血清锌浓度与胰岛素抵抗替代标志物的关联：一项基于人群的横断面研究

《Scientific Reports》：Association of serum zinc concentration with multiple surrogates of insulin resistance in a population-based study

本研究针对全球日益增长的胰岛素抵抗（IR）问题，探讨了血清锌（SZn）浓度与多种IR替代标志物的关联。研究人员通过对3078名伊朗成年人进行横断面分析，发现SZn浓度升高（>119μg/dL）与TyG指数和TG-to-HDL-C比值定义的IR风险显著相关（OR分别为1.32和1.34）。结果表明，环境锌暴露可能导致脂代谢紊乱和IR风险增加，为理解微量元素失衡与代谢疾病的关系提供了新视角。研究发表于《Scientific Reports》，为IR的早期识别和预防提供了重要依据。

　　

在全球范围内，胰岛素抵抗（Insulin Resistance, IR）的患病率持续攀升，这种病理状态不仅是2型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM）的核心环节，更是肥胖、代谢综合征、心血管疾病乃至某些恶性肿瘤的共同土壤。尽管高胰岛素-正常血糖钳夹技术（Hyperinsulinemic-Euglycemic Clamp, HEC）是评估胰岛素敏感性的“金标准”，但其操作复杂、成本高昂，难以在常规临床和大型流行病学调查中普及。因此，研究者们开发了多种替代指标，如稳态模型评估的胰岛素抵抗指数（Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance, HOMA-IR）、甘油三酯-葡萄糖指数（Triglyceride-Glucose Index, TyG Index）、TyG-体重指数（TyG-Body Mass Index, TyG-BMI Index）、胰岛素抵抗代谢评分（Metabolic Score for Insulin Resistance, METS-IR）以及甘油三酯与高密度脂蛋白胆固醇比值（Triglyceride-to-High-Density Lipoprotein Cholesterol Ratio, TG-to-HDL-C Ratio），以期更便捷地识别IR高危个体。

锌，作为人体内含量第二的必需微量元素，在胰岛素的合成、储存、分泌及降解过程中扮演着不可或缺的角色，对维持葡萄糖稳态至关重要。然而，锌对人体健康的影响具有双重性。适量锌是维持正常胰岛素信号传导所必需的，但过量的锌，尤其是来自环境污染物（如受污染的土壤、水体、工业活动、化妆品等）的锌，其与IR的关系尚不明确。在伊朗德黑兰等地区，人群的平均血清锌浓度（112 ± 37.1 μg/dL）显著高于全球平均水平（75-90 μg/dL），且已有研究提示其与糖尿病和代谢综合征风险升高相关。鉴于膳食摄入难以解释如此高的锌水平，环境暴露可能是重要原因。那么， elevated serum zinc concentrations (SZn) 是否会增加胰岛素抵抗的风险？其与不同的IR替代标志物之间又存在怎样的关联？为了回答这些问题，由Fateme Ghafouri-Taleghani、Zahra Bahadoran、Sajad Jeddi、Maryam Tohidi和Fereidoun Azizi组成的研究团队，利用德黑兰脂质与葡萄糖研究（Tehran Lipid and Glucose Study, TLGS）第四阶段（2009-2011年）的大规模人群数据，开展了一项横断面研究，旨在探讨SZn浓度与五种IR替代标志物（HOMA-IR, TyG指数, TyG-BMI指数, METS-IR, TG-to-HDL-C比值）之间的潜在联系。该研究结果发表于《Scientific Reports》杂志。

为开展此项研究，作者主要运用了几项关键技术方法。研究基于德黑兰脂质与葡萄糖研究（TLGS）这一前瞻性队列的第四阶段人群（样本队列来源），共纳入3078名21岁以上成年人。血清锌浓度的测量采用火焰原子吸收光谱法（Flame Atomic Absorption Spectrometry, FAAS）。胰岛素抵抗的替代指标则通过采集的空腹血样计算获得，包括HOMA-IR、TyG指数、TyG-BMI指数、METS-IR和TG-to-HDL-C比值，并采用既定的切点值来定义IR。统计分析采用了多变量线性回归和逻辑回归模型，并调整了年龄、性别、腰围等多种潜在混杂因素，以确保结果的可靠性。

研究结果

参与者的基本特征

本研究最终纳入了3078名参与者，平均年龄为48.8±14.5岁，男性占39.8%。参与者的平均血清锌浓度为112±37.1 μg/dL。根据不同的IR替代指标，IR的患病率分别为：HOMA-IR 28%，METS-IR 17.3%，TyG指数 58.8%，TyG-BMI指数 65.4%，TG-to-HDL-C比值 63.3%。当按血清锌浓度三分位数分组后（T1: <91.3 μg/dL, T2: 91.3-119 μg/dL, T3: ≥119 μg/dL），研究发现，处于最高锌浓度三分位数组（T3）的参与者，其TyG指数、总胆固醇（Total Cholesterol, TC）和甘油三酯（Triglyceride, TG）水平均显著高于最低三分位数组（T1）。此外，各组在慢性疾病史和用药情况方面无显著差异。

血清锌浓度与代谢参数的线性关联

多变量线性回归分析显示，在校正了年龄、性别、腰围、吸烟、体力活动水平、绝经状态和降糖药使用等因素后，血清锌浓度（每增加一个标准差，37.1 μg/dL）与甘油三酯（TG）水平（β = 3.82, SE = 1.63, P = 0.020）以及TyG指数（β = 0.026, SE = 0.010, P = 0.007）呈显著正相关。这表明血清锌浓度越高，个体的TG水平和TyG指数也倾向于越高。

血清锌浓度与胰岛素抵抗概率的关联

多变量逻辑回归分析揭示了血清锌浓度与特定IR标志物之间的显著关联。具体而言，与血清锌浓度最低组（<91.3 μg/dL）相比，血清锌浓度超过119 μg/dL（T3）的个体，其基于TyG指数定义的IR发生概率增加了32%（OR = 1.32; 95% CI = 1.08-1.59）。

同样，血清锌浓度在91.3-119 μg/dL（T2）和≥119 μg/dL（T3）的个体，其基于TG-to-HDL-C比值定义的IR发生概率分别增加了30%（OR = 1.30; 95% CI = 1.07-1.60）和34%（OR = 1.34; 95% CI = 1.09-1.63）。然而，血清锌浓度与HOMA-IR、METS-IR和TyG-BMI指数定义的IR之间未发现显著关联。进一步的敏感性分析排除了已确诊的2型糖尿病患者后，上述关联依然存在，证明了结果的稳健性。

研究结论与意义

这项大规模横断面研究首次系统探讨了血清锌浓度与五种IR替代标志物之间的关联。其主要结论是：在伊朗成年人群中，较高的血清锌浓度（特别是≥119 μg/dL）与基于TyG指数和TG-to-HDL-C比值定义的胰岛素抵抗风险增加显著相关。这意味着，血清锌水平升高可能是胰岛素抵抗，尤其是与脂质代谢紊乱相关的胰岛素抵抗的一个潜在风险标志。

研究者对上述发现提出了可能的机制解释。锌可能通过影响SLC30A8/ZnT8锌转运蛋白的功能，抑制肝脏对胰岛素的降解，从而导致外周血胰岛素水平升高（高胰岛素血症），进而促进肌肉等组织的胰岛素抵抗。此外，长期或高剂量的锌暴露可能干扰脂质代谢，例如通过影响肝脏二酰基甘油（Diacylglycerol, DAG）和蛋白激Cε（Protein Kinase C epsilon, PKCε）通路，诱发肝脏胰岛素抵抗，并进一步导致全身性胰岛素抵抗。锌过量还可能引起竞争性吸收，导致镁、铜等其他必需微量元素缺乏，而这些元素的缺乏本身也与胰岛素抵抗有关。环境中的锌污染被认为是该研究人群血清锌水平偏高的重要来源，这提示公共卫生层面需要关注环境重金属暴露对代谢健康的潜在负面影响。

该研究的优势在于其大样本量、基于人群的设计以及同时使用了多种IR评估指标。局限性在于横断面研究设计无法确定因果关系。未来需要前瞻性队列研究和机制探索性实验来进一步验证锌与IR之间的因果路径及分子机制。

总之，本研究揭示了 elevated serum zinc concentrations 与特定胰岛素抵抗替代标志物（TyG指数和TG-to-HDL-C比值）之间的正相关关系，为理解环境微量元素暴露与代谢性疾病风险提供了新的视角，强调了在IR的评估和预防中考虑锌代谢状态的重要性。研究成果对制定针对性的公共卫生策略，预防由环境因素加剧的代谢紊乱具有重要的启示意义。