張 勇,魏倩萍
(重慶醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院,重慶 400016)
糖尿病神經(jīng)病變是糖尿病最常見的慢性并發(fā)癥之一。由于糖尿病神經(jīng)病變受累的部位不同,其臨床表現(xiàn)也是多種多樣,其中以累及周圍神經(jīng)較常見,因此糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabetic peripheral neuropathy,DPN)就越來越被人們所重視。國外不同人群調(diào)查結(jié)果顯示,糖尿病患者中糖尿病神經(jīng)病變的患病率高達42% -90%,甚至有報道為100%;近年來我國統(tǒng)計資料顯示糖尿病患者中神經(jīng)病變的患病率達15%-54%,且隨著病程的延長而增多,尤其是病程在25年以上的患者半數(shù)以上并發(fā)神經(jīng)病變[1]。但是DPN治療卻是臨床難點,這是因為DPN的病因及發(fā)病機制尚未完全明了,治療效果差異很大。
高血糖的毒性作用促進神經(jīng)細胞凋亡、抑制細胞生長,而且高血糖在眾多發(fā)病機制中起主導作用。早期嚴格控制血糖是治療糖尿病神經(jīng)并發(fā)癥的關(guān)鍵。美國實施的糖尿病控制與并發(fā)癥研究(DCCT)以及英國前瞻性糖尿病研究報告(UKPDS)均證實,良好的血糖控制可以減少糖尿病神經(jīng)病變的發(fā)生,并防止其進一步發(fā)展[2,3]。
糖尿病狀態(tài)下,亞油酸-6脫飽和缺陷而致γ-亞麻酸減少,進而花生四烯酸減少,由后者產(chǎn)生的前列腺素和前列環(huán)素下降,導致缺血、缺氧性神經(jīng)損害;同時多不飽和脂肪酸的不足還造成生物膜的磷脂和與信號傳導有關(guān)的磷脂酰肌醇合成減少,導致第二信使IP3和DG下降,從而出現(xiàn)代謝性神經(jīng)病變。另外糖尿病人限制飲食,常常會有維生素攝入減少,使營養(yǎng)神經(jīng)的維生素(尤其B族)缺乏,在某種程度上誘發(fā)神經(jīng)病變的產(chǎn)生。
微血管病變所指的神經(jīng)缺血、缺氧是糖尿病神經(jīng)病變的一個重要因素。外周神經(jīng)有豐富的血液供應(yīng),血管穿過神經(jīng)束膜到達神經(jīng)內(nèi)膜的縱向毛細血管網(wǎng)絡(luò)。糖尿病周圍神經(jīng)病變時,滋養(yǎng)神經(jīng)的毛細血管基底膜增厚、玻璃樣變及周圍組織缺氧等微循環(huán)血流動力學改變,從而使神經(jīng)的營養(yǎng)供應(yīng)發(fā)生障礙,神經(jīng)缺血、缺氧進而引起退行性病變。
氧化應(yīng)激在糖尿病發(fā)病機制中的作用近年來也引起了人們的關(guān)注?;钚匝?ROS)產(chǎn)生增加及脂質(zhì)過氧化,導致Na,K+-ATP酶活性降低,可阻滯神經(jīng)節(jié)去極化,因而減慢了神經(jīng)傳導速度;氧化應(yīng)激還會減弱受損神經(jīng)纖維的再生能力[4]。
神經(jīng)營養(yǎng)因子是一種蛋白質(zhì)。神經(jīng)生長因子(NGF)、神經(jīng)營養(yǎng)素 (包括 NT-3、NT -4、NT-5等)、胰島素生長因子(IGF)以及源于神經(jīng)膠質(zhì)細胞系統(tǒng)的神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)等等,它們似乎可促進神經(jīng)受損后的運動和感覺神經(jīng)纖維的再生。重組人NGF(rhNGF)治療糖尿病周圍神經(jīng)病的第三階段臨床試驗已經(jīng)完成,結(jié)果令人鼓舞[5]。
對154名糖尿病周圍神經(jīng)病患者進行分析,發(fā)現(xiàn)12%抗-GM1-神經(jīng)節(jié)苷脂抗體陽性,與遠端對稱性多發(fā)性神經(jīng)病(DSPN)有關(guān)??沽字贵w(anti-PLAs)在這群人的88%中出現(xiàn),而僅出現(xiàn)在32%無明顯神經(jīng)并發(fā)癥的糖尿病人和2%普通人群[6]。
在上述發(fā)病機制中,糖尿病患者外周神經(jīng)的血供障礙,表現(xiàn)為血管結(jié)構(gòu)、功能異常及血液流變學的異常,導致神經(jīng)纖維脫髓鞘、軸突變性以及Schwann細胞增生,這是導致神經(jīng)組織缺血缺氧、功能障礙的重要機制。近年來隨著醫(yī)學研究的發(fā)展,對血供障礙的損傷機制有了進一步的了解。
糖尿病周圍神經(jīng)病變(DPN)患者的神經(jīng)膜微血管結(jié)構(gòu)異常主要表現(xiàn)為管壁增厚、透明樣變性、毛細血管內(nèi)徑變細甚至阻塞。
2.1.1 組織學可見糖尿病患者神經(jīng)內(nèi)膜中存在內(nèi)皮細胞面積增多和毛細血管管腔狹窄。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)最初被認為是于血管通透性相關(guān)的因子,目前發(fā)現(xiàn)它在血管形成方面具有重要作用,糖尿病神經(jīng)病變中可能存在VEGF的應(yīng)答缺陷。實驗表明,鏈脲菌素誘導的糖尿病大鼠神經(jīng)細胞內(nèi)血流減少,活體基因轉(zhuǎn)染VEGF恢復血供可以改善神經(jīng)細胞功能[7]。在同樣的動物模型研究顯示,糖尿病神經(jīng)病變有蛋白激酶C(PKC)的激活,應(yīng)用抑制劑可以阻斷糖尿病誘導的神經(jīng)血流損害[8,9],抑制 PKC-β后氧化應(yīng)激將減少,使血流和神經(jīng)傳導障礙正?;?。
2.1.2 糖尿病患者的血管腔內(nèi)由于晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glyclation end-products,AGEs)形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),捕獲游離蛋白質(zhì),使之血管壁沉積并作用于內(nèi)皮細胞外基質(zhì),刺激膠原蛋白發(fā)生交聯(lián),引起血管壁增厚;與此同時,AGEs還抑制正常的細胞外基質(zhì)中內(nèi)皮細胞粘聯(lián)蛋白(如透明連接蛋白)的粘聯(lián)和伸展,使內(nèi)皮細胞之間的結(jié)合力下降,導致血管通透性增加。血管壁增厚和血管通透性增加是糖尿病微血管病變的主要特點,也是導致血供障礙的主要原因。
2.1.3 糖尿病患者的晚期糖基化終產(chǎn)物AGEs可以直接作用于血管內(nèi)皮細胞,通過刺激VEGF的產(chǎn)生,引起新生血管增生和血管通透性增加,甚至引起血管壁水腫。AGE的蓄積還可以引起巨噬細胞趨化聚集,發(fā)生吞噬反應(yīng),刺激血管壁低密度脂蛋白增多,平滑肌增生和動脈粥樣硬化。
一氧化氮(NO)和前列環(huán)素(PGI2)是主要的血管舒張因子,內(nèi)皮素ET-1則是主要的縮血管活性因子。擴血管因子與縮血管因子的比例下降,使血管擴張功能降低,局部血流灌注不足,造成神經(jīng)組織的組織或功能損傷。
2.2.1 NO作為內(nèi)皮源性血管舒張因子,由內(nèi)皮產(chǎn)生后,彌散至血管平滑肌細胞,通過cGMP途徑使血管平滑肌松弛,血管舒張。多項實驗研究的結(jié)果證實,內(nèi)皮源性NO的減少對神經(jīng)內(nèi)血流供應(yīng)有顯著影響,說明NO在糖尿病神經(jīng)病變發(fā)生的血管機制中占重要地位。使NO表達降低的機制尚不明確,有報道認為是通過內(nèi)皮細胞型一氧化氮合成酶(eNOS)表達[10],也有研究表明 eNOS的 mRNA和蛋白表達增加后過氧化物產(chǎn)物增加,從而使NO降解[11,12]。此外 NO除了具有調(diào)節(jié)血流功能,還可以作為其他途徑的信號分子。例如,VEGF的表達依賴于NO的產(chǎn)生[13];在系膜細胞,NO抑制葡萄糖介導的纖粘連蛋白和膠原的表達[14,15]。
2.2.2 前列環(huán)素PGI的主要作用是抑制血小板聚集,并能拮抗TXA,使血管擴張。而高葡萄糖濃度培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞,酪氨酸硝基化可以降低前列環(huán)素合成酶的活性[16,17],在糖尿病兔研究中,血管內(nèi)皮依賴性血管舒張因子降低可能就是因為前列素樣物質(zhì)表達的改變而引起的[18]。
2.2.3 縮血管活性因子的作用也是導致血管功能異常的重要因素。比如內(nèi)皮素ET-1,就是目前所指的最強的血管收縮因子。ET-1除了調(diào)節(jié)血管收縮還可以促進纖維化。在培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞中高濃度葡萄糖激活PKC-β和δ,增加ET-1的表達[19]。
2.2.4 此外亞麻酸經(jīng)過去飽和作用(通過δ-6-去飽和酶)后生成γ-亞麻酸。按照此順序,它延伸后成為二聚-γ-亞麻酸,再依次經(jīng)過去飽和作用(通過δ-5-去飽和酶)后生成花生四烯酸,最后生成多不飽和脂肪酸。而糖尿病神經(jīng)病變時去飽和作用步驟有缺陷,γ-亞麻酸代謝障礙,進而引起花生四烯酸及前列環(huán)素PGI2的減少,導致缺血、缺氧性神經(jīng)損害。Keen等人[20]報道了一個有7個中心的雙盲、安慰劑對照的研究結(jié)果,這個研究共入組111名有輕度糖尿病神經(jīng)病變的患者,他們接受γ-亞麻酸480mg/d治療或者安慰劑治療1年時間。指標包括運動和感覺神經(jīng)傳導速度、定量感覺神經(jīng)測試、臨床癥狀得分和一個總體得分??偣苍u估了16個參數(shù),有13個參數(shù)變化是有利的,并且有顯著的統(tǒng)計學意義。
血液流變學異常多項研究已證實糖尿病人有血液流變學異常。在糖尿病神經(jīng)病變的神經(jīng)內(nèi)膜血管中可見纖維素的沉積和血小板的聚集。糖尿病人紅細胞可塑性比正常人差,加上血小板功能異常,血漿粘滯度增高,促進紅細胞的聚集粘連,使其在毛細血管中流動變慢,因而特別容易引起毛細血管阻塞。上述種種異常均可損傷神經(jīng)血流,導致神經(jīng)內(nèi)膜缺氧。
2.3.1 糖尿病時纖維蛋白原(FB)水平升高[21]導致血小板活性增加,血液粘稠度增高。關(guān)于糖代謝異常和糖尿病患者血漿FB升高的原因可能有:血液中纖溶活性的調(diào)節(jié)主要取決于內(nèi)皮細胞分泌tPA/PAI1的相對比例,血小板α顆粒中富含纖溶酶原激活物1,而且全血3/4儲存于血小板中,抑制纖溶酶原激活劑的活性,使血漿中纖維蛋白降解減慢,導致糖尿病患者血漿中纖維蛋白濃度增高[22],此外,糖尿病患者中脂蛋白(a)常增高,后者與纖維蛋白溶解酶有相似的同源性,能與之競爭結(jié)合纖維蛋白和FB,從而抑制纖溶酶的活性,F(xiàn)B蛋白增高[23]。
2.3.2 目前多認為由糖尿病狀態(tài)下微血管受損及血流動力學異常,可以造成血小板黏附、聚集、活化,釋放血小板生長因子、TXA2、5-HT,抑制PGI的生成。臨床試驗表明:西洛他唑能夠通過升高血小板內(nèi)cAMP濃度,起到擴張血管的作用,此外它還能夠抑制血小板聚集及TXA2防止血栓形成,同時還能夠增強內(nèi)源性血栓形成抑制劑 PGI的功能從而改善微循環(huán)以期修復受損的神經(jīng)[24,25]。
2.3.3 紅細胞變形性是調(diào)節(jié)血液粘度的重要因素,是微循環(huán)有效灌注的保證。如果紅細胞變形性降低,則微循環(huán)阻力增加,嚴重時可使毛細血管阻塞,血液有效灌注量不足,從而引起缺血、缺氧、血栓形成等一系列的病理過程。張素華等[26]用核孔濾過法觀察到81例2型糖尿病患者的紅細胞濾過指數(shù)高于正常對照組,p<0.01,濾過指數(shù)越高表明紅細胞變形性越差,而且紅細胞濾過指數(shù)同糖尿病組的空腹血糖水平(9.61±4.6)mmol/L呈正相關(guān),p<0.05。紅細胞細胞膜的變形能力下降,導致脆性增加并趨于發(fā)生聚集反應(yīng)。同時脂代謝紊亂也會引起紅細胞膜脂類結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,導致紅細胞膜流動性下降,紅細胞變形性降低。
綜上所述,我們認為糖尿病患者外周神經(jīng)的血供障礙,導致了神經(jīng)組織缺血缺氧、功能障礙,是導致糖尿病周圍神經(jīng)病變發(fā)病重要機制,進一步去研究如何阻斷血供障礙致病的關(guān)鍵環(huán)節(jié),可能會是今后研究防治糖尿病周圍神經(jīng)病變的主要方向。
[1] 謝 云,王家馳.糖尿病顱神經(jīng)病變[J].國外醫(yī)學內(nèi)分泌學分冊,2004,24(2):93
[2] Diabetes Control and Complications Trial Research Group.The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetesmellitus[J].N Engl JMed,1993,329(14):977 - 986
[3] U K Prospective Diabetes Study Group.Intensive bloodglucose control with sulphonylureas or insulin cornpared with conventional treatment and risk of complications in patientswith type2 diabetes[J].Lancet,l998,352(9l31):837 -853
[4] 舒 毅,鐘歷勇.氧化應(yīng)激與糖尿?。跩].東南大學學報(醫(yī)學版),2005,24(1):64 -67
[5] 劉 欣,康德首.糖尿病神經(jīng)病變發(fā)生機制研究的若干進展[J].國外醫(yī)學-神經(jīng)病學圣經(jīng)科學分冊,2001,28(3):17-26
[6] Vinik AL,Leiehter SB,Pittenger GI,et a1.Phosphclipid and glucomic acid - decarboxylase arrobodies in diabetic neuropathy[J].Diabetes Care,1995,(18):l225 -1232
[7] Schratzberger P,Walter DH,Rittig K,et al.Reversal of experimental diabetic neuropathy by VEGF gene transfer[J].JClin Invest,2001,(107):1083 -1092
[8] Nakamura J,Kato K,Hamada Y,et al.A protein kinase C -beta-selective inhibitor ameliorates neural dysfunction in streptozotocin - induced diabetic rats[J].diabetes,1999,(48):2090 -2095
[9] 陳玉華,毛淑芳,嚴宗遜,等.尼莫地平治療糖尿病周圍神經(jīng)病變臨床觀察[J].川北醫(yī)學院學報,2002,15(1):47 -48
[10] Ding Y,Vaziri,ND,Coulson R,etal.Effects of simulated hyperglycemia,insulin,and glucagon on endothelial nitric oxide synthase expression[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2000,(279):11-17
[11] Hink U,LiH,Mollnau H,etal.Mechanisms underlying endothelial dysfuncation in diabetesmellitus[J].Circ Res,2001,(88):14-22
[12]Cosentino F,Hishikawa K,Katusic ZS,etal.High glucose increases nitricoxide synthase expression and superoxide anion generation in human aortic endothelial cells[J].Circulation,1997,(96):25-28
[13] Zhao X,Lu X,F(xiàn)eng Q.Deficiency in endothelialnitric oxide synthase impairsmyocardial angiogenesis[J].Am JPhysiol Heart Circ Physiol,2002,(283):2371 -2378
[14] Studer RK,Derubertis FR,Craven PA.Nitric oxide suppresses increases in mesangial cell protein kinase C,transforming growth factor beta,and fibronectin synthesis induced by thromboxane[J].JAm Soc Nephrol,1996,(7):999 -1005
[15]左致煌,呂齊明.654-2與葛根素治療糖尿病周圍神經(jīng)病變[J].川北醫(yī)學院學報,2004,17(1):32 -33
[16] Zou MH,Shi C,Cohen RA.High glucose via peroxynitrite causes tyrosine nitration and inactivation of prostacyclin synthase that is associated with thromboxane/prostaglandin H(2)eceptor-mediated apoptosis and adhesion molecule expression in cultured human aortic endothelial cells[J].Diabetes,2002,(51):198 -203
[17]王仁云.血塞通治療糖尿病周圍神經(jīng)病變臨床觀察[J].川北醫(yī)學院學報,2004,17(1):116 -117
[18] Tesfamariam B,Brown ML,Deykin D,et al.Elevated glucose promotes generation of endothelium-derived vasoconstrictor prostanoids in tabbit aorta[J].JClin Invest,1990,(85):929 -932
[19]Park JY,Takahara N,Gabriele A,etal.Induction of endothelin-1 expression by glucose an effect of protein kinase C activation[J].Dibetes,2000,(49):1239 -1248
[20] Keen H,Payan J,Allawi J,et al.Treatment of diabetic neuropathy with gamma-linolentic acid.The Gamma-Linolentic Acid Multicenter Trial Group[J].Diabetes Care,1993,(16):8 -15
[21] Coban E,Sari R,Ozdogan M,et al.Levels of plasma fibrinogen and ddimer in patients with impaired fasting glucose[J].Exp Clin Endocrinol Diabetes,2005,113(1):3537
[22] Nordt TK,Schneider DJ,Sobel BE.Augmentation of the synthesis of plasminogen activator inhibitor type1 by precursors of insulin:a potential risk factor for cardiovascular disease[J].Circulation,1994,89(12):321 -330
[23]朱禧星.現(xiàn)代糖尿?。跰].上海:上海醫(yī)科大學出版社,2000.13
[24]渠勝英.糖尿病周圍神經(jīng)病變微血管機制的臨床研究[J].放射免疫學雜志,2004,17(3):172
[25]陳朝陽,張玉梅.初診2型糖尿病患者兩種胰島素強化治療臨床觀察[J].成都醫(yī)學院學報,2008,3(3):213-214,231
[26]張素華.小劑量阿斯匹林對2型糖尿病患者紅細胞變形能影響的觀察[J].中國糖尿病雜志,1994,2(3):125