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C肽在糖尿病并發(fā)癥中作用的研究進(jìn)展

2017-01-12 21:18:36盛昭季學(xué)磊
浙江臨床醫(yī)學(xué) 2017年8期
關(guān)鍵詞:視網(wǎng)膜胰島素血管

盛昭 季學(xué)磊?

C肽在糖尿病并發(fā)癥中作用的研究進(jìn)展

盛昭 季學(xué)磊?

C肽被認(rèn)為是無(wú)活性的含有31個(gè)氨基酸的多肽鏈,胰島素β細(xì)胞分泌的胰島素原包含A﹑B﹑C鏈,胰島素原分泌入血后,三條鏈裂解,其后A﹑B鏈形成了胰島素,發(fā)揮降低血糖及其他生物活性的作用。與胰島素不同,C肽不被肝臟攝取,而主要在腎臟排出,其半衰期為20~30min,明顯長(zhǎng)于胰島素3~5min的半衰期。由于C肽與胰島素等比例釋放入血,并且不被肝臟攝取,既往主要被用來(lái)評(píng)價(jià)胰腺β細(xì)胞的功能。瑞典科學(xué)家們從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)兩方面證實(shí)了C肽是有生物活性的,其可改善糖尿病微血管病變﹑神經(jīng)病變,但具體作用機(jī)制尚不清楚。

Ido等[1]分別給對(duì)照組大鼠和糖尿病大鼠注射生物合成人工C肽2次/d,持續(xù)5周;注射前,對(duì)照組大鼠的生理C肽濃度為0.45~0.9nmol/L,糖尿病大鼠的濃度<0.4nmol/L,注射C肽后3~6 h評(píng)判受損的血管和神經(jīng)細(xì)胞功能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)前葡萄膜﹑視網(wǎng)膜﹑坐骨神經(jīng)處的血流量增加減少了,白蛋白的滲出減少了。另有研究表明在以高血糖誘導(dǎo)的血管功能受損的皮膚肉芽組織模型中,加入30mmol的葡萄糖后誘導(dǎo)的血流量增加和白蛋白滲出的增加,可以被同時(shí)注入的C肽抑制。研究還發(fā)現(xiàn)高血糖存在有﹑無(wú)糖尿病的大鼠肉芽組織模型中,其血管﹑神經(jīng)障礙﹑Na+/K+-ATP酶活性均下降,但是生理劑量的胰島素和C肽不能降低這一影響,當(dāng)它們的濃度超過(guò)生理劑量時(shí),才能起到保護(hù)作用[2]。周密等[3]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)C肽水平的下降可能導(dǎo)致糖尿病下肢血管病變的發(fā)生。血清C肽降低可能導(dǎo)致2型糖尿病患者血管病變的發(fā)生﹑發(fā)展[4]。本文就近年來(lái)對(duì)C肽在血糖代謝﹑糖尿病慢性并發(fā)癥中的作用及其機(jī)制的研究綜述如下。

1 C肽與糖代謝

Johansson等[5]發(fā)現(xiàn)在1型糖尿病患者中,為維持同一血糖水平,單獨(dú)使用相同劑量的胰島素比同時(shí)給予胰島素和C肽需要外源性葡萄糖的量下降25%。Wu等[2]給予大鼠皮下注射小劑量胰島素時(shí),C肽使大鼠葡萄糖代謝增快,清除率增加;注射大劑量胰島素后,C肽的這一作用消失。一些體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),C肽增加肌肉組織對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)率,提高了肌肉組織的肌糖原含量,這一現(xiàn)象在糖尿病患者的肌肉組織中更為顯著。但Shashkin等[6]在小鼠實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)C肽對(duì)小鼠骨骼肌葡萄糖的攝取﹑利用﹑糖原合成及葡萄糖代謝過(guò)程中的酶活性均無(wú)明顯作用。

2 C肽與糖尿病微血管病變

2.1 C肽與糖尿病性腎病 Jahansson等[5]采用C肽對(duì)1型糖尿病患者腎臟功能和全身葡萄糖利用的影響進(jìn)行研究。將研究對(duì)象分為兩組,前一晚給研究對(duì)象靜脈輸注胰島素,第1組輸注生理劑量的C肽;第2組輸注0.9%NS,經(jīng)檢測(cè),第1組的腎小球?yàn)V過(guò)率較使用前下降了7%(P<0.001),有效腎血流量增加了3%(P<0.05),全身葡萄糖利用增加了25%(P<0.05);第2組顯示腎小球?yàn)V過(guò)率﹑有效腎血流量﹑全身葡萄糖利用情況與使用前比較無(wú)明顯變化,兩組之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。另一項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn)[7]中,研究C肽對(duì)1型糖尿病患者腎功能和糖代謝的可能影響。實(shí)驗(yàn)分為2組,第1組:連續(xù)1個(gè)月接受胰島素和等摩爾的生物合成人C肽治療;第2組:?jiǎn)渭兘邮芤葝u素治療。檢測(cè)到第1組的血清C肽水平波動(dòng)在0.3~2.6 nmol/L,第2組的血清C肽水平測(cè)不出。2周后,第1組的尿白蛋白排泄較實(shí)驗(yàn)前減少了40%,4周時(shí)減少了55%。而第2組這一指標(biāo)相對(duì)實(shí)驗(yàn)前無(wú)明顯變化。孫蔚等[8]將糖尿病大鼠分為胰島素強(qiáng)化控制血糖組﹑胰島素聯(lián)合C肽治療組和高血糖組,對(duì)比3組的腎臟重量/體重﹑腎小球體積﹑細(xì)胞外基質(zhì)/腎小球截面積比值﹑腎小球基底膜厚度﹑尿白蛋白排泄率等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),強(qiáng)化控制血糖理想的大鼠可以有效預(yù)防腎小球細(xì)胞外基質(zhì)堆積,減輕系膜增厚及控制腎小球體積,聯(lián)合C肽的治療組次之。

2.2 C肽與糖尿病視網(wǎng)膜病變 Chung JO等[9]將2062例2型糖尿病患者根據(jù)無(wú)腎功能障礙患者(eGFR≥60)和腎功能損害者(eGFR<60)分為2組,測(cè)定2組患者空腹C肽水平﹑ΔC-peptide水平(餐后C肽水平減去空腹C肽水平),分析血清C肽水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變的關(guān)系。結(jié)果表明,腎功能損害2型糖尿病患者血清空腹C肽濃度明顯高于腎功能無(wú)損害2型糖尿病患者,腎功能損害2型糖尿病患者ΔC-peptide水平明顯低于腎功能無(wú)損害2型糖尿病患者。在多變量分析中,患者血清C肽水平與糖尿病視網(wǎng)膜病變具有顯著相關(guān)性。

劉冬等[10]對(duì)發(fā)生視網(wǎng)膜病變2型糖尿病患者血清C肽含量進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)將158例2型糖尿病患者分為無(wú)糖尿病視網(wǎng)膜病變組(n=55),非增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組(n=51),增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組(n=52),采用電化學(xué)發(fā)光的方法測(cè)定空腹血清C肽含量。結(jié)果顯示,無(wú)糖尿病視網(wǎng)膜病變組,非增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組,增值性糖尿病視網(wǎng)膜病變組,三組空腹血清C肽平均水平呈降低趨勢(shì),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且視網(wǎng)膜病變程度與C肽水平呈負(fù)相關(guān)。在2型糖尿病視網(wǎng)膜病變中隨著病變程度的加重血清C肽含量越來(lái)越低,C肽水平的降低可能是2型糖尿病患者視網(wǎng)膜病變進(jìn)展的臨床標(biāo)志。

Cai等[11]對(duì)在北京大學(xué)人民醫(yī)院住院的3100名2型糖尿病患者進(jìn)行回顧性研究,收集患者的病史和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù),所有患者均接受專(zhuān)業(yè)眼科醫(yī)生的視網(wǎng)膜病變檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者診斷年齡(OR 0.888,95%CI 0.870~0.907,P=0.00)和餐后C肽水平(OR 0.920,95%CI 0.859~0.937,P=0.00)是2型糖尿病視網(wǎng)膜病變的獨(dú)立相關(guān)因素。

3 C肽與糖尿病性神經(jīng)病變

Trikkalinou等[12]對(duì)4400例糖尿病患者的長(zhǎng)期跟蹤研究發(fā)現(xiàn),25年后糖尿病神經(jīng)病變的發(fā)病率達(dá)到45%,已有的數(shù)據(jù)均顯示,因糖尿病神經(jīng)并發(fā)癥而住院的患者超過(guò)其他并發(fā)癥住院的患者之和。

Ekberg等[13]對(duì)1型糖尿病合并周?chē)窠?jīng)病變的患者,給予C肽治療,治療6周時(shí)復(fù)查神經(jīng)肌電圖,較治療前感覺(jué)神經(jīng)的傳導(dǎo)速度明顯提升,治療12周時(shí)檢查數(shù)據(jù)能達(dá)到正常值的80%,在6周時(shí),運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的傳導(dǎo)速度也有所提高,但12周時(shí)該改變又消失了。王玉霞等[14]選取了73例2型糖尿病神經(jīng)病變患者,檢測(cè)患者運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度和感覺(jué)神經(jīng)傳導(dǎo)速度的變化與C肽水平的關(guān)系;結(jié)果表明,患者的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度和感覺(jué)神經(jīng)傳導(dǎo)速度正常者和異常者與餐后2h C肽水平下降有關(guān),與空腹C肽水平下降無(wú)關(guān)。

4 C肽與糖尿病大血管病變

越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)C肽在血管病變和動(dòng)脈粥樣硬化中扮演重要的角色。Walcher等[15]對(duì)人和大鼠的主動(dòng)脈研究,發(fā)現(xiàn)血管平滑肌細(xì)胞的增殖對(duì)所處環(huán)境的C肽濃度呈劑量依賴(lài)性,當(dāng)C肽在人類(lèi)血管平滑肌細(xì)胞時(shí)為10nmol/L,血管平滑肌細(xì)胞的增殖處于最活躍,C肽可以通過(guò)減少胰島素誘導(dǎo)的SREBF-1表達(dá)來(lái)抑制血管平滑肌細(xì)胞的增殖這一作用。

Vasic等[16]對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠敲除其APO-E基因,發(fā)現(xiàn)早期動(dòng)脈粥樣硬化組的小鼠主動(dòng)脈弓內(nèi)C肽沉積顯著增加,并伴隨血管內(nèi)皮下炎癥細(xì)胞的聚集。Vasic等還在離體實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),伴隨胰島素抵抗時(shí),C肽促進(jìn)動(dòng)物血管平滑肌增殖,并釋放生長(zhǎng)因子,活化血小板和炎性細(xì)胞,分泌炎性物質(zhì)促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生﹑發(fā)展。Kim等[17]選取了近500名2型糖尿病患者,并行頸部血管彩超檢查,測(cè)量患者的頸動(dòng)脈內(nèi)膜-中層厚度,經(jīng)多重回歸分析發(fā)現(xiàn)血清C肽水平與頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度呈正相關(guān)。

我國(guó)學(xué)者張杰等[4]認(rèn)為C肽可以延緩糖尿病血管病變。張鐘文等[18]的研究也認(rèn)為C肽可抑制高血糖導(dǎo)致的血管平滑肌的增生,對(duì)糖尿病性血管病變起保護(hù)作用。楊奕等[19-22]對(duì)病程在10年左右的252例住院2型糖尿病患者進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)大血管病變組患者血清C肽水平較無(wú)大血管病變組顯著下降。

5 C肽的作用機(jī)制

5.1 C肽與Na+/K+-ATP酶 Na+/K+-ATP酶是一種廣泛存在于高等真核生物細(xì)胞膜上的膜結(jié)合蛋白,在糖尿病患者組織中,Na+/K+-ATP酶受損,活性下降,參與了糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生及發(fā)展[1]。Forst等[23]對(duì)1型糖尿病患者注射C肽后,發(fā)現(xiàn)患者紅細(xì)胞膜上的Na+/K+-ATP酶活性及血漿中cGMP水平得到提升。另外的一項(xiàng)研究中[25],將大鼠腎臟髓質(zhì)升支粗段腎小管細(xì)胞置于生理濃度C肽的培養(yǎng)基中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)生理濃度的C肽使得腎小管細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加,增強(qiáng)Na+/K+-ATP酶的活性而改善微血管血流。

5.2 C肽與炎癥反應(yīng) 在體外高糖誘導(dǎo)的功能障礙內(nèi)皮模型,生理濃度的C肽可以減少50%的由高糖誘導(dǎo)的主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞處單核細(xì)胞的粘著,熱滅活的C肽未被檢測(cè)到這種作用。C肽被證明能減少高糖誘導(dǎo)主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的IL-8和MCP-1分泌降至基礎(chǔ)水平,IL-8和MCP-1是白細(xì)胞粘附至血管內(nèi)皮的兩個(gè)重要趨化因子,但這種C肽的保護(hù)作用在正常血糖時(shí)未被發(fā)現(xiàn),推論這種保護(hù)作用發(fā)生在已經(jīng)受損的血管[24-26]。

5.3 C肽與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) (1)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):Grunberger等[27]研究發(fā)現(xiàn),給予生理濃度的C肽,小鼠肌細(xì)胞細(xì)胞膜的胰島素受體酪氨酸激酶得到活化,胰島素受體底物1激活有絲裂原活化蛋白激酶,發(fā)揮類(lèi)胰島素樣的作用,降低血糖。Marx等[28]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)胰島素抵抗存在時(shí),C肽可經(jīng)過(guò)受體酪氨酸蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,激活絲裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇3激酶誘導(dǎo)了血管平滑肌的增殖,從而加速2型糖尿病患者的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化。C肽具有舒張血管效應(yīng),而這種效應(yīng)可能是C肽參與了受體酪氨酸蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。(2)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑:核受體(Nuclear receptor)及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑:Kitazawa等[29]的研究發(fā)現(xiàn)C肽可以促進(jìn)Swiss3T3成核受體-κB的表達(dá),進(jìn)而激活蛋白激酶C,增加環(huán)氧合酶(COX-2)轉(zhuǎn)錄,COX-2參與花生四烯酸向前列腺素的轉(zhuǎn)變,此研究認(rèn)為C肽激活了炎癥因子的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)炎癥反應(yīng)。Luppi等[30]在給予人體主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞0.5nmol/L的C肽,24h后檢查MCP-1﹑IL-8﹑NF-kB水平,發(fā)現(xiàn)NF-kB水平下降,認(rèn)為C肽對(duì)主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞起抗炎癥作用。C肽還被發(fā)現(xiàn)可以作用于過(guò)氧化物酶增殖物激活受體(PPAR),在糖代謝的調(diào)節(jié)以及炎癥中起著至關(guān)重要的作用。PPAR-g通過(guò)控制基因轉(zhuǎn)錄或者與其他核轉(zhuǎn)錄因子相互作用調(diào)控了一些與炎癥﹑血管障礙相關(guān)基因的表達(dá),PPAR-g可以通過(guò)抑制啟動(dòng)子控制NF-kB活性,并且PPAR-g能夠阻止NF-κB p65亞基磷酸化[31]。在一項(xiàng)對(duì)腎近段小管上皮細(xì)胞的體外研究中,發(fā)現(xiàn)了C肽通過(guò)PI3K的激活增加PPAR-G的磷酸化,并證實(shí)了C肽可以促進(jìn)PPAR -g相關(guān)基因CD36的表達(dá)。

Charlotte 等[32]發(fā)現(xiàn)C肽能增加了編碼rRNA 基因的轉(zhuǎn)錄。C肽在炎癥條件下,通過(guò)激活NF-kB通路抑制白細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。C肽可以通過(guò)多種不同的途徑來(lái)減少核NF-κB易位的發(fā)生,可能的機(jī)制是C肽通過(guò)關(guān)閉級(jí)聯(lián)放大的磷酸化反應(yīng)導(dǎo)致蛋白激酶的激活參與抑制IKB的磷酸化激活,通過(guò)關(guān)閉的磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng),C肽可能干擾IKB解離:NF-κB復(fù)合體在細(xì)胞質(zhì)中,限制p65/p50亞基遷移到細(xì)胞核從而減少基因的活化參與炎癥過(guò)程[33]。

6 小結(jié)

綜上所述,C肽的替代治療可以改善1型糖尿病視網(wǎng)膜病變和腎病﹑神經(jīng)病變;通過(guò)參與炎癥反應(yīng),在2型糖尿病大血管病變中扮演極為重要的角色;通過(guò)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑影響糖尿病性慢性并發(fā)癥的一些因子﹑介質(zhì)的mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)等。總之,C肽的生物活性是多樣的,尚未得到統(tǒng)一結(jié)論,但是,之前的研究已經(jīng)為我們?cè)谂R床診治糖尿病以及對(duì)糖尿病慢性并發(fā)癥的預(yù)防治療中提供了新的思路和突破點(diǎn),適量C肽替代治療可能在預(yù)防和延緩糖尿病相關(guān)的慢性并發(fā)癥方面帶來(lái)益處。

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241001 皖南醫(yī)學(xué)院

*通信作者

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