（药理学专业论文）糖耐量受损对心肌功能的影响及其机制研究.pdf

硕士学位论文 啪i ii ii ii ii i i ) ii i ii i y 1 7 7 0 316 糖耐量受损对心肌功能影响及其机制研究 硕士研究生：梁家亮 指导教师：余细勇教授 摘要 背景与目的 糖耐量受损( i m p a i r e dg l u c o s et o l e r a n c e ，i g t ) 是糖尿病前期( p r - d i a b e t e s ) 状态 主要表现，是糖尿病病前的一种过渡状态，各种类型糖尿病的一个关键发展阶 段。糖耐量受损能破坏体内糖代谢平衡，成为i i 型糖尿病和增加心血管疾病风 险的一个重要诱因。心肌功能降低是糖耐量受损阶段中发生的心血管损伤之一。 同时长期炎症状态并伴随炎性细胞因子的异常表达，增加糖耐量受损发展阶段 心血管并发症风险。糖尿病心血管疾病炎症之间的关系复杂，阐明其相互作用 对于代谢性心肌功能损伤的防治具有重要的临床意义。 巨噬细胞移动抑制因子( m a c r o p h a g em i g r a t i o ni n h i b i t o r yf a c t o r , m i f ) 作为一 个重要的促炎因子，在心血管疾病和糖尿病等疾病患者相关组织中表达异常增 加，而在代谢性心肌病( m e t a b o l i cc a r d i o m y o p a t h y ) 发病机制中是否发挥调节作用 有待深入研究。已知g 蛋白偶联受体激酶一2 ( gp r o t e i nc o u p l e d r e c e p t o rk i n a s e2 ， g r k 2 ) 是心肌病变的早期标记分子，c - j u n 氨基端激酶( c j u nn t e r m i n a lk i n a s e ， k ) 信号通路与细胞凋亡和慢性炎症相关。因此揭示m i f 与g r k 2 、j n k 之间 的关系，能初步阐明糖尿病前期糖耐量受损状态心肌功能降低的病理生理学调 节机制。 本研究在建立糖耐量受损大鼠模型的基础上，探讨糖耐量受损状态对大鼠 的心肌功能、糖代谢、炎症因子以及凋亡相关信号通路的影响；同时以高浓度 葡萄糖模拟糖耐量受损的餐后高血糖因素，建立高浓度葡萄糖条件心肌凋亡模 摘要 型。通过体外细胞实验验证糖耐量受损的高血糖因素致心肌细胞凋亡作用，并 探讨m i f 是否参与此凋亡过程，以及m i f 与g r k 2 、j n k 之间的可能调控形式。 方法 利用低剂量链脲霉素( 2 0m g k g ) 诱导建立糖耐量受损大鼠模型，0 、2 、4 、6w k 进行大鼠空腹血糖测定和1 2 1 服糖耐量试验，计算餐后血糖水平曲线下面积，评 价大鼠的糖耐量水平；实验6 w k ，利用超声心动图测定各组大鼠左室射血分数和 左室收缩分数等主要指标，反映心肌功能情况。6 w k 后，处死各组大鼠，制作心 肌组织石蜡切片或提取心肌组织总蛋白。石蜡切片以糖原过碘酸雪夫碱p a s 染 色，光学显微镜观察心肌糖原或糖基化物质沉积情况；同时石蜡切片以末端脱 氧核糖核酸转移酶介导的d u t p 缺口末端标记染色，光学显微镜观察分析糖耐量 受损状态的致凋亡情况；以w e s t e mb l o t t i n g 检测c a s p a s e 3 分解活性片段、炎症 因子m i f 、心肌功能异常标记分子g r k 2 和磷酸化j n k 在心肌组织的表达情况。 体外实验部分中，2 5 m md 葡萄糖作为高浓度糖实验诱导条件，模拟糖耐量 受损状态的餐后高糖血症病理条件，建立心肌细胞凋亡模型，而5 m md 葡萄糖 作为正常对照组或心肌细胞基础代谢的本底对照。以人源性成心肌细胞株a c l 6 作为主要的实验研究对象。实验时以低糖d m e m 培养基培养心肌细胞，然后正 常组和实验组分别加入葡萄糖原液，使葡萄糖终浓度分别为5 和2 5m m 。 通过荧光显微镜观察，以d c f h d a 荧光探针检测心肌细胞的胞内活性氧簇 产生水平，评价高浓度葡萄糖的氧化应激压力作用，同时以j c 1 荧光探针检测 心肌细胞线粒体膜电位，评价高浓度葡萄糖的促凋亡作用，并以此作为高浓度 葡萄糖氧化应激和致凋亡作用的定性分析。 为了模拟和验证糖耐量受损状态的餐后高糖血症对m i f 、g r k 2 和j n k 的 直接调控作用，a c l 6 细胞加入2 5m m 高浓度葡萄糖培养基培养2 0 、3 0 和6 0m i n 后，然后经蛋白裂解液裂解，提取总蛋白，通过w e s t e r nb l o t t i n g 检测m i f 、g r k 2 蛋白表达和j n k 磷酸化水平；同时2 5m m 高浓度葡萄糖培养基培养a c l 6 细胞 6 0m i n 时，以t r i z o l 裂解细胞，提取总r n a ，并以r e a l t i m e p c r 检测m i f 和 u 硕士学位论文 g r k 2m r n a 表达水平。 a c l 6 细胞以j n k 磷酸化抑制剂一s p 6 0 0 1 2 5 ( 2 5 灿4 ) 、m i f 互变异构酶活性 拮抗剂i s o 一1 ( 4 00 m ) 或二甲亚砜( d m s o ：o 1 ) 预处理lh ，然后以2 5 m m 高浓度 葡萄糖条件培养7 2 h ，以明确m i f 和j n k 在高浓度葡萄糖诱导心肌细胞凋亡过 程中的作用。细胞经胰酶消化后进行a n n e x i n v f i t c p i 双染色流式细胞仪检测 细胞荧光强度，数据通过处理，在二维图右下象限中计算细胞早期凋亡率；或 经细胞蛋白裂解液裂解，提取总蛋白，以w e s t e r nb l o t t i n g 检测c a s p a s e 3 活性分 解片段。 以s p 6 0 0 1 2 5 作为抑制j n k 磷酸化活性的阳性对照，利用i s o 1 抑制m i f 互变异构酶活性，明确心肌细胞在高浓度葡萄糖条件下内源性m i f 对j n k 磷酸 化活性的调控作用；a c l 6 细胞以s p 6 0 0 1 2 5 、i s o 1 或二甲亚砜预处理1h 后， 以2 5m m 高浓度葡萄糖条件培养3 0 、6 0m i n ，然后以细胞全蛋白裂解液( 含磷酸 酶抑制剂) 裂解细胞，以w e s t e r nb l o t t i n g 检测i n k 磷酸化水平。同时利用i s o 1 明确心肌细胞在高浓度葡萄糖条件下m i f 互变异构酶活性对g r k 2 表达的调控 作用，a c l 6 细胞以i s o 1 或二甲亚砜预处理1h 后，以2 5m m 高浓度葡萄糖条 件培养6 0m i n ，然后裂解细胞，提取总蛋白，w e s t e mb l o t t i n g 检测g r k 2 表达。 结果 大鼠经链脲霉素注射后，在各时间点空腹血糖水平与j 下常组之间差异不显 著。2 、4 、6w k 的口服糖耐量试验中，模型组大鼠开始出现糖耐量异常，其中 血糖水平曲线下面积比正常对照组高，两组差异具有统计学意义。根据以往报 道糖尿病前期状态糖耐量受损的血糖水平曲线下面积特征( 比正常组高1 5 - 4 0 ) ， 在0 、2 、4 、6w k 模型组大鼠血糖水平曲线下面积分别增加2 5 0 、1 6 2 8 、3 8 6 0 和3 8 6 1 ，因此它们可以认为发生糖耐量受损。 另外模型组和正常组超声心动图指标左室射血分数和左室收缩分数分别为 6 8 5 9 - j ：6 6 2 v s8 1 4 0 - a ：5 3 4 ( 斛0 2 0 ，p = 0 0 0 2 ) 、3 3 7 4 + 4 9 1 v s4 4 6 0 a ：5 1 1 ( 户3 9 4 1 ，p = 0 0 0 2 ) ，差异均有统计学意义，因此糖耐量受损的大鼠出现心肌功能 i i i 摘要 降低。末端脱氧核糖核酸转移酶介导的d u t p 缺口末端标记染色和c a s p a s e 3 w e s t e r nb l o t t i n g 检测，表明糖耐量受损状态的大鼠出现凋亡心肌细胞。同时糖原 过碘酸雪夫碱p a s 染色显示糖原或糖基化物质沉积在糖耐量受损大鼠的心肌组 织，其中在血管周围组织的沉积明显。这些说明糖耐量受损具有一定的心脏糖 毒性作用。另外，糖耐量受损大鼠的心肌组织中炎症因子m i f 和心肌病变标记 分子g r k 2 表达水平增加，j n k 通路激活。 体外实验部分中，d c f h d a 荧光探针显示心肌细胞在高浓度葡萄糖作用 下，胞内活性氧簇在2 4 h 开始明显增强，表明高浓度葡萄糖具有强的氧化应激 作用；同时j c 1 探针荧光显示高浓度葡萄糖降低心肌细胞内线粒体膜电位，能 触发心肌细胞凋亡。另外，高浓度葡萄糖促进a c l 6 心肌细胞m i f 、g r k 2 表达 和j n k 磷酸化水平增加。这与动物实验部分结果吻合，说明高浓度葡萄糖致心 肌凋亡模型可以用于验证糖耐量受损高血糖因素的心脏糖毒性作用。高浓度葡 萄糖同时促进m i f 和g r k 2m r n a 表达水平增加。 高浓度葡萄糖诱导a c l 6 心肌细胞7 2h 凋亡率为1 1 5 3 6 + 1 4 4 2 ，而经过 s p 6 0 0 1 2 5 或i s o 一1 预处理后，a c l 6 心肌细胞凋亡率分别下降至6 1 1 6 4 - 0 3 3 7 和5 7 7 6 4 - 1 2 1 7 ( 产5 3 3 4 7 ，p 0 0 0 1 ) ，差异均具有统计学意义。高浓度葡萄糖作 用7 2h 能激活a c l 6 心肌细胞c a s p a s e3 ，而经过s p 6 0 0 1 2 5 或i s o 1 预处理均使 a c l 6 心肌细胞c a s p a s e3 活化分解片段表达降低( f = 2 0 1 6 9 ，p 0 0 0 1 ) ，差异均具 有统计学意义。这表明高浓度葡萄糖可以通过m i f 的互变异构酶活性和j n k 磷 酸化途径介导a c l 6 心肌细胞凋亡。 另外，s p 6 0 0 1 2 5 或i s o 1 能降低高浓度葡萄糖条件下a c l 6 心肌细胞j n k 的磷酸化激活，差异均具有统计学意义。同时i s o 1 能降低高浓度葡萄糖条件下 a c l 6 心肌细胞g r k 2 的上调，差异具有统计学意义。因此高浓度葡萄糖可能是 通过心肌细胞的m i f 互变异构酶活性介导g r k 2 上调和j n k 磷酸化。 结论 低剂量链脲霉素可建立糖耐量受损大鼠模型。糖耐量受损引起大鼠心肌功 i v 硕士学位论文 能降低和糖代谢异常，同时心肌组织存在炎症和凋亡细胞，表明糖耐量受损具 有一定的心脏糖毒性作用。 高浓度葡萄糖诱导心肌细胞凋亡，能在一定程度说明糖耐量受损大鼠模型 心肌功能降低的机制。活体实验中c a s p a s e 3 、m i f 和磷酸化j n k 的异常表达在 体外心肌细胞实验得到验证，可能参与了心肌功能降低的病理过程，g r k 2 的表 达能作为糖耐量受损心肌功能降低的监测指标。m i f 的互变异构酶活性在高浓 度葡萄糖诱导的心肌细胞凋亡、g r k 2 表达和j n k 磷酸化中具有重要的调控作 用。因此m i f 可能是代谢性心肌病的一个关键调节因子，是炎症、糖尿病和心 血管疾病之间的桥梁。 “高糖压力一m i f 一k 通路可能参与了糖耐量受损诱发心功能降低的机 制，因此这一新的调节通路可能在代谢性心肌病的发病过程中具有重要的作用。 在氧化应激、炎症、心肌细胞凋亡过程的分子机制中，对这一信号通路深入研 究，可为探索糖尿病心血管病并发症的潜在治疗靶点开辟新的途径。 关键词糖耐量受损代谢性心肌病炎症凋亡巨噬细胞移动抑制因子g 蛋白偶联受体激酶2c - j u n 氨基端激酶 v 硕士学位论文 t h ee f f e c to f i m p a i r e dg l u c o s et o l e r a n c e o n c a r d i a cf u n c t i o na n di t sm e c h a n i s m n a m e ：l i a n gj i a l i a n g s u p e r v i s o r ：p r o f y ux i - y o n g a b s t r a c t b a c k g r o u n da n da i m i m p a i r e dg l u c o s et o l e r a n c e ( i g di s a l li m p o r t a n tf e a t u r ea n dt r a n s i t i o no f p r e - d i a b e t e ss t a g e i g ti sa l s oak e yd e v e l o p i n gs t a t eo fv a r i o u st y p e so fd i a b t e s i g t c a nd e m o l i s ht h eg l u c o s em e t a b o l i cb a l a n c e ，i n c r e a s i n gt h er i s ko ft y p ei id i a b e t e s a n dc a r d i o v a s c u l a rd i s e a s e c a r d i a cd y s f u n c t i o nd u r i n gt h ec h r o n i ci g ts t a t ei s c o m p l i c a t e da n dp l a y sa ni m p o r t a n tr o l e i nc l i n i c a lo u t c o m eo fm e t a b o l i c c a r d i o m y o p a t h y m o r e o v e r , t h ec h r o n i ci n f l a m m a t i o n ，w i t ht h ea b n o r m a le x p r e s s i o n o fi n f l a m m a t o r yf a c t o r s ，m a k e st h ec a r d i a o v a s c u l a rr i s k sf o ri g ts t a t ei n c r e a s e d t h e r e l a t i o n s h i p sa m o n gd i a b e t e ，c a r d i o v a s c u l a rd i s e a s ea n di n f l a m m a t i o na r ec o m p l e x i n g ， t h u si ti si m p o r t a n tt oi n v e s t i g a t et h ee s s e n t i a lr e g u l a t i o nm e c h a n i s m so fc a r d i a c d y s f u n c t i o ni nm e t a b o l i cc a r d i o m y o p a t h y m a c r o p h a g em i g r a t i o ni n h i b i t o r yf a c t o r ( m i f ) ，a san o v e la n di m p o r t a n t p r o - i n f l a m m a t o r yf a c t o r ，e x p r e s s e sa b n o r m a l l yi n t h ep a t i e n t sw i t hd i a b e t e so r c a r d i o v a s c u l a rd i s e a s e ，b u ti ti sn o ty e tk n o w nw h e t h e rm i fm a yh a v eas i g n i f i c a n t e f f e c to nt h ed e v e l o p m e n to fm e t a b o l i cc a r d i o m y o p a t h y a d d i t i o n a l l y , gp r o t e i n c o u p l e d r e c e p t o rk i n a s e2 ( g r k 2 ) i s aw e l l - k n o w ne a r l yc a r d i a cd y s f u n c t i o nm a r k e r , m e a n w h i l ec j u nn - t e r m i n a lk i n a s e ( j n k ) h a sb e e np r o v e nr e l a t i n gw i t ha p o p t o s i s c a s c a d e sa n dc h r o n i ci n f l a m m a t i o n t h er e l a t i o n s h i p sa m o n gm i f , g r k 2a n dj n k a b s t r a c t w o u l dh a v ek e yr o l e si nc a r d i a cd y s f u n c t i o no fp r e d i a b e t e sw i t hi g t t h e r e f o r e ，b a s i n go nt h ee s t a b l i s h m e n to fi g tr a tm o d l e ，t h i ss t u d ya i m e dt o o b s e r v ec a r d i a cd y s f u n c t i o ni nt h er a t sw i t hi g ta n dd e t e r m i n ew h e t h e rg l u c o s e m e t a b o l i ca b n o r m a l i t y , i n f l a m m a t i o na n da p o p t o s i sl i n k e dt oi t f u r t h e r m o r e ，w e d e v e l o p e da n 加一v i t r oa p o p t o t i cm o d e lo fh u m a nc a r d i o m y o c y t e si n d u c e db ye x p o s u r e t oah i 曲c o n c e n t r a t i o no fg l u c o s e t h i sm o d e lm i m i c st h eh y p e r g l y c e m i af a c t o rs e e n i ni g t w ei n v e s t i g a t e dt h ep r o - a p o p t o t i ce f f e c to ft h eh i g hc o n c e n t r a t i o no fg l u c o s e a n dd e t e r m i n e dt h e r o l eo fe n d o g e n o u sc a r d i a cm i f , g r k 2a n di n ka n dt h e i r r e l a t i o n s h i p si nt h ea p o p t o t i cp r o c e s s m e t h o d s i g tr a tm o d e l sw e r ei n d u c e db yad o s eo fs t r e p t o z o c i n ( 2 0m g k g ) f a s t i n g b l o o dg l u c o s eo fr a t sw a sa s s a y e d ，a n do r a lg l u c o s et o l e r a n c et e s t sw e r ec o n d u c t e df o r e v a l u a t i n gt h em o d e l sa t0 ，2 ，4a n d6w k h e a r tf u n c t i o n sw e r e a s s e s s e db y e c h o c a r d i o g r a p h ya t6w k a n dt h e na l lt h er a t sw e r es a c r i f i e d ，t h ep a r a f f i ns e c t i o n so f c a r d i a ct i s s u ew e r em a n u f a c t u r e d f u r t h e r m o r em y o c a r d i a lg l u c o s em e t a b o l i s mw a s a n a l y z e db yg l y c o g e np e r i o d i ca c i d s c h i f fs t a i n i n g ，t h ep r o - a p o p t o t i ce f f e c to fi g t w a se v a l u a t e db yt u n e ls t a i n i n g ，w h i c hw e r eo b s e r v e di nl i g h tm i c r o s c o p e a d d i t i o n a l l yc a s p a s e 一3a c t i v a t i o n ，t h ee x p r e s s i o no fm i f , g r k 2a n dp h o s p h o r y l a t e d j n kw e r ed e t e c t e db yw e s t e r nb l o tw i t hc a r d i a ct i s s u el y s a t e w i t hac u l t u r eo fah u m a nd e r i v e dc a r d i o m y o c y t e a c16c e l ll i n e ，2 5m m d g l u c o s ei nc u l t u r e sw a s u s e da st h eh i g hg l u c o s ec o n d i t i o n ，a n d5m m d g l u c o s ea s t h en o r m a lc o n t r o l ，t od e v e l o pt h e n v i t r oa p o p t o t i cm o d e l d c f h d ap r o b ew a s u s e dt od e t e c tt h ei n t r a c e l l u l a rl e v e l so fr o s ，a n dj c - 1p r o b ef o rd e t e c t i n gt h e i n t r a c e l l u l a rc h a n g e so fm i t o c h o n d r i a lm e m b r a n ep o t e n t i a l t h e yw e r eo b s e r v e di n f l u o r e s c e n c em i c r o s c o p e ，a st h eq u a l i t i v ea n a l y s i sf o r t h eo x i d a t i v es t r e s sa n d p r o - a p o p t o t i ce f f e c to f t h eh i g hc o n c e n t r a t i o no fg l u c o s e 硕士学位论文 a c16h u m a nc a r d i o m y o c y t e sw e r ec u l t u r e di n2 5 m mg l u c o s em e d i u mf o r2 0 ， 3 0a n d6 0 m i nr e s p e c t i v e l y , a n dt h e nt h ee x p r e s s i o no fm i f , g r k 2a n da c t i v a t e dj n k w e r ea n a l y z e db yw e s t e r nb l o t t h ee x p r e s s i o no fm i fa n dg r k 2m r n aw a s d e t e c t e db yr e a l t i m e - p c r , w h e na c16c e l l sw e r ec u l t u r e di n2 5 m m g l u c o s em e d i u m f o r6 0 m i n a f t e ra c16c e l l sw e r ep r e t r e a t e dw i t hs p 6 0 012 5 ( 2 5 州，j n ki n h i b i t o r ) ， i s o - i ( 4 0r t m ，m i fa n t a g o n i s t ) o rd m s o ( 0 1 ，v e h i c l e ) ，t h ec e l l sw e r ec u l t u r e di n 2 5 m mg l u c o s em e d i u mf o r7 2 ha n dt h e ns t a i n e db ya n n e x i nv - f i t c p r o p i d i u m i o d i d ea n dd e t e c t e db yf l o wc y t o m e t r yf o ra p o p t o t i cr a t e s f u r t h e r m o r e ，t h ec l e a v e d f o r m a t i o no fc a s p a s e 3w a sa n a l y z e db yw e s t e mb l o t w i t hs p 6 0 012 5a sp o s i t i v ej n ki n h i b i t i o nc o n t r o l ，a tt h es a m et i m ei s o 1w a s a d d e ds o a st od e t e r m i n et h er o l eo fe n d o g e n o u sc a r d i a cm i fi nm o d u l a t i n gj n k p h o s p h o r y l a t i o ni nc a r d i o m y o c y t et r e a t e dw i t hh i g hg l u c o s e b e f o r e2 5 m mg l u c o s e w a sa d d e df o rc u l t u r e3 0a n d6 0 m i n ，a c l 6c e l l sw e r et r e a t e d 嘶t l ls p 6 0 0 1 2 5 ，i s o 一1 o rd m s o ，f i n a l l yc e l l sw e r eh a r v e s t e db yp r o t e i nl y s i sf o rj n kp h o s p h o r y l a t i o n w e g e mb l o ta n a l y s i s f u r t h e r m o r e ，i s o 一1w a su s e dt od e t e r m i n et h et a u r o m e r a s e a c t i v i t yo fe n d o g e n o u sc a r d i a cm i fo ng r k 2e x p r e s s i o ni nc a r d i o m y o c y t et r e a t e d w i t hh i g hg l u c o s e b e f o r e2 5 m mg l u c o s ew a sa d d e df o rc u l t u r e6 0 m i n ，a c16c e l l s w e r et r e a t e dw i mi s o 一1o rd m s o a n dt h e nc e l l sw e r eh a r v e s t e db yp r o t e i nl y s i sf o r g r k 2e x p r e s s i o nw e s t e mb l o ta n a l y s i s r e s u l t s a f t e rt h et r e a t m e n t 埘t hs t z ，t h e r ew e r en os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e si nt h el e v e l s o ff a s t i n gb l o o dg l u c o s eb e t w e e nt h et e s tg r o u pa n dt h en o r m a la t2 ，4 ，6 w k b u ti n t h eo r a lg l u c o s et o l e r a n c et e s t sa t2 ，4 ，6 w k ，t h er a t si nt e s tg r o u pw e r eo b s e r v e dw i t h g l u c o s ei n t o l e r a n c e ，w h o s ea u c l e v e l so fb l o o dg l u c o s e ( a u c b g ) w e r es i g n i f i c a n t l y h i g h e rt h a nt h a to ft h en o r m a lg r o u p a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fp r e d i a b e t e s 诵t l li g ti no g t ti np r e v i o u sr e p o r t s ( a u c b go fi g ti n c r e a s e d15 4 0 ) ，t h e a b s t r a c t a u c b g o f r m si n j e c t e dw i t hs t zi n c r e a s e d2 5 0 ，1 6 2 8 ，3 8 6 0 a n d3 8 6 1 a t0 ， 2 ，4a n d6 w kr e s p e c t i v e l y , s ot h e yc o u l db er e c o g n i z e di ni g t a b n o r m a lc a r d i a cf u n c t i o n sa n da p o p t o t i ec a r d i o m y o e y t e sw e r eo b s e r v e di nt h e i g tr a t s ，e s p e c i a l l yf o rt h ee j e c t i o nf r a c t i o n6 8 5 9 - j ：6 6 2 ( t h en o r m a l81 4 0 4 - 5 3 4 ， t - - - 4 0 2 0 ，p = 0 0 0 2 ) a n d t h ef r a c t i o n a ls h o r t e n i n g3 3 7 4 4 - 4 91 ( t h en o r m a l 4 4 6 0 a ：5 1 1 ，t = 3 9 4 1 ，p = - 0 0 0 2 ) a n dm o r eg l u c o s ew a sc o n v e r t e dt og l y c o g e ni n t h e i rm y o c a r d i a lt i s s u e s ，e s p e c i a l l yf o rc a r d i a cp e r i v a s c u l a rt i s s u e s ，b u tn o ti nc o n t r o l s c o m p a r e dt ot h en o r m a l ，c l e a v e dc a s p a s e 一3 ，m i f , g r k 2a n dp h o s p h o r y l a t e dj n k e x p r e s s e dm u c hh i g h e ri nt h em y o c a r d i a lt i s s u e so fl g t r a t s t h eh i g hc o n c e n t r a t i o no fg l u c o s ei n c r e a s e di n t r a c e l l u l a rr o sa n dr e d u c e dt h e m i t o c h o n d r i a lm e m b r a n e p o t e n t i a lo fc a r d i o m y o c y t e s a f t e r2 4 h h i g hg l u c o s e i n c r e a s e dt h ee n d o g e n o u se x p r e s s i o no fm i f , g r k 2a n dj n kp h o s p h o r y l a t i o ni n a ci6c a r d i o m y o c y t e s s p e c i f i c a l l y , b o t ho fs p 6 0 012 5a n di s o 一1r e d u c e dt h e a p o p t o t i cr a t ef o r7 2 h ( f = 5 3 3 4 7 ，p 0 0 01 ) a n dc a s p a s e 一3a c t i v i t yo fc a r d i o m y o c y t e s i nh i g hg l u c o s e ( 产2 0 16 9 ，p 5 6 6 9m m ，糖负荷后2h 血糖7 8 i i 0m m l 4 , 6 , 7 1 。 i i 型糖尿病发病机制复杂，病因未明，以胰岛素抵抗( i n s u l i nr e s i s t a n c e ，i r ) 和胰岛b 细胞功能异常为主要特征【s 】。糖尿病前期状态人群同样存在一定程度的 p 细胞功能障碍和i r ，同时增加心血管等并发症风斟5 ，9 ，1 0 1 。肝脏i r 或p 细胞的 分泌功能受损均能导致i f g ，其表现为餐后第一时相胰岛素分泌功能受损，晚期 时相胰岛素分泌正常；i g t 患者的肝脏i r 和基础胰岛素分泌功能优于i f g 患者， 但外周肌肉i r 及餐后胰岛素分泌不足较重，餐后早期和晚期时相的胰岛b 细胞 功能都受损，因此i g t 发展为i i 型糖尿病风险更高；而i f g i g t 患者主要表现 为外周和肝脏的胰岛素敏感均降低，同时伴有p 细胞功能进行性下降【1 。 前言 s h 譬曙n o r m o g l y c e m l a h y p e r g l y c e m i a t y n o r m d0 i _ 髯心口l i 吐h _ l _ ”砌a 帆t n 埘 d i a b e t e sm d i 如 o r i m p u t e df l t l 日lg l m _ i m u j bh 瓤陆佃辆th 妇坤h 吖 ( p r c - d i a b c t c a ) 掣嘶i 打n d l 打s u r “, m d i p 1 。 t p , 2 o 出hs p l e t i 6 j ct y p e s 妇t a t l o s m ld b b e t e s 图1 各型糖尿病高糖血症病程发展 f i g u r e1 t h ed e v e l o p m e n to fv i a r i o u st y p e so fd i a b e t i ch y p e r g l y c e m i a ( a s s o c i a t i o nad d i a b e t e sc a r e 2 0 10 ，3 3s u p p ll ：$ 6 2 - $ 6 9 ) i g t 可认为是糖尿病病前的一种过渡状态，能破坏体内糖代谢平衡，是各型 糖尿病的一个关键发展阶段。出现i g t 的各种症状虽未达到糖尿病诊断标准， 但亦需要给予足够的重视。如果采用调整生活方式、增加运动或服用降糖药物 等干预，可以减缓向糖尿病的进展，恢复至正常血糖调节状态，降低糖尿病并 发症风险。否则，出现i g t 的人群将进一步发展为糖尿病，同时增加并发症发 生的风险( 图1 ) 。然而i g t 不能看作是一种临床疾病( c l i n i c a le n t i t y ) ，而是糖尿病 或心血管疾病的风险因子【4 1 。i g t 与肥胖、血脂障碍和高血压等有关【4 】，所以存 在这些因素的阶段被赋予不同的名称，如代谢综合征( m e t a b o l i cs y n d r o m e ) 、心脏 代谢综合征( c a r d i a cm e t a b o l i cs y n d r o m e ) 、胰岛素抵抗综合征( i n s u l i n r e s i s t a n c e s y n d r o m e ) 等，但它们病理生理学本质都是i r 和肥胖。 2 i g t 与心血管疾病 在长期的i r 或i g t 环境中，体内各个系统代谢出现紊乱，导致各种并发症 的发生，增加糖尿病患者心血管并发症患病率1 2 ，1 3 1 。其中心血管疾病风险增 加是糖尿病患者主要死因之一，而心肌功能异常是i g t 状态损伤心血管功能表 现之一1 1 4 j6 】。由于对糖尿病前期状态认识不足，心肌功能降低在此阶段的发生 2 硕士学位论文 和发展并没有引起足够的重视，最终i i 型糖尿病患者出现心力衰竭。i g t 使血 糖水平升高，特别是形成餐后高糖血症，能够损害心肌功能【1 7 】、导致心肌细胞 凋亡【1 3 1 ，从而增加糖尿病患者病死率9 , 2 0 l 。 胞内高糖状态能引起血流动力学的异常和增加血管通透性，并伴随n o 等血 管扩张物质活性降低，血管紧张素i i 、内皮素等血管收缩物质和血管内皮生长因 子( v a s c u l a re n d o t h e l i a lg r o w t hf a c t o r , v e g f ) 等通透性因子表达升高，内皮细胞营 养因子的生成减少，损害血管功能【2 。同时细胞外基质的异常改变亦能导致血 管通透性增加，并且是不可逆转的。随着i g t 高糖状态的进展，血管细胞逐渐 发生凋亡和丢失。同时转化生长因子( t r a n s f o r m i n gg r o w t hf a c t o r - i b ，t g f - p ) 诱导细 胞外基质的过度产生，高碘酸s c h i f f 碱阳性含糖基蛋白类物质的沉积，从而增加 毛细管血管阻力。在i r 内皮功能异常发生的同时，伴随脂质代谢紊乱，动脉粥 样硬化逐渐发展f 2 2 , 2 3 】。相比空腹血糖和血红白蛋白a l e ，i g t 所致的餐后高糖状 态是一个能更好预测致动脉粥样硬化的风险因子，提示了口服糖耐量试验监测 和筛查的重要性。 然而血管受损与心肌功能异常是相互联系的，高浓度的血糖破坏内皮组织 后进一步渗透心肌细胞。冠脉内皮功能失常或粥样斑块的出现，导致心肌微循 环环境的改变。同时体循环血流动力学的变化，还有肾素血管紧张素系统的激 活，均使心肌能量代谢和收缩功能受影响【矧。血管损伤虽是i g t 高糖状态主要 的体现，但心肌功能异常亦作为一个独立的风险因子1 1 6 2 5 1 ，高糖的氧化应激环 境能直接影响心肌功能1 1 8 】。在i g t 的代谢异常状态中，肌球蛋白a t p 酶活性降 低、肌浆网摄取钙能力下降、n a + k + a t p a s e 和c a 2 + a t p a s e 等胞膜酶活性抑制 导致胞内钙平衡失调，线粒体功能异常，从而改变心肌结构和影响收缩功能【2 5 】。 同时心肌的肌动蛋白肌球蛋白偶联系统的重构能降低钙敏感性，心肌的肌球蛋 白重链各种亚型( v l 至v 3 ) 移位，心肌胞外链接异常、基质改变，从而导致心肌 功能受损【2 6 j 。 在i r 或i g t 损害心血管系统的机制研究中，