金晶
(吉林省人民醫(yī)院,吉林 長春)
胰島素抵抗是機體對內(nèi)源分泌或外源注射的胰島素均呈現(xiàn)出反應(yīng)下降的異常生理狀態(tài)。存在胰島素抵抗患者的臨床表現(xiàn)有糖耐量受損或肥胖、血脂異常等,皮膚表現(xiàn)為皺褶部位、頸部天鵝絨樣、乳頭瘤樣色素沉著等,若不及時加以處理和治療,可能會引發(fā)內(nèi)分泌系統(tǒng)損害,也會出現(xiàn)常見并發(fā)癥(代謝綜合征、2 型糖尿?。┑萚1-3]。血管內(nèi)皮細胞是襯于心、血管、淋巴管內(nèi)表面的單層扁平上皮,具有吞噬細菌、壞死組織的功能,也能參與機體免疫活動,屬于一類非專職抗原提呈細胞。胰島素和血管內(nèi)皮細胞的相互作用可通過結(jié)合胰島素受體(激活I(lǐng)RS、PI3K、Akt),刺激血管內(nèi)皮細胞(產(chǎn)生一氧化氮),擴張血管(血流增加),強化葡萄糖攝取能力來執(zhí)行。胰島素的健康作用能夠?qū)⒋x和血流動力學(xué)保持平衡穩(wěn)定的發(fā)揮,但是若出現(xiàn)相關(guān)病理機制便會出現(xiàn)胰島素抵抗和血管內(nèi)皮細胞功能障礙加重的現(xiàn)象。為了更貼近人體內(nèi)環(huán)境,了解胰島素抵抗血管內(nèi)皮細胞的保護機制,醫(yī)學(xué)界已經(jīng)開始著手跟進細胞模型開展系統(tǒng)、細致的研究,以尋求胰島素抵抗和血管內(nèi)皮細胞保護機制。
1.1.1 正常胰島素的生物特性
胰島素是具有兩條肽鏈(三個二硫鍵含五十一各氨基酸)的小分子蛋白,位于11 號染色體上,在酶的作用下呈現(xiàn)活性,屬于激素性質(zhì)蛋白。胰島素最重要的生物學(xué)特性就是調(diào)整血糖濃度,當血糖升高時,胰島素會被釋放到血液中,控制血糖含量,防止血糖升高[4-5]。胰島素作用的通路主要限于通過受體(胰島素樣生長因子-1 受體、胰島素相關(guān)受體均屬于酪氨酸激酶受體)產(chǎn)生信號刺激,再通過α 亞基與胰島素對接(α 亞基激活作用β 亞基),然后位于下游的底物(胰島素底物-1 是傳導(dǎo)通路上的特征性蛋白)被激活,將胰島素信號傳遞。經(jīng)過一系列信號傳遞后,胰島素使免肝葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白產(chǎn)生膜移位,促進骨骼肌和脂肪組織攝取葡萄糖的含量。
1.1.2 胰島素對內(nèi)皮細胞的作用
大量實驗(包括人、大鼠、小鼠等)和研究表明,正常生理濃度下,胰島素可通過一系列程序作用擴張血管(通過信號通路促進一氧化氮的產(chǎn)生);也可刺激血管內(nèi)皮細胞血管舒張激動劑,強化骨骼肌血管舒張作用;還可介由抑制脂肪分解,減少游離脂肪酸,從而擴張血管,起到保護血管內(nèi)皮細胞的作用。
1.1.3 正常內(nèi)皮細胞生理及功能
內(nèi)皮細胞是透明的單層細胞,覆蓋在血管所有血管(動脈、毛細血管、靜脈等)表面,體重70 kg 人的血管內(nèi)皮表面面積相當于一個足球場的大小[6]。內(nèi)皮細胞具有半通透和屏障作用,細胞層厚且脆弱,也具有自分泌和旁分泌的功能,能夠釋放細胞因子,調(diào)節(jié)循環(huán)血液中物質(zhì)的復(fù)雜作用,相互作用相互影響。一般情況下,內(nèi)皮細胞可通過促進血管擴張、抑制細胞增殖等調(diào)節(jié)血管作用;病例條件下,內(nèi)皮細胞可調(diào)節(jié)血管收縮,血栓形成參與某些血管疾病發(fā)生,由此可知,正常功能下的血管內(nèi)皮細胞具有控制血壓、維持血流量、保證血管通暢的作用。
1.2.1 胰島素抵抗時對內(nèi)皮功能的影響
胰島素抵抗時多表現(xiàn)為對葡萄糖的利用障礙,而在某類情況下,超生理水平的胰島素、高血糖、氧化應(yīng)激等會導(dǎo)致MAPK 的激活,使其作用內(nèi)皮細胞的ET-1,并與其結(jié)合呈受體(ET-1 受體),強化血管收縮能力,促進細胞生長和分裂[7-8]。在胰島素抵抗狀態(tài)下,胰島素的受體數(shù)量嚴重不足,且少于IGF1-Rs,即胰島素抵抗狀態(tài)對內(nèi)皮細胞不造成損害。胰島素誘導(dǎo)一氧化氮釋放可能會對機體的血管結(jié)構(gòu)造成異常,迫使胰島素抵抗期受損程度由輕轉(zhuǎn)重的情況,導(dǎo)致高血壓等疾病,破壞血管內(nèi)皮細胞完整性和功能。
1.2.2 內(nèi)皮功能障礙
①氧化應(yīng)激:環(huán)境中生成輔助因子和eNOS 的底物等濃度過低,會造成eNOS 解耦合,活性氧物種(ROS)釋放增多。一氧化氮同氧化應(yīng)激生成ROS,結(jié)合成過氧亞硝基陰離子,再伴隨氧化應(yīng)激反應(yīng)增加,導(dǎo)致內(nèi)皮細胞自分泌和旁分泌減弱,引發(fā)內(nèi)皮功能障礙。②炎癥。正常生理條件下,一氧化氮生物利用率降低會引起胰島素抵抗,造成動脈粥樣硬化、高血壓等產(chǎn)生,也會加重內(nèi)皮功能障礙。
1.2.3 內(nèi)皮功能障礙胰島素抵抗之間的相互影響
血管內(nèi)皮細胞功能和胰島素抵抗相互影響,可促使餐后血糖呈現(xiàn)短暫性升高、持續(xù)性升高、進行性升高三種狀態(tài),引發(fā)血管炎癥和損傷,也引發(fā)炎性細胞和氧化應(yīng)激增多和加重,導(dǎo)致代謝能力和血流動力學(xué)惡化程度加重,造成細胞逐漸凋亡的現(xiàn)象。
TZDS 類藥物屬于胰島素增敏劑,能增強過氧化物酶體增殖活化受體γ(PPAR-γ)的敏感性。TZDS 類藥物也被證明屬于新型臨床藥物,具有調(diào)節(jié)血糖、改善胰島素抵抗的作用。目前TZDS 常見的臨床治療主要針對2 型糖尿病或心血管系統(tǒng)疾病,有效降低血壓、血糖和胰島素抵抗。動物實驗顯示,TZDS 還可通過作用PPAR-γ 改善血管內(nèi)皮功能;也可減少炎性細胞因子水平,進一步防止形成動脈粥樣硬化。
過氧化物酶表面有一層膜包裹,是一類真核細胞器,散布在細胞內(nèi),需要一套復(fù)雜程序才能激活[9-10]。PPAR(NRS配體的激活物-一個配體結(jié)合域,與同源特異性的配體的相互作用;一個位于啟動子區(qū)的特征性的視黃酸X 異二聚體的結(jié)構(gòu),與DNA 結(jié)合的結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)結(jié)合特定PPAR 反應(yīng)元使轉(zhuǎn)錄活躍)能與特定NRS 配體結(jié)合,通過改變自身結(jié)構(gòu),起到調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的作用,也能通過調(diào)節(jié)湯、脂代謝之間的平衡發(fā)揮作用。大量研究數(shù)據(jù)表明,PPARγ 在脂質(zhì)代謝和脂肪分化過程中起著核心性作用,在脂肪組織中有著豐富表達能力,能調(diào)節(jié)其生理和病理狀態(tài)。PPARγ 是葡萄糖體內(nèi)平衡和脂肪細胞分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,可抑制T 細胞表達IFN-γ,也可抑制肝細胞表達纖維蛋白原。
胰島素抵抗和血管內(nèi)皮細胞功能障礙采用適宜的藥物治療(吡格列酮類藥物),能有效控制血糖含量,并依據(jù)胰島素抵抗的具體癥狀協(xié)調(diào)降低血糖含量的效果,起到保護胰島素功能和血管內(nèi)皮細胞功能的作用,積極改善由胰島素抵抗引起的內(nèi)皮功能損害,在減輕胰島素抵抗的同時保護血管內(nèi)皮細胞功能。