采用反义技术阻断磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)的作用,可使低糖刺激产生和高糖同样的 AGE 形成,HBP 和 PKC 激活。说明高糖导致了 GAPDH 的抑制。GAPDH 抑制的产生是 ROS 通过激活聚 ADP-核糖基聚合酶(PARP)而发挥了抑制 GAPDH 的作用,从而使多元醇通路活性增高,AGE 形成增加,PKC 被激活并使 NF-κB 活性增高,HBP 活跃(图5,见6月8日第20版)。
二、氧化应激是胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病的“共同土壤”
当机体氧自由基产生过多而抗氧化能力不断降低时,机体氧自由基产生和抗氧化防御失去平衡,导致过多的氧自由基对机体产生损害。
氧化应激是体内氧化体系和抗氧化体系失衡导致的对细胞的直接损伤,包括产生损伤的DNA碱基、蛋白质氧化产物、脂质过氧化产物等。在氧化应激过程中产生的反应性氧化产物(ROS)还是重要的细胞内信号分子,参与对多种生命现象的调节。研究表明,同型半胱氨酸上的自由巯基很容易自身氧化形成二硫键,同时产生包括超氧化物阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)及羟自由基(OH-)等活性氧,进而引起细胞膜及血浆脂质过氧化。O2-与 NO 结合生成具有强烈细胞毒性的过氧亚硝酸盐(ONOO-)。同型半胱氨酸也能与 NO 反应形成S 亚硝基同型半胱氨酸,降低了 NO 的生物利用度;ROS 还可以氧化NOS 的巯基而降低 NO 的产生能力,同时 NO 还能抑制谷胱甘肽过氧化酶的活性,抑制活性氧的清除。当机体氧自由基产生过多而抗氧化能力不断降低时,氧自由基产生和抗氧化防御失去平衡,便导致过多的氧自由基对机体的损害。过度热量摄入/运动减少引起细胞内葡萄糖和游离脂肪酸增高,引发氧化应激。β细胞氧化应激而致自身功能降低,发生糖尿病。肌肉、脂肪氧化应激发生胰岛素抵抗。内皮细胞氧化应激而功能失常,发生心血管疾病。氧化应激促进胰岛素抵抗、糖尿病和心脑血管疾病三者间的互动,加重组织损害。
所有预防糖尿病和心血管疾病的药物的共同特征是抗氧化,减少氧化应激将是今后防治糖尿病和心血管疾病的重点及方向。
三、络病理论与糖尿病微血管病变
中医络病、气络学说是中医学术体系的独特组成部分。脉络作为经络中支横别出的分支,主要是指中小动脉和微循环。它主要包括细动脉、毛细血管至细静脉,也包括毛细血管输入与输出之间的血管绊稳态机制,即保持内环境稳定并与外环境相适应。
刘志民认为,依据络病学说,血络是以血管为基础,气络是以神经、内分泌、免疫网络为基础。络病理论的稳态机制是指保持机体内环境稳定并与外环境相适应,这与神经、内分泌、免疫网络功能完全一致。就糖尿病而言,血络与糖尿病微血管并发症,气络与神经、内分泌、免疫系统功能密切相关,两者的病理学改变和发病机制相关或一致。
1.通络方剂对大鼠体内氧化应激的影响
刘志民等采用基因芯片、蛋白芯片技术,探讨通心络(超微粉剂)干预对1、2型糖尿病慢性微血管并发症动物模型的基因和蛋白表达的影响及作用靶点。再通过免疫组化、实时 PCR 进行相关基因、蛋白验证,并将通心络与经典抗氧化剂褪黑素和α硫辛酸等的抗氧化作用进行对照分析。
目前已经找到多个作用靶点,并发现褪黑素(Mel)可以使胰岛素、游离脂肪酸、丙二醛(MDA)水平降低,使对胰岛素敏感性增加、对胰岛素抵抗程度降低,使超氧化物歧化酶(SOD)水平升高。以此明确,褪黑素对抗氧化应激,保护机体以免发生糖尿病慢性并发症的作用确切。
各组实验大鼠外周血血清抗氧化指标活性检测显示(表1),脂质过氧化物 MDA 是众多氧自由基产物的代表,其在糖尿病组(阳性对照组)明显升高[(9.99±1.70)U/ml],经通心络和褪黑素干预可明显降低[分别为(4.58±0.74)U/ml和(3.62±1.62)U/ml]。血清总抗氧化能力(T-AOC)、SOD、GSH、过氧化氢酶(CAT)在糖尿病组均降低,而通心络组与褪黑素组均显著升高(均P<0.01),通心络组与褪黑素组相比,所有指标改变程度均无显著组间差异。说明通心络的抗氧化作用及其程度与经典抗氧化剂褪黑素相当。
2.通络方剂对糖尿病肾病大鼠肾脏抗氧化作用的影响
通心络对糖尿病肾病NADPH氧化酶的影响研究显示,糖尿病患者肾脏NADPH氧化酶活性显著升高,使用通络方剂可明显降低NADPH氧化酶活性,其作用稍弱于胰岛素的降低程度。说明,胰岛素有抗炎作用,但首先是抗氧化作用。通络方剂的抗氧化、抗炎作用虽不如胰岛素强,但也有不错的表现。对NADPH氧化酶的两个亚基p67phox和p47phox的mRNA表达水平的研究显示,在糖尿病时该氧化酶表达升高,而通心络干预后其表达水平下降。通络方剂对糖尿病肾病时肾脏氧化指标的影响研究显示了与在外周血中同样的结果(表2)。
糖尿病及糖尿病肾病时氧自由基产生过多,抗氧化能力下降,氧化应激是糖尿病及慢性并发症的发病机制。通络方剂可降低自由基产生,增强抗氧化能力,故可防治糖尿病慢性并发症。
3.通络方剂对糖尿病大鼠心、肾、腹主动脉血管紧张素的影响
糖尿病大鼠肾脏和腹主动脉组织中血管紧张素Ⅰ、Ⅱ(ATⅠ、ATⅡ)均显著升高,而在心脏中升高强度不如肾脏和腹主动脉。通络方剂可显著降低ATⅠ、ATⅡ的水平(P<0.05、P<0.01)(表3)。
血管紧张素系统(RAS)在肾脏微循环调节中起重要作用。ATⅡ影响入球小动脉舒缩状态,调节肾毛细血管内压,影响肾小球滤过率(GFR)。ATⅡ可使肾小球系膜细胞收缩,改变滤过面积,并刺激系膜细胞增生。
通络方剂使ATⅠ、ATⅡ降低,肾小球内压下降,降低 kf 值;减轻肾小球系膜细胞增生和肥大,延缓糖尿病肾病的发生和发展。
4.采用基因芯片技术探讨通络方剂对糖尿病微血管病变靶基因的影响
目前已筛选出明显差异表达的基因22条,其中上调基因有:H2ac、MUCDHL、LOC83693、DATF1;下调基因有:VPS28、ERAF、SLC4A1、CENTA2,EKLF、AK1、COX5A、MAP2K3、NAPA、SLC14A1、PIM-1、RAD23A、E2-230K、CSDA、STOML2、ZNRD1、FBX07、P2RX4。目前,研究者正在对这些基因通过实时PCR进行验证,以探讨通络方剂对糖尿病和糖尿病肾病相关靶基因的影响。
刘志民教授最后总结称,糖尿病微血管并发症,如肾脏、视网膜、神经等应有共同的微血管病理学改变及相应组织学改变,其共性改变可能为络病的病理组织学改变。近年来,糖尿病慢性并发症的共同土壤学说、同一发病学说均与氧化应激有关。氧化应激可能为络病的发病机制。通络方剂对糖尿病慢性并发症的防治作用进一步证明,糖尿病慢性并发症属于络病范畴。通心络对糖尿病慢性并发症的防治作用与其抗氧化作用有关,也与调节神经内分泌免疫网络有关,这为糖尿病并发症防治研究开辟了一个新的领域。
