2型
糖尿病是一種多因子的代謝性疾病,肥胖、血液中脂質(zhì)和胰島素水平升高、胰島素耐受性都會(huì)伴隨著血糖水平的升高。空腹血糖濃度高于7mM或攝入75克葡萄糖兩小時(shí)后血糖水平高于11mM都被定義為糖尿病,如今研究人員在理解機(jī)體代謝異常組分的作用上取得了巨大的進(jìn)步,但他們?nèi)匀幻媾R著一個(gè)主要的問(wèn)題:到底什么是驅(qū)動(dòng)糖尿病的主要驅(qū)動(dòng)子?
不活動(dòng)的生活方式選擇被認(rèn)為是引發(fā)糖尿病的一種可能性的原因,如今研究者將目光聚焦到了營(yíng)養(yǎng)上,他們假設(shè)認(rèn)為,較差的食物選擇會(huì)引發(fā)代謝性疾病的發(fā)生,但目前并沒有有效的證據(jù)來(lái)支持這項(xiàng)假設(shè)。改變健康的飲食并不會(huì)導(dǎo)致體重的明顯降低或者解決代謝障礙問(wèn)題,同時(shí)通過(guò)增加鍛煉或許也不太能夠逆轉(zhuǎn)肥胖或糖尿病;盡管鍛煉對(duì)機(jī)體有諸多益處,但個(gè)體的體重指數(shù)和活動(dòng)水平似乎也并沒有明顯的關(guān)聯(lián)。
很多宏觀因素并不能解釋多個(gè)肥胖和糖尿病的病例,為此科學(xué)家們開始尋找分子層面的機(jī)制來(lái)解釋肥胖和糖尿病的發(fā)生,目前研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少有40種遺傳突變和2型糖尿病的發(fā)病直接相關(guān),而且這些基因趨向于參與胰腺β細(xì)胞的功能發(fā)揮,β細(xì)胞可以焚滅胰島素來(lái)應(yīng)對(duì)機(jī)體血糖、脂肪和蛋白質(zhì)水平的增加;在健康成年人機(jī)體中,當(dāng)循環(huán)的葡萄糖濃度高于5mM時(shí)就會(huì)刺激β細(xì)胞釋放胰島素,而且當(dāng)脂肪酸或氨基酸水平升高時(shí),葡萄糖誘導(dǎo)的胰島素釋放量就會(huì)增加,胰島素會(huì)促進(jìn)機(jī)體組織攝入上述分子,從而促進(jìn)這些分子水平的降低。
目前很多科學(xué)家開始重點(diǎn)關(guān)注胰島素耐受性,以及肌肉、肝臟等組織中的胰島素敏感細(xì)胞為何對(duì)激素的反應(yīng)失效了;某些胰島素耐受的患者盡管機(jī)體中產(chǎn)生了高于正常水平的胰島素,但其仍然能夠維持正常的血糖水平,而且如果胰島素耐受性促進(jìn)了機(jī)體代謝異常,隨后水平增加的胰島素就可以恢復(fù)代謝的平衡,但利用磺酰脲類藥物及注射胰島素的方式來(lái)治療胰島素耐受性的患者實(shí)際上會(huì)引發(fā)更大的代謝失衡。
預(yù)防和治療2型糖尿病主要取決于確定代謝失敗的原因,實(shí)際上目前研究者已經(jīng)開發(fā)出了二甲雙胍和噻唑烷二酮類,通過(guò)降低血脂來(lái)治療胰島素耐受性;研究證據(jù)表明,降低胰島素和脂質(zhì)的循環(huán)水平可以逆轉(zhuǎn)嚙齒類動(dòng)物機(jī)體的代謝異常,因此研究者必須考慮除了胰島素耐受性外的其它原因了,而且研究者也需要嘗試靶向這些因子來(lái)開發(fā)新型的糖尿病療法。
深入探究高脂血癥和高胰島素血癥
肥胖往往伴隨著機(jī)體中循環(huán)甘油三酯及游離脂肪酸水平的增加,而這往往會(huì)增加機(jī)體脂肪組織的含量;脂肪細(xì)胞中儲(chǔ)存的甘油三酯可以被破碎形成脂肪酸,而且這些脂質(zhì)可以進(jìn)入到β細(xì)胞中,在β細(xì)胞中它們可以產(chǎn)生特殊信號(hào)來(lái)增加胰島素的分泌,引發(fā)血液中胰島素水平的升高,輔酶A同脂肪酸結(jié)合后形成酰基輔酶A,這會(huì)引發(fā)b細(xì)胞中信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的產(chǎn)生;酰基輔酶a是一種潛在的信號(hào)分子,而且其是其它重要的信號(hào)分子的前體,比如甘油二酯類和單酸甘油酯;在胰腺β細(xì)胞中酰基輔酶A被認(rèn)為可以直接刺激胰島素的胞吐作用,改變細(xì)胞膜離子通道活性并且影響Ca2+離子的處理。
為了深入解析酰基輔酶A在糖尿病發(fā)病過(guò)程中的作用,研究者們對(duì)嚙齒類模型動(dòng)物進(jìn)行研究,利用中鏈甘油三酯分子替代了飲食中的長(zhǎng)鏈甘油三酯,中鏈甘油三酯分子在線粒體中可以快速被氧化,但其并不能產(chǎn)生細(xì)胞質(zhì)的酰基輔酶A來(lái)刺激胰島素的釋放。來(lái)自麥吉爾大學(xué)的研究人員在小鼠中嘗試了這種療法,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這種療法可以降低小鼠機(jī)體空腹胰島素的分泌,并且還能夠恢復(fù)小鼠機(jī)體對(duì)刺激性葡萄糖產(chǎn)生反應(yīng)的能力,但小鼠機(jī)體的體重和脂肪含量并未增加,同時(shí)其也并未遭受葡萄糖耐受不良的表現(xiàn)。此外研究者還發(fā)現(xiàn),消耗中鏈甘油三酯的小鼠相比攝入長(zhǎng)鏈甘油三酯的小鼠而言更加可以快速吃飽,而這就相應(yīng)降低了動(dòng)物機(jī)體總體的飲食攝入量。
通過(guò)刺激脂肪燃燒降低脂肪儲(chǔ)存同樣可以減少機(jī)體中循環(huán)的脂質(zhì)及細(xì)胞質(zhì)的長(zhǎng)鏈酰基輔酶A,激活轉(zhuǎn)錄因子PPARα的表達(dá)可以增加長(zhǎng)鏈酰基輔酶A氧化所需的酶類的表達(dá)水平;在高脂肪飲食誘導(dǎo)的肥胖嚙齒類動(dòng)物模型機(jī)體中,利用PPARα受體激動(dòng)劑非諾貝特進(jìn)行治療就可以有效刺激脂肪的燃燒,在肥胖小鼠機(jī)體中,非諾貝特可以降低小鼠機(jī)體中循環(huán)的脂肪酸和甘油三酯的水平,同時(shí)還會(huì)幫助小鼠逆轉(zhuǎn)高胰島素血癥和高血糖癥的發(fā)生。在大鼠機(jī)體中非諾貝特則可以增加其機(jī)體的代謝率。
這些研究發(fā)現(xiàn)都認(rèn)為,
高血脂癥是驅(qū)動(dòng)代謝異常發(fā)生的原因,通過(guò)減少機(jī)體中循環(huán)脂質(zhì)的水平,研究者成功阻斷了動(dòng)物模型糖尿病的發(fā)生;但同樣有研究表明,高胰島素血癥是引發(fā)肥胖、高脂血癥及胰島素耐受性最初的缺陷表現(xiàn)。早在2000年,來(lái)自美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的研究者Christian Weyer就和同事通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),高胰島素血癥或可幫助預(yù)測(cè)皮馬族印地安人(Pima Indians)糖尿病的發(fā)生,該研究結(jié)果符合研究人員此前對(duì)易于患肥胖的其它種族人群的研究結(jié)論,比如墨西哥裔美國(guó)人及瑙魯人等,研究者認(rèn)為,高胰島素血癥可以幫助預(yù)測(cè)糖尿病的發(fā)生。
其它研究證據(jù)表明,高胰島素血癥或許是來(lái)自胃旁路手術(shù)引發(fā)糖尿病的原因,而胃旁路手術(shù)是一種治療某些2型糖尿病患者的有效療法;2011年,來(lái)自美國(guó)東卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究人員發(fā)表了一篇綜述文章,文章中研究者指出,術(shù)后患者會(huì)經(jīng)歷空腹胰島素水平的下降,同時(shí)伴隨血糖水平下降,并且在一周內(nèi)糖尿病癥狀出現(xiàn)緩解;抑制大鼠的胰島素分泌可以幫助抑制因高蔗糖飲食誘導(dǎo)的代謝異常的發(fā)生,體外研究中,抑制胰島素的分泌可以保證人類胰島不退化,而且使其適合于進(jìn)行胰島移植。
至于高胰島素血癥如何引發(fā)代謝問(wèn)題,20世紀(jì)70年代,研究者就發(fā)現(xiàn)胰島素可以下調(diào)其自身受體的表達(dá),當(dāng)胰島素同其受體進(jìn)行結(jié)合時(shí),細(xì)胞就會(huì)“納入”結(jié)合后的復(fù)合體,消化胰島素并且將大部分的受體循環(huán)到細(xì)胞膜表面,當(dāng)處于長(zhǎng)期的高胰島素水平下,機(jī)體細(xì)胞循環(huán)就會(huì)用盡受體,從而就會(huì)使得細(xì)胞表面的受體減少,不能對(duì)胰島素的增加產(chǎn)生反應(yīng);近來(lái)研究者通過(guò)體外研究還發(fā)現(xiàn),胰島素分泌過(guò)多可以幫助剔除β細(xì)胞的胰島素儲(chǔ)存,而這就使得細(xì)胞無(wú)法對(duì)葡萄糖的激增產(chǎn)生反應(yīng)。在這種情況下,研究者將β細(xì)胞暴露于過(guò)多的葡萄糖和脂肪水平下來(lái)促進(jìn)基本的胰島素分泌,他們發(fā)現(xiàn),空腹胰島素水平升高的肥胖小鼠機(jī)體胰島素分泌的部分抑制并不會(huì)引發(fā)葡萄糖水平的增加,這就表明,胰島素水平的升高或許對(duì)于維持循環(huán)葡萄糖的正常水平并不必要。
體外研究和動(dòng)物模型研究結(jié)果表明,通過(guò)抑制高胰島素血癥或減少消化的長(zhǎng)鏈脂肪酸的水平就可以改善機(jī)體的代謝健康和胰島素分泌狀況,而目前這些方法都正在進(jìn)入臨床試驗(yàn),而且有些研究已經(jīng)取得了早期成功。
預(yù)測(cè)、治療糖尿病
目前研究者迫切需要開發(fā)出新型糖尿病療法,盡管當(dāng)前的治療護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于有效控制機(jī)體代謝紊亂已經(jīng)足夠了,即每日注射胰島素或攝入藥物,比如多種可以誘發(fā)機(jī)體胰島素釋放的磺脲類藥物等,然而藥物的長(zhǎng)期服用會(huì)產(chǎn)生一定的副作用,研究者指出,有些被臨床醫(yī)生采用的標(biāo)準(zhǔn)化療法實(shí)際上會(huì)引發(fā)患者機(jī)體代謝異常,而在高胰島素血癥存在的情況下增加胰島素的分泌或水平或許可以加速β細(xì)胞退化。
胰腺分泌的胰島素首先會(huì)流向肝臟,在肝臟中胰島素會(huì)抑制肝葡萄糖的生成和降解,進(jìn)入到肝臟中的血液胰島素的水平就比其最終到達(dá)外圍組織中的濃度要高出3倍,這就會(huì)導(dǎo)致在肌肉胰島素耐受性出現(xiàn)之前引發(fā)肝臟胰島素耐受性的產(chǎn)生;為了將足量的胰島素運(yùn)輸?shù)礁闻K中來(lái)客服諸如胰島素耐受性等問(wèn)題,就需要注射三倍劑量的胰島素(外圍組織水平的三倍),然而過(guò)量的胰島素則會(huì)惡化肌肉胰島素的耐受性,并且促進(jìn)甘油三酯的合成,引發(fā)機(jī)體脂肪和體重的增加,進(jìn)而使得代謝異常發(fā)生,高水平的胰島素可以促進(jìn)細(xì)胞增長(zhǎng)及增殖,并且增加個(gè)體患癌的風(fēng)險(xiǎn)。
多項(xiàng)對(duì)肥胖及前驅(qū)糖尿病患者進(jìn)行的小型研究都評(píng)估了抑制胰島素分泌對(duì)于維持β細(xì)胞胰島素含量的效應(yīng),一項(xiàng)對(duì)健康男性進(jìn)行的研究表明,口服葡萄糖耐量試驗(yàn)后注射單一劑量的NN414就可使得機(jī)體的葡萄糖水平下降,NN414是一種可以抑制胰島素分泌的小分子;另外一項(xiàng)研究則表明,進(jìn)行七天的二氮嗪療法(和NN414治療效果一樣)后就可以改善糖尿病患者機(jī)體葡萄糖刺激的胰島素分泌狀況;當(dāng)同外源性的胰島素配對(duì)使用來(lái)維持機(jī)體葡萄糖的水平時(shí),降低β細(xì)胞的刺激或許就可以維持1型糖尿病患者機(jī)體β細(xì)胞的功能。
一系列對(duì)人類機(jī)體進(jìn)行的研究結(jié)果表明,逆轉(zhuǎn)高脂血癥或許就可以阻斷糖尿病的發(fā)生,正如在動(dòng)物模型中觀察的結(jié)果一樣,中鏈脂肪酸甘油三酯的消耗替代長(zhǎng)鏈脂肪酸甘油三酯,就可以增加能量的消耗,促進(jìn)肥胖個(gè)體機(jī)體脂肪含量降低。PPARα激動(dòng)劑,尤其是非諾貝特,其在人類機(jī)體進(jìn)行的試驗(yàn)效應(yīng)結(jié)果并不一致,但苯扎貝特可以同三種形式的PPAR亞型(α、β、γ)進(jìn)行反應(yīng),從而就可以持續(xù)降低肥胖個(gè)體機(jī)體中的甘油三酯水平,并且改善機(jī)體的葡萄糖處理。然而需要指出的是,許多纖維酸類(Fibrate)的研究都被用來(lái)評(píng)估患者的心血管事件發(fā)生情況,而纖維酸類的使用也可以在患者顯性糖尿病發(fā)病之前用來(lái)抑制代謝健康的退化。
但不幸的是,目前研究者并沒有及時(shí)以用高脂血癥和高胰島素血癥為原始性的靶點(diǎn)來(lái)開發(fā)糖尿病新型療法,而且也很難改變這種科學(xué)認(rèn)知,大部分的研究者都依然堅(jiān)持認(rèn)為胰島素耐受性是引發(fā)機(jī)體代謝異常的分子原因,然而現(xiàn)代很多療法都會(huì)使得患者預(yù)后惡化;于是研究者們開始尋找方法來(lái)保護(hù)β細(xì)胞,很多研究都闡明了如何保護(hù)機(jī)體的β細(xì)胞不受損傷,目前正在開發(fā)的多樣性干細(xì)胞療法就被設(shè)計(jì)用來(lái)刺激機(jī)體β細(xì)胞的產(chǎn)生來(lái)改善胰腺的功能。
最終研究者表示,我們必須遵循科學(xué),因?yàn)樗鼤?huì)為我們指明一條明亮的道路,同時(shí)我們也在深入探索一些新方法來(lái)改善糖尿病患者的診斷和治療。(來(lái)源:生物谷)