景文瑩
?;撬幔?-氨基乙磺酸)廣泛分布在哺乳動(dòng)物組織中。許多研究顯示,牛磺酸在各種組織中具有細(xì)胞保護(hù)作用;?;撬嵴{(diào)節(jié)多種細(xì)胞的功能,包括抗氧化作用、離子運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)、神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)及與膽汁酸的結(jié)合等。體內(nèi)的?;撬醽?lái)自于生物合成和膳食攝入,?;撬嵩诟闻K中主要由甲硫氨酸和半胱氨酸合成。?;撬嵩谌梭w內(nèi)的生物合成能力非常低,貓?bào)w內(nèi)沒(méi)有?;撬幔欢;撬嵩趪X動(dòng)物體內(nèi)具有較高的合成能力。攝入的?;撬峥蓙?lái)自于肉和水產(chǎn)品,特別是水產(chǎn)品富含?;撬帷Q芯孔C實(shí),?;撬釋?duì)胰島素依賴性、非胰島素依賴性以及胰島素耐受性糖尿病的有效性。此外,?;撬嵊欣诜乐翁悄虿〔l(fā)癥,包括視網(wǎng)膜病變、腎病、神經(jīng)病變、動(dòng)脈粥樣硬化和心肌病。
一、?;撬釋?duì)糖尿病動(dòng)物模型的作用
1.?;撬釋?duì)Ⅰ型糖尿病動(dòng)物模型的作用 在糖尿病發(fā)病時(shí),用?;撬嶂委熆梢砸种芐TZ Ⅰ型糖尿病大鼠的高血糖,降低血漿糖化血紅蛋白、膽固醇和甘油三酯水平。此外,?;撬釡p少了Ⅰ型糖尿病的血脂過(guò)氧化產(chǎn)物。有研究報(bào)道,?;撬峥深A(yù)防四氧嘧啶誘導(dǎo)的Ⅰ型糖尿病家兔的高血糖水平。值得關(guān)注的是,在糖尿病發(fā)病的時(shí)間點(diǎn),使用?;撬嶂委熚茨芨纳脾裥吞悄虿?dòng)物模型的高血糖水平,表明?;撬釋?duì)Ⅰ型動(dòng)物模型的降低血糖水平的作用可能是由于STZ或四氧嘧啶的β細(xì)胞的保護(hù)作用。有趣的是,注射STZ2天后,添加?;撬崮軌蛟黾犹悄虿〈笫蟮拇婊顢?shù),表明?;撬峥傻挚褂筛哐钦T導(dǎo)的一些應(yīng)激。
2.?;撬釋?duì)肥胖誘導(dǎo)的糖尿病動(dòng)物模型的作用 大冢長(zhǎng)埃文斯德島脂肪肝(OLETF)大鼠是非胰島素依賴型糖尿病的動(dòng)物模型,此大鼠和正常大鼠相比表現(xiàn)高血糖、胰島素耐受性以及積累的腹部脂肪。飼喂?;撬崮芨纳芆LETF大鼠的高血糖和胰島素耐受性已被證明。?;撬徇€可抑制血清甘油三酯和膽固醇水平的升高,但不能抑制身體重量和腹部脂肪量的增加。雖然預(yù)測(cè)?;撬峥梢约訌?qiáng)熱量的消耗或脂質(zhì)氧化,但添加牛磺酸不但沒(méi)有增加反而減少了能量消耗,沒(méi)有改變OLETF大鼠的脂質(zhì)氧化反應(yīng)。關(guān)于體重和脂肪量,添加牛磺酸能夠阻止高脂飲食誘導(dǎo)的體重增加,也可以阻止高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠脂肪量的增加。?;撬釋?duì)肥胖的作用可能會(huì)根據(jù)動(dòng)物種類或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)而改變。
3.?;撬釋?duì)飼喂果糖的大鼠模型的作用 高果糖飲食損害葡萄糖耐受性和胰島素敏感性,添加牛磺酸抑制飼喂高果糖的大鼠模型的高血糖水平和胰島素耐受性。此外,添加?;撬崮軌蚪档惋曃垢吖谴笫笱趸瘧?yīng)激的生物指標(biāo),例如脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)和共軛效應(yīng)。此外,?;撬岣纳骑曃构谴笫蟮哪蚣る尼尫琶富钚?,
而添加?;撬岬淖饔帽籋oe 140和激肽B2受體拮抗劑的共同作用所阻止。激肽影響胰島素釋放和胰島素功能,可能涉及牛磺酸對(duì)胰島素耐受性作用的分子機(jī)制。
4.牛磺酸對(duì)急性血糖或脂質(zhì)灌注動(dòng)物模型胰島素分泌和胰島素敏感性的作用 雖然6小時(shí)的高糖輸液導(dǎo)致胰島素刺激的外周葡萄糖攝入量減少,但?;撬崤c葡萄糖的共輸注可阻止葡萄糖攝取不足。此外,?;撬崤c葡萄糖的共輸注可抑制比目魚(yú)肌肉高葡萄糖輸注所導(dǎo)致的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),表明?;撬釋?duì)骨骼肌的抗氧化作用涉及到抗外周胰島素耐受性的作用途徑。然而,?;撬岵荒茏柚蛊咸烟谴碳は乱葝u素分泌的減少,也不能阻止由48小時(shí)高糖灌注所導(dǎo)致的活性氧的增加。?;撬岬谋Wo(hù)作用,例如線粒體中鈣的調(diào)節(jié)和蛋白折疊加工后的穩(wěn)定性,可對(duì)抗暴露在人工培養(yǎng)的β細(xì)胞上的高糖。
二、?;撬峥固悄虿〔l(fā)癥的作用及其分子機(jī)制
1.牛磺酸水平在糖尿病中的變化 血漿和組織中的?;撬崴皆诓±砩韺W(xué)條件下發(fā)生改變。胰島素依賴型糖尿病患者血漿?;撬釢舛却蟠蟮陀趯?duì)照組。通常,由鏈脲佐菌素或四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病動(dòng)物已經(jīng)證明血漿?;撬崴降南陆怠"蛐吞悄虿』颊唧w內(nèi)的血漿?;撬崴奖冉】嫡咭?。由于?;撬崛狈εc組織機(jī)能障礙有關(guān),糖尿病患者體內(nèi)?;撬崴较陆悼赡苌婕暗教悄虿〔l(fā)癥。
2.內(nèi)皮功能障礙 大多數(shù)糖尿病并發(fā)癥與血管病變有關(guān)。微血管病變引起視網(wǎng)膜病變、腎病和神經(jīng)病變,而大血管病變導(dǎo)致心肌病和動(dòng)脈粥樣硬化。長(zhǎng)期服用牛磺酸,可使STZ糖尿病老鼠的乙酰膽堿擴(kuò)張主動(dòng)脈環(huán)的功能恢復(fù)正常,同時(shí)血管舒張能力也明顯減弱。此外,離體組織在含有?;撬岬沫h(huán)境中培養(yǎng)2小時(shí),可使STZ糖尿病大鼠主動(dòng)脈環(huán)對(duì)去甲腎上腺素的高反應(yīng)性下降,而對(duì)乙酰膽堿的低反應(yīng)性升高。
3.糖尿病腎病 添加牛磺酸與注射STZ同時(shí)進(jìn)行,可有效減少蛋白尿和腎小球硬化癥的發(fā)生,以及腎小管間質(zhì)性纖維化。誘導(dǎo)糖尿病第4個(gè)月后開(kāi)始服用?;撬?,顯著抑制糖尿病大鼠的尿蛋白排泄、腎小球間質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)膨脹,以及腎小球的TGF-b表達(dá)和氧化應(yīng)激反應(yīng)。體外研究也表明,?;撬嶂委熆梢砸种颇I近曲小管細(xì)胞高血糖引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)和TGF-b的表達(dá)。?;撬峥梢詼p輕高血糖引起的細(xì)胞生長(zhǎng)損害和腎小管細(xì)胞肥大,其機(jī)制涉及到抑制MAPK和STAT3信號(hào)通路。牛磺酸還能有效抑制AGE誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞的肥大和纖維化,及纖維化相關(guān)基因的表達(dá)。
4.視網(wǎng)膜病變 STZ糖尿病大鼠服用?;撬?,可以有效抑制視網(wǎng)膜的亞顯微結(jié)構(gòu)的改變,降低膠質(zhì)纖維的酸性蛋白(GFAP)的表達(dá),但對(duì)動(dòng)物的血糖水平?jīng)]有影響。GFAP是糖尿病大鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)增生和凋亡的標(biāo)志,提示牛磺酸有預(yù)防糖尿病視網(wǎng)膜病變的作用。?;撬崮茱@著降低STZ糖尿病大鼠的視網(wǎng)膜羰基二烯的含量,抑制VEGF的表達(dá),抑制血管新生,表明?;撬峥赡芫哂屑m正STZ糖尿病大鼠的視網(wǎng)膜血管增生性病變的作用。雖然視網(wǎng)膜中谷氨酸的增加與糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)展有關(guān),但?;撬崮軌蜃柚筍TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠視網(wǎng)膜谷氨酸含量的增加及蛋白質(zhì)的減少。
5.白內(nèi)障 ?;撬岜徽J(rèn)為是最豐富的游離氨基酸,?;撬崴皆赟TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠糖尿病性白內(nèi)障群體中有所下降。長(zhǎng)期添加?;撬崮軌蚪档蚐TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠丙二醛水平。對(duì)于經(jīng)高糖飲食處理6天的晶狀體,盡管牛磺酸沒(méi)有提高其透明度,但卻抑制了蛋白羧基化作用。這些研究表明?;撬岜Wo(hù)透鏡免受高血糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激的損害,但?;撬峥拱變?nèi)障的作用仍存在爭(zhēng)議。
6.神經(jīng)病變 神經(jīng)中山梨糖醇的累積與糖尿病周圍神經(jīng)病變有關(guān)。當(dāng)高血糖條件下細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖增加時(shí),過(guò)量的葡萄糖通過(guò)醛糖還原酶代謝成山梨糖醇。有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)調(diào)節(jié)細(xì)胞外滲透壓,維持細(xì)胞容積,包括山梨糖醇、?;撬峒凹〈?。?;撬岷图〈荚赟TZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠神經(jīng)中有所降低,然而醛糖還原酶抑制劑的調(diào)控減少了牛磺酸和肌醇的損耗,表明山梨糖醇的過(guò)量積累導(dǎo)致其他有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的損耗。有趣的是,暴露在高糖環(huán)境的細(xì)胞減少了牛磺酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá);與之相反,醛糖還原酶抑制劑或抗氧化劑則會(huì)增加?;撬徂D(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá),促成了山梨糖醇對(duì)細(xì)胞內(nèi)?;撬釢舛日{(diào)節(jié)的重要作用。雖然STZ誘導(dǎo)的糖尿病模型中觀察到糖尿病神經(jīng)病變,但添加牛磺酸能改善神經(jīng)功能障礙,例如神經(jīng)傳導(dǎo)障礙和痛覺(jué)過(guò)敏,并能改善神經(jīng)血流量的不足。添加?;撬崮軠p少神經(jīng)中的氧化應(yīng)激,并能夠阻止STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠由鈣導(dǎo)致的感覺(jué)神經(jīng)元的損傷。添加?;撬崮鼙苊釹TZ誘導(dǎo)的大鼠神經(jīng)生長(zhǎng)因子的減少。?;撬峥固悄虿⌒灾車窠?jīng)病變的應(yīng)用價(jià)值在糖尿病育肥兔的實(shí)驗(yàn)中已被證實(shí)。
7.動(dòng)脈粥樣硬化及血栓形成 糖尿病是動(dòng)脈粥樣硬化的主要致病因素。血管內(nèi)皮功能障礙和氧化的低密度脂蛋白在血管中的積累,是動(dòng)脈粥樣硬化的重要特征。?;撬釋?duì)內(nèi)皮細(xì)胞的作用,例如降低氧化的低密度脂蛋白和抗細(xì)胞凋亡,對(duì)糖尿病性動(dòng)脈粥樣硬化起到有效的抑制作用。血小板活化和聚集導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化是血栓形成的重要原因。糖尿病患者血小板功能的改變使血小板對(duì)應(yīng)激敏感,從而易形成血栓。Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病患者體內(nèi)血小板和血漿?;撬崴蕉枷陆怠R?yàn)榕;撬岬膿p耗導(dǎo)致血小板聚集的增加,有人推測(cè),認(rèn)為添加?;撬崮軌蚍乐固悄虿』颊哐“寰奂橐葝u素依賴型糖尿病患者補(bǔ)充?;撬?0天,每天1.5克,可抑制由花生四烯酸誘導(dǎo)的血小板聚集。
研究表明,添加?;撬釋?duì)動(dòng)物模型的糖尿病及其并發(fā)癥都有積極作用,牛磺酸的多重作用可以起到預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的作用,特別是?;撬釋?duì)氧化應(yīng)激的抑制作用與糖尿病的各種致病途徑相關(guān)。但大部分臨床研究尚未證明?;撬釋?duì)胰島素耐受性糖尿病和糖尿病并發(fā)癥的有效作用。?;撬岬臄z入被認(rèn)為是安全的,和食物中的氨基酸一樣。雖然一些報(bào)道認(rèn)為?;撬崦刻?克的攝入水平是安全的,但在臨床中使用更高水平的?;撬釀┝?,并無(wú)不良反應(yīng)。