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2型糖尿病胰岛素抵抗的炎症机制与中医药辨治

【摘要】    2型糖尿病的发生与 发展 与炎症有着密切的关系,炎症因子可引起胰岛素抵抗、胰岛素分泌功能障碍,炎症因子包括tnfα、il6,crp,脂联素,mcp1等。中医药 治疗 糖尿病有丰富的临床经验,认为胰岛素抵抗的病因病机与脾胃虚损有关,采用中药疗法调节糖尿病的炎症状态,改善胰岛素抵抗。

【关键词】  2型糖尿病/中医药疗法;胰岛素/药效学;炎症

  2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,t2dm)的病因与发病机制尚未完全阐明。近年来大量 研究 表明t2dm及其并发症的发生发展同炎症密切相关,t2dm是先天性免疫和低度慢性炎症性疾病。在t2dm的易感个体,随着老龄化和营养过剩等环境因素的作用,先天性免疫系统被激活,巨噬细胞、脂肪细胞等前哨细胞分泌tnfα、il6等多种炎症因子,进而引起胰岛素抵抗(insulin resistance,ir)、胰岛素分泌功能障碍的发生。中医药治疗糖尿病有着丰富的临床经验,而针对t2dm的慢性炎症学说,开展中医药防治糖尿病的研究,将有助于提高临床效果和阐明其作用机制。

    现有有研究表明,ir及胰岛素分泌功能障碍可能不是相互独立的,如果胰岛素自分泌作用确定的话,那么胰岛β细胞的ir似乎是二者联系的桥梁,在这基础上可能存在着炎症因子对二者共同的作用,其分子机制是靶细胞胰岛素受体后信号转导通路的缺陷。wwW.11665.com由于ir在t2dm发生发展中的主导地位,因此,本篇主要针对胰岛素抵抗的炎症机制进行综述[1]。

    1  炎症因子引起胰岛素抵抗

    目前 ,炎症反应与ir发生、发展的关系并不十分清楚,一般认为:其分子机制是靶细胞胰岛素受体后信号转导通路的缺陷。许多炎症因子,包括肿瘤坏死因子α(tnfα)、白细胞介素1(il1)、白细胞介素6(il6)、γ干扰素(ifnγ)等,通过血液和(或)旁分泌的作用干扰胰岛素的信号转导[2],导致胰岛素敏感细胞(如肝细胞、肌肉细胞和脂肪细胞)内的胰岛素受体底物(insulin receptor substrates,irs)丝氨酸磷酸化,抑制其酪氨酸磷酸化,导致irs与胰岛素受体的结合能力下降,并减弱irs激活其下游的磷脂酰肌醇3激酶结合能力下降,并减弱irs激活其下游的磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol3 kinase,pi3k)的磷酸化过程,干扰胰岛素信号经ir/irs/pi3k通路下传,从而诱发ir。

    1.1  tnfα  tnfα来自多种细胞,其中脂肪细胞是其重要来源之一。目前tnfα引起ir的作用机制较明确,大致分为以下几点:①tnfα可诱导胰岛素受体底物1(irs1)、胰岛素受体底物2(irs2)丝氨酸磷酸化,降低irs酪氨酸激酶活性。同时tnfα抑制其后的irs蛋白与胰岛素受体及下游信号转导途径相互作用的活性。tnfα抑制其后的irs蛋白与胰岛素受体及下信号转导途径相互作用的活性。tnfα的这种作用可能与鞘脂类代谢有关,通过激活鞘髓磷脂酶,引起神经酰胺的生成,激活pi3k,增强丝氨酸/苏氨酸激酶活性,从而使信号转导受阻。实验证明,tnfα刺激下,鞘髓磷脂酶和神经酰胺可使pi3k活性升高约5倍[3]。②有研究表明,tnfα能直接抑制葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,glu4)、胰岛素受体及irs1mrna的表在水平,从而抑制葡萄糖转运时外周组织利用葡萄糖的限速步骤,因而细胞对葡萄糖的转运能力大大降低,使胰岛素刺激的葡萄糖的摄取能力显著下降。③tnfα可通过抑制脂蛋白脂酶活性,促进脂肪细胞内脂肪分解,使外周游离脂肪酸(ffa)水平升高。ffa通过 影响 胰岛素信号传导通路的蛋白,如抑制ptk的活性,抑制irs1的表达与酪氨酸磷酸化,从而降低组织器官对胰岛素的敏感性。tripathy等研究表明急性升高血ffa水平能促使白细胞生成活性氧族(ros)增加,增加氧化应激,导致单核细胞核因子nfκb升高,启动内皮细胞(ec)的炎症过程[4]。④作用于其他细胞因子,如刺激il6的生成,抑制脂联素、瘦素和过氧化物增殖因子受体γ(pparγ)的产生。⑤刺激单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein1,mcp1)的产生,从而趋化巨噬细胞浸润脂肪组织,导致炎性因子大量分泌,引起ir[5]。⑥aijada[4]研究证实,tnfα可以抑制ec一氧化氮合酶(nos)表达,导致胰岛素受体磷酸化及蛋白质表达降低。

    1.2  il6  体内il6约有1/3来自脂肪细胞,它既可以作用于脂肪细胞本身,又可以无距离调节其他组织细胞的功能。在炎症反应早期,少量il6促进胰岛素产生,导致高胰岛素血症;在炎症反应晚期,il6抑制胰岛素产生,从而促进糖尿病的发生和发展[6]。il6通过以下机制诱导ir:①il6诱导irs1丝氨酸磷酸化,抑制其酪氨酸磷酸化,使胰岛素信号传导受阻;研究发现,细胞因子信号转导抑制因子家族(socs)能抑制胰岛素信号转导,而il6可诱导socs蛋白表达,从而抑制irs1酪氨酸自身磷酸化[7],导致ir。②il6抑制脂联素表达(脂联素能提高胰岛素敏感性),降低胰岛素敏感性,导致ir[5]。③il6受体与瘦素受体有共同的细胞信号传导通路,il6和瘦素具有竞争性抑制作用,il6增多可导致瘦素抵抗[5];同时,肥胖个体对瘦素受体不敏感,使其抑制胰岛素细胞分泌胰岛素的作用减弱,从而导致ir[3]。④il6可导致脂代谢紊乱,一方面通过脂蛋白脂酶的活性,另一方面与il6基因174g/c多态性有关,174位碱基为g时,ffa、甘油三脂、极低密度脂蛋白的水平增高,而ffa升高可抑制胰岛素在肝脏的清除,导致高胰岛素血症,也可使脂肪酸氧化增加,竞争抑制葡萄糖的氧化[8]。⑤最近发现,在3t3l1脂肪细胞、小鼠肝细胞和人hepg2细胞中,il6抑制glut4和pi3k的活性,进而抑制胰岛素信号传导,导致ir[6]。

    1.3  c反应蛋白(crp)  crp由肝脏产生、分泌的重要防御分子,是全身炎症反应的敏感性标志物,其表达受某些炎性因子调控,如il6和tnfα作为极强的促炎因子,可刺激肝脏合成crp。crp为急性时相蛋白,许多研究都已经证明crp和胰岛素抵抗及糖尿病正相关。

    1.4  脂联素(adipokine)  脂联素是脂肪细胞分泌的特异性血浆激素类蛋白。它不仅与肥胖、糖尿病、胰岛素抵抗有关,也参与炎症反应[9]。yokta等[10]认为,脂联素对免疫炎症起负调控作用。通过抑制成熟巨噬细胞的功能对抗急性炎症反应,通过抑制粒、单细胞系成长而在慢性炎症中起作用。脂联素可以抑制脂多糖诱导的tnfα产生,抑制tnfα诱导的内皮细胞黏附分子的表达,调控内皮细胞的炎症反应。同时,脂联素尚可诱导胰岛素介导的胰岛素受体酪氨酸磷酸化,进而增加胰岛素敏感性。

    1.5  刺激单核细胞趋化蛋白1  mcp1是介导巨噬细胞激活和趋化的重要介质,可诱导巨噬细胞由外周血液循环进入脂肪组织并使其激活。巨噬细胞一旦被激活,可分泌多种炎性因子如il6、tnfα等,这些炎性因子均可抑制脂肪细胞的胰岛素信号传导,还可进一步刺激巨噬细胞分泌大量炎性因子,最终引起脂肪细胞广泛降解,解放大量游离脂肪酸,导致ir。

    1.6  核转录因子κb  nfκb普遍存在于细胞质,与抑制性蛋白iκb结合处于非活性状态,它可被il6、tnfα和crp激活。nfκb通过介导一氧化氮的合成及促进tnfα和il6的产生来加重炎症反应,使炎症反应持续扩大,导致ir[11]。

    炎症学说认为,2型糖尿病的发病所涉及到的炎症因子主要包括如下几类:①免疫炎症反应细胞,如淋巴细胞及其亚类,巨噬细胞、单核细胞等;②急性期反应蛋白,如c反应蛋白;③细胞因子、tnfαγ、il系列,主要为il6、瘦素、脂联素和抵抗素;④凝血因子、纤维蛋白原、第ⅷ因子等;⑤血脂成分,如ffa、tg、脂质氧化应激中间产物;⑥其他,如唾液酸、血清类黏蛋白、γ球蛋白、结合珠蛋白、内皮黏附因子等。目前对这些因子进行的大量研究,其结果皆显示了与ir及t2dm的相关性。

    2  胰岛素抵抗炎症发病说与中医

    2.1  中医对胰岛素抵抗病因病机的认识  现今多数学者认为,胰岛素抵抗是本虚标实之证,其中与脾胃虚损关系最为密切;标实包括痰、瘀、毒等致病因素。脾主运化,维系人体正常的新陈代谢。饮食不节,嗜食酒醴肥甘,则脾胃受损,酿生痰浊,影响气血化生;同时也可导致胃与大肠实热燥结,腑气不通,加重脾胃受损。肌肉为脾之所主,其功能的正常发挥,主要依赖于脾胃功能的正常运转。而健脾胃、通腑实,可以恢复脾胃功能,提高肌细胞摄取及利用葡萄糖的作用。肝郁是发生消渴的重要因素。肝主疏泄、调畅气机,发挥正常生理功能。郁怒伤肝,易从火化,肝火炽盛灼津以致津液亏损,燥热内升而发生消渴。同时,糖尿病日久不愈,患者多忧郁焦虑,精神紧张,使肝失疏泄加重,而致气滞血瘀,郁久化热,进一步灼伤阴津;血瘀气滞亦可进一步影响水津的输布和吸收,使津液匮乏而加重原有的三消症状。表现在胰岛素抵抗方面,即是肝糖原合成的减少、肝糖原分解的加速。过食肥甘,损伤脾胃,滋生痰湿与内热,痰热内阻发为消渴;而生活方式的改变,造成“久卧伤气,久坐伤肉”(《素问·宣明五气论》),使中焦壅滞,脾失健运,水湿停聚,酿生痰浊,可直接耗伤阴液,又可郁而化热损伤阴液,更有痰湿日久闭阻经络,阴津失于输布,使肌体失去濡养而发为消渴,胰岛素抵抗综合征患者一般多肥胖或超重。机体气虚推动无力、痰湿阻碍气机、热邪煎熬津血、阳虚寒凝血脉,均可造成血瘀。而凝血纤溶系统对维持机体出凝血平衡有举足轻重的作用,在调控血栓形成和动脉粥样硬化过程的同时也与炎症过程密切相关。毒邪其途径既可由外而内,因感染某些病毒,使胰岛β细胞广泛受损而造成糖尿病,亦可因情志抑郁,气机不畅,痰湿不行,血液瘀滞,日久酿毒,痰瘀毒邪蕴结,不得宣泄,从而促进了炎症因子的产生及炎性反应的过程,加重糖尿病病情的发展[11]。

    2.2  中医方药的 治疗 效果和机制  许多中药复方和单味药及有效成分具有调节免疫功能,抗炎作用。郝钰等发现黄连小檗碱能抑制il1和tnf激活的内皮细胞与多形核白细胞(pmn)的黏附,拮抗这2种细胞因子的作用,同时减少tnf诱导的pmn cd18表达增多。邢杰等报道大黄素能显著抑制由lps诱导的人巨噬细胞释放炎性细胞因子,使il1、il5、il8、tnf的分泌显著减少。黄芩素体外能有效抑制正常人外周血单个核细胞(pbmc)分泌il1β、il6、tnf、ifnγ[12]。黄芪多糖对肾阳虚型糖尿病大鼠肾组织nfκb及iκb上调iκbmrna表达,抑制nfκbmrna的过度表达,从而延缓肾阳虚型糖尿病肾病的进展[12]。 现代 药理 研究 表明,人参、生黄芪、大黄等健运脾胃、通腑泄浊的中药能抗炎降糖、减轻胰岛素抵抗、提高胰岛素敏感性[13]。对复方的研究显示,黄连解毒汤(黄连、黄芩、黄柏、栀子)对il1的生成有抑制作用[13]。马俊等[14]研究显示,复方黄连降糖片(黄连、大黄、肉桂)能改善胰岛素抵抗小鼠的糖脂代谢紊乱,增加小鼠骨骼肌glut4mrna的表达。这表明中医的虚、痰、瘀、毒可能与t2dm的炎症之间存在一定关系。

    综上所述,大量资料证实t2dm是一种慢性低度炎症性疾病,而进一步阐明炎症发生及引起t2dm的具体分子机制可以为t2dm提供更为有效的诊断、预防和治疗手段,而中医药可能通过调节糖尿病的炎症状态,改善胰岛素的抵抗,达到防治糖尿病的目的,需要进一步深入研究和探讨。

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  •  作者:郑文静 尚文斌 [标签: 糖尿病 胰岛素 机制 ]
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