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摘 要 胰岛素抵抗是糖尿病、高血压、肥胖症、动脉硬化等代谢综合征疾病代谢紊乱的基础,其发病机制存在着复杂的遗传因素和环境因素(年龄、肥胖、不同种族)。这里将不同类型胰岛素抵抗的发病机制综述如下。
关键词 胰岛素抵抗 代谢综合征 肥胖 原发性高血压
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2010.01.005
胰岛素抵抗(IR)的定义
胰岛素是机体内一种重要的内分泌激素,它与受体结合后经过一系列的信号转导来调节基因表达,作用于主要靶器官——肝脏、肌肉和脂肪组织,参与体内多种物质的代谢调节。IR是指胰岛素维持正常血糖的能力下降,其产生的生物学效应低于正常水平,或组织对胰岛素的反应性下降。机体为了保持胰岛素血内环境稳定和血糖正常,代偿性地增加胰岛素分泌,临床表现高胰素血症[1]。IR和高胰素血症常共存,但其含义不一致,因为血中胰岛素水平除与IR程度有关外,还与胰岛β细胞分泌功能和胰岛素代谢清除率有关。当这两方面因素正常时,血胰岛素水平才反映IR的程度[2]。
肥胖引起胰岛素抵抗的内分泌机制[3]
近几年,脂肪组织作为一个活跃的内分泌器官已在学术界形成共识。研究发现脂肪组织可以分泌一系列激素和细胞因子,参与调节一些生理病理过程,与2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、免疫反应等疾病和病理过程有密切的关系[4]。
高血压病胰岛素抵抗机制
胰岛素抵抗致血压升高的可能机制,目前认为有下列几个方面:①交感神经系统兴奋性增加;②肾脏水钠潴留增加;③影响细胞膜钠钾泵和钙泵活性;④血管平滑肌细胞的增殖;⑤增加内皮素的合成与释放;⑥增加缩血管物质对血管的敏感性及降低舒血管物质的敏感性;⑦影响前列腺素的生成。
皮下胰岛素抵抗机制
皮下胰岛素抵抗与一般意义的胰岛素抵抗不同,是糖尿病患者对皮下注射胰岛素不敏感,但对静脉注射胰岛素的敏感性正常或接近正常。胰岛素皮下抵抗是糖尿病患者在胰岛素治疗过程中,因皮肤阻碍或延迟胰岛素吸收进入循环,导致葡萄糖代谢失衡,是脆性糖尿病的一部分。发病机制为吸收异常与降解异常有关。
胰岛素样生长因子与胰岛素抵抗的机制
胰岛素样生长因子(IGFs)概述:IGFs在正常生理活动中起着极为重要的作用,与胚胎分化、个体发育密切相关,参与糖、脂肪和蛋白质代谢。该系统异常是糖尿病、IR、内分泌紊乱、癌症、营养不良、骨骼发育不良、骨密度降低和多囊卵巢综合征(PCOS)等多种疾病的病因之一。该家族主要有3种肽类激素(或生长因子):胰岛素、IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ。IR是指机体组织细胞对胰岛素促进血糖摄取和利用的敏感性下降,使一定量的胰岛素产生的生物学效应低于正常水平,从而继发高胰岛素血症(HIS)。
IGFs与胰岛素抵抗的机制探讨:IGF-Ⅰ改善IR作用可能通过以下机制:①类似胰岛素的促进组织摄取葡萄糖,促进糖原异生、糖酵解和蛋白质和脂肪合成,抑制蛋白质和脂肪分解,减少血液游离脂肪酸和氨基酸的浓度;直接与胰岛素受体结合,改善胰岛素或胰岛素受体后敏感性而达到降糖作用;②IGF-Ⅰ能抑制GH和胰岛素分泌,降低高胰岛素血症;③刺激RNA、DNA的合成和细胞增殖,特别是在细胞循环周期G0~G1和G1~Gs等有丝分裂阶段。
IGF-Ⅰ对血糖的调节机制如下:①组织中高效表达的IGF-Ⅰ,必然影响IGF-Ⅰ、IGF-Ⅰ结合蛋白、IGF-Ⅰ受体(IGF-ⅠR),而IGFBP的变化又反馈影响游离IGF-Ⅰ在组织和血循环中重分布,从而增强IGF-Ⅰ主要生物学效应;②IGF-Ⅰ升高,尚能纠正DM动物体内GH/IGF-Ⅰ/IGFBP轴缺陷,提高胰岛素敏感性,使糖代谢紊乱有所改善;③体内高浓度IGF-Ⅰ还能与胰岛素受体结合,通过类胰岛素样作用,进一步弥补胰岛素合成和分泌缺陷。
IGF-Ⅰ提高胰岛素或胰岛素受体后敏感性,IGF-Ⅰ与胰岛素敏感陛相关,低浓度IGF-Ⅰ可增加代谢综合征的危险性。IGF-Ⅰ可反馈性地抑制GH分泌,阻止胰高糖素分泌,减少GH和胰高糖素对胰岛素的影响。IGF-Ⅰ通过降低生长激素水平 E调胰岛素受体等途径增加脏器、组织对胰岛素的敏感性。IGF-Ⅰ浓度主要受生长激素GH调节,GH分泌过多使空腹血糖增加,减少胰岛素和外源性胰岛素的敏感性。同时,改变肝糖输出和外周血糖利用。GH增强碳水化合物代谢时的胰岛素抵抗和高胰岛素血症,IGF-Ⅰ可通过负反馈调节GH水平。IGF-Ⅰ能抑制C肽、GH、胰岛素和胰高血糖素的水平,抑制肝糖元的输出,降低血中游离脂肪酸和氨基酸水平。IGF-Ⅰ主要通过IGF-ⅠR起作用,IGF-Ⅰ与受体结合后,启动两条信号传递链,一是磷酸化磷酯酰肌醇(PIP3)介导的途径,即通过磷酸化的胰岛素受体底物激活磷酯酰肌醇3激酶(PI-3激酶),传递细胞生长的信息。另一种是激活有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPk),发挥受体的各种生物学效应,促进细胞的新陈代谢变化。这种作用可分为近期类胰岛素样作用:促进葡萄糖的摄取,糖原的合成,IGF-Ⅰ可通过内分泌,旁分泌和自分泌作用于靶细胞,在转录和翻译水平上促进蛋白合成,减少蛋白分解及加速外源性氨基酸的摄取,IGF-Ⅰ还能加速脂肪转变成乙酰辅酶A而促进脂肪动员,加速脂肪分解;远期的有丝分裂原作用:促进蛋白,RNA、DNA合成和细胞复制
参考文献
1 刘晓民.胰岛素抵抗—— 一个重要的超学科问题.黑龙江医学,2004,28(6):401-402.
2 Defmnzo RA,Tobin JO,Andres R.Glucose clamp technique:A method for quantifying insulin secretion and resisdtance.Am J Phsial,1979,237(3):E214-E223.
3 申庆运.肥胖引起胰岛素抵抗的内分泌机制研究进展.泰山医学院学报,2008,29(4):328-320.
4 叶威巍.脂肪组织的内分泌功能研究进展.中华医学研究杂志,2006,6(4):332-335.
关键词 胰岛素抵抗 代谢综合征 肥胖 原发性高血压
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2010.01.005
胰岛素抵抗(IR)的定义
胰岛素是机体内一种重要的内分泌激素,它与受体结合后经过一系列的信号转导来调节基因表达,作用于主要靶器官——肝脏、肌肉和脂肪组织,参与体内多种物质的代谢调节。IR是指胰岛素维持正常血糖的能力下降,其产生的生物学效应低于正常水平,或组织对胰岛素的反应性下降。机体为了保持胰岛素血内环境稳定和血糖正常,代偿性地增加胰岛素分泌,临床表现高胰素血症[1]。IR和高胰素血症常共存,但其含义不一致,因为血中胰岛素水平除与IR程度有关外,还与胰岛β细胞分泌功能和胰岛素代谢清除率有关。当这两方面因素正常时,血胰岛素水平才反映IR的程度[2]。
肥胖引起胰岛素抵抗的内分泌机制[3]
近几年,脂肪组织作为一个活跃的内分泌器官已在学术界形成共识。研究发现脂肪组织可以分泌一系列激素和细胞因子,参与调节一些生理病理过程,与2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、免疫反应等疾病和病理过程有密切的关系[4]。
高血压病胰岛素抵抗机制
胰岛素抵抗致血压升高的可能机制,目前认为有下列几个方面:①交感神经系统兴奋性增加;②肾脏水钠潴留增加;③影响细胞膜钠钾泵和钙泵活性;④血管平滑肌细胞的增殖;⑤增加内皮素的合成与释放;⑥增加缩血管物质对血管的敏感性及降低舒血管物质的敏感性;⑦影响前列腺素的生成。
皮下胰岛素抵抗机制
皮下胰岛素抵抗与一般意义的胰岛素抵抗不同,是糖尿病患者对皮下注射胰岛素不敏感,但对静脉注射胰岛素的敏感性正常或接近正常。胰岛素皮下抵抗是糖尿病患者在胰岛素治疗过程中,因皮肤阻碍或延迟胰岛素吸收进入循环,导致葡萄糖代谢失衡,是脆性糖尿病的一部分。发病机制为吸收异常与降解异常有关。
胰岛素样生长因子与胰岛素抵抗的机制
胰岛素样生长因子(IGFs)概述:IGFs在正常生理活动中起着极为重要的作用,与胚胎分化、个体发育密切相关,参与糖、脂肪和蛋白质代谢。该系统异常是糖尿病、IR、内分泌紊乱、癌症、营养不良、骨骼发育不良、骨密度降低和多囊卵巢综合征(PCOS)等多种疾病的病因之一。该家族主要有3种肽类激素(或生长因子):胰岛素、IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ。IR是指机体组织细胞对胰岛素促进血糖摄取和利用的敏感性下降,使一定量的胰岛素产生的生物学效应低于正常水平,从而继发高胰岛素血症(HIS)。
IGFs与胰岛素抵抗的机制探讨:IGF-Ⅰ改善IR作用可能通过以下机制:①类似胰岛素的促进组织摄取葡萄糖,促进糖原异生、糖酵解和蛋白质和脂肪合成,抑制蛋白质和脂肪分解,减少血液游离脂肪酸和氨基酸的浓度;直接与胰岛素受体结合,改善胰岛素或胰岛素受体后敏感性而达到降糖作用;②IGF-Ⅰ能抑制GH和胰岛素分泌,降低高胰岛素血症;③刺激RNA、DNA的合成和细胞增殖,特别是在细胞循环周期G0~G1和G1~Gs等有丝分裂阶段。
IGF-Ⅰ对血糖的调节机制如下:①组织中高效表达的IGF-Ⅰ,必然影响IGF-Ⅰ、IGF-Ⅰ结合蛋白、IGF-Ⅰ受体(IGF-ⅠR),而IGFBP的变化又反馈影响游离IGF-Ⅰ在组织和血循环中重分布,从而增强IGF-Ⅰ主要生物学效应;②IGF-Ⅰ升高,尚能纠正DM动物体内GH/IGF-Ⅰ/IGFBP轴缺陷,提高胰岛素敏感性,使糖代谢紊乱有所改善;③体内高浓度IGF-Ⅰ还能与胰岛素受体结合,通过类胰岛素样作用,进一步弥补胰岛素合成和分泌缺陷。
IGF-Ⅰ提高胰岛素或胰岛素受体后敏感性,IGF-Ⅰ与胰岛素敏感陛相关,低浓度IGF-Ⅰ可增加代谢综合征的危险性。IGF-Ⅰ可反馈性地抑制GH分泌,阻止胰高糖素分泌,减少GH和胰高糖素对胰岛素的影响。IGF-Ⅰ通过降低生长激素水平 E调胰岛素受体等途径增加脏器、组织对胰岛素的敏感性。IGF-Ⅰ浓度主要受生长激素GH调节,GH分泌过多使空腹血糖增加,减少胰岛素和外源性胰岛素的敏感性。同时,改变肝糖输出和外周血糖利用。GH增强碳水化合物代谢时的胰岛素抵抗和高胰岛素血症,IGF-Ⅰ可通过负反馈调节GH水平。IGF-Ⅰ能抑制C肽、GH、胰岛素和胰高血糖素的水平,抑制肝糖元的输出,降低血中游离脂肪酸和氨基酸水平。IGF-Ⅰ主要通过IGF-ⅠR起作用,IGF-Ⅰ与受体结合后,启动两条信号传递链,一是磷酸化磷酯酰肌醇(PIP3)介导的途径,即通过磷酸化的胰岛素受体底物激活磷酯酰肌醇3激酶(PI-3激酶),传递细胞生长的信息。另一种是激活有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPk),发挥受体的各种生物学效应,促进细胞的新陈代谢变化。这种作用可分为近期类胰岛素样作用:促进葡萄糖的摄取,糖原的合成,IGF-Ⅰ可通过内分泌,旁分泌和自分泌作用于靶细胞,在转录和翻译水平上促进蛋白合成,减少蛋白分解及加速外源性氨基酸的摄取,IGF-Ⅰ还能加速脂肪转变成乙酰辅酶A而促进脂肪动员,加速脂肪分解;远期的有丝分裂原作用:促进蛋白,RNA、DNA合成和细胞复制
参考文献
1 刘晓民.胰岛素抵抗—— 一个重要的超学科问题.黑龙江医学,2004,28(6):401-402.
2 Defmnzo RA,Tobin JO,Andres R.Glucose clamp technique:A method for quantifying insulin secretion and resisdtance.Am J Phsial,1979,237(3):E214-E223.
3 申庆运.肥胖引起胰岛素抵抗的内分泌机制研究进展.泰山医学院学报,2008,29(4):328-320.
4 叶威巍.脂肪组织的内分泌功能研究进展.中华医学研究杂志,2006,6(4):332-335.