17α-羟化酶缺陷症解放军总医院内分泌科 谷伟军 母义明一、 什么是17α-羟化酶缺陷症? 先天性肾上腺皮质增生(CAH)系指肾上腺皮质类固醇激素合成途径中所必需的一些酶遗传性缺陷导致的一组疾病,其中17α-羟化酶缺陷症是CAH的一种相对少见类型,属常染色体隐性遗传性疾病,由编码该酶的CYP17基因突变而引起。CYP17在肾上腺和性腺中均参与类固醇激素的生物合成。临床主要表现为高血压、低血钾、碱中毒及性发育缺陷。二 、为什么会得这种病?编码CYP17的基因为单拷贝基因,位于第10号染色体长臂,有8个外显子和7个内含子,长约13kb。目前已发现CYP17的15种基因突变类型。CYP17A基因突变致CYP17A功能缺陷,引起肾上腺皮质醇合成不足,从而使垂体分泌ACTH增多,进而导致盐皮质激素特别是皮质酮和11-去氧皮质酮合成增加(可为正常的30-60倍),同时CYP17A功能缺陷引起性腺激素合成障碍。三 、得了这种病,具体有哪些症状?本症主要临床表现: 1)性发育障碍:患者常因原发性闭经或青春期延迟而就诊。女性至青春期乳房不发育,无腋毛、阴毛,无月经,外阴幼女式、体型瘦高、肤色黝黑。男性由于胚胎期无睾酮,外生殖器似女性或部分男性化,往往作为女性培养。但无子宫、输卵管,睾丸可位于腹股沟或腹腔内。2)低肾素性高血压、低血钾:患者往往有不同程度高血压,有的7-8岁即出现高血压,个别有严重高血压,一般抗高血压药难以奏效。低血钾多见,患者常伴有无力、疲劳、夜尿,甚至麻痹,骨骺融合延迟。3)通常肾上腺皮质功能减退症状相对较轻:因为皮质酮具有部分糖皮质激素活性,极高水平的皮质酮可以代偿皮质醇作用。四 、做什么检查可以确诊呢?本病酶缺陷可导致垂体ACTH代偿性分泌增加,使双侧肾上腺皮质增生,肤色、掌纹色深。24小时尿17-KS和17-OHCS排泄量极少,而且在ACTH兴奋下无升高。血浆孕烯醇酮、孕酮、11去氧皮质酮、皮质酮及其18-羟产物升高,ACTH兴奋实验呈现过强反应,但可被糖皮质激素抑制。血浆肾素和醛固酮极低,可伴低血钾和碱中毒。经糖皮质激素治疗后,随着11去氧皮质酮的下降,肾素和醛固酮可回升至正常。 因此,若怀疑本病,可查ACTH、皮质醇、孕酮、11去氧皮质酮、皮质酮、17羟孕酮、脱氢表雄酮、24小时尿17-KS和17-OHCS、肾上腺CT、中剂量地塞米松抑制试验、血钾、血气分析、染色体核型、妇科超声等。 五 、这个病容易与哪些疾病混肴?怎样才能区分?高血压与低血钾合并存在时,内科很容易考虑为原发性醛固酮增多症,查体时易忽略阴毛、腋毛及乳房的变化。但17α-羟化酶缺陷症为先天性疾病,有性发育不良,24小时尿17-KS和17-OHCS降低,血皮质醇水平低下,而醛固酮水平正常或下降,用糖皮质激素替代皮质醇的不足并抑制ACTH释放,可使血压下降,血钾恢复正常。原醛无性分化缺陷,血浆醛固酮水平明显增高,而皮质醇正常,醛固酮拮抗剂可有效地控制高血压,纠正低血钾。临床还需与其他类型先天性肾上腺皮质增生症鉴别,如11b-羟化酶缺乏症。11b-羟化酶缺乏症也可有高血压、低血钾、皮肤色素加深、低皮质醇、高ACTH、双侧肾上腺增生,但11b-羟化酶缺乏症表现雄激素过多,男性表现性早熟、终身高矮,女性表现男性化、原发性闭经,假两性畸形。临床还应与完全性睾丸女性化相鉴别。完全性睾丸女性化因雄激素完全抵抗,男性患者外生殖器似女性,往往作为女性培养,但无子宫、输卵管,患者常因原发性闭经或青春期延迟而就诊。但该类患者无高血压、低血钾、无ACTH、皮质醇异常,且雄激素水平高。 由于17α-羟化酶缺陷症的患病率很低,临床医生对本病的认识不足,容易漏诊、误诊,延误病情,所以对青春期或逾青春期女性第二性征不发育的患者, 特别是当合并有高血压、低血钾时应高度怀疑本病。六 、目前常用的治疗方法有哪些?治疗效果怎么样? 治疗上首选糖皮质激素治疗,儿童、青少年可首选氢化可的松,成人后可选用地塞米松或强的松以抑制过多的盐皮质激素并替代糖皮质激素不足,避免引起医源性皮质醇增多症,并注意治疗早期可能出现低血压、低钠血症。对染色体核型为46XY,社会性别为女性的患者,应预防性地切除发育不良和位置不正常的睾丸,以防恶变,并适当补充雌激素,以促进其“女性”第二性征的发育,以女性抚养。染色体核型为46XX的患者,根据妇科医生的建议适当补充雌激素,以促进其“女性”第二性征的发育并根据是否有生育能力决定何时加用孕激素。本文系谷伟军、母义明医生授权好大夫在线(www.haodf.com)发布,未经授权请勿转载。
动态血糖血糖监测和胰岛素泵是当今糖尿病诊疗中非常重要的两项技术。在以往的临床中,只能分别先后或者同时佩戴两台仪器,在查看血糖检测结果后对胰岛素泵的剂量输注进行调整,临床上经常将两者结合使用的做法,称为“双C”(CGM & CSII)。近些年来,随着科技的发展,这两项技术也不断进展,并且结合的更加紧密。美国等国家已开始使用两者合二为一体的,真正意义上的“双C”系统。血糖检测是糖尿病患者血糖控制达标的重要前提。目前临床普遍使用的手指末梢血糖检测有利于患者获得任何一个时间点的血糖,帮助患者了解当时的血糖情况和与自我症状之间的关系。糖化血红蛋白(HbA1c)代表了大约3个月左右的总体血糖情况,是血糖是否达标的重要指标。但两者均无法显示患者每一天的整体血糖变化规律和具体趋势。1999年,世界上第一台动态血糖监测系统出现,随后动态血糖监测技术逐渐推广开来,这种回顾性的动态血糖监测技术主要用于糖尿病患者的辅助诊断,治疗方案制定,疗效评价以及教学和科研等方面。近几年,iPro系列的回顾性动态血糖监测系统将仪器的体积明显的缩小,方便了患者的佩戴,同时使用更加先进和完善的Carelink血糖管理软件来管理数据与报告,使得回顾性动态血糖监测的应用更加广泛。新近几年,实时动态血糖监测技术逐渐开展,其中以美敦力的Guardian Real-Time为代表。实时动态血糖监测可以每5分钟显示一个血糖值,实时反映出血糖的信息,明确提示血糖变化规律和趋势,并能对过高或过低血糖进行报警,更加有助于患者采取及时的措施提高治疗的疗效和减少低血糖风险。但目前临床上使用的此项技术任然是皮下探头,与真正未来所期待的全智能型胰岛素泵所需要的更频繁测定血液中血糖的技术有一定差距。葡萄糖探头技术决定了动态血糖监测的精准性,血管内探头具有皮下探头不可比拟的优势。2010年ADA上,几位学者汇报了血管内探头的最新进展,不论是荧光法探头还是微透析法探头,都具有比皮下探头更高的精准度。胰岛素泵在近几年的发展主要集中在双C结合方面,也就是常说的SAP(Sensor Augmented Pump)。美敦力的722胰岛素泵是世界上第一个结合了实时动态血糖监测功能的胰岛素泵,具有每5分钟显示血糖值的功能,使得患者能及时发现血糖的变化,并对胰岛素泵的输注量和模式进行及时调整。使得血糖更加平稳和有效避免血糖过高或过低。在2010年的新英格兰医学杂志上发布了STAR3研究,该研究对近495例1型糖尿病患者进行了长达1年的观察,证实了使用美敦力公司的双C胰岛素泵治疗可以比多次胰岛素皮下注射更加有效的控制血糖。在SAP的基础上,闭环泵的发展日新月异。2010 ADA和2011 ATTD的大会上,不断有闭环泵的最新进展公布。当前闭环泵的研究集中在夜间血糖控制,多种激素输注的闭环泵等方面。几次公布的研究结果令人鼓舞,但是闭环泵还是处于实验室阶段,离广泛用于临床还有距离。双C技术的发展推动着糖尿病诊疗技术的进步,双C技术是未来人工胰腺的基础,是糖尿病综合管理的发展方向。
抑郁症是指由于各种原因引起的以显著而持久的心境低落为主要临床特征的一类心境及情感障碍。糖尿病抑郁是指患糖尿病后而出现的抑郁症。近年来已经发现糖尿病患者抑郁的发生率明显高于非糖尿病患者:国外的研究发现,2型糖尿病患者抑郁状态的患病率为21.8%~60.0%,为普通人的3~5 倍;国内的统计数据也表明2型糖尿病患者的抑郁状态患病率为26%-38%。值得注意的是糖尿病患者的抑郁复发率是非糖尿病患者的8倍,64%的糖尿病患者在过去的一年中有过一次抑郁发作,每个患者在5年随访期间的平均复发次数为4.2次。糖尿病患者发生抑郁会导致血糖难以控制,严重影响患者及其家人的生活质量,甚至导致一些悲剧的发生,应该引起我们的高度重视。是什么原因导致了糖尿病患者抑郁症的发生率增高呢?首先,糖尿病是一种慢性长期疾病,目前尚无彻底治愈的方法,患者必须时刻注意饮食管理,经常监测血糖,长期服药,有些患者需要长期注射胰岛素,这些都极大地降低了患者的生活质量,而且患者普遍认为使用胰岛素预示着病情严重,因此这些患者的心理压力更大,悲观情绪更重;其次,糖尿病患者血糖控制不佳者,在5-10年内就可能出现并发症,这时刻威胁着患者,必然使患者产生恐惧、悲观和焦虑的情绪;再次,长期治疗产生大量的医疗费用,给患者及家庭带来较重的经济负担,同时也使他们产生严重的心理压力。糖尿病患者患抑郁时皮质醇分泌亢进,大量的皮质醇可降低葡萄糖的利用,并拮抗胰岛素,使血糖升高,使血糖更难控制。哪些因素与糖尿病患者发生抑郁有关呢?中国学者的研究表明,性别、年龄、病程、HbA1c、并发症的数目与糖尿病抑郁的发生率密切相关。因女性患者情绪波动更大,患抑郁的危险性是男性的1.7倍。生活中的很多压力,诸如工作状况、收入等综合影响糖尿病患者的心理状态,中年人在社会中承担了来自家庭、社会、生活等各方面的压力,因此中年组抑郁患病率高于其他年龄组。同样糖尿病病程较长,并发症较多的患者精神压力及经济压力要相对更大,抑郁的患病率要更高。因此,为了更好地提高糖尿病患者的生活质量,对于女性、病程长、并发症多、血糖长期控制不良者,尤应注意是否合并抑郁等心理疾患并及时治疗。糖尿病合并抑郁在临床主要表现为心境低落,与周围处境不相称,可以从闷闷不乐到悲痛欲绝,甚至发生木僵;部分病例有明显的焦虑和运动性激越,严重者可出现幻觉、妄想等精神病性症状。有些老年患者可出现严重失眠,便秘、腹胀、食欲下降,心率增快、血压增高、心前区疼痛,还会出现诸如头痛、腰背痛、关节痛等以疼痛为主的症状, 而且患者服止痛药也无济于事。当家人或医生发现糖尿病患者出现上述状况时,要警惕糖尿病抑郁的发生。糖尿病合并抑郁的治疗分为心理干预治疗和药物治疗两方面。心理干预可增强病人的信心,消除疑虑与担忧,大大改善病人的心理状况,有效降低病人的痛苦,提高治愈疾病信心,生活质量得到提高。病情较轻的患者,家人和内分泌科的医生即可对患者进行心理干预:首先让患者多了解糖尿病的相关知识,让其明白只要较好的控制血糖就能减缓甚至避免并发症的发生,随着科学技术的发展,会有更方便有效的方法来治疗甚至根治糖尿病,目前需要做的就是把自己的身体状况调整到最好,等待新方法的到来;另外要让患者在轻松愉快的环境中生活,经常跟患者聊天,尽量转移其对糖尿病的过度关注。对于病情较重的患者,家人要及时到心理科就诊,心理科医生会用更专业的方法对患者进行心理干预。糖尿病抑郁的药物治疗分对症治疗和抗抑郁治疗:对有些便秘、失眠的患者可对症给予催进胃肠蠕动及小剂量安定甚至安慰剂治疗;抗抑郁的药物三环类药物和选择性5-羟色胺抑制剂,三环类药物可引起低血糖和高血糖,目前应用已经较少,5-羟色胺抑制剂能改善抑郁和血糖,不受年龄、肥胖和肾功能影响,副作用较小,可作为糖尿病首先的抗抑郁药物,其代表药物是百忧解。但使用上述药物必须要在专业医生的指导下购买和服用。糖尿病抑郁正悄悄的在我们身边发生,让我们一起关注糖尿病抑郁,减轻患者的心理压力,提高患者的生活质量,避免悲剧的发生。
【摘要】肥胖导致的胰岛素抵抗(IR)是T2DM和心血管疾病的主要危险因素。过去10年的研究结果显示,肥胖患者的许多内分泌、炎症和细胞内在信号通路发生了异常。这些因素中可能只有其中的一个起主要作用,但它们之间都是互相关联的,并且在胰岛素抵抗的病理生理过程中存在动态相互作用。了解这些体系的生物学行为将为我们提供关于预防和治疗IR及与其相关疾病的新信息。【关键词】 胰岛素抵抗;炎症;肿瘤坏死因子;内质网应激Current conception: mechanism of insulin resistance Zang Li, Mu Yi-ming. Department of Endocrinology, The General Hospital of PLA, Beijing 100853, China【Abstract】 Obesity-associated insulin resistance is a major risk factor for type 2 diabetes and cardiovascular disease. In the past decade, a large number of endocrine, inflammatory, and cell-intrinsic pathways have been shown to be dysregulated in obesity. Although it is possible that one of these factors plays a dominant role, many of these factors are interdependent, and it is likely that their dynamic interplay underlies the pathophysiology of insulin resistance. Understanding the biology of these systems will inform the search for interventions that specifically prevent or treat insulin resistance and its associated pathologies.【Key words】 IR; inflammatory; TNF a; ER胰岛素抵抗(Insulin Resistance, IR)是指外周组织(骨骼肌、脂肪和肝脏)对胰岛素的敏感性降低,表现为外周组织对葡萄糖的摄取和利用障碍。早期胰岛β细胞尚能代偿性地增加胰岛素分泌以弥补其效应不足,但久而久之,胰岛β细胞功能会逐渐衰竭,导致糖耐量异常和糖尿病的发生。IR可以与中心性肥胖、高血压、血脂紊乱等病症并存,共称为代谢综合征。肥胖是IR和代谢综合征发生发展的重要危险因素,脂肪组织增多和脂肪组织异位分布是导致IR的重要原因。目前认为肥胖可以通过内分泌、炎症和细胞内在信号通路导致IR。1 内分泌机制 目前大家已逐渐认识到脂肪组织不仅是能量储存器官,还是一个内分泌器官,它能够分泌多种具有不同功能的细胞因子,包括游离脂肪酸(FFA)和一系列能通过自分泌、内分泌和旁分泌的方式调节代谢的脂肪细胞因子。许多脂肪细胞因子与IR的发生发展密切相关。其中瘦素(Leptin)和脂联素(Adiponectin)是能够改善IR的细胞因子,而IL-6、TNF a、抵抗素(Resistin)等是能够导致和加重IR的细胞因子。1.1 FFA 研究者们早就发现肥胖个体的血清FFA含量普遍升高,这主要是由于脂肪细胞肥大后FFA分泌增多所致。之前大家曾认为脂肪细胞分泌的FFA的功能就是为身体其它组织提供能量,直到40年前,Randle[1]等首次提出:FFA可以作为内分泌因子调节靶组织代谢,他认为肥胖所致IR可以用循环中增加的FFA与葡萄糖在胰岛素敏感细胞中竞争氧化代谢来解释。但是随着对FFA与IR的研究不断深入,目前认为FFA导致IR的限速步骤是葡萄糖摄取而不是葡萄糖在细胞内的代谢[2]。最近研究者们发现FFA和它的一些代谢产物,包括酰基-辅酶A (acyl-CoAs)、神经酰胺等,可以作为信号分子激活蛋白激酶,例如蛋白激酶C(PKC)、c-Jun激酶 (JNK)、IкB蛋白抑制因子b(IKKb)等。这些激酶通过增加胰岛素受体底物-1(IRS-1)的丝氨酸磷酸化来抑制胰岛素信号通路(图 1A)。1.2 脂肪细胞因子 脂肪细胞也分泌许多具有代谢活性的蛋白质(图 1B)。1.2.1 瘦素 瘦素基因1994年被成功克隆定位,又称为肥胖基因。瘦素是一种由脂肪细胞合成分泌的“脂肪调节激素”,主要由白色脂肪组织产生,进入血液循环后呈游离状态或与瘦素结合蛋白结合,最后通过多种组织和多种形式的瘦素受体作用于中枢和外周的多个位点,影响机体许多生理系统和代谢通路。基础研究显示瘦素基因突变时能引起明显肥胖和T2DM[3]。因此说瘦素在肥胖相关的IR中起重要作用。瘦素的主要功能是调控进食和能量消耗,其作用机制是将体内脂肪储存的信息传送到下丘脑和弓状核,通过下调神经肽Y(neural peptide Y,NPY) 而抑制食欲、减少进食,同时兴奋交感神经、增加能量的消耗从而减轻体重。1.2.2 脂联素 脂联素是在1995年和1996年由四个不同的实验组用不同的方法发现的脂肪细胞特异性分泌的多肽。脂联素由244个氨基酸组成,结构上类似于补体1q,特异性地在分化成熟的脂肪细胞中表达,在循环血液中的含量较高。临床研究显示血浆脂联素水平与空腹血糖、餐后血糖、空腹及餐后胰岛素水平呈负相关,与胰岛素敏感性呈正相关。动物模型研究发现,给予脂联素治疗能改善动物的IR[4]。脂联素基因敲除小鼠易发生早产、饮食诱导的糖耐量受损和IR,并且血FFA含量增加;相反,过表达脂联素的小鼠胰岛素敏感性增加,糖耐量受损减轻,血清FFA含量降低。脂联素可以通过多种途径影响机体的代谢。在肝脏,脂联素能增加胰岛素敏感性,降低脂肪酸的内流,增加脂肪酸的氧化,并且减少肝糖输出[5]。在骨骼肌,脂联素通过激活AMPK刺激葡萄糖利用和脂肪酸氧化。1.2.3 TNFa TNFa主要由单核、巨噬细胞产生,脂肪和骨骼肌细胞也能少量分泌。TNFa是一种多功能的细胞因子,它除能激活白细胞、介导内毒素性休克、调节炎症及免疫反应外,还与IR密切相关,脂源性和肌源性的TNFa在肥胖所致外周组织IR的病理过程中起重要作用。人体研究结果表明,伴有IR的肥胖个体脂肪组织TNFa mRNA表达及TNFa分泌均增多,且与空腹血浆胰岛素水平及BMI呈正相关,当体重下降时,其表达水平也随之减少。在IR的肥胖者中,除了脂肪细胞的TNFa mRNA表达增高外,肌肉组织的TNFa mRNA表达也较正常人增高。大鼠葡萄糖钳夹实验证实注射TNFa后大鼠的葡萄糖利用率较对照组减少30%,葡萄糖处理能力与TNFa水平呈负相关。基因敲除TNFa发现,对于相同肥胖程度的大鼠,TNFa-/-鼠比TNFa+/+鼠糖耐量受损程度轻,血清胰岛素及FFA水平明显下降[6]。这些实验结果均证实肥胖者TNFa水平升高,并且可以导致IR。TNFa可以通过多种途径导致IR:①TNFa作为炎症因子激活JNK,使AP-1 ( activator protein-1)转录因子的c-Jun磷酸化,导致IRS-1上第307位的丝氨酸残基磷酸化,进而减少IRS-1酪氨酸的磷酸化,抑制PI3K/AKT信号通路,使GLUT-4由胞浆到胞膜的转位减少,抑制细胞对葡萄糖的摄取,产生IR[7]。②TNFa作为炎症因子激活IKKb,IKKb激活后使IкBα磷酸化,NF-кB从IкBα上解离下来,移动到细胞核内,促进多个可诱导IR的靶基因的表达[8],从而导致IR。③TNFa还能抑制脂肪细胞IRS-1、PPARγ、GLUT-4等基因的转录,导致IR。④TNFa能增加激素敏感性脂蛋白脂酶活性,促进脂肪细胞分解,FFA释放,使肝糖输出增加,外周葡萄糖利用减少,间接导致IR。1.2.4 IL-6 IL-6是一种多效性的细胞因子,它不仅参与炎性反应,还是能量代谢平衡中重要的调节因子。它大部分来源于免疫活性细胞,脂肪和肌肉组织也能产生少量,大约30 %的IL-6来源于脂肪细胞。研究显示IL-6水平升高与IR密切相关。Fernandez-Real等发现在IR状态诸如肥胖、糖耐量减低及T2DM时,血浆IL-6水平较正常者升高2-3倍,在控制体重指数和体脂含量后血浆IL-6水平降低,胰岛素敏感性改善[9]。李伟民等对肥胖的T2DM患者研究发现,血浆IL-6含量升高与胰岛素敏感指数呈负相关[10]。IL-6可以通过多种途径导致IR:①诱导细胞因子信号-3(SOCS-3)蛋白表达,从而抑制IRS-1酪氨酸磷酸化及其信号转导通路,参与IR的产生[11]。②降低GLUT-4的mRNA表达,从而使胰岛素刺激的葡萄糖转运功能降低[12]。③通过影响脂蛋白脂酶的活性,使FFA、TG、VLDL水平增加,引起脂代谢紊乱进而导致IR。④通过抑制脂联素的mRNA表达和分泌导致IR的发生[13]。 1.2.5 抵抗素 抵抗素是2001年由Steppan等人发现的由脂肪细胞特异分泌的一种含有114个氨基酸的肽类激素。在对抵抗素与IR关系的研究中,目前存在不同观点,多数学者认为抵抗素与IR呈正相关。Steppan等发现抵抗素可减弱脂肪细胞、骨骼肌细胞和肝细胞对胰岛素的敏感性。动物实验表明,高脂饮食喂养可使小鼠抵抗素水平显著升高, 同时伴有肥胖并表现为IR。具有肥胖基因的遗传性肥胖小鼠及具有糖尿病基因的糖尿病小鼠,其体内抵抗素水平高于正常小鼠,在小鼠腹腔内注射重组抵抗素,可使小鼠血糖升高, 而给血糖水平升高的肥胖小鼠注射抵抗素抗体,可使血糖下降,胰岛素敏感性得到恢复[14]。因此认为,脂肪组织沉积使抵抗素表达增加,引起血抵抗素水平升高,从而导致IR。抵抗素引起IR的机制可能为抑制AMPK的活化及磷酸化,从而对肝脏的糖代谢产生影响。还有研究报道抵抗素通过上调胰岛素信号通路的负性调节因子SOCS-3的表达,导致IR。但抵抗素与IR的关系目前仍存在争议。Nagaev等检测了胰岛素敏感性不同的个体及T2DM患者脂肪组织抵抗素基因的表达,发现抵抗素在健康者、IR者及T2DM患者间表达没有明显差异。Fukui和Motojime等研究发现,肥胖时抵抗素mRNA基础表达受抑制,提示抵抗素可能并未直接参与IR的发生。抵抗素与IR的联系还有待进一步研究和探讨。1.2.6 LRP16 LRP16基因是本实验组首先从健康人外周血淋巴细胞中分离并首先在国际基因BANK中登陆的基因(Gene Bank Accession No: AF202922)。既往的实验结果表明LRP16基因能促进乳腺癌的增殖与转移,并受雌激素受体a(ERa)的调节。近期研究结果发现,过表达LRP16基因的脂肪细胞、肝癌细胞及骨骼肌细胞胰岛素刺激状态下的葡萄糖摄取率降低,表明LRP16基因可能参与了胰岛素外周靶组织IR的产生。LRP16基因能够上调脂肪细胞和骨骼肌细胞TNFa及IL-6的mRNA表达,并且促进细胞IRS-1的丝氨酸磷酸化,抑制IRS-1的酪氨酸磷酸化和PI3K/AKT信号通路,并使GLUT-4由胞浆到胞膜的转位减少,说明LRP16基因可能是通过上调TNFa及IL-6的表达,加重细胞炎症反应,影响胰岛素信号通路进而导致IR。研究还发现,LRP16基因能够剂量依赖性地抑制PPARg的活性,并能抑制PPARg与GLUT-4的蛋白表达,提示LRP16基因也可能通过抑制PPARg活性导致IR。此外,LRP16基因能够剂量依赖性地抑制PPARa的活性,并抑制PPARa与脂蛋白脂酶(LPL)的蛋白表达,提示LRP16基因还可能通过影响脂代谢间接参与IR的产生。1.2.7 其它脂肪细胞因子 纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)是丝氨酸蛋白酶抑制剂家族的成员之一,是纤维蛋白溶解的主要抑制剂,主要是通过抑制组织类型纤溶酶原活化因子来实现的。PAI-1在脂肪细胞表达,也在储存脂肪的间质血管细胞中表达。血清PAI-1水平在肥胖和IR的个体中升高,并且能预测未来发生糖尿病的风险。PAI-1基因敲除的小鼠在高脂饮食时体重增加减少,能量消耗增多,糖耐量异常得到改善,胰岛素敏感性增强。视黄醇结合蛋白4(RBP-4)也与IR的发生密切相关。啮齿类动物中,RBP-4在脂肪组织和肝脏组织中都呈高表达,循环中RBP-4的水平与肥胖和IR密切相关。在人类,RBP-4水平在不同的IR个体中都是升高的。RBP-4升高导致IR机制可能是通过抑制胰岛素刺激的肌肉葡萄糖摄取、增加肝糖输出抑制来实现的,但机制还不完全明确。2 炎症机制 全身慢性炎症在肥胖导致IR的过程中起重要作用[15]。基础实验、临床观察和流行病学调查都显示炎症在IR和T2DM的发病中扮演重要角色[16]。炎症的分子标记物,TNFa、IL-6和CRP在肥胖和IR的个体中明显增高,并且这些分子标记物能预测T2DM的发生。另外,肥胖个体的白色脂肪组织中巨噬细胞聚集,进一步加重了脂肪细胞的炎症反应。脂肪组织中的巨噬细胞(ATM)也能分泌多种前述的细胞因子。有研究表明,在动物模型中抑制脂肪组织中巨噬细胞的聚集能改善动物的IR状况,这说明脂肪细胞中的巨噬细胞在肥胖所致的IR中起重要作用(图1C)。导致IR的内分泌和炎症机制可以通过几条信号通路互相联系起来(图1D)。c-Jun 氨基末端激酶1(JNK1)是一个可以由TNFa等激活物激活的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是联系炎症和代谢信号途径的重要激酶。在饮食诱导或基因获得型肥胖动物模型中,脂肪组织、肝脏和骨骼肌中JNK1的活性均增高,而基因敲除JNK1则能改善动物的IR。活化的JNK1通过导致IRS-1丝氨酸磷酸化而阻断胰岛素信号通路。IKKb也是TNFa导致IR信号通路中的一个重要信号分子。肝脏基因敲除IKKb的动物模型中,NF-kB活性增高,发生全身轻度IR[17]。给予T2DM患者高剂量的阿司匹林抑制IKKb后,患者的IR状况得到改善。IKKb可以通过两条途径导致IR,其一是通过使IRS-1的丝氨酸残基发生磷酸化阻断胰岛素信号通路,其二是通过激活NF-kB,上调导致IR的炎症因子,包括TNFa、IL-6等基因的表达导致IR(图1E)。另一个能介导肥胖导致IR的炎症调节因子是SOCS蛋白,它在细胞因子信号途径中起负反馈的作用(图1F),通过抑制IRS-1、IRS-2的酪氨酸磷酸化以及促进IRS-1、IRS-2蛋白的降解而导致IR。SOCS家族中至少有3个成员参与了细胞因子介导的IR,分别是SOCS-1、SOCS-3、SOCS-6。最近研究表明肥胖动物模型的SOCS-3表达增加,而SOCS-3基因缺失可以改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠的IR。在动物肝脏中过表达SOCS-1和SOCS-3可以导致全身的IR。最近的研究为肥胖、炎症、应激与IR之间的相互关系提供了大量新的信息。Shi等的研究表明TLR4在先天性免疫反应中起重要作用,它可以被FFA激活,TLR4基因缺失可以改善外源性输注FFA诱导的小鼠IR状况(图1G)。Matsuzawa等的研究显示MAPK激酶激酶(MAPKK)家族中的ASK1通过活性氧簇(ROS)依赖的信号通路来特异性调节TLR4信号通路的一个分支。另外,Tobiume等发现,ASK1能够激活JNK信号通路,这为自身免疫反应和细胞应激导致IR提供了新的分子通路。图1. 肥胖导致IR的内分泌和炎症信号通路3 细胞内在机制3.1 氧化应激 全身的氧化应激是指动物或人体在肥胖的情况下出现脂肪堆积,导致ROS和抗氧化剂不能处于动态平衡状态。研究证明氧化应激是IR的一个诱发因素,逆转ROS和抗氧化剂之间不平衡状态可以改善动物和人体的IR状况[18]。肥胖导致的FFA增多可以导致ROS增多,FFA可以通过增加线粒体解偶联和β氧化使ROS产生增多。给健康个体输注FFA可以导致氧化应激和IR,但这种状况可以通过输注抗氧化剂,例如谷胱甘肽得到缓解。最近的一些研究揭示,ROS和氧化应激可以激活多重丝氨酸/苏氨酸激酶信号通路的级联放大效应[19]。氧化应激可以激活的激酶包括JNK、p38-MAPK和 IKKb。这些活化的激酶可以导致IRS-1和IRS-2丝氨酸磷酸化,进而通过抑制IRS发生酪氨酸磷酸化而影响胰岛素信号通路。3.2 线粒体功能异常 线粒体功能异常可以引起异位脂肪堆积,导致IR和T2DM [20]。Petersen等发现老年人肌肉和肝脏中甘油三酯水平明显增高并与IR的严重程度密切相关,这些改变同时伴有线粒体功能的异常,包括线粒体氧化能力降低和线粒体ATP合成减少。也有研究表明在伴有IR的年轻T2DM患者中也存在线粒体功能降低和细胞内脂肪含量增加。目前认为,调节线粒体生成的基因,例如PPARγ和共激活因子1a(PGC-1a)等核编码因子表达减少,导致骨骼肌线粒体减少、脂肪增多,是线粒体功能异常导致IR的原因。研究表明伴有肥胖的糖耐量受损和T2DM患者的PGC-1应答基因表达下降,并且在肥胖的T2DM患者和超重的非T2DM患者中PGC-1a和PGC-1b自身表达也是下降的。激活PGC-1a可以提升动物和人体的线粒体功能,改善IR。3.3 内质网应激(ER) 内质网应激是导致IR的另外一条细胞内信号通路。Ozcan等研究显示肥胖加重内质网负担,触发内质网应激反应,激活JNK,损伤胰岛素信号通路。过表达内质网分子伴侣可以改善小鼠肥胖导致的IR,而基因敲除内质网分子伴侣可以使小鼠发生糖尿病[21]。进一步的研究显示,给予动物化学合成的内质网分子伴侣治疗,可以减轻肥胖导致的内质网应激并改善IR。肥胖导致内质网应激的机制尚不明确。一种可能是,异位脂肪沉积导致细胞内营养物质和能量流紊乱,组织结构发生较大改变而触发内质网应激。也有报道慢性FFA水平升高可以诱发内质网应激[22]。再有一种可能的机制是内质网应激通过诱发氧化应激导致IR。综上所述,大量的流行病学资料、临床试验及基础研究均证实IR与内分泌、炎症和细胞内自身信号途径异常相关。进一步阐明IR的具体分子机制可以为IR及其相关疾病提供更为有效的诊断、预防和治疗手段。同时,针对导致IR的关键环节如JNK、IKKb、SOCS进行等靶向药物的研发也是一个颇具价值的新领域。 参考文献[1] Randle P J, Garland P B, Hales C N, et al. The glucose fatty-acid cycle, Its role in insulin sensitivity and the metabolic disturbances of diabetes mellitus. Lancet, 1963, 1: 785–789.[2] Shulman G I, et al. Cellular mechanisms of insulin resistance. Clin Invest, 2000, 106: 171–176.[3] Segal KR, Landt M, Klein S, et al. Relationship between insulin sensitivity and plasma peptin concentration in lean and obese men. Diabetes, 1996, 45:988-992.[4] Diez J J, Iglesias P, et al. The role of the novel adipocytederived hormone adiponectin in human disease. Endocrinol, 2003, 148: 293–300.[5] Combs T P, Pajvani U B, Berg A H, et al. A transgenic mouse with a deletion in the collagenous domain of adiponectin displays elevated circulating adiponectin and improved insulin sensitivity. Endocrinology, 2004, 145: 367–383.[6] K.TeomanUysal, Sarah M, Wiesbrock, et al. Protection from obestity induced insulin resistance in mice lacking TNFa function, Nature, 1997, 389:610-613.[7] Hirosumi J, Tuncman G, ChangL, et al. A central role for JNK in obesity and insulin resistance. Nature, 2002, 420: 333-336.[8] Cai D, YuanM, Frantz DF, et al. Local and systemic insulin resistance resulting from hepatic activation of IKKβ and NF-κB. Nature Med, 2005, 11: 183-190.[9] Fernander-Real JM, Broch M, Verdrell J, et al. Interleukin-6 gene polymorphism and insulin sensitivity. Diabetes,2000,49:517-520.[10] 李伟民, 徐魁, 贺治冰. 肥胖的2型糖尿病患者血中白细胞介素-6含量与IR. 临床荟萃, 2004,19672-674.[11] Senn JJ, Klover PJ, Nowak IA, et al. Suppressor of cytokine signaling-3 (SOCS):A potential mediator of IL-6 dependent insulin resistance hepatocytes. J Biol Chem, 2003, 178:13740-13746.[12] Rotter V, Nagaev I,Smith U. IL-6 induces insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes and is, like IL-8 and tumor necrosis factor-alpha, overexpreddion in human fat cells from insulin-resistanct subjects. J Bio Chem, 2003, 278:45777-45784.[13] Fasshauer M, Kralisch S, Kliver M, et al. Adiponectin gene expression and secretion is inhibited by interleukin-6 in 3T3-L1 adipocytes. Bio chem Biophys Res Commun, 2003, 301:1045-1050.[14] STEPPAN C M, BAILEY C T, BHA T S, et al. The hormone resistin links obesity to diabetes. Nature, 2001, 409:307-312.[15] Wellen K E, Hotamisligil G S, et al. Inflammation, stress and diabetes. Clin. Invest, 2005, 115: 1111–1119.[16] Shoelson S E, Lee J, Goldfine AB. Inflammation and insulin resistance. Clin. Invest. 2006.116: 1793–1801.[17] Cai D, Yuan M , Frantz D F.et al. Local and systemic insulin resistance resulting from hepatic activation of IKK-b and NF-kB. Nat. Med, 2005, 11: 183–190.[18] Houstis N, Rosen E D, Lander E S. Reactive oxygen species have a causal role in multiple forms of insulin resistance. Nature, 2006, 440: 944–948.[19] Evans J L, Goldfine I D, Maddux B A,et al. Are oxidative stress-activated signaling pathways mediators of insulin resistance and b-cell dysfunction? Diabetes, 2003, 52: 1–8.[20] Petersen K F, Shulman G I, et al. Etiology of insulin resistance. Am J Med, 2006, 119 (Suppl. 1): S10–S16.[21] Ozawa K, Miyazaki M, Matsuhisa M, et al. The endoplasmic reticulum chaperone improves insulin resistance in type 2 diabetes. Diabetes, 2005, 54:657–663.[22] Karaskov E, Scott C, Zhang L, et al. Chronic palmitate but not oleate exposure induces endoplasmic reticulum stress, which may contribute to INS-1 pancreatic b-cell apoptosis. Endocrinology, 2006, 147: 3398–3407.
近年来我国高血压的患病率迅速上升, 患者己达1亿6千万, 居世界之首, 但其知晓率、治疗率和控制率却很低, 仅为27%。原发性醛固酮增多症(简称原醛)是因肾上腺皮质肿瘤或增生分泌过多醛固酮,以高血压、低血钾或正常血钾、低血浆肾素、高血浆醛固酮水平为主要特征的继发性高血压,其发病年龄高峰为30~50岁,女性病人多于男性。原醛在高血压人群中的患病率约5%~13%。1. 醛固酮增多症患者高血压的特点原醛患者的高血压病程多较长,为缓慢发展的高血压;血压多为中等程度的增高,但也有少数病人表现为恶性高血压,且应用一般降压药物常无明显疗效。随着病情进展,可出现高血压的心、脑、肾损害,但其眼底改变常与高血压程度不平行。2. 醛固酮增多症高血压的伴随症状原醛症病人因肾小管排K+过多,可有自发性低血钾(2.0~3.5 mmol/L),但也有约一半病人血K+正常,而高钠饮食或服用含利尿剂的降压药物后诱发低血钾。长期低血钾可致肾小管空泡变性,使尿浓缩的功能受损,夜尿量增多,病情严重者还可出现肾功能损害。低血钾也可抑制胰岛素分泌,因此长期低血钾可使半数病人出现葡萄糖耐量低减甚至糖尿病。3. 对高血压患者的筛选对高血压病人应常规查血、尿钾水平,进行原醛症的筛选试验,并对下述高血压病人应考虑诊断原醛症的可能性:①自发性低血钾(血清K+<3.5 mmol/L);②中度或严重低血钾(血清K+<3.O mmol/L);③服用常规剂量的噻嗪类利尿剂而诱发严重低血钾,并且补充大量钾盐仍难以纠正;④停用利尿剂4周内血清K+仍不能恢复正常;⑤除外其他继发性原因所致的难治性高血压。4. 原醛症高血压相关的检查 4.1 血浆肾素活性(PRA)低PRA水平,且不因低钠、脱水或站立体位等刺激而增高,可作为诊断原醛症的筛选试验,但有一定局限性,因约35%的原醛症病人在上述刺激时PRA水平可升高,而40%的原发性高血压病人的PRA也可被抑制。4.2 血浆醛固酮水平(PAC)原醛症病人的血浆醛固酮水平升高,但部分原醛症和原发性高血压病人的PAC有重叠,因此,仅用PAC来作为筛选试验不够。4.3 PAC/PRA可用PAC/PRA来鉴别原醛和原发性高血压,如果同时运用下述标准:PAC/PRA>30,PAC>555 pmol/L,其诊断原醛症的灵敏性为90%,特异性为9l%。值得一提的是,腺瘤患者的醛固酮分泌也和正常人一样有波动,因此计算PAC/PRA比值时,最好用立位2小时以上的测定值,其诊断符合率较卧位值更高。4.4 体位实验常用于鉴别原发性醛固酮增多症和特发性醛固酮增多症。特醛患者立位后血浆醛固酮水平显著升高,超过基础水平30%,而原醛患者的血浆醛固酮水平无明显影响。4.5 常用的影像学检查包括肾上腺超声检查以及肾上腺CT和磁共振显像检查等。超声检查对于直径大于1.3 cm以上的醛固酮瘤可以显示出来,然而难以将直径较小的腺瘤和特发性肾上腺增生鉴别。肾上腺CT和磁共振可检出直径小至5 mm的肿瘤,当其显示一侧肾上腺单个低密度小肿块时对于诊断原醛有重要的价值。4.6 肾上腺静脉采血检查(AVS)选择性的行双侧肾上腺静脉插管,并收集两侧血标本测定醛固酮浓度进行比较定位诊断的方法,一侧肾上腺静脉血醛固酮为对侧的2倍以上时为单侧病变,且极有可能是腺瘤。同时测定醛固酮和皮质醇浓度,用其比例修正非肾上腺静脉血造成的标本稀释,约98%患者能确定过度分泌醛固酮的一侧。5. 原醛症高血压的治疗5.1 手术治疗 原醛病人应首选手术切除肾上腺肿瘤。继发性醛固酮增多症病人行单侧、次全或双侧肾上腺切除术即可得到满意疗效。腹腔镜下肾上腺切除术是一种理想的手术方式,其具有住院时间短和长期死亡率低的优点。为了降低手术风险,术前需给予患者安体舒通以纠正低钾血症。另术后易于出现低醛固酮血症,因而术后数周需进食高钠饮食以防治低醛固酮血症所致的高钾血症。特醛病人即使做了双侧肾上腺全切除术,仍难控制病人的高血压。因此特醛病人则趋向于药物治疗。5.2 药物治疗 适用于特醛及各种不能手术的原醛腺瘤病人的长期治疗。其治疗目标是血压正常,血钾正常且不需要补钾。其中安体舒通用于原醛的治疗有数十年的历史,然而由于安体舒通并非选择性醛固酮受体拮抗剂,它可以同时拮抗性激素受体以及促进雄激素转化为雌激素,长期使用可导致男性乳腺发育、阳凄、女性月经不调等不良反应。每天50 mg时男性乳腺发育的发生率为6.9%,而每天100 mg时其发生率则为52%。如长期服用安体舒通出现不良反应时,可改用氨苯喋啶、阿米诺利或Eplerenone;此外,降压药可用钙通道阻断剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACE-I)或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂等。糖皮质激素可抑制性醛固酮增多症(GSH)患者需长期用外源性糖皮质激素治疗,其剂量应能抑制ACTH的分泌为准,可用地塞米松2 mg/日,即睡前服1.5 mg,起床后服0.5 mg,一般在2周内可使血压下降,血钾、醛固酮和PRA恢复正常,以后逐渐减量至维持量。
【摘要】β细胞凋亡是1型和2型糖尿病发病机制中的关键环节,但1型和2 型糖尿病β细胞凋亡的分子机制有所不同。FASL、穿孔素和颗粒酶、IL-1β、TNF-α、IFN-γ和NO在1型糖尿病的β细胞凋亡中起着重要的作用。炎症应激、氧化应激和内质网应激在2型糖尿病的β细胞凋亡中发挥着关键作用。细胞凋亡( apoptosis)是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡,又称为程序性细胞死亡 ( programmed cell death),是真核细胞的一种特殊的死亡形式[1]。细胞凋亡,是局部环境生理或病理性变化引起的、由自身内部机制调节的一种主动的、按一定程序进行的细胞自发性死亡方式,是以一种与细胞有丝分裂完全相反的方式来调节细胞群体相对恒定的重要机制,是一个多步骤发生的、受基因调控的遗传机制。在凋亡过程中,由于内源性核酸内切酶的激活,使DNA在核小体连接区断裂,形成以180~200bp整倍数的DNA片段;细胞呈现胞体变小,皱缩,染色质浓集,核固缩,进而核碎裂形成被膜包围的凋亡小体,最后被周围吞噬细胞吞噬降解。细胞凋亡涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它对生物个体的发育、存活以及保持正常生理功能都有重要意义,是机体为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。但如果细胞凋亡规律异常,会给人类造成许多疾病,包括糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病等多种疾病的发生,β细胞凋亡在1、2 型糖尿病的发病中扮演了重要角色[2]。1. β细胞凋亡与糖尿病糖尿病患者普遍存在β细胞总数减少。β细胞总数减少受以下四个因素来调节:①β细胞的复制;②β细胞的体积;③新的β细胞生成;④β细胞的凋亡。每个因素对于维持β细胞总数的作用,都随着生长发育的不同阶段以及不同的代谢负荷而有所不同。在新出生婴儿时期,由于β细胞的大量复制和随后而来的β细胞的新生,大大超过了凋亡的速度,所以β细胞总数明显增加。在儿童及青少年时期,复制、新生及凋亡的速度都有显著的下降。到了成人阶段,β细胞的寿命大约为60天,在大多数情况下,每天约有0.5%的β细胞凋亡,但有复制和少数新生的β细胞补充。而β细胞的大小始终相对比较恒定,所以,正常成人的β细胞数量维持在一个相对衡定的状态。但在肥胖人群中,β细胞复制加速、肥大,并有新生的β细胞,使β细胞总数增多,来代偿肥胖引起的代谢负荷以及随之而来的胰岛素抵抗。在糖尿病整个病理过程中,β细胞凋亡呈现持续增加的趋势。在1型糖尿病中,β细胞凋亡起着决定性作用,在1型糖尿病诊断时,β细胞量减少约75%甚至90%以上。目前关于在2型糖尿病发病机制中,β细胞量减少还是β细胞本身分泌功能减低,哪种作用更为重要尚有争议。但动物模型和人体尸检均证实在2型糖尿病中β细胞量是明显减少的。在沙鼠的2型糖尿病模型中,早期β细胞新陈代谢率增加(增殖和凋亡增加),β细胞量轻度增加。随着疾病的进展,β细胞凋亡逐渐占优势,表现为糖尿病终末期β细胞量显著减少。Bulter等[3]通过尸检研究了糖尿病患者的β细胞量的变化。他们发现肥胖伴有空腹血糖升高患者的β细胞量比肥胖非糖尿病者减少40%,肥胖伴糖尿病患者较单纯肥胖者β细胞量减少63%;非肥胖糖尿病患者相对β细胞量比既无肥胖又无糖尿病者减少41%。他们认为β细胞凋亡增加是2型糖尿病患者β细胞量减少的主要原因,而β细胞的新生和增殖保持正常甚至稍微增高。其他学者的研究[4-5]也证实2型糖尿病患者β细胞量较非糖尿病对照人群明显减少。2. 1型糖尿病和β细胞凋亡1型糖尿病中β细胞的死亡模式是坏死.还是凋亡,或二者兼有尚无定论,但越来越多的证据表明,凋亡在胰岛β细胞自身免疫性破坏中占有重要地位。此外,Trudean等推测,新生鼠胰岛β细胞凋亡高峰有可能是引起自身免疫性糖尿病的触发因素。在1型糖尿病的病理过程中,许多免疫效应细胞,包括CD8+、CD4+T细胞和巨噬细胞、树突状细胞及其效应分子,如穿孔素/颗粒酶B、白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)以及其效应分子、补体、金属离子等参与了胰岛β细胞凋亡的过程。2.1 1型糖尿病β细胞凋亡的分子机制1型糖尿病β细胞破坏的主要机制包括:1.表达于激活的CD8+ T淋巴细胞的FAS配体(FASL)和表达于胰岛β细胞的FAS受体,激活凋亡的死亡受体途径;2.激活的CD8+ T淋巴细胞释放穿孔素和颗粒酶,诱导β细胞凋亡;3.浸润于胰岛细胞的各种免疫细胞释放细胞因子,包括白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ),促进β细胞凋亡;4.巨噬细胞、树状突细胞和β细胞释放活性氧元件,如一氧化氮(NO),调控β细胞凋亡。2.1.1 FAS和FASLFas(又称CD95/APO-1)属于肿瘤坏死因子超家族的亚型,Fas分子胞内段带有特殊的死亡结构域(DD, death domain),它与其配体FasL结合可以启动凋亡信号的转导引起细胞凋亡。FAS和FASL分别表达于β细胞表面和浸润于胰岛细胞的CD8+T细胞。FAS激活后诱导形成FAS三聚体,三聚化的Fas和FasL结合后,使三个Fas分子的死亡结构域相聚成簇,受体通过死亡区域直接或间接与细胞内衔接蛋白( adoptor protein) FADD(Fas-associated protein with death domain)相偶联。FADD是一种胞浆蛋白,其C端含有死亡区域(DD, death domain),N端是与死亡信号传导的必需成分,称死亡效应区域( death effect domain, DED),FADD是死亡信号转录中的一个连接蛋白。DD结构域负责和Fas分子胞内段上的DD结构域结合,该蛋白再以DED连接另一个带有DED的后续成分,由此引起N端DED随即与无活性的半胱氨酸蛋白酶8(caspase-8)酶原前体发生同源性交联,聚合多个caspase8的分子。当FADD与受体结合后 ,借助于DED与无活性的caspase8酶原前体偶联形成DISC( death inducing signaling complex)复合物,Caspase-8酶原前体,其N端也含有DED,C端含有典型ICE蛋白酶结构域,裂解后导致Caspase- 8自我活化,激活其下游效应Caspase诱导细胞凋亡。体外研究表明Caspase-8能与caspase-3,-4,-7,-9等分子结合,遂由单链酶原转成有活性的双链蛋白,进而引起随后的级联反应,即Caspases,后者作为酶原而被激活,引起下面的级联反应[6],诱导β细胞发生凋亡。研究表明FAS受体基因突变的NOD小鼠不会发展为糖尿病[7],对NOD小鼠胰岛细胞的FAS相关的死亡域蛋白突变可抵抗FAS和细胞因子诱导的β凋亡[8]。2..1.2 穿孔素和颗粒酶穿孔素和颗粒酶存在于CD8+ T细胞的颗粒中,CD8+ T细胞受体识别β细胞表面的自身抗原后通过胞吐作用释放这些毒素分子至细胞外环境。穿孔素可在细胞表面形成孔洞,丝氨酸蛋白酶颗粒酶通过这些孔进入细胞,引起一系列的级联反应,如caspase的激活和BID蛋白的活化,引起β细胞凋亡。在穿孔素存在时,颗粒酶B能直接激活caspase3,7,8,l0诱导靶细胞快速凋亡,还可通过旁路途径如裂解BID为短链BID促进细胞凋亡。目前认为穿孔素/颗粒酶是T细胞介导β细胞凋亡的主要介质。在l型糖尿病中,自身反应性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)通过Fas/FasL途径和穿孔素/颗粒酶途径诱导β细胞凋亡,但通过穿孔素/颗粒酶途径导致自身免疫性糖尿病的效率是通过Fas/FasL途径的3O倍,在疾病早期主要通过Fas/FasL途径介导β细胞凋亡,而在疾病进展期则颗粒酶介导的β细胞凋亡起主导作用。穿孔素缺乏的RIP-LCMV小鼠(一种病毒诱发的糖尿病模型)可耐受LCMV的感染,不出现糖尿病表型。而穿孔素基因敲除的NOD小鼠尽管有严重的胰岛炎,但很少出现糖尿病[9-10]。2.1.3 炎症因子除了上述2种CD8+特异性杀伤机制,β细胞凋亡还可通过IL-1β、IFN-γ和TNF-α等促炎症因子诱导。IL-1β与受体(IL-1R)结合后诱导受体的胞浆域形成多蛋白复合物,如IL-1受体附件蛋白(IL-1RAcP),Tollip,MyD88,IRAK-1和IRAK-4。IRAK-4磷酸化IRAK-1,激活IRAK-1,使其自IL-1R蛋白复合物中释放。然后IRAK-1活化TNF受体相关因子-6(TRAF-6),TRAF-6兴奋IKK,IKK使与NF-κB结合的IκB降解,将NF-κB 释放使其核转位,发挥基因调控的作用。实验证明NF-κB抑制剂转基因小鼠对多次小剂量链脲菌素造成的糖尿病模型具有抵抗作用[11]。此外IL-1β还可激活MAPK信号途径中的p38和JNK。IL-1R基因敲除小鼠可延缓糖尿病的发生[12],NOD小鼠采用IL-1R拮抗剂阻断IL-1的信号转导,可预防链脲菌素诱导的糖尿病发生,抑制胰岛β细胞的凋亡[13]。IL-1β除促β细胞凋亡的作用外,还可影响β细胞功能。该效应是通过IL-1β降低胰岛素囊泡与β细胞膜的锚定而实现的[14]。IFN-γ与其受体结合后诱导其寡聚化并且募集Jak1和Jak2,Jak1和Jak2通过磷酸化激活Stat-1,然后Stat-1转移至细胞核内调节在启动子区含GAS基因的表达,如FAS,caspases和iNOS等。研究发现,阻滞胰岛Stat-1基因的表达,可防止链脲菌素诱导的糖尿病发生[15]。而IFN-R基因敲除小鼠抑制胰岛炎和糖尿病的发生[16]。TNF-α与TNF受体-1(TNF-R1)结合后,TNF-R1形成三聚体募集TNFR1相关的死亡结构域蛋白(TRADD),然后TRADD征募TRAF-2和色氨酸苏氨酸激酶Rip,TRAF-2激活MAPK和NF-κB途径。TRAF-2与Rip通过激活IKK复合物协同诱导NF-κB。此外TNF-α还通过TRAF-2诱导β细胞MAPK中的p38和JNK磷酸化。TNF-R1募集TRADD还可激活Caspase-8酶原前体,从而激活Caspase-8级联诱导凋亡[13]。TNF-R1基因突变的NOD小鼠可避免糖尿病的发生[10],与此相类似,抗TNF-α抗体在NOD小鼠可抑制糖尿病的发生[17]。 这些细胞因子还通过协同作用发挥作用。在体外环境中,TNF-α和IFN-γ均无法单独诱导β细胞凋亡,而单独使用IL-1β仅有轻微的促凋亡效应。然而但这些细胞因子协调发挥效应时,其诱导凋亡的作用大大增强[18]。这些细胞因子还可促进诱导型一氧化碳合酶(iNOS)合成,产生大量NO。iNOS启动子区包含NF-κB的两个可被IL-1β和TNF-α激活结合位点和一个可被IFN-γ激活的STAT-1结合位点。NO是对细胞功能和凋亡存在着浓度依赖性的复杂作用,高浓度的NO引起DNA断裂,激活p53,活化PARP引起由于DNA修复时ATP耗竭所导致的细胞凋亡。此外,高浓度的NO还可与半胱氨酸、酪氨酸发生直接化学反应,修饰蛋白影响蛋白功能。NO还可调节NF-κB和AP-1活性,与其他转录因子的锌指蛋白域相互作用,调节β细胞凋亡[19]。2.2 1型糖尿病β细胞凋亡的遏制目前认为,T淋巴细胞是引起β细胞凋亡的效应细胞,巨噬细胞和树状突细胞作为抗原呈递细胞和氧自由基以及其他细胞毒性因子的释放细胞在β细胞凋亡中起着重要作用,然而FASL、IL-1β、IFN-γ、TNF-α和NO等细胞因子,哪个因子在β凋亡中起着至关重要的作用还有争议。但随着人们对胰岛β细胞调亡机制、调节因素及其与糖尿病关系的认识,胰岛β细胞凋亡遏制的研究将为临床防治T1DM提供新途径。其一,消除或抑制促凋亡因素:对于1型糖尿病,自身免疫性破坏是胰岛β细胞损害的主要原因,故通过诱导免疫耐受、免疫赦免、阻断细胞因子及NO的作用具有重要意义。诱导免疫耐受方面,可通过在胸腺内转基因表达胰岛素或胸腺内注射胰岛提取物质、胰岛B链、谷氨酸脱羧酶65等可清除与胰岛或B细胞抗原反应的胸腺细胞;口服自身抗原可经旁路抑制产生免疫耐受;阻断T细胞激活所需的协同刺激信号.如CTLA4-Ig,阻断协同刺激分子CD28-B7相互作用致T细胞无反应或凋亡等。同时,机体有些部位如睾丸可通过表达FasL诱导Fas浸润T细胞凋亡而获得免疫赦免,将表达FasL的成肌细胞与胰岛共同移植,能显著延长胰岛存活期。但也有实验显示.转基因表达FasL的鼠同源胰岛移植物却受到中性粒细胞的破坏而萎缩,而抗FasL抗体能减轻胰岛炎、防止胰岛B细胞凋亡的发生。Turvey等研究认为,除非能防止FasL依赖性的中性粒细胞介导的炎症反应,否则,通过异位表达FasL诱导浸润T细胞凋亡而防止移植物被排斥的策略就不可能实现。还可抑制或阻断细胞因子及NO的促凋亡作用。如转基因表达IL-1受体拮抗蛋白(1RAP)、蛋白IB235(Islet—brain)1和IB2、JNK抑制剂-细胞通透肽均可防止IL-1β诱导的胰岛β细胞死亡。IGF-I对细胞因子介导的细胞死亡也有保护效应,NOS抑制剂、Ca2+螯合物及Ca2+依赖性蛋白酶Calpain的抑制剂均可阻断NO供体SNAP诱导的胰岛β细胞凋亡。其二,干预细胞凋亡过程保护胰岛:通过阻断死亡受体信号传导途径如诱导Fas相关的死亡区域(FADD)、TNFR相关的死亡区域(TRADD)失功能突变可以防止TNFR和Fas介导的凋亡。增加抗凋亡蛋白的表达如转染Bc1-2基因可以防止免疫反应介导的胰岛β细胞损伤,转基因表达Bc1-xL的胰岛β细胞系生存能力增强。还可经抑制caspose的作用如转基因表达caspase-l,-8的抑制剂CrmA降低β细胞对致糖尿病性T细胞的易感性,减少NOD鼠糖尿病的发生。另外热休克蛋白(Hsp)的表达可通过保护线粒体功能、抑制应激激活的蛋白激酶及p38激酶的激活、防止p53介导的Bax基因转录激活而发挥抗凋亡作用。3. 2型糖尿病和β细胞凋亡2型糖尿病是一个进展性疾病,尽管胰岛β细胞分泌胰岛素不足和胰岛素抵抗在2型糖尿病的发生发展中谁起主导作用仍是一个争议的问题:过去认为胰岛素抵抗在2型糖尿病病理生理机制中占主要位置,现在越来越多地认识到胰岛β细胞分泌胰岛素不足在2型糖尿病发生发展中起重要作用。一般来说,胰岛产生胰岛素的能力决定于β细胞的数量和β细胞的功能性活动.外周胰岛素抵抗和随之而来的胰岛素需求的不断增加都是通过β细胞活动和(或) β细胞团块的增加实现的。胰岛β细胞功能障碍是2型糖尿病发生的必要条件,胰岛β细胞凋亡是造成胰岛素分泌能力绝对下降的重要因素,β细胞凋亡在2型糖尿病的发病机制中起了重要的作用。3.1 2型糖尿病患者增加β细胞凋亡的主要原因引起β细胞凋亡的机制尚不清楚,但是许多因素牵涉在内,如高血糖症、高脂血症、胰岛淀粉样物质的沉积,或这些因素的联合作用,使机体的内环境稳定性逐渐破坏,而出现明显的糖尿病,并引起各种急慢性并发症。现将可能引起2型糖尿病胰岛β细胞凋亡增加的机制简单分述如下:3.1.1 “糖毒性”作用糖尿病是以血糖升高为临床特点,高血糖对机体的不良影响,称为“葡萄糖毒性作用”。 高血糖对β细胞的损伤作用是导致β细胞功能缺陷的重要因素。葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白进入胰岛β细胞,被磷酸化后,可进入许多代谢途径,包括糖酵解。正常的β细胞可根据长期的营养状态调节胰岛素分泌能力,β细胞还能通过增殖来适应更长期的变化。但在长期高血糖水平下,胰岛β细胞凋亡增多而增殖减少,从而减少有功能的β细胞数量。长期高血糖增加β细胞凋亡的具体作用机制可能与以下因素有关:(1) 长期高血糖可能影响参与凋亡的基因表达,通过改变Bcl蛋白家族之间的平衡来调节β细胞凋亡水平[20]。Federici等发现在高葡萄糖(16.7mmol/L)条件下,高血糖能够持续增加促凋亡基因Bad、Bid、Bik的表达,减少Bcl-xl抗凋亡基因的表达,而对Bcl-2抗凋亡基因的表达没有影响。高血糖打破了促凋亡和抗凋亡之间的平衡,并向着凋亡的方向发展,促进胰岛细胞凋亡。(2)糖毒性的生物化学机制可能是由慢性氧化应激引起。氧化和抗氧化作用失衡所致的氧化应激引起胰岛β细胞凋亡[21]。(3) 高血糖可通过上调Fas受体和刺激FasL表达引起胰岛β细胞凋亡。2型糖尿病可能是一个炎症性过程,高血糖诱导β细胞产生炎性细胞因子IL-1β,IL-1β激活NF-κB而触发通过上调Fas受体而引起β细胞的凋亡。(4)Liu[22]等提出糖毒性诱导β细胞凋亡的机制之一可能是葡萄糖的代谢影响O-连接的N-乙酰氨基G对细胞内蛋白质的修饰,产生对糖负荷的适应,导致β细胞凋亡。3.1.2 “脂毒性”作用2型糖尿病患者存在脂代谢紊乱,常有血浆游离脂肪酸(FFA)的升高。FFA对β细胞的影响是双向的,有研究提示短期高浓度FFA可显著刺激胰岛素分泌,而长期高水平的血浆FFA浓度可导致胰岛β细胞分泌功能受损,胰岛素释放减少,即发生脂毒性作用。FFA的脂毒性作用最终可致β细胞凋亡增加,为了区别于其它原因导致的凋亡,将这种FFA引起的凋亡称之为脂凋亡。研究表明,长期暴露于高FFA可引起人和鼠胰岛β细胞脂质过载,细胞增生下调、凋亡增加,胰岛素分泌减少[23-24]。Shimabukuro[25]等提出FFA可通过增加合成鞘髓磷脂醇产物一酰基鞘氨醇(一个细胞凋亡信息分子)导致β细胞凋亡,酰基鞘氨醇可上调NF-κB的表达,而后者又可上调NO合酶的表达,使NO产生增加;FFA可以通过一氧化氮独立机制的影响使正常的胰岛β细胞凋亡。甘油三酯是细胞内FFA的来源,胰岛素具有激活脂蛋白酯酶的作用,其相对不足时,血浆乳糜微粒和极低密度脂蛋白颗粒中的TG降解发生障碍,使血中甘油三酯水平升高。胰岛素抵抗可引起高甘油三酯血症,而后者又可影响胰岛素的活性,反过来导致胰岛素抵抗,造成恶性循环,因此高甘油三酯血症在糖尿病的发展过程中起着重要作用。Shimabukuro[25]等用5mmol/L 的甘油三酯孵育正常大鼠胰岛72小时,胰岛的分泌功能较对照组降低。并且甘油三酯可使胰岛内由于细胞凋亡而产生的DNA条带增加l5倍,而DNA条带的增加是细胞凋亡的特征之一, 因此高甘油三酯本身可能引起β细胞凋亡。3.1.3 葡萄糖脂肪毒性作用2型糖尿病的β细胞功能缺陷是一个进展过程,脂肪酸(FA)作用与其共存的葡萄糖浓度有很大的关系。血糖正常时,慢性升高的FA就会在线粒体中被迅速氧化,不会损害β细胞功能;相反,当FA和血糖浓度都升高,FA酯化的代谢产物的积累可能会抑制葡萄糖诱导的胰岛素分泌和胰岛素的基因表达,β细胞的功能就会受到极大的损害。Jacqueminet等的研究证明,在低糖浓度时,胰岛素分泌和胰岛素的基因表达正常,而在高糖浓度时却明显下降;随之他们研究又发现软脂酸盐诱导的细胞内甘油三酯的集聚仅在高糖存在时出现,依赖葡萄糖的中性脂质的聚集与胰岛素mRNA的水平的联系是反向的。葡萄糖毒性和脂肪毒性的这种紧密相联在某种意义上说高血糖是脂毒性出现的必需条件,进一步来说,脂毒性可认为是糖毒性的一个机制,活性氧簇的产生可能是葡萄糖毒性和脂毒性共有的机制,胰岛在软脂酸中的暴露诱导活性氧簇的产生[26],用二甲双胍治疗胰岛能够防止FA的恶化作用[27]。因此可以认为:在损害β细胞功能上,葡萄糖毒性和脂毒性相互依赖地集中于这一点,且有协同作用。3.1.4 胰岛淀粉样多肽(1APP)的沉积lAPP为37氨基酸多肽,又称为胰淀素,是胰岛β细胞的正常分泌产物,与胰岛素合成及分泌并行,其中第20~29位氨基酸序列是lAPP形成淀粉样纤维蛋白沉积的结构基础。IAPP容易积存在β细胞之间,或β细胞和其他内分泌细胞之间,从而减少了有功能的β细胞数目和分泌区域。尸检发现,90%的2型糖尿病患者胰岛中有淀粉样纤维蛋白沉积,伴B细胞数量减少40%~60%,且胰岛淀粉样变性程度与糖尿病的病变程度一致,提示IAPP可能造成T2DM 胰岛B细胞数量减少。人LAPP可诱导细胞凋亡[28],且二者呈剂量相关性;有丝分裂期的胰岛细胞对人IAPP诱导的β细胞凋亡较分裂间期的细胞更敏感[29]。转入人lAPP基因的纯合子肥胖小鼠在高糖、高脂饮食、生长激素或糖皮质激素处理后胰岛内很快出现大量IAPP变性沉积,β细胞凋亡水平大于复制水平,数量下降,最终发展为2型糖尿病[30-31]。lAPP聚集物在胰岛形成淀粉样纤维素,中等大小的lAPP聚集物,通过膜破坏对胰岛细胞有“细胞毒性作用”,诱导胰岛细胞的凋亡[32]。3.2 2型糖尿病患者β细胞凋亡的分子机制2型糖尿病患者β细胞量减少主要原因是由于凋亡增加,糖毒性、糖脂毒性炎症介质和胰淀素的沉积是导致2型糖尿病患者β细胞凋亡的原因。这些因素主要是通过炎症应激、氧化应激和内质网应激等分子机制调控β细胞凋亡[33]。3.2.1 炎症应激肥胖、胰岛素抵抗和肥胖相关的2型糖尿病患者循环中c-反应蛋白质、炎症因子水平增高,这些炎性变化可能是2型糖尿病的结果。高热量摄入、高血糖和高FFA引起的代谢应激可能是导致β细胞凋亡、引起β细胞功能减退的原因之一[34]。高糖可诱导胰岛细胞IL-1β合成和分泌,促进Fas触发的β细胞凋亡。在2型糖尿病患者中浸润于胰岛的巨噬细胞也可产生IL-1β[35]。研究证实,在2型糖尿病患者应用IL-1受体拮抗剂可改善血糖控制、提高β细胞分泌功能并降低血清中炎症指标[36]。3.2.2 氧化应激氧化应激通过抑制胰岛素分泌和增加β细胞凋亡导致2型糖尿病患者β细胞功能紊乱[37]。。糖毒性和糖脂毒性可通过产生过量的活性氧簇(ROS)和其他自由基促进糖尿病的发生发展[38-39]。高血糖的致病作用在很大程度上是通过活性氧簇(ROS)、活性氮(RNS)生成和继发的氧化应激反应介导的。ROS、RNS除直接氧化损害DNA、蛋白质、脂质、大分子物质外,还间接通过核因子κB(NF-κB)、p38丝裂原活化蛋白激酶、NH3末端Jun激酗应激活化蛋白激酶(JNK/SAPK)、己糖胺等细胞应激敏感途径损害组织。在2型糖尿病患者中,高血糖活化这些通路,导致线粒体的氧化应激损伤,从而出现胰岛素抵抗和胰岛素分泌受损。虽然氧化应激可在各种组织中发生,但由于胰岛β细胞的超氧物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶表达量低,因此β细胞特别易受到氧化应激的损害。除了抗氧化酶外,还原型谷胱甘肽和硫氧还蛋白也参与了维持β细胞的氧化还原状态。葡萄糖可诱导硫氧还蛋白的抑制剂(TXNIP)增加β细胞凋亡。通过对HcB-19小鼠的研究发现,由于其存在TXNIP的无义突变使其对葡萄糖诱导的凋亡具有抵抗作用[40]。在2型糖尿病患者β细胞处于自由基的慢性增加和细胞内氧化还原调节能力降低的环境,引起β细胞凋亡。这也可解释抗氧化分子可改善β功能。3.2.3 内质网应激各种原因导致的未折叠蛋白或错误折叠蛋白在内质网腔内的积聚,被称为内质网应激。这可能是在内质网生物合成活性增加时,内质网过载从而产生错误折叠或未折叠的蛋白。内质网应激引起内质网功能紊乱,包括内质网内未折叠蛋白或错误折叠蛋白的堆积等,其中由蛋白质堆积所引起的一系列后续反应称为未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。未折叠蛋白反应首先表现为蛋白质合成暂停,随着应激反应蛋白基因表达,可进一步改善细胞生理状态。但当应激原强度超过细胞自身处理能力时,内质网也会诱导特有的内质网性细胞凋亡通路,以消除受损又不能及时修复的细胞。在胰岛素抵抗和2型糖尿病时,由于胰岛素原的合成增加,当超过内质网的负荷,引起内质网应激,诱导β细胞凋亡[41]。细胞膜上存在抑制物阻抗性醋酶、双链依赖的蛋白激酶样内质网激酶和活化转录因子三种跨膜蛋白质,正常情况下这三种蛋白与侣伴蛋白结合保持无活性形式。在内质网应激反应过程中, 这3种跨膜蛋白质可感知信号并通过寡聚化和自身磷酸化由膜向细胞核和细胞质转导内质网应激信号。① 细胞周期阻滞活化的PERK使真核细胞翻译起始因子2α磷酸化, 导致细胞周期蛋白D1翻译下调, 使细胞周期阻滞于G1期以决定细胞存活或凋亡。② 细胞保护性信号途径:PERK和Ire1β使eIF2α磷酸化,引起所有蛋白质翻译抑制以减少新蛋白质的合成,活化的ATF6和Ire1使内质网蛋白靶基因转录上调(如免疫球蛋白结合蛋白/葡萄糖调节蛋白78、GRP94和蛋白质二硫键异构酶等)以帮助蛋白质正确折叠、修饰和转运, 同时内质网相关蛋白质降解上调使内质网中非折叠或非正确折叠蛋白质转位于细胞质并通过泛素和蛋白酶体依赖性方式降解。③细胞凋亡性信号途径:如果这种内质网应激反应程度过强或持续时间过长,内质网稳态则不能重新建立,Ire1信号转导的凋亡性效应分子通过cJUN-氨基酸末端激酶(JNK)、caspase-12的活化和CCAAT/增强子结合蛋白(CHOP)同源蛋白的转录上调诱导细胞凋亡[42-43]。通过对自发性糖尿病模型Akita小鼠的研究,最早证实内质网应激参与了β细胞凋亡。Akita小鼠是一种常染色体显性遗传糖尿病小鼠,存在胰岛素原基因的2个突变,胰岛β细胞量减少。学者们为证实内质网应激的假说,将Akita小鼠的基因突变转染至Chop基因敲除小鼠,发现高血糖发生延迟,并且β细胞量可以维持正常[44]。3. 3 2型糖尿病针对β凋亡的治疗新途径随着对2型糖尿病发病机制研究的深入,产生了很多新的治疗靶点,尽管很多只处在实验室研究阶段,有些还有很多缺陷,但不可否认的是,它们为治疗糖尿病提供了很多新的途径。⑴ 降脂治疗对于2型糖尿病的意义从机制上更为明确了;⑵ 神经酰胺合成抑制剂Fumonisin B几乎完全抑制FFA诱导的β细胞凋亡过程;⑶ 抗氧化剂氨基胍,既通过使NO合成减少,阻断细胞凋亡途径使胰岛β细胞凋亡减少,又能使受到抑制的胰岛素基因启动转录因子-1表达部分恢复,从而使胰岛素分泌增加;⑷ 能与过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)相互作用的药物如噻唑烷二酮类药,能减弱FFA诱导的β细胞破坏;⑸ 瘦素,在营养摄入过多时,可通过增加FA的氧化和降低脂质生成保护非脂肪组织免于脂肪的过量堆积。⑹ 诱导型一氧化氮合酶抑制剂可降低NO的生成,从而减少凋亡的发生;⑺ 进一步筛选、克隆胰岛β细胞凋亡相关基因,以及Bcl-2基因转染;⑻ 胰升血糖素样肽-1 (GLP-1),是由肠道L细胞分泌的一种肽类激素,它不仅具有促进胰岛素原合成、促进胰岛素基因表达和胰岛素释放等多重功效,还可以诱导新生β细胞形成,并且抑制β细胞凋亡。体外研究证实,GLP-1可抑制许多细胞因子(IL-1β、TNF-α和IFN-γ)诱导的β细胞凋亡,目前研究GLP-1主要通过cAMP和PI3K途径抑制β细胞凋亡。同时GLP-1不仅对β细胞具有抗凋亡作用,在神经元细胞也发现有抗凋亡效应。在离体实验中发现,GLP-1可抑制新鲜分离的胰岛组织的自发凋亡,提高葡萄糖刺激的胰岛素分泌。体内研究也发现,GLP-1可提高胰岛功能,改善胰岛形态。GLP-1可抑制H2O2介导胰岛素瘤细胞的凋亡,对离体的人胰腺组织GLP-1能更好地保持胰岛三维结构的稳定,延缓胰岛细胞数目减少。目前研究GLP-1的抗凋亡作用可通过直接作用(抑制促凋亡因子caspase-3和增强抗凋亡因子Bcl-xL, Bcl-2 or IAP-2)和间接作用(降低血糖和FFA)发挥效应,并且GLP-1不依赖于其降糖作用来影响β细胞凋亡[45]。GLP-1可增加β细胞再生,减少凋亡,改善β细胞功能,对2型糖尿病治疗意重大。但是,天然GLP-1在人体会迅速降解而失活,因此临床应用受到限制。GLP-1类似物利拉鲁肽在人体天然GLP-1分子结构的基础上,更换了一个氨基酸,并增加了一个16碳棕榈酰侧链,这样,既保留了天然GLP-1的各种生理特性,又克服了天然GLP-1容易被降解的缺点。多项研究显示,利拉鲁肽对β细胞有直接影响,不仅可以增强β细胞功能,如增加第一时相胰岛素分泌,降低胰岛素原/胰岛素比率等,还可以增加β细胞数量(动物模型)等。Vilsboll T [46]的研究显示,利拉鲁肽能够提高β细胞功能,有效降低患者的HbA1c水平,改善T2DM患者的状态,进而成为临床使用的治疗新方案。总结综上所述,β细胞凋亡的分子机制非常复杂,涉及到多个细胞信号途径和多种细胞因子,并且多种细胞凋亡的转导通路和调控机制相互交叉。目前我们临床上使用的抗糖尿病药物尚无直接针对β细胞凋亡起效的药物,但即将上市的GLP-1类似物等对β细胞凋亡具有直接抑制作用[47],为糖尿病的治疗开拓了一个新的领域。参考文献1. Arends MJ, Wyllie AH. Apoptosis: mechanisms and roles in pathology. Int Rev Exp Pathol. 1991; 32: 223-54.2. Mediators and Mechanisms of Pancreatic Beta-cell Death in Type 1 Diabetes3. Butler AE, Janson J, Bonner-Weir S, et a1. B-cell deficit and increased β-cell apoptosis in humans with type 2 dabetes.Diabetes,2003,52:102-l10.4. Sakuraba B, Mizukami H, Yagihashi N, et al. Reduced β-cell mass and expression of oxidative stress-related DNA damage in the islet of Japanese type II diabetes mellitus. Diabetologia, 2002, 45:85–96.5. Yoon KH, Ko SH, Cho JH, et al. Selective β-cell loss and β-cell expansion in patients with type 2 diabetes mellitus in Korea. J Clin Endocrinol Metab, 2003, 88:2300–2308.6. Sohn D, Schulze-Osthoff K, U Janicke R. Caspase-8 Can Be Activated by Interchain Proteolysis without Receptor-triggered Dimerization during Drug-induced Apoptosis. J Biol Chem. 2005,280: 5267-5273.7. Chervonsky AV, Wang Y, Wong FS et al. The role of Fas in autoimmune diabetes. Cell. 1997,89: 17–24.8. Allison J, Thomas HE, Catterall T, et al. Transgenic expression of dominant-negative Fasassociated death domain protein in beta cells protects against Fas ligand-induced apoptosis and reduces spontaneous diabetes in nonobese diabetic mice. J Immunol. 2005, 175: 293–301.9. Pearl-Yafe M, Kaminitz A, Yolcu ES, et al. Pancreatic islets under attack: cellular and molecular effectors. Curr Pharm Des. 2007, 13:749-60.10. Yoon JW, Jun HS. Autoimmune destruction of pancreatic beta-cells. Am J Ther. 2005, 12:580-591.11. E ldor R, Yeffet A, Baum K, et al. Conditional and specific NF-kappaB blockade protects pancreatic beta-cells from diabetogenic agents. Proc Natl Acad Sci USA. 2006, 103:5072-5077.12. T homas HE, Irawaty W, Darwiche R, et al. IL-1 receptor deficiency slows progression to diabetes in the NOD mouse. Diabetes. 2004, 53:113-121.13. E izirik DL, Mandrup-Poulsen T. A choice of death - the signaltransduction of immune-mediated beta-cell apoptosis. Diabetologia. 2001, 44:2115-2133.14. hara-Imaizumi M, Cardozo AK, Kikuta T, et al. The cytokine interleukin-1beta reduces the docking and fusion of insulin granules in pancreatic beta-cells, preferentially decreasing the first phase of exocytosis. J Biol Chem.2004, 279:41271-41274.15. C allewaert HI, Gysemans CA, Ladriere L, et al. Deletion of STAT-1 pancreatic islets protects against streptozotocin-induced diabetes and early graft failure but not against late rejection. Diabetes. 2007, 56:2169-2173.16. T homas HE, Parker JL, Schreiber RD, Kay TW. IFN-gamma action on pancreatic beta-cells causes class I MHC upregulation but not diabetes. J Clin Invest. 1998, 102: 1249-1257.17. Suk K, Kim S, Kim YH, et al. IFN-gamma/TNF-alpha synergism as the final effector in autoimmune diabetes: a key role for ST AT1/IFN regulatory factor-1 pathway in pancreatic beta-cell death. J Immunol. 2001, 166:4481-4489. 18. C nop M, Welsh N, Jonas JC, et al. Mechanisms of pancreatic beta-cell death in type 1 and type 2 diabetes: many differences, few similarities. Diabetes. 2005, 54(Suppl 2):S97-107.19. Pacher P, Beckman JS, Liaudet L. Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease. Physiol Rev. 2007, 87:315-424.20. Federici M, Hribal , Perego L, et al.High Glucose Causes Apoptosis in Cultured Human Pancreatic Islets of Langerhans[J].Diabetes, 2001, 50: 1290.21. Bonnefont-Rousselot D, Bastard JP.Consequences of the diabetic status on the oxidant/anti-oxidant balance[J].Diabetes-Metab, 2000, 26(3): 163.22. Liu K, Paterson AJ, Chin E, et al.Glucose stimulated protein modification by 0-linked GlcNAc in pancreatic β-cells:linkage of O-linked GIcNAc toβcell death[J].Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97: 2820.23. Lupi R, Dotta F, Marselli L, et al.Prolonged exposure to free fatty acids has cytostatic and pro-apoptotic effects on human pancreatic islets: evidence that beta-ceil death is caspase mediated, partially dependent on ceramide pathway, and Bcl-2 regulated. Diabetes, 2002, 51: 1437-1442.24. Piro S, Anello M, Di Pietro C, et al.Chronic exposure to free fatty acid or high glucose induces apoptosis in rat pancreatic islets: possible role of oxidative stree.Metabolism, 2002, 51: 1340-1347.25. Shimabukuro M, Zhou YT, Levi M, et al.Fatty acid Induced βcell apoptosis: a link between obesity and diabetes[J].Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95: 2498.26. Carlsson C, Borg LA, Welsh N. 1999 Sodium palmitate induces partial mitochondrial uncoupling and reactive oxygen species in rat pancreatic islets in vitro [J]. Endocrinology, 140: 3422.27. Patane G, Piro S, Rabuazzo AM, et al. 2000 Metformin restores insulin secretion altered by chronic exposure to free fatty acids or high glucose: a direct metformin effect on pancreatic?-cells [J]. Diabetes, 49: 735.28. Saafi EL, Konarkowska B, Zhang S, et al.Ultrastructural evidence that apoptosis is the mechanism by which human amylin evokes death in RINm5F pancreatic islet beta-ceils.Cell Biol Int, 2001, 25: 339-350.29. Ritzel RA.Buher PC.Replication increases beta-cell vulnerability to human islet amyloid polypeptide-induced apoptosis. Diabetes, 2003, 52: 1701-1708.30. Butler AE, Janson J, Ritzel R, et al. Accelerated apoptosis 0vercomes increased replication to cause β-cell loss in diabetes in mice transgenic for h-IAPP. Diabetes, 2002, 51(Suppl 2): A7.31. Butler AE, Janson J, Soeiler WC, et al.Increased beta-cell apoptosis prevents adaption increase in beta-cell mass in mouse model of type 2 diabetes: evidence for role of islet amyloid formation rather than direct action of amyloid. Diabetes, 2003, 52: 2304-2314..32. Janson J, Ashley RH, Harrison D, et al. The mechanism of islet amyloid polypeptide toxicity is membrane disruption by intermediatesized toxic amyloid particles [J]. Diabetes, 1999, 48: 491.33. Wajchenberg BL. beta-cell failure in diabetes and preservation by clinical treatment.Endocr Rev. 2007, 28:187-218.34. Maedler K, RD Carr, D Bosco, et al. Sulfonylurea induced beta-cell apoptosis in cultured human islets. J Clin Endocrinol Metab. 2005, 90: 501-506.35. Ehses JA, Perren A, Eppler E, et al. Increased number of islet-associated macrophages in type 2 diabetes. Diabetes. 2007, 56: 2356-2370.36. Larsen CM, Faulenbach M, Vaag A, et al. Interleukin-1-receptor antagonist in type 2 diabetes mellitus. N Engl J Med. 2007, 356: 1517-1526.37. Pellegrini M, Baldari CT. Apoptosis and oxidative stress-related diseases: the p66Shc connection. Curr Mol Med. 2009, 9:392-398.38. Newsholme P, Haber EP, Hirabara SM, et al. Diabetes associated cell stress and dysfunction: role of mitochondrial and nonmitochondrial ROS production and activity. J Physiol. 2007, 583:9-24. 39. Kaneto H, Katakami N, Kawamori D, et al. Involvement of oxidative stress in the pathogenesis of diabetes. Antioxid Redox Signal. 2007, 9:355-366.40. Chen J, Saxena G, Mungrue IN, et al. Thioredoxin-interacting protein: A critical link between glucose toxicity and beta cell apoptosis. Diabetes.2008, 57:938-944.41. Ortster H. & A. Sjholm: A busy cell – endoplasmic reticulum stress in the pancreatic beta-cell. Mol Cell Endocrinol.2007, 277:1-5.42. Eizirik DL, Cardozo AK, Cnop M. The role for endoplasmic reticulum stress in diabetes mellitus.Endocr Rev. 2008 Feb;29(1):42-61.43. Fonseca SG, Lipson KL, Urano F. Endoplasmic reticulum stress signaling in pancreatic beta-cells. Antioxid Redox Signal. 2007, 9:2335-2344.44. Oyadomari S, Koizumi A, Takeda K, et al. Targeted disruption of the Chop gene delays endoplasmic reticulum stress-mediated diabetes. J Clin Invest. 2002, 109:525-532.45. Hui H, Nourparvar A, Zhao X, et al. Glucagon-like peptide-1 inhibits apoptosis of insulin-secreting cells via a cyclic 5’-adenosine monophosphate-dependent protein-kinase-A and a phosphatidylinositol 3-kinase-dependent pathway. Endocrinology. 2003, 144:1444–1455.46. Vilsboll T. Liraglutide: a new treatment for type 2 diabetes. Drugs Today (Barc). 2009 ;45(2):101-13.47. Aulinger B, D'Alessio D. Glucagon-like peptide 1: continued advances, new targets and expanding promise as a model therapeutic. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes, 2007, 14:68-73.
第一、性激素的合成、分泌受到下丘脑-垂体-性腺轴的调控。也就是人类大脑的下丘脑及垂体可以分泌“促性腺激素”(包括LH:黄体生成素,FSH:卵泡刺激素),“促性腺激素”调控性腺(男性性腺为睾丸,女性性腺为卵巢)产生性激素以维持正常的生理特征。性激素主要包括雄激素、雌激素及孕激素三大类。雄激素是一类含有19个碳原子的类固醇激素,主要有睾酮、双氢睾酮、脱氢表雄酮和雄烯二酮。胆固醇在人体内经过转化形成脱氢表雄酮,并进一步转化为睾酮,睾酮在其作用的靶器官(如副睾或前列腺)内,在5-α还原酶的作用下,变为双氢睾酮。各种雄激素的活性以双氢睾酮为最强,其次为睾酮,其余的雄激素活性都很弱。睾酮是最主要的雄激素,我们通常谈论、测定的雄激素就是睾酮。它是由睾丸间质细胞分泌的。 睾酮的主要生理作用为:1.维持生精作用(帮助产生精子)。睾丸的曲细精管内睾酮及双氢睾酮维持在一定浓度,有利于生精过程。2.刺激生殖器官的生长发育,促进男性副性征(胡须、喉结、声调、男性体型等)的出现并维持其正常状态。3.维持正常的性欲。4.促进蛋白质合成,特别是肌肉和生殖器官的蛋白质合成,同时还能促进骨骼生长、钙磷沉积(有助于防止骨质疏松)和红细胞生成等。5.与人的情绪、性格、行为、认知能力(空间能力、数学能力等)有一定关系。卵巢是产生雌激素的主要场所,雌激素主要包括雌二醇和雌酮,前者由睾酮衍化而来,后者多由雄烯二酮转化形成。卵泡的内膜细胞和颗粒细胞共同参与雌激素的合成,内膜细胞在LH的作用下产生雄激素,通过扩散转运至颗粒细胞,在FSH的作用下增强颗粒细胞内芳香化酶的活性,从而把雄激素转变为雌激素。雌三醇是雌二醇的代谢产物。激素作用方面,雌二醇最强,雌酮次之,雌三醇最弱。雌激素可促进女性生殖器官的发育和副性征的出现,并维持在正常状态。此外,雌激素对代谢也有明显的影响。1.对生殖器官的作用:1.雌激素协同FSH促进卵泡的发育,诱导排卵前LH峰的出现,从而促进排卵;2.促进输卵管上皮细胞增生,增强输卵管的分泌和运动,有利于精子和卵子的运行;3.促进子宫发育,内膜发生增生期的变化,使子宫颈分泌大量清亮、稀薄的粘液,有利于精子穿行,在分娩前,雌激素能增强子宫肌的兴奋性,提高子宫肌对催产素的敏感性;4.使阴道粘膜上皮细胞增生,表浅细胞角化,糖原含量增加,并加速分解,使阴道分泌物呈酸性(PH:4-5),利于乳酸杆菌的生长,从而排斥其他微生物的繁殖,所以雌激素能增强阴道的抵抗力。2.对乳腺和副性征的作用:雌激素刺激如先导管和结缔组织增生,促进乳腺发育,并使全身脂肪和毛发分布具有女性特征,音调较高,骨盆宽大,臀部肥厚。3.对代谢的作用:雌激素对代谢的作用比较广泛,主要有:1.促进蛋白质合成,从而促进生长发育尤其是生殖器官的发育;2.刺激成骨细胞的活动,抑制破骨细胞的活动,加速骨的生长,并能促进骺软骨的愈合;3.提高血中载脂蛋白A1的含量,并可降低血胆固醇浓度,所以雌激素是抗动脉硬化的重要因素之一;4.高浓度的雌激素有导致水、钠潴留的趋势。孕激素主要来源于卵巢和胎盘,生物活性较强的主要为孕酮。孕二醇是孕酮的代谢产物。孕激素主要作用于子宫内膜和子宫肌,适应孕卵着床和维持妊娠。由于孕酮受体数量受雌激素调节,因此孕酮的作用基本上是在雌激素存在的情况下(即有雌激素,孕激素才能较好的发挥作用)。1.对子宫的作用:促使子宫内膜进一步增厚,并产生分泌变化,有利于孕卵着床。着床后,孕酮还可促进子宫基质细胞转化为蜕膜细胞,为胚泡提供丰富的营养。此外,孕酮可抑制子宫收缩,抑制母体对胎儿的排斥反应,防止将胚胎排出子宫,所以孕酮具有安宫保胎作用。孕酮使宫颈粘液减少而变稠,使精子难以通过。2.对乳腺的作用;在雌激素作用的基础上,孕酮主要促进乳腺腺泡发育,并在妊娠后为泌乳作好准备。3.产热作用:女子基础体温在排卵后约升高0.5℃左右,这是由于排卵后形成的黄体产生孕激素的作用。孕激素可作用于下丘脑体温调节中枢,导致体温升高。男性睾酮青春后期为100-200ng/l;成人为3000-10000ng/l。40岁以上随着年龄增长,血中睾酮含量逐渐降低,但是不同的男性个体差异很大。女性雌二醇卵泡期94-433pmol/l,黄体期为499-1580 pmol/l,排卵期为704-2200 pmol/l,绝经期为40-100 pmol/l。非孕妇女孕酮卵泡早期为0.7±0.1ug/l,卵泡晚期为0.4±0.1ug/l,排卵期为1.6±0.2ug/l,黄体早期为11.6±1.5ug/l,黄体晚期为5.7±1.1ug/l。各个医院可能使用的激素单位不一致,导致具体数值有差异。第二、男性体内的性激素主要为雄激素,最重要的是睾酮。关于睾酮的作用,国外科学家做过很多有趣的研究。加拿大的科学家检测了冰球运动员比赛前后唾液中的睾酮含量,不出所料,赢得比赛后睾酮水平升高,而不在乎输赢或自信心不足的队员睾酮水平较低。而最令人惊奇的是,在主场作战时,冰球队员的睾酮水平在赛前就提前升高,提示捍卫领土的冲动来源于这种激素。很多学者认为:睾酮的变化直接关系到性格、情绪、进取心、攻击性 — 不仅在体育运动方面。在成为Celestine教皇V世之前,Peter Morrone是个谦卑的智者,非常满足于意大利修道院的隐居生活,由于无法独断专行,他很快被国王挟持。4个月后他宣布退位。然而继任教皇BonifaceⅧ,因害怕Celestine教皇的深得民心而将他投入监狱,Celestine 10个月后死于狱中。得克萨斯大学的社会内分泌学家Robert Josephs认为可以用睾酮水平来解释这一现象。Celestine天生具有较低水平的睾酮,因而厌恶暴力、无法应对地位带来的挑战,而Boniface由于睾酮水平过高而渴望权力,走到了另一极端。当然,并不是说高T(Testosterone,睾酮)男性就一定是狂暴、性欲过度的洞穴人。尽管人类也有动物的本能,但性激素对于人类行为的影响极其复杂,人类具有精密的神经中枢,额叶皮质可能会干扰性激素发往中脑的信息,导致性激素和行为间的研究结果常常自相矛盾。总的来说Josephs认为:追逐权力的男性拥有更高的睾酮水平 — 遇到威胁时,睾酮水平进一步升高。 正如上文提到,随着年龄的增长,睾酮水平逐渐下降。有研究表明,男性在30~90岁期间,睾酮每年平均下降1%~2%,总下降幅度可高达1/3~1/2。但是,男性不出现女性绝经前更年期开始的明显信号,症状不如女性明显。同时,男性睾丸的衰退有较大的个体差异,所以一般认为男性更年期的提法不够恰当,应该称为“迟发性睾丸功能减退”。除了年龄, 环境污染、吸烟、饮酒、劳累、药物(如安体舒通、雌激素、镇静剂、麻醉剂等)、心理等因素也会影响男性雄激素的分泌;先天性疾病如下丘脑-垂体分泌的促性腺激素缺乏可以导致雄激素低下、性幼稚;先天发育异常、病毒感染、放射、外伤等因素导致的睾丸损伤也会降低雄激素水平;其他慢性疾病如肝肾疾病等也会影响雄激素的代谢。男性雄激素水平下降可能会出现的症状有:精力不集中、记忆力减退、睡眠减少、容易疲劳;工作能力下降,对周围事物失去兴趣;抑郁、焦虑、易怒、多疑、神经质,影响人际关系;头晕心慌,四肢发冷,说不清部位的疼痛不适,去医院检查又无异常发现;肌肉减少、脂肪增多、骨质疏松、生理需求减退、生理功能出现障碍等。我国 “性腺功能减退”调查表 (以最近6个月的症状为依据)1. 是否容易感到疲劳?2. 是否有肌肉和(或)骨关节疼痛?3. 是否有潮热、阵汗?4. 是否有烦躁、易怒?5. 是否有原因不明的惊恐不安?6. 是否有记忆力减退?7. 是否失去生活的乐趣?8. 是否对女人失去兴趣?9. 是否对性生活感到厌倦?10. 是否有晨间勃起消失?11. 是否有勃起功能障碍?12. 是否有胡须和阴毛脱落?结果判断:(1)每项症状半数以上时间有者记1分;半数时间有者记2分;少数时间有者记3分;没有记4分。(2)总分≤18分为重度症状;18~24分为中度症状;>24~36分为轻度症状;>36分为正常。(3)具有轻度症状至重度症状的患者应怀疑存在“性腺功能减退”,需要进一步采血作睾酮测定。 第三、对于男性性腺功能减退症的患者,因为睾酮水平低下,是使用雄激素部分或完全替代治疗的适应证,而对于由于年龄增长引起的“迟发性睾丸功能减退”,可以考虑在医师的指导下进行雄激素补充治疗,常用的睾酮制剂有十一酸睾酮软胶囊、睾酮皮肤贴剂、睾酮皮肤凝胶、睾酮注射剂等,可使情绪紊乱、性功能障碍、肌量、骨量及体能下降等症状好转。可能的副作用包括前列腺增生、红细胞增多症、呼吸睡眠暂停、肝功受损等。此外进入更年期的男性更需关爱自我,注重保健,建立合理的生活方式,保持乐观心态。
当男性进入中年后,身体逐渐变的脆弱,容易出现心脏病、高血压、体重增加、性能力下降、抑郁等种种问题。虽然以上种种问题是否属于雄激素水平下降导致的“男性更年期”尚有争议,但有一点是明确的,就是男性普遍不愿谈自己的“中年生活危机”— 通常会谈谈政治或体育,甚至不会告诉他的医生和伴侣。他们可能不如年轻时强壮,但沉默、固执却与年轻时一样。同时也只有少数医师会询问就诊者是否有性功能障碍或抑郁等问题。在内分泌疾病峰会及论坛中,医师们探讨了亟待解决的问题:中年男性的“正常”睾酮(睾酮是男性体内最重要的雄激素)水平是多少?超过50岁的男性是否必然会有性欲减退?研究显示睾酮在20-30岁达到最大分泌水平,随着年龄的增长逐步下降,在48-70岁之间血睾酮水平可能下降30-40%。糖尿病、高血脂、高血压、肥胖、心血管疾病、环境污染、不良生活方式等可使睾酮水平进一步降低。日本一项大规模的临床研究显示:患有2型糖尿病的40-69岁男性的睾酮水平明显低于同龄健康男性,而胰岛素抵抗和动脉硬化是导致睾酮水平降低的原因。由于很多中老年男性存在程度不等的雄激素缺乏,学者们对睾酮补充替代治疗、雄激素是否促进男性身心健康进行了大量研究。睾酮是由睾丸产生的最重要的雄激素,可以维持男性低沉声调、胡须、喉结、体型等副性征,并可帮助产生精子、刺激生殖器官和肌肉的蛋白质合成,同时还能促进骨骼生长、钙磷沉积和红细胞生成等,并可影响人的情绪、性格、行为、认知能力(空间能力、数学能力等)。低睾酮水平可导致性功能障碍、疲倦、抑郁、肌肉萎缩、骨质疏松等后果。女性进入绝经期后性激素水平急剧下降,而中年男性的性激素变化相对较为缓和且个体差异较大,例如一位65岁的男性睾酮水平可能降低到原来的30%,而有些男性睾酮水平没有明显下降。因此很多专家认为低睾酮水平引起的“男性更年期”的提法不恰当,而应称为“年龄相关性性腺功能减退”或“迟发性性腺功能减退”。据研究者估计,由于大多数“年龄相关性性腺功能减退”者没有得到诊断,仅有5%因睾酮缺乏而引起临床症状的男性得到了治疗。此外还有1-2千万各年龄段的阳痿患者,他们还不清楚导致阳痿的原因可能包括:高血脂、高血压、糖尿病和成吨的安眠、镇静、治疗高血压及心脏病的药片。李江源教授对北京、上海、西安和重庆健康成年男性1,080人的调查显示:“年龄相关性性腺功能减退”的患病率≥40岁为15%,≥50岁为23%,≥60岁为33%,≥70岁为54%。可见中国雄激素降低的中年男性为数不少,而其中仅有少数得到了治疗,正如前述,中年男性很少谈自己的困境,还有一些人简单的认为会有别人照顾他们,自我保护意识不如女性。因此男性雄激素与身心健康领域需要深入的探索,性教育也急需开展。有学者甚至提出:男人既然知道自己的血脂水平,也应该了解自己的睾酮水平!睾酮水平降低可以引起一系列症状,尽管这些典型症状不一定完全归咎于低睾酮但也与之联系密切。一个非常敏感的早期症状是性欲减退,此外还有疲劳、失眠、注意力难以集中、丧失进取心、肌肉萎缩、骨密度下降等。有时难以界定生理性和病理性的症状。因此要选择激素替代治疗不仅要有相应症状,还要检测血性激素水平。而有些老年男性雄激素轻度下降是生理性的,并不引起临床症状。只有当患者实验室检查证实睾酮缺乏,又有雄激素缺乏的临床症状,才能采用睾酮补充治疗。我国 “性腺功能减退”调查表 (以最近6个月的症状为依据)1. 是否容易感到疲劳?2. 是否有肌肉和(或)骨关节疼痛?3. 是否有潮热、阵汗?4. 是否有烦躁、易怒?5. 是否有原因不明的惊恐不安?6. 是否有记忆力减退?7. 是否失去生活的乐趣?8. 是否对女人失去兴趣?9. 是否对性生活感到厌倦?10. 是否有晨间勃起消失?11. 是否有勃起功能障碍?12. 是否有胡须和阴毛脱落?结果判断:(1)每项症状半数以上时间有者记1分;半数时间有者记2分;少数时间有者记3分;没有记4分。(2)总分≤18分为重度症状;18~24分为中度症状;>24~36分为轻度症状;>36分为正常。(3)具有轻度症状至重度症状的患者应怀疑存在“性腺功能减退”,需要进一步采血作睾酮测定。 如果确实有病理性的睾酮缺乏存在,最有效的治疗是:在医生的指导下使用睾酮制剂,使血睾酮水平逐步上升到同年龄段男性的正常水平。在使用睾酮制剂以前,要注意禁忌症,如前列腺癌、乳腺癌(男性罕见)、严重心功能或肝功能衰竭、前列腺增生伴严重下尿路梗阻等;相对禁忌症如红细胞增多、睡眠呼吸暂停综合征。常用的睾酮制剂有十一酸睾酮软胶囊、睾酮皮肤贴剂、睾酮皮肤凝胶、睾酮注射剂等,可使情绪紊乱、性功能障碍、肌量、骨量及体能下降等症状好转。此外进入更年期的男性更需关爱自我,注重保健,建立合理的生活方式,保持乐观心态。
前言沙格列汀是一种高效的二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制剂,通过选择性抑制DPP-4,可以升高内源性胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和葡萄糖依赖性促胰岛素释放多肽(GIP)的水平,从而调节血糖。进餐后GLP-1在肠道即时分泌,进而刺激胰腺产生葡萄糖依赖性胰岛素分泌,同时抑制胰高血糖素分泌,延迟胃排空。在生理状态下,DPP-4可快速降解GLP-1和GIP,使其失去活性,而服用DPP-4抑制剂可以使内源性GLP-1水平升高3~4倍,有效降低HbA1c和餐后血糖,且不影响体重,没有明显的低血糖风险。今年,多项有关沙格列汀的临床研究结果相继发表,一致证实了其降低HbA1c、空腹血糖(FPG)、餐后血糖(PPG)水平及良好的耐受性和安全性作用。现简单介绍几项主要结果供大家参考。沙格列汀单药治疗2型糖尿病初治患者此项研究为临床Ⅲ期、多中心、平行、随机、双盲、安慰剂对照研究,在年龄为18~77岁、饮食和运动未能控制血糖水平、尚未进行药物治疗的2型糖尿病患者中评价了沙格列汀单药初始治疗的疗效和安全性。基线HbA1c水平≥7%且≤10%的患者被纳入主要治疗队列(main treatment cohort,MTC[l1]),每日1次口服沙格列汀 2.5mg、5mg、10 mg或安慰剂,治疗6个月。HbA1c水平>10%且≤12%的患者进入开放标签队列(open-label cohort,OLC), 服用沙格列汀 10 mg每日1次口服治疗24周。结果表明,在MTC组,沙格列汀可较基线显著降低校正的平均HbA1c水平(图1),3组校正的平均FPG(-15、-9、-17 mg/dl对安慰剂组+6 mg/dl)和餐后葡萄糖曲线下面积(PPG-AUC)(-6868/-6896/-8084 mg.min/L对-647 mg.min/L)也较基线显著降低,患者达标比例显著升高。OLC组的各血糖指标也较基线显著降低。各治疗组均与安慰剂组的不良事件发生率相似,没有发现有症状的(手指血糖≤50 mg/dl)低血糖事件。沙格列汀治疗也没有使体重增加。因此,对于初治患者,无论是7%≤HbA1c≤10%,还是10%≤HbA1c≤12%,沙格列汀每日1次单药治疗有显著的血糖控制作用,安全性和耐受性良好。二甲双胍单药控制不良的2型糖尿病患者加用沙格列汀二甲双胍是被多个2型糖尿病治疗指南推荐应在生活方式干预同时使用的一线口服降糖药。然而,随着疾病的进展,二甲双胍单药治疗常不足以使患者血糖达标,许多患者需要联合使用多种口服降糖药。在选择加用药物时,尽量选用相互之间有互补作用的药物,以对抗复杂的糖尿病病理生理学发病机制。二甲双胍通过降低肝葡萄糖合成并改善胰岛素敏感性而调节血糖;沙格列汀则通过抑制DPP-4,延缓肠促胰岛素的失活,促进葡萄糖介导的胰岛素释放并减少餐后胰高血糖素释放,以改善餐后β细胞对葡萄糖的反应。两个药物联合使用有更好降糖疗效,并有潜在的改善β细胞功能的作用,提高血糖达标率。美国德克萨斯州圣安东尼奥健康科学中心的DeFronzo教授等在二甲双胍单药治疗血糖不能控制的患者中观察了加用沙格列汀2.5、5、10 mg每日1次治疗24周的疗效。结果显示,加用沙格列汀治疗的3个剂量组HbA1c水平分别降低了0.59%、0.69%和0.58%,加用安慰剂的患者则增加0.13%,FPG和PPG-AUC的下降水平也显著高于安慰剂组。加用沙格列汀治疗的患者HbA1c达标比例显著提高,均为安慰剂组的2倍以上(表1)。各组耐受性良好,低血糖发生率和体重变化均与安慰剂组相似。二甲双胍+沙格列汀治疗2型糖尿病初治患者优于各自单药初始联合治疗能够使更多的患者在疾病发病的早期达到血糖标准,早期强化治疗对于基线HbA1c水平较高的患者尤其重要。Jadzinsky等进行的研究入选了1306例初治2型糖尿病患者,比较沙格列汀 5 mg+二甲双胍500 mg、沙格列汀 10 mg+二甲双胍500 mg、沙格列汀 10 mg+安慰剂或二甲双胍500 mg+安慰剂治疗24周的疗效差异。其中,二甲双胍的剂量在5周内可上调至2000 mg/d。研究结果表明,在第24周,2个联合治疗组较两个单药治疗组可显著降低患者的HbA1c、FPG和PPG-AUC,结果均有显著差异。沙格列汀 5 mg或10 mg联合二甲双胍组的患者达HbA1c<7%目标的比例分别 为60.3%和59.7%。各组不良事件发生率相似,很少出现低血糖事件。根据基线HbA1c水平进行亚组分析显示,在所有治疗组中,基线HbA1c水平较高者治疗后HbA1c水平的降低更显著(图2)。图2 基线HbA1c水平较高者治疗后HbA1c水平的降低更显著沙格列汀+磺脲类治疗血糖控制不良的2型糖尿病患者 磺脲类与β细胞的磺脲受体1结合最终刺激胰岛素分泌。研究表明,磺脲类可显著改善血糖,但不足之处在于其潜在的β细胞毒性、体重增加和低血糖危险性升高。而较小剂量的磺脲类与DPP-4抑制剂联合使用则一方面可以在疾病早期改善血糖,同时减少了磺脲类剂量相关的不良事件。一项研究对于使用低于最大治疗剂量的磺脲类治疗≥2个月血糖控制不佳的患者,随机给予沙格列汀 2.5+格列本脲7.5 mg、5 mg+格列本脲7.5 mg、格列本脲10 mg单药加量治疗。第24周,格列本脲单药组92%的患者加量至15 mg。研究表明,沙格列汀 2.5和5 mg分别+格列本脲7.5 mg联合治疗组较格列本脲单药组可显著降低HbA1c(-0.54%、-0.64%、+0.08%)、FPG(-7、-10、+1 mg/dl)和PPG-AUC(-4296、-5000、+1196 mg.min/dl)。3组患者达标比例分别为22.4%、22.8%和9.1%。各组不良事件发生率相似,报告的低血糖事件无显著性差异。联合治疗组早期就有血糖改善,第4周HbA1c就出现显著差异(图3),并维持至整个治疗期。研究还显示,第24周,沙格列汀治疗组较格列本脲单药加量组的餐后胰岛素和C肽的AUC升高更多,餐后胰高血糖素AUC降低更多,其原因可能是沙格列汀通过升高内源性GLP-1和GIP水平,促进了胰岛素合成和释放,改善了β细胞功能,从而增强了磺脲类的最大促胰岛素释放作用,进一步支持了较小剂量磺脲类不足以控制血糖时,联合使用沙格列汀的治疗策略。图3 治疗期间各组HbA1c的变化小结 总之,沙格列汀单药治疗可有效控制血糖,与二甲双胍或磺脲类联合治疗可更早、更有效控制血糖,提高患者的血糖达标率,同时使用安全,耐受性良好。沙格列汀降低HbA1c的作用在各年龄、性别、种族、BMI、地理分布和糖尿病病程的患者中均一致,适用于大多数2型糖尿病患者。
随着生活方式的转变和老龄化的加剧,2型糖尿病(T2DM)成为人类社会越来越沉重的负担,其发病人数已超过2.46亿并仍在迅速增加,与其相关的并发症已成为人类排名第五位的死亡原因。这些发人深省的数字正不断为我们敲响警钟,促使我们深刻反思T2DM治疗学领域中长期存在的若干基本矛盾。谁来延缓T2DM进展的脚步?T2DM是一种慢性进展性疾病,胰岛β细胞的衰竭和内源性胰岛素分泌的下降是T2DM疾病进展过程中的主线。UKPDS研究为我们勾勒出了T2DM病程逐渐进展的轨迹:尽管初次确诊的患者在T2DM的较早阶段就给予了积极的治疗使血糖水平尽可能维持达标,但绝大多数患者在10年的干预期内血糖指标仍逐渐进展,并最终进入胰岛素依赖阶段。而ADOPT研究显示,新诊断的T2DM患者无论采用磺脲类、二甲双胍或是噻唑烷二酮(TZD)类药物进行治疗,3~5年之后均无法实现血糖达标并需改变治疗方案,这种进展速度对于治疗一种病程可能长达数十年之久的疾病而言,无疑是太快了一些。UKPDS和ADOPT研究的上述结果提示,虽然血糖升高可能是加重β细胞负担并导致其功能逐渐衰竭的原因之一,但维持血糖达标状态并不足以遏制T2DM的进展,患者每隔数年即需更换方案并加大治疗强度,最终β细胞功能完全丧失,不得不依赖胰岛素进行降糖治疗。这意味着β细胞功能的衰退有其内在原因,我们迫切需要一类在降糖同时能够保护β细胞功能的降糖药。降糖达标与低血糖反应:日益突出的矛盾降糖达标是减少糖尿病相关并发症和死亡风险的根本要求。长期的高血糖状态会导致有害的糖基化终末产物生成并产生氧化应激状态,大大增加大血管和微血管并发症的发生风险。此外高血糖状态还直接构成感染、糖尿病足等并发症的易感因素。然而,随着T2DM病程的延长和病情的进展,维持血糖达标状态的治疗难度逐步提高,患者逐渐需要联合使用更多、更强的降糖药物方有可能实现达标。然而,多种降糖药物有不同程度的致低血糖作用,此外患者用药剂量和时机不当、饮酒、生活规律变化等均可能引发低血糖事件。正常人血糖降至5 mmol/ml以下时,即出现胰高血糖素分泌升高等生理反射升高血糖,T2DM疾病进展使患者对低血糖反应的反射性保护机制受损,患者血糖低至3 mmol/ml后方可通过肾上腺素分泌增加升高血糖,而日益强化的降糖治疗又使T2DM患者进一步增加低血糖的风险。低血糖事件的发生率与T2DM患者的死亡和心血管风险呈正相关。一次严重低血糖引发的心血管事件,可能会抵消终生维持血糖在正常水平所得的益处。ACCORD研究中,强化降糖组虽然获得了更低的糖化血红蛋白(HbA1c)水平,但死亡率反而上升,该组较高的低血糖事件发生率可能是造成这种结果的重要原因之一。另一方面,对低血糖事件的恐惧会大大降低患者对降糖治疗的依从性,为降糖达标带来更多的困难。基于以上原因,低血糖事件构成了T2DM治疗的障碍,随着患者病程的延长,血糖指标日益恶化,降糖治疗强度逐渐增加,降糖达标和低血糖风险成为T2DM治疗过程中越来越突出的一对矛盾。胰岛素分泌不足与胰岛素抵抗能否同时改善?胰岛素分泌不足与胰岛素抵抗是T2DM发病的两种基本病理生理改变。对于肥胖T2DM患者,胰岛素抵抗造成胰岛素相对不足,反馈性增加β细胞的胰岛素分泌从而加重其负荷,久而久之造成β细胞功能衰退。而对于非肥胖T2DM患者,胰岛素分泌绝对不足则很可能是发病的始动因素。目前的降糖药物中,二甲双胍和噻唑烷二酮(TZD)类药物可改善胰岛素抵抗,但对胰岛素的分泌无明显作用,胰岛素促泌剂(如磺脲类和格列奈类)和外源性胰岛素虽可补充内源性胰岛素分泌的不足,但对胰岛素抵抗没有明显的改善作用。对于大多数T2DM,胰岛素抵抗和缺乏往往同时存在,由于缺乏能同时改善这两种病理状况的药物,T2DM患者经常需要联合治疗方能实现降糖达标,从而大大增加了治疗的复杂性和难度。肠促胰素与DPP-4抑制剂:T2DM治疗的新曙光寻找保护β细胞且基本不发生低血糖、能同时改善胰岛素分泌不足和胰岛素抵抗的降糖药物,成为内分泌学界多年来所追求的目标。上世纪80年代,生理学研究发现葡萄糖口服时可较静脉输注引起更多的胰岛素释放,提示存在某些内源性物质可调节胰岛素释放,此类物质仅在进食葡萄糖后促进胰岛素分泌。后续研究发现,这种呈葡萄糖依赖式促进胰岛素释放的物质是小肠内分泌细胞产生的一类多肽激素,内分泌学界将其命名为肠促胰素。人体内发挥主要生理作用的肠促胰素包括胰高血糖素样肽1(GLP-1)和葡萄糖依赖的促胰岛素多肽(GIP),在其作用下分泌的胰岛素占餐后总分泌量的60%以上。此二种肠促胰素可与胰岛β细胞和多种其他细胞表面的特异性受体结合,发挥有利于降糖的生理作用。肠促胰素与其他胰岛素促泌物质最大的不同是其仅在高葡萄糖水平下增加胰岛素的分泌。在低葡萄糖条件下,肠促胰素与β细胞表面的特异性受体结合后,仅引发钙离子的少量内流和胰岛素的微量释放。而在高葡萄糖水平下,β细胞内ATP水平升高,使ATP依赖的钾通道开放,细胞复极化延迟,肠促胰素与受体结合后钙离子内流时程延长,胰岛素的释放量显著增加。进一步研究显示,肠促胰素具有改善胰岛β细胞功能和减轻胰岛素抵抗的潜在作用。接受肠促胰素输注6周后,T2DM患者接受葡萄糖负荷后,C肽水平可有显著升高,且胰岛素敏感性显著升高77%,表明胰岛素分泌功能和胰岛素抵抗状态均有显著改善。在动物试验和体外研究中,肠促胰素还能激活β细胞再生,维护人β细胞的形态,并且抑制β细胞的凋亡。此外,肠促胰素还具有广泛的胰外作用。GLP-1可延缓胃排空,长期输注后还可作用于下丘脑的摄食中枢增加饱胀感,从而使患者减少进食。这些效应对于控制T2DM患者的体重和热量摄入也有积极作用。上述生理作用使肠促胰素成为一种很有吸引力的治疗物质。可以设想,能有效提高体内肠促胰素水平的药物很可能具有以下特性:仅在高血糖时促进胰岛素分泌,而基本不会引起低血糖,在改善胰岛素分泌的同时可减轻胰岛素抵抗,并能通过保护β细胞延缓T2DM的进展。这些作用很可能有助于解决T2DM治疗学领域中长期存在的若干矛盾。然而,天然的肠促胰素仅能通过注射给药,而且会被组织中广泛存在的二肽基肽酶4(DPP-4)快速降解,在体内的半衰期不超过数分钟,必须持续输注才能起到控制血糖的作用,对于T2DM这种慢性疾病而言,这样的给药方式无疑会大大降低治疗的可行性和依从性。制药界找到的出路之一是研发抑制DPP-4的药物,通过延缓内源性肠促胰素的分解而提高其水平。西格列汀(Stagliptin,商品名Januvia)是全球首个被批准用于T2DM治疗的口服型DPP-4抑制剂。在多项临床研究中,西格列汀显示出确切的降糖疗效并且基本没有低血糖风险,对于胰岛β细胞功能也起到了显著的改善作用,印证了先前对DPP-4抑制剂特性的设想。目前尚有大量临床研究正在继续验证西格列汀的降糖疗效、安全性及终点事件获益。可以预见,以西格列汀为代表的DPP-4抑制剂很有可能在未来的T2DM治疗领域发挥重大作用,并填补现有治疗手段的空白。