胰岛素抵抗与冠状动脉性心脏病.doc

胰岛素抵抗与冠状动脉性心脏病【关键词】 胰岛素抵抗；冠状动脉性心脏病随着生活水平的提高和高脂肪饮食习惯的形成，人群中冠状动脉性心脏病（冠心病）的发病率在过去十年有明显的增加。由于认识和医疗技术的进步，冠心病的死亡率正逐年下降，但是冠心病若合并其他代谢障碍，如糖尿病，则死亡率有所上升1。现在，越来越多的冠心病患者合并有糖尿病、高血压或者高脂血症。许多研究认为，这些疾病有一个共同的缺陷-胰岛素抵抗。本文就胰岛素抵抗发生的可能机制以及胰岛素抵抗和冠心病之间的关系作一简要综述。1胰岛素抵抗1.1 胰岛素抵抗（insulin resistance,IR）IR是机体、组织、细胞或亚细胞的一种异常病理生理状态，是指胰岛素靶组织对胰岛素介导的葡萄糖摄取和利用作用的抵抗，需要超常量的胰岛素才能引起正常量反应的一种状态，以前也称为胰岛素敏感性下降2。1.2 胰岛素抵抗的病因从性质上分为遗传性和获得性。最主要的获得性病因是肥胖3。肥胖和胰岛素抵抗的关系：脂肪组织是一个重要的、功能活跃的内分泌器官，分泌多种激素，这些激素或与胰岛素的敏感性有极大关系，或参与其他一些重要的生理过程4。这些激素包括瘦素、肿瘤坏死因子(TNF-)、纤溶酶原激活抑制剂1(PAI-1)、adiponectin以及其他一些激素。其中瘦素、TNF-、PAI-1能诱导胰岛素抵抗5-7，而adiponectin则能增加胰岛素敏感性。Kubota建立了缺少adiponectin基因的动物模型，在正常饮食喂养的情况下也出现了胰岛素抵抗8。肥胖产生胰岛素抵抗的可能关键联系是过氧化物酶增生激活受体-(PPAR-)1。PPAR-是核受体，是一个转录因子，与脂肪酸结合发挥作用，调节脂肪细胞的分化，在维持机体能量平衡和脂肪形成中起重要作用9。PPAR-在脂肪组织中非常丰富，当PPAR-在脂肪组织中缺乏时会导致餐后游离脂肪酸浓度增高，而这会影响胰岛素的敏感性10。超重/肥胖患者，无论是否伴有糖代谢异常，空腹游离脂肪酸浓度明显高于正常者11。这提示肥胖可能伴有PPAR-水平的降低。TZDs是PPAR-相配的一类底物，它能激活脂肪细胞PPAR-，刺激小脂肪细胞的产生，临床用于增加胰岛素的敏感性12。有动物实验证实，给肥胖的Zucker鼠TZD治疗后，小脂肪细胞数量增加，而产生TNF-等抑制胰岛素敏感性的大脂肪细胞数量得到抑制13。1.3胰岛素抵抗的可能发生机制一般认为胰岛素抵抗主要发生在受体前、受体和受体后三个水平上，但由于胰岛素抵抗可能涉及较多因素，而且各因素之间又相互作用，因此这种界限的区分并不严格。1.3.1 胰岛素受体数目下调有研究发现14，冠心病患者红细胞上低亲和力胰岛素受体结合位点显著减少，而且受体与胰岛素的高、低亲和力及结合率均显著低于正常对照组。这提示，冠心病患者胰岛素受体不仅有数目的减少，而且有质的改变。1.3.2 胰岛素受体(Ins R)酪氨酸蛋白激酶活性改变胰岛素与细胞表面胰岛素受体结合，引起受体亚单位酪氨酸残基磷酸化，成为激活态的胰岛素受体，然后再进一步磷酸化细胞内许多特定信号蛋白3。Ins R磷酸化状态的调节因素有:a.蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTPase)，包括蛋白酪氨酸磷酸酯酶1-B(PTP1-B),白细胞抗原相关蛋白酪氨酸磷酸酯酶(LAR),以及含有SH2区域的蛋白酪氨酸磷酸酯酶(SHPTP)等,b.蛋白丝/苏氨酸磷酸酯酶(PP),c.蛋白激酶C(PKC)。PTP1-B和LAR能使Ins R酪氨酸残基去磷酸化而降低激酶活性，在胰岛素抵抗患者体内，这两种PTPase表达水平都增高15。1.3.3 胰岛素信号转导障碍激活态的胰岛素受体能使胰岛素受体底物(insulin receptor substrate IRS)酪氨酸残基磷酸化，进而激活能与之特异性结合的磷脂酰肌醇-3激酶(PI-3K)。PI-3K是胰岛素介导的细胞摄取葡萄糖所必须的。IRS在细胞内主要分布于细胞骨架和胞质中，其在细胞骨架中的IRS为有功能部分。当IRS在胞质中过度聚集可导致胰岛素抵抗。有人提出16，IRS丝/苏氨酸磷酸化水平增高是促使IRS在胞质中过度聚集的原因之一。而TNF-能促进IRS丝氨酸磷酸化，而且丝氨酸磷酸化的IRS会成为胰岛素受体酪氨酸激酶活性的抑制剂17。1.3.4胰岛素介导的糖转运障碍葡萄糖进入细胞内进一步代谢主要通过管道弥散和位于细胞膜上的特异性胰岛素依赖葡萄糖运载体(Glut)3。现已发现有5种结构相近而分布不同的Glut，Glut4主要分布在肌肉和脂肪细胞。胰岛素激活Glut4，并促使其由细胞内微粒体向细胞膜转位，加强葡萄糖的转运。肥胖症和2型糖尿病患者的脂肪细胞内Glut4基因表达降低，含量减少。TNF-能降低Glut4的mRNA表达，抑制Glut4的翻译，产生糖转运障碍18。2胰岛素抵抗与冠心病的关系2.1胰岛素抵抗是冠心病一个重要的独立的危险因素胰岛素抵抗常伴有代偿性的胰岛素分泌增加，产生高胰岛素血症。而胰岛素是一个弱的但是阳性的心血管疾病危险因素，尤其是在中年患者，这种关系更为明确19。Lamarche研究认为20，同时有高空腹胰岛素水平、高apo-脂蛋白B浓度和高低密度脂蛋白的患者，患冠心病的机会较单独有这些危险因素的患者高18倍。而高胰岛素血症更易诱发多种代谢紊乱21。胰岛素抵抗作为冠心病的一个独立的危险因素，发病机制可能在于：胰岛素抵抗使纤溶系统受损。胰岛素能刺激纤溶酶原激活抑制剂1(PAI-1)的合成22。在动物实验中，给实验动物注射胰岛素3 h，就能观察到血管壁细胞内PAI-1的mRNA水平提高23。TNF-能促进PAI-1从脂肪细胞释放24。胰岛素和TNF-在胰岛素抵抗患者中是升高的。PAI-1能阻碍受损的血管内皮细胞修复，导致易破裂斑块的产生。2.2胰岛素抵抗与冠心病其他危险因素之间的关系糖尿病、高血压、高脂血症是冠心病的危险因素，胰岛素抵抗与这些危险因素之间有密切的关系。胰岛素抵抗与糖尿病的关系已有了较多的研究，有人认为，胰岛素抵抗和高胰岛素血症强烈的预示了2型糖尿病的发生25。也有报道指出，以后发展为2型糖尿病的比马印第安人，在出现胰岛细胞损害前数年，已存在胰岛素抵抗，引起不伴有胰岛素释放异常的糖尿病3。 在原发性高血压人群中存在胰岛素抵抗和高胰岛素血症，并与肥胖无关3。有研究指出26，高血压患者无论其有无阳性高血压家族史，都有明显胰岛素抵抗。胰岛素抵抗可能增加多种心血管内分泌激素的分泌，如内皮素、血管紧张素II和儿茶酚胺，内皮素可激活肾素血管紧张素系统，增强去甲肾上腺素的缩血管反应27。 胰岛素抵抗可能导致脂质代谢紊乱。胰岛素抵抗患者常合并有极低密度脂蛋白(VLDL)升高、高甘油三脂血症、低密度脂蛋白(LDL)浓度增高和高密度脂蛋白胆固醇浓度下降28。VLDL是甘油三脂的载脂蛋白，由肝脏合成分泌，胰岛素有抑制VLDL释放的作用，而游离脂肪酸（FFA）能刺激肝脏合成VLDL。胰岛素抵抗使FFA浓度增高，而高胰岛素却抑制了肝脏对胰岛素抑制VLDL释放作用的反应29。胰岛素抵抗使LDL的组成发生改变，体积小的LDL(B显型LDL)比例增高，小体积LDL能更快的进入血管壁，增加了冠心病发生的危险性30。 多个心血管病危险因素同时出现在同一个体的现象称为心血管病危险因素的个体聚集性，这种聚集性能大大增加心血管病发生的危险，而胰岛素抵抗可能是产生的根本原因。有研究表明31，在中国人群中，随着血清胰岛素水平的上升（胰岛素抵抗的增强），两个以上心血管病危险因素聚集的风险性升高，两者存在剂量反应关系。 产生胰岛素抵抗的机制目前尚不完全清楚，但可以肯定的是，胰岛素抵抗是冠心病的一个重要的独立的危险因素。冠心病若合并有胰岛素抵抗，在进行针对冠心病治疗的同时，提高胰岛素敏感性治疗会改善冠心病的预后。【参考文献】 1Robert L.Optimal Care of Patients with Type 2 Diabetes Mellitus and Coronary Artery DiseaseJ.AM J Med,2003 Dec,115(8A):93s-98s.2杨宇强.体外循环期胰岛素抵抗的研究新进展J.中国体外循环杂志，2004，2(2)：122-124.3沈稚舟. 糖尿病慢性并发症M.上海：上海医科大学出版社，1999.13-22.4Havel PJ.Control of energy homeostasis and insulin action by adipocyte hormones: leptin,acylation stimulating protein and adiponectinJ.Curr Opin Lipidol, 2002, 13: 51-59.5江孙芳，高鑫，陆志强,等. 肥胖患者中瘦素与胰岛素抵抗的关系J.复旦学报（医学版）,2002, 29(4):290-293.6Hube F,Hauner H.The role of TNF- in human adipose tissue:prevention of weight gain at the expense of insulin resistanceJ? Horm Metab Res,1999,31:626-631.7Juhan VI,Alessi M,Morange PE,et al.Hypofibrinolysis and increased PAI-1 are linked to atherothrombosis via insulin resistance and obesityJ.Ann Med,2000,32(suppl 1):78-84.8Kubota N,Terauchi Y,Yamauchi T,et al.Disruption of adiponectin causes insulin resistance and neointimal formationJ.J Biol Chem,2002,277:25863-25866.9Auwerx J.PPAR-1,the ultimate thrifty geneJ.Diabetologia,1999,42:1033-1049.10He W,Barak Y,Hevener A,et al.Adipose-specific PPAR- knock out causes insulin-resistance in fat and liver but not in muscleJ.Proc Natl Acad Sci USA,2003,9:1491-1497.11孙璇，高鑫，江孙芳,等. 超重/肥胖患者的血清游离脂肪酸的水平J.复旦学报（医学版），2002,29(4):322-323. 12Picard F,Auwerx J. PPAR- and glucose homeostasisJ.Ann Rev Nutr,2002,22:167-197.13Okuno A,Tamenoto H,Tobe K,et al.Troglitazone increases the number of small adipocytes without the change of white adipose tissue mass in obese Zucker ratsJ.J Clin Invest,1998,101:1354-1361.14王玉环，徐静，田清海,等. 冠心病患者红细胞胰岛素受体改变与胰岛素抵抗的关系J.西安医科大学学报，2002，23(3)：277279.15Coldstein BJ,Ahmad F,Ding W,et al.Regulation of the insulin signaling pathway by cellular protein-tyrosine phosphataseJ.Mol Cell Biochem,1998,182:91-99.16Clark SF,Molero JC,James DE,et al.Release of insulin receptor substrate proteins from an intracellular complex coincide with the development of insulin resistanceJ.J Biol Chem,2000,275: 3819-3826.17Hotamisligil GS, Peraldi P, Budavari A,et al. IRS-1 mediated inhibition of insulin receptor tyrosine kinase activity in TNF- and obesity induced insulin resistanceJ. Science,1996,271: 665-668.18李唯亮，毛季萍，孙明. 血清肿瘤坏死因子水平与2型糖尿病并发冠心病的关系J.医学临床研究，2002，19(3)：188190.19Ruige JB,Assendelft WJ,Dekker JM,et al.Insulin and risk of cardiovascular disease:a meta-analysisJ. Circulation,1998,97: 996-1001.20Lamarche b,Tchernof A,Mauriege P,et al. Fasting insulin and apolipoprotein B levels and low-density lipoprotein particle size as risk factors for ischemic heart diseaseJ. JAMA,1998,279:1955-1961.21Haffner SM,Valdez RA,Hazuda HP,et al.Prospective analysis of the insulin resistance syndrome(syndrome X)J.Diabetes,1992,41:715-722.22Nordt TK,Schneider DJ,Sobel BE,et al. Augmentation of the synthesis of plasminogen activator inhibitor type-1 by precursors of insulin.A potential risk factor for vascular diseaseJ. Circulation,1994,89:321-330.23Nordt TK,Sawa H,Fujii S,et al. Induction of plasminogen activator inhibitor type-1(PAI-1) by proinsulin and insulin in vivoJ. Circulation,1995,91:764-770.24Lundgren CH,Brown SL,Nordt TK,et al. Elaboration of type-1 plasminogen activator inhibitor from adipocytes.A potential pathogenetic link between obesity and cardiovascular diseaseJ.Circulation,1996,93:106-110.25 Haffner SM,Stem MP,Mitchell BD,et al.Incidence of type II diabetes in Mexican Americans predicted by fasting insulin and glucose levels,obe