDongmei,MaRui,ZouZhiyong,MaJun     
School of Public Health & Institute of Child and Adolescent Health, Peking University, Beijing 100191, China
Corresponding author: Ma Jun, Email: majunt@bjmu.edu.cn
Abstract:Objective  To examine the contribution of insulin related indices on the association between body fat and blood pressure among overweight adults.Methods  From April to May 2014, based on convenience sampling, we recruited overweight and obese volunteer participants aged 20-55 years living in Beijing at least 1 year through a strict examination by doctors in a physical examination center. In this study, we excluded the participants who reported suffering from any severe heart, lung, liver or kidney organic diseases, and abnormal development, disabilities, and secondary obesity caused by other disease. Also participants with use of antihypertensive drugs, hypoglycemic drugs and lipid lowering drugs were excluded for this study. A total of 1 221 participants were investigated in this study. With a simple self-designed questionnaire, the birthdates, sex, drug use, and disease history were examined. Participants' blood pressure (BP), percentage of body fat (PBF), glucose and fasting insulin level were measured. Mediation analysis was used to analyze the total effect of PBF on BP (c), the association between PBF and insulin related indices (a), and the mediation effect of serum fasting insulin level/HOMA-IR/HOMA-%S on relation between PBF and systolic/diastolic blood pressure (SBP/DBP).Results  PBF was positively associated with SBP (c=0.25±0.05 and 0.19±0.03 for male and female, respectively, P<0.001). In males, PBF was positively associated with fasting insulin level and HOMA-IR (a=0.28±0.05 and 0.24±0.05, P<0.001), and negatively associated with HOMA-%S (a=-0.29±0.05, P<0.001); in females, PBF was positively associated with fasting insulin level, HOMA-IR (a=0.21±0.04 and 0.20±0.04, P<0.001), and negatively associated with HOMA-%S (a=-0.13±0.04, P<0.001). In further mediation analysis for female participants, fasting insulin level/HOMA-IR/HOMA-%S played mediation roles in the relation between PBF and SBP, with ratio of mediation of 13.78%,18.3%, and 5.98%. Fasting insulin level/HOMA-IR also mediated the relation between PBF and DBP, with mediation ratio of 11.98% and 14.13%.Conclusion  In overweight/obese female participants, insulin related indices mediated the relation between PBF and BP.
Key words :Insulin;Fat body;Blood pressure;Obesity;Mesomeric effect
全文

2001年,高血压是首位的死亡危险因素,全球13.5%的早死亡归因于高血压[1]。我国的心血管疾病尤其高血压问题十分严峻[2]。根据2010年大规模的成年人高血压患病调查显示,我国高血压患病率为38.0%,相当于每10名成年人中超过3名患有高血压[3]。而超重肥胖与高血压的发生、发展均密切相关[4,5]。目前针对肥胖型高血压的研究日趋增加,虽病因尚不清楚,但其与肥胖两者的关联可能与饮食、超重肥胖导致的代谢紊乱等有关,如胰岛素抵抗及血脂异常等[6]。体脂肪含量升高与空腹胰岛素水平及胰岛素抵抗等密切相关,而空腹胰岛素水平异常及胰岛素抵抗与血压升高可能存在关联[7],其中空腹胰岛素水平及胰岛素抵抗等指标是否具有中间效应还少有研究。本研究将以超重肥胖成年人为研究对象,探索胰岛素相关指标在体脂率与血压关联的中介效应,为揭示肥胖与高血压关联的内在机制提供线索。

对象与方法  

1.对象:  本研究采用志愿者招募的形式,于2014年4—5月,利用方便抽样方法选取居住北京市1年以上、20~55岁超重或肥胖者为研究对象,研究对象均在某体检中心经过医生严格的检查。排除标准:心、肺、肝、肾等重要脏器疾病和身体发育异常、残疾、畸形和继发性肥胖等疾病患者,以及正在服用降压药、降脂药、降糖药等药物者。最终共调查1 221名。所有研究对象均签署了知情同意书。本研究已通过了北京大学医学部伦理委员会审批(批号:IRB00001052-13086)。

2.调查内容:  采用自行设计的基本情况问卷,调查出生日期、性别、服用药物情况(降压药、降脂药、降糖药)及既往病史(心、肺、肝、肾等重要脏器疾病和身体发育异常、残疾、畸形以及继发性肥胖等疾病)。

3.体格检查:  (1)身高和体重:身高精确到0.1 cm,仪器为身高坐高计(标尺杆分两段;型号:TZ;蚌埠市恒盛体检设备有限公司生产);体重精确到0.1 kg,仪器为人体秤(杠杆式、附身高计杆;型号:RGT-140;蚌埠市恒盛体检设备有限公司生产);根据身高体重计算BMI。(2)血压:采用水银血压计(型号:XJ11D;上海玉兔牌)测量SBP和DBP,重复测量两次取平均值为最终血压,如两次测量差值超过10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)需测量第三次,记录相近两次测量值。本研究编制了规范的体检手册,检测人员均经过规范化培训,且考核合格后进行现场测量。(3)血生化检测:使用日本奥林巴斯株式会社全自动生化仪AU400、美国西门子试剂盒,利用氧化酶法检测空腹血糖水平,使用西安核仪器厂γ放射免疫计数器XH-6080,采用血清利用放射免疫法检测空腹胰岛素水平。采用HOMA(homeostasis model assessment)稳态模型评估个体的胰岛素抵抗水平(HOMA-insulin resistance,HOMA-IR)及胰岛素敏感性(HOMA-sensitivity,HOMA-%S)。HOMA-IR=空腹血糖水平(mmol/L)×空腹胰岛素水平(mU/L)/22.5[8];HOMA-%S(%)=1/HOMA-IR[9]。(4)体脂率:采用双能X线吸收法(dual energy X-ray absorptiometry,DXA)测量,仪器为DXA(GE Healthcare,Lunar iDXAME+210205,美国),由专业医师测量受试者的全身体脂率,采用标准模式扫描,X射线剂量0.4 LGy,支持电流0.15 A。

4.诊断标准:  根据中国肥胖问题工作组制定的《中国成人超重和肥胖症预防与控制指南》标准筛查超重或肥胖人群[10]:超重:24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2,肥胖:BMI≥28 kg/m2

5.统计学分析:  采用EpiData 3.0进行数据双录入,核对无误后导入SPSS 17.0软件进行统计学分析。根据Baron和Kenny[11]提出的中介效应理论,将胰岛素相关指标(空腹胰岛素水平、HOMA-IR、HOMA-%S)作为中介变量(mediator,M),体脂率为自变量(x),血压为因变量(y)进行中介效应分析。xy的总效应c可被分解为直接效应c'和间接效应abax对于M的效应,b为控制xM对于y的效应。当cab经统计学检验同时显著时,则进一步分析中介效应,否则认为不具中介效应。采用Preacher和Hayes[12]编制的SPSS程序进行中介效应分析,采用Sobel法检验中介效应,中介效应模型如图1所示。为便于不同指标间中介效应大小比较,将血压、体脂率、空腹胰岛素水平、HOMA-IR及HOMA-%S均分性别进行标准化处理,中介效应分析采用标准化变量统计分析。所有分析均校正年龄。经检验,研究对象身高、体重、血压、血生化检测指标和体脂率以及abcc'均符合正态分布,采用均数和标准误()表示,采用t检验比较不同组间上述指标差异。采用χ2检验比较不同性别研究对象的年龄差异。以P<0.05为差异有统计学意义。

图1胰岛素相关指标在体脂率与血压关联中中介效应模型图

结果  

1.基本情况:  1 221名研究对象的年龄为(36.6±8.9)岁。其中,男性455名(37.3%),年龄为(34.53±7.97)岁,女性766名(62.7%),年龄为(37.78±9.2)岁,年龄差异有统计学意义(t=-6.51,P<0.001)。男性20~29和30~39岁组人数较多,分别占27.15%和48.13%,女性30~39和40~49岁组较多,分别占41.03%和23.83%(P值均<0.001)。女性体脂率及HOMA-%S均高于男性(P值均<0.05),男性空腹胰岛素水平、SBP、DBP及HOMA-IR均高于女性(P值均<0.001)。详见表1

表1不同性别调查对象基本情况比较(n=1 221)

2.超重肥胖人群体脂率、胰岛素相关指标及血压之间的关联分析:  男性和女性体脂率与SBP均呈正相关(c值分别为0.25±0.05和0.19±0.03,P值均< 0.001)。男性的体脂率与空腹胰岛素水平和HOMA-IR均呈正相关,与HOMA-%S呈负相关(a值分别为0.28±0.05、0.24±0.05和-0.29±0.05,P值均<0.001);女性的体脂率与空腹胰岛素水平、HOMA-IR均呈正相关,与HOMA-%S呈负相关(a值分别为0.21±0.04、0.20±0.04和-0.13±0.04,P值均<0.001)。详见表2

表2胰岛素相关指标在不同性别超重人群体脂率与SBP和DBP关联中的中介效应(

3.胰岛素相关指标在超重肥胖人群体脂率与血压关联中的中介效应:  女性体脂率与SBP的关联中,空腹胰岛素水平具有中介效应(P=0.002),中介效应百分比为13.78%;HOMA-IR的中介效应值为0.035(95%CI:0.017~0.053,P<0.001),中介效应百分比为18.30%;HOMA-%S的中介效应相对较小(P=0.038),中介效应百分比为5.98%。女性体脂率与DBP的关联中,空腹胰岛素水平具有中介效应(P=0.003),中介效应百分比为11.98%;HOMA-IR的中介效应值为0.03(P=0.001),中介效应百分比为14.13%。胰岛素相关指标在男性的体脂率与血压关联中无中介效应。详见表2

讨论  肥胖与高血压密切相关,但目前肥胖与高血压关联的内在机制尚不明确[13,14]。关于肥胖型高血压内在机制目前研究主要集中在肥胖导致交感神经活性增强,瘦素及胰岛素异常等引起微小血管功能改变,脂肪组织肾素-血管紧张素系统改变等方面[7,15,16]。本研究通过准确的DXA法测得体脂率,分析其与血压关联,并探讨胰岛素相关指标在超重肥胖者中对于体脂率与血压关联的中介效应,为探索肥胖与高血压关联的内在原因提供线索。
        本研究分析发现胰岛素相关指标在超重肥胖人群中在女性群体中与血压关联具有统计学意义,而在男性中关联不明显。Marcovecchio等[17]的肥胖儿童研究也发现体脂肪含量及胰岛素抵抗均为影响血压的重要因素,其采用动态监测血压发现SBP与HOMA-IR相关系数为0.26,DBP与HOMA-IR相关系数为0.34。而在四川彝族人群中研究也发现胰岛素抵抗与原发性高血压显著相关,OR值高达2.55[18]
        中介效应分析显示仅在超重肥胖女性中胰岛素相关指标对体脂率与血压的关联中起着中介作用,其中HOMA-IR中介效应最为明显,其对体脂率与SBP和DBP的关联中介百分比分别为18.3%和14.13%。这说明胰岛素抵抗可能在对女性超重肥胖者中体脂肪含量高导致血压升高的机制具有一定介导作用。前期研究发现,在女性肥胖人群中,LDL在体脂率与血压关联中的中介百分比仅为9.26%[19],说明相比血脂异常,可能胰岛素抵抗在体脂肪与血压关联中起着更大的作用。Correia-Costa等[20]采用BMI和/或腰围身高比分析脂肪与血压关联中胰岛素抵抗的中介效应,同样发现HOMA-IR在两者关联中起着重要作用,腰围身高比与血压关联中在4岁女童中有20.5%由胰岛素抵抗介导,而在男童中仅为9.4%。与Correia-Costa等[20]研究不同的是本研究采用指标为DXA法测得体脂率,指标能更为客观反映体脂。但本研究未发现男性中胰岛素抵抗对于体脂与血压关联的中介效应,提示可能两者关联的内在机制可能有性别差异,有研究发现胰岛素抵抗的心血管代谢效应有性别差异,而差异是由男女激素水平或生活方式的不同所致[21]。有研究表明,女性体内相对男性较多的雌激素与胰岛素敏感性在女性中的关联较强[22],而在男性中可能睾酮对体脂肪和代谢相关异常存在更大的介导作用[23]
        目前胰岛素抵抗在肥胖导致高血压的病因机制中也有一些生物学解释。有研究者认为超重肥胖者随着体脂肪含量的增加易出现胰岛素紊乱,而胰岛素介导的毛细血管稀疏或其他原因导致的微血管功能障碍,会导致糖原及胰岛素向骨骼肌的转运发生变化,然后导致胰岛素抵抗。同时微血管功能障碍通过小动脉和毛细血管功能和/或结构退化及小动脉的收缩,外周阻力增加,进而使血压升高[7]。而Chan等[24]发现在慢性肾病患者中胰岛素抵抗与动脉硬化独立相关,可能这也是胰岛素抵抗与高血压相关的潜在机制之一。

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