李永康, 楊能紅
貴州醫(yī)科大學, 貴陽 550004
胰島素抵抗(insulin resistance, IR)指各種因素使胰島素(insulin, INS)對葡萄糖的利用率降低或靶器官對INS敏感度下降,致使機體代償分泌較多的INS來維持糖代謝穩(wěn)定的現(xiàn)象[1]。慢性胰腺炎(chronic pancreatitis, CP)是指急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)遷移、感染、結(jié)石、解剖畸形、血管病變等原因?qū)е乱认賶乃?、纖維化、鈣化、萎縮等從而造成內(nèi)外分泌異常的疾病[2]。胰腺癌(pancreatic cancer, PC)的產(chǎn)生機制目前尚不清楚,但近些年的研究[3]發(fā)現(xiàn)CP并發(fā)PC比例增高。而且文獻[4-6]報道,IR易導致3c型糖尿病(T3cDM),其中70%的T3cDM最常見的原因是CP,其次是PC。同時,人們認為IR在多種代謝性疾病的病理生理中發(fā)揮重要作用,是連接糖代謝的樞紐[7-8],尤其在胰腺疾病中有著不可或缺的作用。本研究就近年來關(guān)于IR及CP、PC的相關(guān)研究作以下綜述。
T3cDM是一種繼發(fā)于胰腺疾病(常見于AP、CP、PC等)的特殊類型糖尿病[4,6,9],其發(fā)病機制是INS分泌減少[10],肝臟及胰外組織對INS的利用率及敏感度降低[11],胰高血糖素(GLU)分泌及糖原異生激活受損繼而導致低血糖反應。
胰島細胞主要由β細胞、α細胞、δ細胞及胰多肽(pancreatic polypeptide,PP)細胞組成。其中β細胞通過分泌INS促進肝糖原合成[12]。α細胞通過分泌GLU介導肝糖原分解及糖原異生[13]。δ細胞通過分泌生長抑素負反饋調(diào)控INS、GLU分泌,從而形成一個維持血糖平衡的精密回路[13]。PP細胞通過分泌PP負反饋調(diào)節(jié)血糖,減少肝糖原合成,減少IR作用[12]。在CP、PC等胰腺疾病中,各種胰島細胞受損導致糖代謝障礙,β細胞銳減,INS分泌減少表現(xiàn)明顯的高血糖效應;通過α細胞分泌的GLU減少,導致患者低血糖風險增加;PP細胞受損導致肝臟對INS的敏感度下降,表現(xiàn)明顯的IR[9],繼而產(chǎn)生T3cDM。因IR使機體INS及GLU分泌失衡,機體對低血糖的調(diào)控能力下降,從而形成低血糖與高血糖反復交替發(fā)生的現(xiàn)象[9]。因此,IR在胰腺疾病糖代謝中具有重要意義,是連接糖代謝的重要樞紐[8]。
2.1 IR在CP中產(chǎn)生的可能機制 過往認為INS釋放減少是因為CP引起胰腺破壞、萎縮導致胰島細胞數(shù)量減少[2],使INS分泌減少;或者CP引起胰腺纖維化,使正常的胰島細胞功能受損導致分泌障礙[5,14]。隨著研究進展,人們越來越重視IR在CP中糖代謝障礙的作用。盡管IR產(chǎn)生的機制還沒有明確,但最近研究表明,IKK-β/NF-κB信號途徑與INS途徑存在交互聯(lián)系,絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶IKK-β,一方面通過催化INS受體底物發(fā)生絲氨酸磷酸化,抑制蘇氨酸磷酸化并干擾INS的信號轉(zhuǎn)導,引發(fā)IR;另一方面IKK-β激活NF-κB還能通過增加TNFα等炎癥因子的間接作用促進IR的發(fā)生[15]。CP是一個慢性炎癥性疾病,還可以通過產(chǎn)生其他炎癥因子通過JNK通路、SOCS通路、PKc信號通路、iNOS/NO信號通路誘導IR產(chǎn)生[16-19]。而且人體無時無刻都存在氧化應激(oxidative stress,OS)反應[20],OS又是炎癥反應的組成部分,因CP中胰腺完整功能受損,因此容易誘發(fā)炎癥反應。OS激活內(nèi)皮細胞內(nèi)的炎癥信號級聯(lián)反應,促進炎癥發(fā)生;炎癥不僅能通過炎癥因子激活上述通路,而且能激活免疫細胞產(chǎn)生氧化自由基,加劇OS反應,導致惡性循環(huán)的產(chǎn)生,加重IR[21]。
2.2 IR與脂肪組織對CP的影響 CP是一種慢性消耗性炎性疾病,可不斷地消耗機體的脂肪組織。在CP中,脂肪組織不斷酯化,最終產(chǎn)生甘油及有毒的游離脂肪酸(free fatty acid,F(xiàn)FA),而FFA可以破壞胰腺小血管壁并促使微血栓的形成,最終導致胰腺自溶釋放大量消化酶損傷胰腺,加重CP[22-23]。
與此同時,根據(jù)糖代謝途徑,甘油可以通過糖原異生合成糖原升高血糖濃度,但因IR的存在,CP患者糖原異生利用率下降;同時,脂肪組織缺乏甘油激酶,不像FFA可以循環(huán)利用再酯化,導致患者越來越消瘦,甚至低血糖發(fā)生率大大提高。INS的短期效應是促進脂肪生成,但長期接觸INS會導致脂肪組織持續(xù)酯化[24]。脂肪組織是人體中特殊的內(nèi)分泌器官之一,可分泌脂聯(lián)素、瘦素、抵抗素,同時也含有各種類型免疫細胞,在不斷酯化的同時也會產(chǎn)生大量炎癥因子[25-26]。研究[27]表明,瘦素與IR關(guān)系密切,一般情況下,INS促進脂肪合成并抑制脂肪分解,而瘦素通過促進脂肪分解直接或者間接抑制INS分泌,造成IR。抵抗素具有顯著的促炎作用,同時也受炎癥因子負調(diào)控。不僅可以通過干預INS轉(zhuǎn)導信號調(diào)節(jié)糖代謝中關(guān)鍵酶活性及磷酸化途徑導致IR,而且還可以作用于炎癥因子引起INS信號異常誘發(fā)IR[28]。
2.3 IR對CP并發(fā)癥的影響 在CP急性重癥發(fā)病時,胰周壞死導致大量脂肪組織酯化,產(chǎn)生大量的脂肪酸[22],再加上胰腺功能受損產(chǎn)生IR,機體處于高血糖狀態(tài),胰腺壞死導致大量營養(yǎng)物質(zhì)滲出,形成一個良好的培養(yǎng)基,腸道菌群可逆行感染形成胰周感染,甚至膿腫。因CP患者長期處在IR,機體中含有較多的INS,而INS具有促纖維化作用[5],持續(xù)的炎癥作用及較多的INS可造成胰腺局限性/彌漫性纖維化或壞死性改變[2],從而造成胰管堵塞或胰液分泌受阻,甚至胰液外漏,最終形成假性囊腫。
研究[29]表明,因IR的存在,CP急性發(fā)作時會產(chǎn)生明顯的血糖異常,而CP的嚴重程度、并發(fā)癥發(fā)生率與血糖水平呈正相關(guān)。目前,血糖變異性是評價血糖控制效果的新指標。范志偉等[29]研究表明,血糖變異系數(shù)與CP的病程、并發(fā)癥發(fā)生率、病死率呈正相關(guān);通過強化降糖方案維持血糖平衡可有效降低血糖變異系數(shù)、氧化應激反應及炎癥級聯(lián)反應,有效控制感染發(fā)生率、縮短住院時間,改善預后。因此,減少IR及維持血糖平衡,可有效改善CP的預后。
PC是一種預后極差的惡性腫瘤,其早期診斷率低,近幾年來其發(fā)病率及病死率逐漸升高。據(jù)流行病學研究[5]表明,CP、T3cDM及IR顯著增加了PC的發(fā)生風險,其中IR對癌癥影響越發(fā)受到關(guān)注。高INS血癥是IR的一個重要標志。據(jù)de-Freitas-Junior等[30]回顧性研究結(jié)果表明,INS、胰島素樣生長因子(IGF)1及IGF-2水平升高與腫瘤細胞生長相關(guān),且增加患者罹患腫瘤的風險。其次,Singh等[31]研究表明IR及高INS血癥可以通過INS及IGF-1受體的激活致腫瘤細胞增殖。據(jù)Ozer等[32]發(fā)現(xiàn)INS/IGF系統(tǒng)的失調(diào)導致異常糖基化參與腫瘤細胞的凋亡、遷移、細胞信號轉(zhuǎn)導過程,并成為癌癥的重要標志。部分研究[33-34]表明,多數(shù)癌細胞在IR中表達A亞型;胰島素受體-A的過度表達及通過IGF-2介導激活的有絲分裂途徑加劇了癌癥的進展。高INS血癥為細胞生殖及生長環(huán)境提供有效刺激因素,而且INS信號在IR中呈高表達狀態(tài)。
另外,Yang等[5]研究表明,PC進展不僅與高INS血癥有關(guān),還與胰腺星狀細胞(pancreatic stellate cell,PSC)有關(guān);靜止或活化的PSC共同表達胰島素受體-A及IGF-1受體;PSC是CP及PC基質(zhì)的關(guān)鍵成分,健康的胰腺PSC很少,在慢性炎癥及腫瘤進展中,PSC激活,其特點是快速增長及擴散,生產(chǎn)和分泌細胞外基質(zhì)蛋白、細胞因子以調(diào)節(jié)基質(zhì)物理性和重塑,促進炎癥和癌癥細胞生長及入侵[35]。其次,在胰腺細胞中,PSC的主要功能是產(chǎn)生膠原蛋白成分,過多的激活可以導致胰腺纖維化[25],加劇腫瘤的進展。而在IR中,高INS促進PSC增殖尤其顯著,進一步加劇了PC的產(chǎn)生及進展[5]。
任浩棠等[36]研究表明,CP是一個慢性纖維性炎性疾病,在IR中,高INS血癥可能加劇CP向PC進展;而且通過術(shù)后隨訪發(fā)現(xiàn),在并發(fā)癥上,合并血糖異常的PC患者與血糖穩(wěn)定的PC患者相比,術(shù)后出現(xiàn)胃排空障礙、腹腔感染、出血、膽漏、肺部感染、切口感染、胸腔積液的發(fā)生率相近,但血糖異常PC患者術(shù)后胰漏發(fā)生率高10%。因此,術(shù)前有效抑制IR及維持血糖穩(wěn)定,有助于減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率可能。
綜上所述,胰腺疾病的嚴重程度、并發(fā)癥發(fā)生率、病死率及預后與IR導致的血糖異常有關(guān)。盡管CP、PC與IR相互間的聯(lián)系不完全明確,作用機制仍需進一步探究,但可以明確的是,嚴重的IR可以加速CP及PC的進展,通過抑制IR中的INS轉(zhuǎn)化通路,可以抑制炎癥及降低癌癥發(fā)生率。深入探究三者的相互關(guān)系將更加重要,這可能為臨床工作帶來新突破。