小于胎龄儿出生后早期追赶生长与胰岛素敏感性关系分析
王新利 崔蕴璞 韩彤妍 叶鸿瑁
(北京大学第三医院儿科,北京,100083)
摘要:目的SGA儿在新生儿期即存在胰岛素敏感性降低,但随后追赶生长与胰岛素敏感性关系目前尚不清楚,本研究旨在探讨小于胎龄儿生后早期的追赶生长与胰岛素敏感性关系。方法采用前瞻性研究方法,分析44名SGA儿与74名AGA儿3个月时的餐前血糖、胰岛素及HOMA值,以及SGA儿的追赶生长与上述指标的关系。结果SGA儿3月龄时餐前胰岛素及HOMA值均显著高于AGA儿;SGA儿追赶生长速度与胰岛素及HOMA值呈明显负相关关系,其偏相关系数分别为-0.35,P=0.02;-0.36,P=0.01。在SGA儿中13名无追赶生长者(3月龄时的体重SDS值-出生体重的SDS值<0.1),其胰岛素水平和HOMA值均显著高于生后3天(胰岛素20.97±14.07μIU/ml vs 10.59±9.36μIU/mlP=0.016; HOMA值3.99±2.89 vs 1.80±1.66p=0.08)。结论SGA儿生后早期的追赶生长与胰岛素敏感性密切相关,此时的生长迟缓很可能会导致胰岛素敏感性进一步降低。
关键词:追赶生长;小于胎龄儿;胰岛素敏感性
Postnatal early catchup growth and insulin senstivity in small
for gestational age (SGA) infants
Wang xinliCui yunpuHan tongyanYe hongmao
(Department of Pediatrics, Peking University Third Hospital, Beijing 100083, P. R. China)
Abstract: ObjectiveThe children of small for gestational age (SGA) have lower insulin sensitivity even in neonates, but it is not clear about the relationship between postnatal catchup growth and change in insulin sensitivity in those. This study aimed to explore the relationship between the catchup growth in the early postnatal stage for children of small for gestational age and the insulin sensitivity. Methodsprospective study method is adopted to analyze the fasting glucose, insulin and HOMA value in 44 SGA infants and 74 AGA infants aged 3 months old, and the association of the catchup growth in 44 SGA infants with the abovementioned indicators. ResultsSGA infants aged 3 months old had significantly higher fasting insulin concentration and HOMA value than AGA infants. There was an obvious relationship of negative correlation between the velocity of catchup growth and the insulin concentration and HOMA value in SGA infants, and the partial correlation coefficients thereof were respectively -0.35, p =0.02; -0.36, p=-0.01. In SGA group, 13 noncatchup growth infants (weight SDS aged 3 months old birth weight SDS < 0.1) had significantly higher fasting insulin concentration and HOMA value than such concentration and value had been on the third day after birth(insulin: 0.97±14.07μIU/ml vs 10.59±9.36μIU/ml P=0.016; HOMA value: 3.99±2.89 vs 1.80±1.66 p=0.08). Conclusions Catchup growth was closely associated with insulin sensitivity in early postnatal life for SGA infants, and poor growth might lead to further decrease in insulin sensitivity in SGA infants during that period of time.
Keywords: catchup growth;small for gestational age (SGA);insulin senstivity
小于胎龄(SGA)儿往往是由于宫内生长受限所致,近年来诸多成人期回顾性流行病学研究发现宫内生长受限的低出生体重儿与成人期胰岛素抵抗综合症的发生密切相关[1,2],该结果虽已在动物实验中得到证实[3],但迄今为止对其机理仍不清楚。
近期一些研究发现SGA儿在新生儿期即存在胰岛素敏感性改变[4,5],但并不是所有宫内生长受限儿成年后均出现胰岛素抵抗综合征,显然出生后的生长发育过程对胚胎期建立起来的尚未完全成熟的代谢系统产生了一定的修饰。
SGA儿在生后第一年会出现明显的追赶生长,尤其是前半年[6],但目前有关SGA儿出生后追赶生长发生的时间、速度和程度与胰岛素敏感性关系,尚未见相关研究报道。故本研究采用前瞻性研究方法对SGA生后早期的追赶生长与胰岛素敏感性关系进行了分析。
资料与方法
1 研究对象
所有于2002年6-12月在北京大学第三医院产科出生的SGA儿,且除外新生儿畸形、湿肺、新生儿呼吸窘迫综合症、围产窒息以及母亲妊娠糖尿病,同时家长同意加入本研究的新生儿均列为研究对象,并根据胎龄分为足月SGA和早产SGA两组。对照组随机选自同期在北京大学第三医院产科出生的适于胎龄(AGA)儿,且除外上述疾病,并征得家长同意,同样分为足月AGA和早产AGA两组。SGA与AGA的诊断标准是依据中国15城市不同胎龄新生儿出生体重正常值表(1986~1987)将出生体重小于胎龄应有体重第10百分位者诊断为SGA儿;将出生体重位于胎龄应有体重第10~90百分位者诊断为AGA儿。
2 方法
体格检查:所有入选新生儿均由专人测量出生体重、头围、胸围和身长;出生后满3个月(早产儿为纠正年龄满三个月)再次于上午食奶前由专人测量上述指标。参照中国15城市不同孕周新生儿出生体重、身长值, 计算出生时的身长和体重的SDS值, SDS=(身高或体重的实测值-同性别同孕周身高或体重的均值)/标准差;根据中国城市0-18岁男童、女童体格发育衡量数字,计算三个月时的身高或体重的SDS值, SDS=(实际-同年龄同性别身高或体重的均值)/标准差,ΔSDS是每个孩子SDS的变化值,ΔSDS=3个月时的体重或身高的SDS值-出生时体重或身高的SDS值。根据SDS体重的变化值(ΔSDS体重)将SGA婴儿分为无追赶生长组,即ΔSDS体重<0.1;追赶生长组,即ΔSDS体重≥0.1,但<1;追赶生长良好组,即ΔSDS体重≥1。
化验检查:分别于生后第3-4天和生后3个月(早产儿为纠正年龄3个月)晨8-10点,哺乳前取足跟血300uL做血糖、真胰岛素化验,血糖采用干化学快速定量法测定,真胰岛素采用ELISA法,试剂购置美国DSLabs。用内稳态模式评估公式(HOMA)评价胰岛素敏感性,HOMA值越高,胰岛素敏感性越差。
3 统计学分析
用SPSS 11.0 for Windows 统计软件包进行协方差分析、配对t检验和偏相关分析。所有变量在统计分析前均进行正态检验,对偏态系数(Skewness)>2.0的变量,在分析时进行了对数(Ln)转换。
结果
1 入选新生儿的平均孕周、出生测量情况
及胰岛素敏感性分析
入选新生儿期共296名,男婴177名;女婴119名。男婴与女婴相比出生体重、身长、血糖、胰岛素及HOMA值均无统计学差异,故本研究在对SGA和AGA新生儿比较时采用男女合并,对性别修正后进行分析。
在足月和早产新生儿中AGA与SGA组的平均胎龄、出生测量及胰岛素敏感性情况见表1,其中平均胎龄在足月AGA与足月SGA、早产AGA与早产SGA之间无显著性差异,出生时体格测量指标及身长体重的SDS值足月及早产SGA组均小于足月及早产AGA组(P<0.00)。虽然在足月新生儿和早产新生儿中,餐前血糖水平SGA组与AGA组均无显著性差异,但是血清胰岛素水平和HOMA值SGA组均显著高于AGA组。
表1SGA与AGA新生儿的平均胎龄、出生测量及胰岛素敏感性情况
2 3月龄时体格测量比较及胰岛素敏感性
分析
296名新生儿中有118名年龄达3月龄时做了身长、体重及胰岛素敏感性检测,其中男婴68名;女婴50名,在各组中的分布见表2。各组中进行随访与未随访的小婴儿其出生时的出生测量值、血糖及胰岛素水平无统计学差异。
随访所测得的体重、身长、血糖及胰岛素水平男婴与女婴相比均无统计学差异,故在对SGA和AGA婴儿比较时同样采用男女合并,对性别修正后进行分析。
表2SGA与AGA婴儿3个月时体格测量值及胰岛素敏感性比较(χ-±s)
生后年龄达3个月时AGA儿与SGA儿的体格测量及胰岛素敏感性情况见表2。虽然3个月时在早产和足月SGA组的身高、体重以及身高、体重的SDS值仍显著低于AGA组,但SDS体重的变化值,SGA组则高于AGA组,其中在足月儿中,该差异达到统计学意义。SDS身长的变化值SGA组略高于AGA组,但不论早产还是足月均未达到统计学差异;在早产和足月SGA组中,平均胰岛素水平和HOMA值均显著高于AGA组,不仅如此,他们的血糖水平也高于AGA组。
3 追赶生长与胰岛素敏感性分析
在44名SGA婴儿中,无追赶生长、追赶生长和追赶生长良好者分别为13、24和7例,他们出生后3天与3月龄时的血糖、胰岛素及HOMA值见表3和表4,3组间血糖、胰岛素水平及HOMA值比较时分别对孕周、性别进行了修正,生后3天,3组之间血糖、胰岛素以及HOMA值在统计学上均无显著性差异(见表3);3月龄时,3组之间胰岛素水平及HOMA值均存在显著差异,其中无追赶生长组具有最高的胰岛素水平和HOMA值,与生后三天相比出现了明显变化,配对t检验显示,在无追赶生长组,除血糖外,胰岛素水平及HOMA值均显著高于生后3天(P值分别为0.016和0.008)。
进一步采用偏相关分析,以胎龄为协变量,比较ΔSDS体重与3个月时的血糖、胰岛素及HOMA值关系,结果显示ΔSDS体重与胰岛素及HOMA值呈明显负相关关系,即追赶生长越快胰岛素水平及HOMA值越低,其偏相关系数分别为-0.35,P=0.02;-0.36,P=0.01,与血糖无关(r=-0.13,P=0.38)。
表3追赶生长与生后3天的胰岛素敏感性关系
表4追赶生长与3个月时的胰岛素敏感性关系
讨论
本研究采用前瞻性研究方法,通过设立AGA对照,比较分析了SGA儿生后3天和生后三个月的胰岛素敏感性,以及生后3个月追赶生长与胰岛素敏感性关系,发现SGA儿生后三天即存在胰岛素敏感性减低,3个月时这种现象依然存在;3月龄时虽已出现明显追赶生长,但不论足月儿还是早产儿均未达到完全追赶生长,且体重的追赶生长先于身高的追赶生长;SGA儿追赶生长速度与胰岛素敏感性密切相关,追赶速度越慢,胰岛素敏感性越低。
胰岛素敏感性是用来反映胰岛素刺激其靶器官摄取和利用葡萄糖的能力,当靶器官对胰岛素的作用出现抵抗时,一定剂量的胰岛素产生的生物学效应(降低血糖)将低于预计的正常水平,为维持体内糖代谢的平衡状态,机体会代偿性的增加胰岛素的分泌,因而出现继发性的高胰岛素血症[7]。目前用来测定胰岛素敏感性的方法有多种,如“正常血糖高胰岛素糖钳试验”“微小模型分析”等,但均需要多次取血,故不适合用于婴幼儿。在本研究中选用的是空腹胰岛素水平和HOMA值来评价胰岛素敏感性,空腹胰岛素水平和HOMA值越高胰岛素敏感性越低[8],目前这两种方法多用于流行病学调查。
以往大量成人期的回顾性流行病学调查发现低出生体重者易发生胰岛素抵抗综合征,因此产生了“胰岛素抵抗的胎源性假说”[9]。 该假说认为‘在胎儿发育的关键和敏感时期,胎儿营养不良会引起胎儿内分泌系统出现适应性调节,即降低外周组织(主要是骨骼肌)的胰岛素敏感性,使营养物质从新分配,以满足重要器官的生长发育,这种适应性改变很可能是永久性的’。由于成人期的研究很难消除在漫长的生活历程中诸多混杂因素(如肥胖、吸烟、缺乏体力活动等)的影响,因此“胎源性假说”最好的证据是检测生后不久的新生儿。本研究对生后3天的新生儿分析发现不论是早产还是足月SGA儿其餐前血糖水平与AGA儿相比无统计学差异,但餐前胰岛素水平及HOMA值均显著高于AGA儿,提示SGA儿生后3天即存在胰岛素敏感性减低。不仅如此,上述现象在3月龄的SGA儿中依然存在,该结果支持“胰岛素抵抗的胎源性假说”。
有关人类的生长发育研究发现,如果没有外界环境中不利于生长因素的存在,人体的生长发育过程将出现一定的轨迹现象。正在生长的人体,一旦因受到不利因素影响,出现生长发育延迟时,只要去除不利因素的影响,就会出现向原有生长曲线加速生长现象,即追赶生长(catchup growth)[10]。人体出生后第一年(婴儿期)是生长发育速度最快的一年,尤其是低出生体重儿在生后第一年会出现明显的赶上生长,约80%左右的低出生体重儿于生后2岁时达到完全追赶生长[7]。本研究显示3月龄时SGA儿的身长、体重虽然仍明显低于AGA儿,但从身长体重SDS变化值可以看出此时已出现追赶生长,且体重的追赶生长早于身长。有趣的是本研究发现SGA儿的追赶生长与胰岛素敏感性呈显著正相关关系,即追赶生长速度越快胰岛素敏感性越高,不仅如此,在本研究中将追赶生长分为3个等级分析发现,3月龄时无追赶生长组,其胰岛素敏感性较出生时更为降低,该结果提示生后早期的生长发育甚为重要,此时的生长迟缓很可能对胚胎期建立的尚未完全成熟的代谢系统产生放大损伤的作用。
目前有关SGA儿出生后早期的追赶生长与胰岛素敏感性关系国内均未见相关报道。国外对SGA儿在围青春期的研究发现过渡追赶生长者胰岛素敏感性降低[11,12],本研究认为生后早期(尤其是6个月以内)的追赶生长对代谢系统的影响与后期的追赶生长相比很可能存在本质差异,但该结果尚有待于扩大样本量,延长随访时间得到进一步证实。
参考文献
[1] Lithell HO, McKeigue PM, Berglund L, et al. Relation of size at birth to noninsulin dependent diabetes and insulin concentrations in men aged 50-60 years. BMJ, 1996, 312:406-410.
[2] MI J, Law C, Zang KL, et al. Effects of infant birthweight and maternal body mass index in pregnancy on components of the insulin resistance syndrome in China. Ann intern Med, 2000, 132:253-260.
[3] Park KS, Kim SK, Kim MS,et al. Fetal and early postnatal protein malnutrition cause longterm changes in rat liver and muscle mitochondria. J Nutr, 2003, 133(10):3085-90.
[4] 崔蕴璞,王新利,童笑梅等:宫内环境因素对新生儿胰岛素敏感性影响的研究 中华围产医学杂志, 2004, 7(1):32-36.
[5] Gray IP, Cooper PA, Cory BJ,et al. The Intrauterine Environment Is a Strong Determinant of Glucose Tolerance during the Neonatal Period, Even in Prematurity. J Clin Endocrinol Metab, 2002, 87(9):4252-4256.
[6] Karlberg J, AlbertssonWikland K, Baber FM, et al. Born smallforgestationalage infants: consequences for growth. Acta Paediatr Suppl, 1996, 417:8-13.
[7] Kahn SE, Prigeon RL, McCulloch DK, et al. Quantification of the relationship between insulin sensitivity and betacell function in human subjects. Diabetes, 1993, 42:1663-1672.
[8] Metthews DR, Hosker JP, Rudenski AS, et al. Homeostasis model assessment: insulin resistance and cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man. Diabetologia, 1985, 28:412-419.
[9] Kimm SYS. Fetal origins of adult disease: the Barker hypothesis revisited-2004. Curr Opin Endocrinol Diabetes, 2004, 11:192-196.
[10] Bart Boersma and Jan Maarten Wit. Catchup Growth. Endocrine Reviews, 1997, 18 (5):646-661.
[11] Eriksson J G, Forsén T, Tuomilehto J?,?et al. Catchup growth in childhood and death from coronary heart disease: longitudinal study. BMJ, 1999, 318:427-431.
[12] Forson T, Eriksson J, Tuomilehto J, et al. The fetal and childhood growth of persons who develop typo 2 diabetes. Ann intern Med, 2000, 133:176-182.