王先作 路雅寧 郭東方
血糖增高是2型糖尿病患者小血管病變與大血管病變的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素,可增加心血管病的發(fā)病率。2型糖尿病時(shí)血糖增高可顯著增加動(dòng)脈硬化性冠脈事件及腦血管病的患病風(fēng)險(xiǎn)。已有證據(jù)證明2型糖尿病的餐后血糖異常,特別是餐后高血糖,是動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[1]。近期流行病學(xué)調(diào)查顯示,與空腹血糖增高相比,餐后高血糖的危險(xiǎn)性更大,其是冠心病的一種獨(dú)立危險(xiǎn)因素[2]。本文對(duì)餐后高血糖對(duì)血管性疾病的作用及其機(jī)制做一綜述。
動(dòng)脈粥樣硬化是一種逐漸進(jìn)展的疾病,其特點(diǎn)是血管壁對(duì)多種因素所致的慢性損傷過(guò)程的反應(yīng)。這種反應(yīng)最終導(dǎo)致動(dòng)脈壁出現(xiàn)纖維化及動(dòng)脈粥樣變。血管內(nèi)皮功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化初始階段的病理性改變。除此之外,血管平滑肌功能異常與血管壁代謝紊亂(包括炎癥、氧化應(yīng)激與神經(jīng)激素失衡)也出現(xiàn)于動(dòng)脈粥樣硬化早期[3]。
近期研究顯示,存在臨床癥狀的心血管病患者中約2/3伴有糖代謝紊亂。這些患者空腹血糖可正常,主要表現(xiàn)為餐后血糖或糖耐量試驗(yàn)異常[4]。利用糖化血紅蛋白與空腹血糖評(píng)估后認(rèn)為,血糖控制良好的糖尿病患者常出現(xiàn)餐后高血糖。人群調(diào)查研究表明空腹血糖低于90 mg/ml時(shí)其餐后2 h血糖可高于200 mg/ml,2型糖尿病早期階段,甚至于空腹血糖與糖化血紅蛋白檢測(cè)值在正常范圍內(nèi),餐后高血糖可致大血管并發(fā)癥(如心肌梗死、腦卒中)及小血管并發(fā)癥,甚至糖耐量受損也可引起動(dòng)脈粥樣硬化病變出現(xiàn)進(jìn)展[5]。餐后高血糖,而非空腹血糖是心血管病的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。
餐后高血糖可能通過(guò)以下幾種機(jī)制對(duì)血管性疾病產(chǎn)生病理學(xué)作用。
現(xiàn)已明確血管內(nèi)皮功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化病變的初期病理變化。血管內(nèi)皮功能障礙表現(xiàn)為血管內(nèi)皮細(xì)胞衍生的舒張因子產(chǎn)生減小及生物活性降低,特別是血管內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮酶催化的L-精氨酸產(chǎn)生的一氧化氮減少。一氧化氮生物活性降低致內(nèi)源依賴(lài)性血管舒張功能降低,內(nèi)皮細(xì)胞功能異常。另一方面,血管內(nèi)皮功能障礙還包括“內(nèi)皮活化”[6],具體表現(xiàn)為促炎癥反應(yīng)、增生性反應(yīng)、促凝血作用,這些反應(yīng)皆可加速動(dòng)脈粥樣硬化病變。
糖尿病患者及糖耐量異?;颊呓钥沙霈F(xiàn)血管內(nèi)皮功能障礙。體內(nèi)及體外研究證實(shí)血糖快速升高可致血管內(nèi)皮功能受損,這是高血糖直接作用的結(jié)果[7]。近期的研究認(rèn)為糖化終產(chǎn)物也可損傷血管內(nèi)皮功能。外源性糖化終產(chǎn)物的主要來(lái)源是食物,食物成分、食物的烹調(diào)方法、溫度及烹調(diào)時(shí)間皆與糖化終產(chǎn)物含量密切相關(guān)[8]。丙酮醛是糖化終產(chǎn)物的前體,其可活化糖化終產(chǎn)物受體。餐后狀態(tài)時(shí)外源性及內(nèi)源性的糖化終產(chǎn)物與丙酮醛共同作用,通過(guò)清除一氧化氮及增加氧化應(yīng)激反應(yīng)使血管功能減低。
已有研究表明血管功能障礙主要病理機(jī)制之一是炎癥[9]。多種炎癥細(xì)胞與炎癥介質(zhì)左炎癥過(guò)程中存在重要作用。例如單核細(xì)胞與T淋巴細(xì)胞,細(xì)胞對(duì)動(dòng)脈壁內(nèi)皮修復(fù)作用是動(dòng)脈粥樣硬化病變初期及進(jìn)展過(guò)程中的重要特征。粘附分子可調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞與粒細(xì)胞間的相互作用。血管性病變及糖尿病患者此類(lèi)粘附分子的血液中含量增加。血糖突然增高或餐后高血糖使白介素-6、腫瘤壞死因子-α與白介素-1β的水平增高[10]。
多項(xiàng)研究認(rèn)為單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞與嗜中性粒細(xì)胞是冠心病炎癥反應(yīng)病理過(guò)程的重要參與者,特別是在急性炎癥反應(yīng)過(guò)程中,其中中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)是冠心病與腦血管病高危人群中未來(lái)罹患心血管事件的最佳預(yù)測(cè)因素[11]。中性粒細(xì)胞活化后引發(fā)氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng),從而繼發(fā)出現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化病變與血管病變。
對(duì)空腹血糖小于126 mg/ml,未被臨床診斷為糖尿病的人群進(jìn)行口服75克葡萄糖耐量試驗(yàn)進(jìn)行的觀察發(fā)現(xiàn),中性粒細(xì)胞表面出現(xiàn)Mac-1表達(dá)。此現(xiàn)象在糖耐量試驗(yàn)后出現(xiàn)高血糖(血糖水平大于200 mg/ml)的患者可觀察到,但糖耐量正常的人群不易出現(xiàn)[12]。
氧化應(yīng)激是指細(xì)胞氧化還原反應(yīng)失衡,這種作用在血管功能障礙的發(fā)病機(jī)制中,特別是血管內(nèi)皮功能障礙機(jī)制中意義重大。盡管多種酶類(lèi)參與產(chǎn)生超氧陰離子,但線粒體是超氧陰離子產(chǎn)生的主要來(lái)源[13]。
近期研究顯示高血糖通過(guò)線粒體電子轉(zhuǎn)移鏈作用產(chǎn)生大量超氧陰離子,超氧化物大量產(chǎn)生伴隨內(nèi)皮型氧化氮合酶及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶失匹配,形成氧化物及過(guò)氧化亞硝酸鹽,繼之使DNA產(chǎn)生破壞。已有試驗(yàn)表明血糖增高可引發(fā)氧化物及過(guò)氧化亞硝酸鹽生成增加,后者可直接損害血管內(nèi)皮功能[14]。
餐后高血糖時(shí),血糖脈沖樣增高導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、炎性反應(yīng)及氧化應(yīng)激反應(yīng),這些作用促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化病變進(jìn)展及心血管病變的發(fā)生[15]。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果提示餐后高血糖或糖耐量受損在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生與發(fā)展過(guò)程中作用顯著。故控制餐后高血糖可降低糖耐量異?;颊呒毙孕募」K赖幕疾÷???刂撇秃蟾哐浅蔀轭A(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的潛在目標(biāo)之一。
[1]Krolewski A,Kosinski E,Warram JH,et al.Magnitude and determinants of coronary disease in juvenile-onset diabetes mellitus.Am J Cardiol,2008,59(8):750-755.
[2]Kannel W,McGee D.Diabetes and cardiovascular risk factors:the Framingham Study.Circulation,2009,59(4):8-13.
[3]Kuusisto J,Mykkanen L,Pyorala K,et al.Non-insulin-dependent diabetes and its metabolic control are important predictors of stroke in elderly subjects.Stroke,2007,25(9):1157-1164.
[4]Inoue T,Node K.Vascular failure-a new clinical entity for vascular disease.J Hypertens,2006,24(5):2121-2130.
[5]Leiter LA,Ceriello A,Davidson JA,et al.International Prandial Glucose Regulation(PGR)Study Group:Postprandial glucose regulation:new data and new implications.Clin Ther,2005,27:S42-S56.
[6]Bonora E,Corrao G,Bagnardi V,et al.Prevalence and correlates of post-prandial hyperglycaemia in a large sample of patients with type 2 diabetes mellitus.Diabetologia,2006,49(4):846-854.
[7]Yamakawa T,Takano T,Tanaka S,et al.Influence of pitavastatin on glucose tolerance in patients with type 2 diabetes mellitus.J Atheroscler Thromb,2008,15(7):269-275.
[8]Tseng CH,Sex difference in the distribution of atherosclerotic risk factors and their association with peripheral arterial disease in Taiwanese type 2 diabetic patients.Circ J.2007,71(17):1131-1136.
[9]Daskalopoulou SS,Pathmarajah M,Kakkos SK,et al.Association between ankle-brachial index and risk factor profile in patients newly diagnosed with intermittent claudication.Circ J,2008,72(6):441-448.
[10]Zheng L,Yu J,Xin Y,et al.Risk factors of peripheral arterial disease and relationship between low ankle brachial index and mortality from all-cause and cardiovascular disease in Chinese patients with hypertension.J Hum Hypertens,2007,21(11):461-466.
[11]Kreisel SH,Berschin UM,Hammes HP,et al.Pragmatic management of hyperglycaemia in acute ischaemic stroke:safety and feasibility of intensive intravenous insulin treatment.cerebrovasc Dis,2009,27(7):167-175.
[12]Fuentes B,Castillo J,Sanjose B,et al.The prognostic value of capillary glucose levels in acute stroke:The Glycemia In Acute Stroke study.Stroke,2009,40(14):562-568.
[13]Poppe AY,Majumdar SR,Jeerakathil T,et al.Admission hyperglycemia predicts a worse outcome in stroke patients treated with intravenous thrombolysis.Diab Care,2009,32(6):617-622.
[14]Chen Y,Ohmori K,Mizukawa M,et al.Differential impact of atorvastatin vs pravastatin on progressive insulin resistance and left ventricular diastolic dysfunction in a rat model of type II diabetes.Circ J,2007,71(16):144-152.
[15]Luo YY,Li J,Xin Y,et al.Risk factors of peripheral arterial disease and relationship between low ankle brachial index and mortality from all-cause and cardiovascular disease in Chinese patients with hypertension.J Hum Hypertens,2007,21(8):461-466.