糖尿病血管疾病并发症

关于糖尿病血管疾病并发症第1页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三一、概述

（一）Ⅱ型糖尿病与胰岛素抵抗

绝大多数糖尿病患者为Ⅱ型糖尿病（90％以上）

，发生于中老年，涉及胰岛素介导的葡萄糖代谢障碍（胰岛素抵抗）或合并胰岛β细胞分泌胰岛素功能缺陷。第2页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三（二）糖尿病与代谢异常综合征

胰岛素抵抗通常先于Ⅱ型糖尿病出现，而且常伴有其他危险因素—血脂异常，高血压和促凝因子激活，即代谢异常综合征。代谢异常综合征多伴有空腹血糖降低。因此，目前糖尿病诊断的空腹血糖阈值已经从140mg/dl降到126mg/dl。第3页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三胰岛素抵抗加速动脉粥样硬化临床糖尿病高胰岛素血症葡萄糖耐受降低高甘油三脂血症与高密度脂蛋白胆固醇降低原发性高血压第4页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三高胰岛素血症肾小管重吸收钠交感神经胰岛素抵抗脂肪酸β氧化乙酰CoA

胆固醇合成高血糖可诱导线粒体产生过多超氧阴离子,

促进脂质过氧化，增加一氧化氮（NO）与超氧阴离子作用生成OONO，同时降低NO，使载脂蛋白糖化(如ApoE)，LDL清除障碍。第5页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三（四）糖尿病血管病变密切相关的并发症

冠心病(患病危险性提高2～4倍)中风(危险性提高4～10倍)外周血管病(危险性提高7～10倍)肾病视网膜病神经疾病和心肌病第6页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三（五）糖尿病并发动脉粥样硬化的概况（糖尿病患者的死因有80%是动脉粥样硬化症）—75%由于冠状动脉粥样硬化症—25%由于脑血管或外周血管疾病糖尿病并发症的住院治疗患者中75%以上是因为动脉粥样硬化症目前，诊断患有Ⅱ型糖尿病的患者中超过50%患有冠心病第7页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三（六）糖尿病并发肾病的概况

未治疗的2型糖尿病病人，有明显蛋白尿者高达20～40％，其中20％的病人将在二十年内发展成晚期肾病。糖尿病肾病以肾小球基底膜的增厚为特点,最终进展为肾小球硬化及肾功能丧失。第8页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三二、糖尿病血管病变发生的可能机制血浆蛋白和动脉血管壁蛋白的糖基化和进一步糖基化形成的非酶晚期糖基化终产物(Advancedglycationendproducts，AGEs)糖基氧化和氧化作用产生活性氧簇（Reactiveoxygenspecies，ROS）促凝血状态胰岛素抵抗和高胰岛素血症激素、生长因子和细胞因子促进的血管平滑肌细胞增生和泡沫细胞形成第9页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三（一）晚期糖基化终产物(AGEs)的作用

动脉粥样硬化的主要临床表现为冠心病。约70%的2型糖尿病人死于冠心病，传统的危险因素包括高脂血症，高血压，吸烟，肥胖，缺乏锻炼和阳性家族史，这些危险因素在糖尿病人中有一定的升高。但糖尿病特异性的危险因素应该是除此以外的一些因素。

第10页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

上世纪，几项前瞻性研究显示高血糖本身就很明显的预示着冠心病。在新诊断的2型糖尿病病人中，糖化血红蛋白高达三倍者，十年后心血管发病增长了三倍。最近发现，心梗和冠状动脉疾病的发生率与餐后高血糖水平相关。目前认为，餐后高血糖致病的主要途径是诱导产生AGEs。

第11页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三AGEs的形成AGEs形成于梅拉德氏反应(Maillard

reaction)。Maillard

reaction是为了记念法国化学家Louis

Camille

Maillard在1912年发现氨基酸与糖共加热变褐色的反应而命名。该反应为糖分子或乙醛中的酮基与蛋白质中的氨基之间的非酶促反应。第12页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三AGEs形成过程第13页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

2.AGEs参与糖尿病血管损伤的证据

2型糖尿病肾病肾动脉切片，免疫组化显示肾动脉壁中有AGEs沉积（棕色）第14页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三EricJ.Topol,etal.

ReceptorforAGE(RAGE)MediatesNeointimalFormationinResponsetoArterialInjury.Circulation.

2003;107(17):2238-2243

A片正常鼠颈动脉切片；内膜及中层无明显AGEs沉积（免疫组化）B片为糖尿病鼠颈动脉切片；内膜及中层有明显AGEs沉积（褐色）

AB第15页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三A片:非糖尿病肾切片；肾小球血管中无AGEs沉积（免疫组化）B片:糖尿病患者肾切片；肾小球血管中有明显AGEs沉积（棕色）

AB第16页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

糖尿病肾组织切片,肾小球血管及肾小球内新月体有明显AGEs沉积（免疫组化，深棕色为阳性信号）第17页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三3.AGEs致大血管损伤的基本机制1)大分子交联物AGEs在动脉壁内的沉积,降低脉管的弹性2)AGEs灭活内皮源性NO血管扩张缺陷

BucalaR,TraceyKJ,CeramiA.Advancedglycosylationproductsquenchnitricoxideandmediatedefectiveendothelium-dependentvasodilatationinexperimentaldiabetes.JClinInvest1991;87:432-8.

第18页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

3)AGEs修饰LDLLDL清除

正常ApoB、E可与LDL受体和LDL受体相关蛋白结合，糖化ApoB、E不能结合LDL受体

BucalaR,MitchellR,ArnoldK,etal.IdentificationofthemajorsiteofapolipoproteinBmodificationbyadvancedglycosylationendproductsblockinguptakebythelowdensitylipoproteinreceptor.JBiolChem1995;270:10828-32.

第19页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

4)AGEs作用于RAGE

NF-kB激活

表达ICAM-1MCP-1PAI-1组织因子VEGF

VCAM-1

Jean-LucWautier,AnnMarieSchmidt.ProteinGlycationAFirmLinktoEndothelialCellDysfunction.

CirculationResearch.2004;95（3）:233VlassaraH,FuhH,DonnellyT,etal.Advancedglycationendproductspromoteadhesionmolecule(VCAM-1,ICAM-1)expressionandatheromaformationinnormalrabbits.MolMed1995;1:447-56.

第20页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

5)AGEs与RAGE交互作用血管紧张素II诱导的平滑肌细胞增殖

ShawSS,SchmidtAM,BanesAK,etal.S100B-RAGE-mediatedaugmentationofangiotensinII-inducedactivationofJAK2invascularsmoothmusclecellsisdependentonPLD2.Diabetes2003;52:2381-8.

第21页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

4.AGEs致肾损伤的基本机制

1)

AGEs的直接作用2）刺激结缔组织生长因子和转化生长因子ß1

表达，促进结缔组织增生，致肾纤维化

CaiLi*andLuCaidaggerddagger

AdvancedGlycationEnd-ProductsInduceConnectiveTissueGrowthFactor-MediatedRenalFibrosisPredominantlythroughTransformingGrowthFactorß-IndependentPathway.

AmericanJournalofPathology.2004;165（6）:2033-2043第22页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三Wister大鼠,分为尾静脉注射PBS、RSA（100mg/kg）和AGE-RSA（100mg/kg）6周，肾小球中纤维结合素（FN）和4型胶原表达的变化。第23页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三肾小球中转化生长因子ß1（TGF-ß1）和结缔组织生长因子（CTGF）表达的变化。第24页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

3)刺激血管紧张素-II增加，加速肾间质纤维化

JenniferL.Faulkner*,LisaM.Szcykalski*,FredyneSpringer,

etal.OriginofInterstitialFibroblastsinanAcceleratedModelofAngiotensinII-InducedRenalFibrosis.AmericanJournalofPathology.2005;167:1193-1205.

4）诱导细胞凋亡和VEGF表达

5）刺激肾小球系膜细胞中单核细胞化学趋化因子-1(MCP-1)表达，促进MCP-1在间质细胞中分泌，导致糖尿病肾病的启动

YamagishiS,etal.

Advancedglycationendproduct-inducedapoptosisandoverexpressionofvascularendothelialgrowthfactorandmonocytechemoattractantprotein-1inhuman-culturedmesangialcells.JBiolChem2002;277:20309-15.

第25页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三（二）活性氧簇（ROS）的作用

在促进糖尿病血管病变及糖尿病肾病中，AGEs与ROS互为因果，加速糖尿病并发症的进展。

AGE-RAGE能诱导ROS生成，ROS又能介导AGEs的有害影响。1.ROS可上调RAGEmRNA的水平，正反馈地加强AGE的作用。2.ROS通过有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径的核因子-κ

B(NF-κ

B)的激活,增加微血管内皮细胞中VEGF基因的转录,促血管平滑肌和结缔组织增生，促进动脉硬化及肾单位的纤维化。第26页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三YvesGorin,KarenBlock,JamesHernandez,etal.

Nox4NAD(P)Hoxidasemediateshypertrophyandfibronectinexpressioninthediabetickidney.J.Biol.Chem.2005;10.1074/jbc.M502412200

辅酶II氧化酶产生活性氧介导糖尿病肾病的肾单位肥大和肾单位表达纤维结合素。AtsushiKonishi,ToruAizawa,AmyMohan,etal.HydrogenPeroxideActivatestheGas6-AxlPathwayinVascularSmoothMuscleCells.J.Biol.Chem.2004;Vol.279,Issue27,28766-28770

过氧化氢激活血管平滑肌细胞中VEGF基因的转录。3.ROS的其他多作用环节第27页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

AndreaM.Vincent,JamesW.Russell,PhillipLow，etal.OxidativeStressinthePathogenesisofDiabeticNeuropathy.EndocrineReviews2004；25(4):612-628

高糖血症可致氧化应激，活性氧簇损伤蛋白，降低其生物活性，损害能量代谢、细胞信号转导、运输功能等，最终导致细胞死亡。Jean-LucWautier,AnnMarieSchmidt.ProteinGlycationAFirmLinktoEndothelialCellDysfunctionCirculationResearch.2004;95（3）:233.

在内皮细胞，AGEs与RAGE结合诱导细胞粘附分子、组织因子、细胞因子如IL-6和单核细胞趋化蛋白-1等的表达。AGEs通过RAGE充分发挥其效应是产生活性氧。

第28页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三AntonioCeriello;EnricoMotz.

IsOxidativeStressthePathogenicMechanismUnderlyingInsulinResistance,Diabetes,andCardiovascularDisease?

TheCommonSoilHypothesisRevisited.Arteriosclerosis,Thrombosis,andVascularBiology.2004;24(5):816

氧化应激是导致胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病的主要发病机制？认为胰岛素抵抗、糖尿病伴有氧化应激。而活性氧是胰岛素抵抗伴有的内皮细胞功能障碍、最终导致明显的糖尿病和心血管疾病的发病机制。认为治疗心血管疾病的药物如钙通道阻滞剂、血管紧张素转换酶（ACE）抑制剂、血管紧张素1（AT-1）受体阻断剂等的原因在于药品均有细胞内抗氧化活性，结果可减少糖尿病的发病。

第29页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三三、糖尿病血管并发症的防治策略

(一)抗糖基化1.作用机理阻断糖与蛋白等生物大分子功能物质的联结。如氨基胍、维生素B6等可试用于糖尿病并发症的防治。第30页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三氨基胍的分子结构式

HHNNHHCNNHH第31页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三蛋白质糖基化过程

蛋白质、核酸

NNN—HHHHCH—C—HOH—C—OHC=OH—CHO—C—HHO—C—HH—C—OHH—C—OHH—C—OHHO—C—HHO—C—HHO—C—HH—C—OHH—C—OHH—C—OHHO—C—HHHH—C—OHH

解链葡萄糖第32页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三氨基胍的抗糖基化、抗交联作用第33页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三2.近年的相关研究

Yi-TsenLin*,Yung-ZuTseng*,andKuo-ChuChang*,1

AminoguanidinePreventsFructose-InducedArterialStiffeninginWistarRats:AorticImpedanceAnalysisExperimentalBiologyand

Medicine2004;229（10）:1038-1045

氨基胍防止果糖诱导的Wistar大鼠的动脉硬化:主动脉阻抗分析发现氨基胍可能通过抑制果糖源性晚期糖基化终产物的形成而防止果糖引起的Wistar大鼠的动脉硬化改变。第34页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

JosephineM.Forbes1,LouisTeoLoonYee1,VickiThallas1,etal.

AdvancedGlycationEndProductInterventionsReduceDiabetes-AcceleratedAtherosclerosis.

Diabetes2004;53（7）:1813-1823,

抑制晚期糖基化终产物形成减少糖尿病促成的动脉硬化.

应用链脲佐菌素诱导的糖尿病apoE基因缺陷小鼠20只，给予AGEs交联阻断剂ALT-711，或AGEs形成抑制剂氨基胍(AG)20周，结果发现用ALT-711组大鼠动脉硬化斑块的面积减少30%，用氨基胍组减少40%，且斑块明显变薄。糖尿病也伴随主动脉总胶原尤其是胶原I、III和

IV的积聚，并有纤维化细胞因子-转换生长因子ß和结缔组织生长因子及细胞内-平滑肌肌动蛋白增加。在两糖尿病治疗组均可见这些因素减少的变化。第35页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

MarkusLassila,KweeK.Seah,TerriJ.Allen,etal.AcceleratedNephropathyinDiabeticApolipoproteinE-KnockoutMouse:RoleofAdvancedGlycationEndProducts.JAmSocNephrol2004;15（8）:2125-2138

晚期糖基化终产物的作用—ApoE基因敲除糖尿病小鼠加速肾病的发病

本研究采用ApoE基因敲除(apoE-KO)链脲佐菌素糖尿病小鼠模型。分为阳性对照组、AGEs抑制剂氨基胍(1g/kgperd)治疗组或交联阻断剂ALT-711(20mg/kgperd)应用20周。用非糖尿病apoE-KO小鼠作对照。发现两治疗组胶原及转化生长因子β1的表达，α-平滑肌肌动蛋白免疫染色、巨噬细胞的渗出和血浆及肾的AGEs表达均被削弱。糖尿病apoE-KO小鼠的肾损害加速，抑制肾内AGEs的积聚则可减轻这些损害。

第36页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

Kuo-ChuChang1,*,Kwan-LihHsu2,Tsai-FwuChou3,etal.Aminoguanidinepreventsage-relateddeteriorationinleftventricular–arterialcouplinginFisher344rats

BritishJournalofPharmacology2004;142(7):1099-1104

氨基胍防止Fisher344大鼠左心室与动脉衔接处随年龄发生的退行性变发现氨基胍防止大鼠左室动脉联合与年龄相关的退化。第37页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

SubramaniamPennathur,YasuoIdo,JozsefI.Heller,.etalReactiveCarbonylsandPolyunsaturatedFattyAcidsProduceaHydroxylRadical-likeSpecies.J.Biol.Chem.,Vol.280,Issue24,22706-22714,June17,2005

本研究采用高糖所致的氧化应激时羟自由基引起脂肪酸过氧化、蛋白质损伤的灵长类模型，发现氨基胍能明显减少体内的脂质过氧化产物和糖基化的蛋白产物。第38页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三(二)抗氧化某些抗氧化酶、还原活性的物质或维生素及活血化淤、消炎类中药。1999年,国内研究披露,活血化淤药川芎嗪可增加血管内皮细胞构建型一氧化氮合酶（cNOS）的合成，并有减少糖尿病并发症的应用报道。有关中药方面的研究，目前尚未查到国外的相应报道。第39页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

川芎嗪是从伞形科藁本属植物川芎根茎中提取分离的生物碱单体。其化学结构为四甲基吡嗪(tetramethelpyrazine)，现已可人工合成。其化学结构式如下：第40页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三

1.国内外的相关研究

Lucy

B.

Esberg和

Jun

Ren.

TheOxygenRadicalGeneratorPyrogallolImpairsCardiomyocyteContractileFunctionViaaSuperoxideandp38MAPKinase-DependentPathway:ProtectionbyAnisodamineandTetramethylpyrazine.CardiovascularToxicology;2004,

Volume4,

Issue4,

pps.375-384

发现川芎嗪通过抗氧化具有保护心肌作用。

冉兴无，等.

中国循证医学杂志2004Vol.4No.6P.393-397

研究认为，TMP对治疗糖尿病周围病变可能有一定疗效,但由于尚缺乏高质量的证据支持,TMP治疗DPN的疗效还需进行更多高质量的随机对照试验才能得出肯定性结论.第41页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三曾素耘，樊素璇，蒋小青.川芎嗪对妊娠高血压综合征患者脐静脉内皮细胞粘附分子表达的抑制作用.中华妇产科杂志.

2000;Vol.35No.5P.282-284

研究发现，应用川芎嗪，可抑制ICAM-1、VCAM-1的升高，对妊高征的防治有一定作用。2.我们的发现川芎嗪与氨基胍联合应用结果：1)明显增敏胰岛素作用，降低血糖；降低糖化血清蛋白含量。2）抑制外周血白细胞iNOS-mRNA与ecNOS-mRNA表达。以抑制iNOS-mRNA表达作用强大。第42页，讲稿共51页，2023年5月2日，星期三高果糖大鼠外周血白细胞ecNOS-mRNA表达的变化A:高糖饮水1个月大鼠外周血白细胞ecNOS-mRNA表达(×1000);