什么是葡萄糖钳夹实验？

葡萄糖钳夹实验技术的理论基础早在上世纪70年代就已经建立，并于八十年代初步用于临床和科研领域。葡萄糖钳夹实验技术大致可分为高胰岛素低血糖钳夹实验（用于无症状低血糖和胰岛素拮抗激素的研究）、高胰岛素正常血糖钳夹实验（评价胰岛素敏感性）、高血糖钳夹实验（评价胰岛素分泌功能）以及用于药物评价的特殊葡萄糖钳夹实验等。其中，高胰岛素正常血糖钳夹实验和高血糖钳夹实验是评价胰岛素敏感性和胰岛素分泌功能的公认金标准方法。传统钳夹实验过程需要2-3名研究者耗时3-4小时才能得以实施，实验过程复杂繁琐，需要研究者大量的经验积累，因此葡萄糖钳夹实验难以大规模应用。随着计算机及技术和人工智能的发展，模块化葡萄糖钳夹实验系统或者智能化葡萄糖钳夹系统的推出，使得实验流程简单化，标准化，为葡萄糖钳夹技术的普及起到了推动作用。

葡萄糖钳夹实验原理

正常生理条件下，我们摄入的葡萄糖会刺激胰岛素的分泌。胰岛素协助血液中葡萄糖进入细胞内完成代谢过程，同时葡萄糖也可转化为糖原储存在肝脏或者转化、合成为其他物质。因此在神经激素调节机制下，我们血糖水平是维持动态平衡的。而葡萄糖钳夹实验技术正是人工条件下模拟这一过程。以高胰岛素正常血糖钳夹实验为例，首先我们向受试者输入恒定剂量的胰岛素，使受试者血浆胰岛素水平维持在高浓度状态。此时受试者的血糖浓度会迅速下降。此时，我们再输入20%的葡萄糖溶液，以纠正血糖的下降。同时每隔5分钟检测受试者血糖浓度，如果血糖过高，则减少葡萄糖输注速度；如果血糖过低，则增加葡萄糖输注速度。经过一段时间的调整，可将受试者血糖浓度维持在一个固定水平附近。这时我们称受试者血糖浓度进入稳态。在稳态状态下，外源性输入的葡萄糖全部在胰岛素的作用下完成分解代谢。达到稳态时，输入的葡萄糖越多说明胰岛素敏感性强，不存在胰岛素抵抗；反之相反。

高胰岛素-正常血糖葡萄糖钳夹

  高胰岛素-正葡萄糖钳夹是评价机体胰岛素对葡萄糖作用的“金标准” ，即在胰岛素一葡萄糖代谢平衡状态下精确测定组织对胰岛素的敏感性。

具体操作方法如下：空腹12h，抽取基础血样后，静脉输注胰岛素，在指定时间内，使血浆胰岛素水平迅速升高并保持于优势浓度(一般在100mU/L)，在此期间，每5分钟测定一次动脉化的静脉血浆葡萄糖值。根据负反馈机制，调整外源性葡萄糖输注率，使血糖保持在基础水平。一般经过2h，达到胰岛素--葡萄糖代谢稳定状态。由于在血浆胰岛素的优势浓度下，可完全抑制内源性(主要是肝脏)葡萄糖产生，因而此时外源性葡萄糖输注率(M)相等于外周组织的葡萄糖利用率，M可作为评价外周组织(主要是肌肉组织)胰岛素作用的指标，但缺点在于无法知晓肝糖产生是否被完全抑制。

高血糖钳夹实验

 高葡萄糖钳夹是反映胰岛B细胞对葡萄糖刺激后的胰岛素分泌能力，亦可评价胰岛素对葡萄糖的作用。

 具体方法如下：空腹12h，抽取基础血样后，静脉输注外源性葡萄糖，在指定时间内，使血浆葡萄糖水平迅速升高到超过基础水平6.94 mmol/L(一般在11.11～13.89 mmol/L左右)，随后每5分钟测定一次动脉化的静脉血浆葡萄糖值，并调整外源性葡萄糖输注率，使血糖水平保持在高糖状态，共持续2～3小时，从而了解葡萄糖刺激的胰岛素分泌的时相和幅度。高葡萄糖钳夹的前10分钟的血胰岛素浓度主要反映胰岛素分泌第一时相，而钳夹稳态时的平均血胰岛素浓度反映胰岛B细胞的最大胰岛素分泌量。另外，高浓度葡萄糖输入可完全抑制内源性葡萄糖的产生，所以外源性葡萄糖输注率相等于周围组织的葡萄糖代谢率，可作为评价胰岛素敏感性的指标。

使用高葡萄糖钳夹测定胰岛素敏感性，需要注意：

受试者基础血糖应低于钳夹葡萄糖浓度；

受试者肾糖阈需正常，以避免尿糖丢失；

受试者应具有一定的胰岛素分泌能力(糖负荷后的血浆胰岛素水平>25mU/L)。

高胰岛素低血糖钳夹实验

低葡萄糖钳夹是用来研究胰岛素介导的低血糖反应与对抗调节机制。

具体方法如下：使用连续正糖-低糖钳夹或逐步低糖钳夹，即输入高浓度胰岛素，刺激葡萄糖代谢，同时调整外源性葡萄糖输注率，使血糖水平可控制地、逐步地降至要求的低血糖范围内，从而分析触发低血糖反应的血糖阈值和对抗调节激素的作用。此法能刺激升糖激素的分泌，因而不宜作为分析胰岛素敏感性的方法。

什么是扩展葡萄糖钳夹技术？

扩展葡萄糖钳夹技术是在葡萄糖钳夹技术的基础上，依据研究目的，结合其他方法以更全面了解胰岛素敏感性的技术。例如：

正葡萄糖钳夹联合放射性同位素稀释追踪技术和间接测热技术，用于分析胰岛素作用下糖、脂、蛋白质代谢途径的改变。

正葡萄糖钳夹联合局部插管法：通过在前臂静脉、股静脉或肝静脉插管，根据Fick原理，定量分析肌肉或内脏组织的葡萄糖交换。

葡萄糖钳夹联合局部组织活检术：经皮针刺肌肉(或脂肪组织)，取得局部标本，分析胰岛素受体数目、酪氨酸激酶活性、葡萄糖转运子数目或糖代谢关键酶活性，将细胞生化反应与整体代谢相联系，研究胰岛素作用缺陷的发生部位。