采用反義技術阻斷磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)的作用,可使低糖刺激產生和高糖同樣的 AGE 形成,HBP 和 PKC 激活。說明高糖導致了 GAPDH 的抑制。GAPDH 抑制的產生是 ROS 通過激活聚 ADP-核糖基聚合酶(PARP)而發揮了抑制 GAPDH 的作用,從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 活躍(圖5,見6月8日第20版)。

二、氧化應激是胰島素抵抗、糖尿病和心血管疾病的“共同土壤”

當機體氧自由基產生過多而抗氧化能力不斷降低時,機體氧自由基產生和抗氧化防御失去平衡,導致過多的氧自由基對機體產生損害。

氧化應激是體內氧化體系和抗氧化體系失衡導致的對細胞的直接損傷,包括產生損傷的DNA堿基、蛋白質氧化產物、脂質過氧化產物等。在氧化應激過程中產生的反應性氧化產物(ROS)還是重要的細胞內信號分子,參與對多種生命現象的調節。研究表明,同型半胱氨酸上的自由巰基很容易自身氧化形成二硫鍵,同時產生包括超氧化物陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)及羥自由基(OH-)等活性氧,進而引起細胞膜及血漿脂質過氧化。O2-與 NO 結合生成具有強烈細胞毒性的過氧亞硝酸鹽(ONOO-)。同型半胱氨酸也能與 NO 反應形成S 亞硝基同型半胱氨酸,降低了 NO 的生物利用度;ROS 還可以氧化NOS 的巰基而降低 NO 的產生能力,同時 NO 還能抑制谷胱甘肽過氧化酶的活性,抑制活性氧的清除。當機體氧自由基產生過多而抗氧化能力不斷降低時,氧自由基產生和抗氧化防御失去平衡,便導致過多的氧自由基對機體的損害。過度熱量攝入/運動減少引起細胞內葡萄糖和游離脂肪酸增高,引發氧化應激。β細胞氧化應激而致自身功能降低,發生糖尿病。肌肉、脂肪氧化應激發生胰島素抵抗。內皮細胞氧化應激而功能失常,發生心血管疾病。氧化應激促進胰島素抵抗、糖尿病和心腦血管疾病三者間的互動,加重組織損害。

所有預防糖尿病和心血管疾病的藥物的共同特征是抗氧化,減少氧化應激將是今后防治糖尿病和心血管疾病的重點及方向。

三、絡病理論與糖尿病微血管病變

中醫絡病、氣絡學說是中醫學術體系的獨特組成部分。脈絡作為經絡中支橫別出的分支,主要是指中小動脈和微循環。它主要包括細動脈、毛細血管至細靜脈,也包括毛細血管輸入與輸出之間的血管絆穩態機制,即保持內環境穩定并與外環境相適應。

劉志民認為,依據絡病學說,血絡是以血管為基礎,氣絡是以神經、內分泌、免疫網絡為基礎。絡病理論的穩態機制是指保持機體內環境穩定并與外環境相適應,這與神經、內分泌、免疫網絡功能完全一致。就糖尿病而言,血絡與糖尿病微血管并發癥,氣絡與神經、內分泌、免疫系統功能密切相關,兩者的病理學改變和發病機制相關或一致。

1.通絡方劑對大鼠體內氧化應激的影響

劉志民等采用基因芯片、蛋白芯片技術,探討通心絡(超微粉劑)干預對1、2型糖尿病慢性微血管并發癥動物模型的基因和蛋白表達的影響及作用靶點。再通過免疫組化、實時 PCR 進行相關基因、蛋白驗證,并將通心絡與經典抗氧化劑褪黑素和α硫辛酸等的抗氧化作用進行對照分析。

目前已經找到多個作用靶點,并發現褪黑素(Mel)可以使胰島素、游離脂肪酸、丙二醛(MDA)水平降低,使對胰島素敏感性增加、對胰島素抵抗程度降低,使超氧化物歧化酶(SOD)水平升高。以此明確,褪黑素對抗氧化應激,保護機體以免發生糖尿病慢性并發癥的作用確切。

各組實驗大鼠外周血血清抗氧化指標活性檢測顯示(表1),脂質過氧化物 MDA 是眾多氧自由基產物的代表,其在糖尿病組(陽性對照組)明顯升高[(9.99±1.70)U/ml],經通心絡和褪黑素干預可明顯降低[分別為(4.58±0.74)U/ml和(3.62±1.62)U/ml]。血清總抗氧化能力(T-AOC)、SOD、GSH、過氧化氫酶(CAT)在糖尿病組均降低,而通心絡組與褪黑素組均顯著升高(均P<0.01),通心絡組與褪黑素組相比,所有指標改變程度均無顯著組間差異。說明通心絡的抗氧化作用及其程度與經典抗氧化劑褪黑素相當。

2.通絡方劑對糖尿病腎病大鼠腎臟抗氧化作用的影響

通心絡對糖尿病腎病NADPH氧化酶的影響研究顯示,糖尿病患者腎臟NADPH氧化酶活性顯著升高,使用通絡方劑可明顯降低NADPH氧化酶活性,其作用稍弱于胰島素的降低程度。說明,胰島素有抗炎作用,但首先是抗氧化作用。通絡方劑的抗氧化、抗炎作用雖不如胰島素強,但也有不錯的表現。對NADPH氧化酶的兩個亞基p67phox和p47phox的mRNA表達水平的研究顯示,在糖尿病時該氧化酶表達升高,而通心絡干預后其表達水平下降。通絡方劑對糖尿病腎病時腎臟氧化指標的影響研究顯示了與在外周血中同樣的結果(表2)。

糖尿病及糖尿病腎病時氧自由基產生過多,抗氧化能力下降,氧化應激是糖尿病及慢性并發癥的發病機制。通絡方劑可降低自由基產生,增強抗氧化能力,故可防治糖尿病慢性并發癥。

3.通絡方劑對糖尿病大鼠心、腎、腹主動脈血管緊張素的影響

糖尿病大鼠腎臟和腹主動脈組織中血管緊張素Ⅰ、Ⅱ(ATⅠ、ATⅡ)均顯著升高,而在心臟中升高強度不如腎臟和腹主動脈。通絡方劑可顯著降低ATⅠ、ATⅡ的水平(P<0.05、P<0.01)(表3)。

血管緊張素系統(RAS)在腎臟微循環調節中起重要作用。ATⅡ影響入球小動脈舒縮狀態,調節腎毛細血管內壓,影響腎小球濾過率(GFR)。ATⅡ可使腎小球系膜細胞收縮,改變濾過面積,并刺激系膜細胞增生。

通絡方劑使ATⅠ、ATⅡ降低,腎小球內壓下降,降低 kf 值;減輕腎小球系膜細胞增生和肥大,延緩糖尿病腎病的發生和發展。

4.采用基因芯片技術探討通絡方劑對糖尿病微血管病變靶基因的影響

目前已篩選出明顯差異表達的基因22條,其中上調基因有:H2ac、MUCDHL、LOC83693、DATF1;下調基因有:VPS28、ERAF、SLC4A1、CENTA2,EKLF、AK1、COX5A、MAP2K3、NAPA、SLC14A1、PIM-1、RAD23A、E2-230K、CSDA、STOML2、ZNRD1、FBX07、P2RX4。目前,研究者正在對這些基因通過實時PCR進行驗證,以探討通絡方劑對糖尿病和糖尿病腎病相關靶基因的影響。

劉志民教授最后總結稱,糖尿病微血管并發癥,如腎臟、視網膜、神經等應有共同的微血管病理學改變及相應組織學改變,其共性改變可能為絡病的病理組織學改變。近年來,糖尿病慢性并發癥的共同土壤學說、同一發病學說均與氧化應激有關。氧化應激可能為絡病的發病機制。通絡方劑對糖尿病慢性并發癥的防治作用進一步證明,糖尿病慢性并發癥屬于絡病范疇。通心絡對糖尿病慢性并發癥的防治作用與其抗氧化作用有關,也與調節神經內分泌免疫網絡有關,這為糖尿病并發癥防治研究開辟了一個新的領域。