糖尿病心肌病药物治疗的研究进展。
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糖尿病治疗药物现状及其国内外新药研究进展(2010-03-18)一、糖尿病药物分类及其作用机理、代表药等(一)促进胰岛素分泌(ATP通道阻断)1、磺脲类:磺脲类药物已在临床上应用近40年.它通过与胰岛细胞膜表面特异性受体结合而刺激胰岛素分泌,降低HbA c水平1 ~2 。
基础实验和临床研究均显示磺脲类药物治疗可以改善I型糖屎病病人的胰岛素受体及(或)受体后缺陷,可能以改善受体后缺陷为主,从而增强靶组织对胰岛素作用的敏感性及胰外降血糖作用。
因此,它只适用于尚存在一定数量有功能胰岛p细胞的病人,是Ⅱ型糖尿病病人开始用药治疗的合理选择。
氯磺丙脲(Chlorpropamide)作为第一代药物,由于作用时间长.低血糖风险太,在许多国家已较少使用目前临床上常选用第二代磺脲类口服降糖药.如格列毗嗪(Glipizide),它具有释放缓慢、作用时间短、效力太、副反应小等优点,但是否能改善血糖控制而不增加低血糖风险尚不清楚。
低血糖仍是磺脲类药物的主要副反应。
酗酒、饮食无规律、肾功能不良及药物问配伍等均会增加低血糖的发生.另外,磺脲类药物对糖屎病并发症的较长期影响目前仍存在争议。
格列美脲(Glimepiride Glimepiride)是优于格列本脲的新型口服磺脲类药物。
它通过与有功能的胰岛p细胞结合而促进胰岛素的分泌,也有胰外降血糖作用该药可以单独使用,也可以与胰岛素伍用治疗对磺脲类药物失效的Ⅱ型糖屎病。
临床试验显示,格列美脲还可降低HbA c水平2.1 ~2.3 其代谢主要在肝脏,因此肾功能不良的病人仍可使用与格列本脲相比,格到美脲较少引起低血糖服药2~3小时后,血药浓度达高峰,且药效可持续24小时开始用药量为lmg/d,1~2周后可增加剂量,但最多不超过8mg/d作用机理:胰岛β细胞膜含有磺酰脲受体及与之相偶联的ATP敏感的钾通道[Ik(ATP)],以及电压依赖性的钙通道。
当磺酰脲类药物与其受体相结合后,可阻滞Ik(ATP)而阻钾外流,致使细胞膜去极化,增强电压依赖性钙通道开放,胞外钙内流。
糖尿病性心肌病的发病机制及治疗方法研究进展李婉娇;李强【摘要】心血管疾病是2型糖尿病的主要并发症,约占2型糖尿病患者死亡人数的2/3.血糖异常、血脂异常、胰岛素抵抗、慢性低度炎症、氧化应激、内皮功能障碍、血管钙化和高凝状态等多种病理生理过程可加快2型糖尿病患者糖尿病心脏病的进展.糖尿病性心肌病是糖尿病心脏病中较为常见的一种,可导致心功能异常并最终进展为心力衰竭、心律失常,甚至猝死.本文综述了糖尿病性心肌病的发病机制,以及当前及未来潜在的治疗方法.【期刊名称】《中华老年多器官疾病杂志》【年(卷),期】2019(018)007【总页数】4页(P536-539)【关键词】糖尿病性心肌病;抗高血糖药物;心脏重塑;发病机制;治疗【作者】李婉娇;李强【作者单位】哈尔滨医科大学附属第二医院内分泌科,哈尔滨150086;哈尔滨医科大学附属第二医院内分泌科,哈尔滨150086【正文语种】中文【中图分类】R541糖尿病(diabetes mellitus,DM)大血管病变是继发于DM动脉粥样硬化的心血管疾病。
糖尿病性心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)是指DM患者在没有其他心脏危险因素(如冠心病、高血压和显著的瓣膜病)的情况下存在异常的心脏结构和表现。
临床上,DCM的特征在于舒张功能障碍,而射血分数保持不变。
Tate 等[1]认为DCM结构改变的标志是间质和周围血管纤维化以及左心室(left ventricle,)肥大。
目前认为DCM的病理生理机制包括氧化应激、炎症、代谢以及能量产生改变等[2],但其潜在的致病机制仍不清楚。
1 DCM的临床特征DCM的特征在于对DM患者心脏舒张功能的早期损害,并伴随心肌细胞肥大、心肌纤维化和心肌细胞凋亡。
LV肥厚是DCM的主要形态学改变,超声心动图可示LV后壁和隔膜壁厚度增加。
代谢功能障碍、高胰岛素血症、氧化应激和炎症是DM患者中LV质量增加的主要原因。
糖尿病药物研究进展摘要:药物治疗糖尿病包含降糖药治疗与胰岛素治疗。
临床常用西药控制该疾病,但存在较大副作用,全球也在不断研发新型高效、安全的糖尿病药物,而提高降糖效果,降低副作用。
本文主要综述口服降糖药、胰岛素、新研究降糖药在治疗糖尿病中的应用效果和副作用等,旨在为医务人员与患者提供帮助。
关键词:糖尿病;药物;胰岛素糖尿病(DM)是一组以高血糖为特征的代谢性疾病,我国是糖尿病发病率增长最快的国家之一,由于人们生活不断改善,肥胖、高血压、血脂异常、糖尿病等问题逐渐增加。
糖尿病病机是胰岛素分泌缺陷和(或)胰岛素生物作用受损。
患者机体长期维持高血糖状态,其肾脏、眼、心脏、血管、神经等也会受到慢性侵害而发生功能障碍。
糖尿病的病因包含遗传与环境因素,饮食、运动、家族史等均可导致糖尿病发生。
临床治疗糖尿病需要患者限制饮食、加强运动,若食疗与运动不能控制,则需要长期坚持使用降糖药或胰岛素。
1胰岛素临床在治疗1型糖尿病与口服降糖药疗效不佳的2型糖尿病则给予胰岛素治疗,还有一些不能通过饮食、运动、药物治疗的糖尿病也可以通过胰岛素治疗。
但胰岛素仅可以替代补充患者机体胰岛素分泌不足的情况,起到降低血糖,降低急性并发症的发生率的作用,并不能根治疾病。
强化胰岛素治疗是指一些患者胰岛β细胞缺乏,单纯在三餐前注射胰岛素不能有效控制空腹血糖与餐后夜间血糖,因此采用多次多成分皮下注射胰岛素的方法,使患者形成正常胰岛素生理作用,从而产生控制血糖效果。
常用胰岛素类型包含:门冬胰岛素、赖脯胰岛素、谷赖胰岛素、生物合成人胰岛素、精蛋白生物合成人胰岛素、地特胰岛素、甘精胰岛素、德谷胰岛素等。
朱莹等[1]在GDM治疗中比较赖脯胰岛素和生物合成人胰岛素的治疗效果,前者FPG、2hPG,血糖达标时间、胰岛素单日用量,低血糖总发生率,特别是夜间低血糖发生率低于后者,两组孕妇中餐前低血糖发生率与母婴不良分娩结局发生率相似。
说明赖脯胰岛素相比于生物合成人胰岛素在降低血糖、安全性等方面效果较好,在母婴结局方面影响相似。
利拉鲁肽防治糖尿病心肌病的研究进展
李向庚;高媛;杨浩;孙淑艳
【期刊名称】《临床医学研究与实践》
【年(卷),期】2024(9)4
【摘要】糖尿病心肌病(DCM)的发病率逐年升高,受到人们的高度关注。
利拉鲁肽是一种降糖药,还具有保护心肌的作用。
基于此,本文从DCM发病机制的角度出发,以利拉鲁肽对DCM的治疗作用为中心进行论述,为相关领域研究人员提供利拉鲁肽治疗DCM的最新进展。
【总页数】5页(P21-24)
【作者】李向庚;高媛;杨浩;孙淑艳
【作者单位】内蒙古科技大学包头医学院研究生院;内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院心内三科
【正文语种】中文
【中图分类】R542.2
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2.利拉鲁肽联合二甲双胍在2型糖尿病患者中的防治效果及对机体免疫的影响研究
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4.利拉鲁肽改善糖尿病心肌病大鼠心脏脂质异位沉积的效果和机制研究
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糖尿病合并心衰预防措施、药物治疗、治疗进展及面临问题心衰是糖尿病患者的心血管并发症之一,且糖尿病合并心衰在临床上较为常见,两者合并时,患者的心血管结局恶化、住院和心衰进展风险增加。
因此,糖尿病合并心衰患者的管理至关重要。
在心衰发生前,糖尿病患者采取措施来预防心衰心衰是一种未被重视的糖尿病并发症。
在糖尿病患者中,心衰患病率高达22%,且发病率在不断增加。
糖尿病患者心衰风险高,主要是因为糖尿病患者更容易发生动脉粥样硬化,导致缺血性心肌病,最终诱发严重心衰。
此外,长期高血糖也会导致自主神经病变、微循环功能障碍及代谢和能量的改变。
预防糖尿病合并心衰,首先要注意保持健康的生活方式,按照医嘱降糖、降脂,科学管理体重。
出现以下六种症状引起重视:体力差;气短;夜间睡觉经常被憋醒;手脚容易冰凉;全身性水肿;突发的神志淡漠或人格改变等。
如出现以上症状应尽早去医院检查确诊。
如果能够早诊早治、积极接受治疗,并且注重保持健康生活习惯,按时监测及检查,糖尿病患者能够预防心衰等并发症,进一步提高生活质量。
心衰合并糖尿病选择药物治疗1)钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂可通过抑制钠和葡萄糖的重吸收,增加钠和葡萄糖通过尿液排泄,从而达到渗透性利尿,减轻心脏负荷;此类药物还通过降低血糖、体重、内脏脂肪和尿酸等改善代谢异常,增加心脏中酮体氧化,通过改变能量底物,提高2型糖尿病患者心肌做功效率。
常用药物有达格列净、恩格列净、索格列净、卡格列净等。
2)二甲双胍对于稳定性心衰患者,二甲双胍应做为优先选择。
但是急性心力衰竭时应用二甲双胍,可能会增加葡萄糖的无氧酵解,出现乳酸性酸中毒,导致低氧血症,急性心力衰竭时尽量避免应用二甲双胍。
3)GLP-1受体激动剂GLP-1受体激动剂(胰高血糖素样肽受体激动剂)可作用于胰岛β细胞,促进胰岛素的合成和分泌,改善胰岛素抵抗,促进心肌对葡萄糖的利用,同时还具有促进尿钠排泄、降低体重等功能。
・糖尿病及并发症专栏・MAPK与糖尿病心肌细胞凋亡关系的研究进展DOI:10.3760/cma.j.issn.1008-1372.2014.02.016作者单位:050000 石家庄,河北医科大学第二医院内分泌科通信作者:张力辉,Email:zhanglihui10510@163.com李娜 朱秋霄 袁玲玲(综述) 张力辉(审校)[关键词] 丝裂原激活蛋白激酶类;糖尿病并发症;心肌/细胞学;心肌疾病/病因学;细胞凋亡;综述 随着生活水平的提高,糖尿病患者越来越多,据最新全国流行病学调查,我国成年人糖尿病发病率已达11畅6%,而心血管疾病是糖尿病患者的主要死亡原因。
糖尿病性心肌病(diabeticcardiomyopathy,DCM)是指特发于糖尿病患者,除外冠心病、高血压等疾病,以心室舒张或收缩功能障碍及心脏结构改变为主要表现、最终可进展为心力衰竭的一种疾病[1]。
糖尿病性心肌病变与糖尿病特有的代谢异常有关,其发病机制尚不完全明确,目前认为是糖脂代谢紊乱、肾素-血管紧张素系统激活、炎症、氧化应激等多因素综合作用所致[2]。
越来越多的研究证明,糖尿病心肌病存在心肌细胞凋亡[3-5],而丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAPK)通路与心肌细胞凋亡有关[6]。
阻断MAPK通路或将是治疗糖尿病心肌病的新趋势。
1 MAPK通路与凋亡1.1 MAPK通路组成 MAPK是在哺乳动物中广泛表达的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,包含4个主要家族,细胞外信号调节激酶1/2(Extracellularsignalregulatedkinase1/2,ERK1/2),p38,c-Jun氨基端激酶/应激活化蛋白激酶(c-JunN-terminalkinase/stressactivatedproteinkinase,JNK/SAPK),ERK5/大丝裂原活化蛋白激酶1(BigMAPkinase,BMK1)。
NLRP3炎症小体与糖尿病性心肌病研究进展李雪莲;李智洋;李宾公;赖性君【摘要】糖尿病的重要心血管并发症之一是糖尿病心肌病(di-abetic cardiomyopathy,DCM).代谢紊乱、线粒体损伤、心肌细胞凋亡和自噬都被证实参与了DCM的发生、发展.近年来研究证实,核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)炎性小体可能与DCM的发生、发展密切相关,是DCM治疗的潜在靶点.该文总结了NLRP3炎性小体与DCM的研究进展,为未来治疗DCM提供新的方向.【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2019(035)008【总页数】4页(P1051-1054)【关键词】NLRP3;糖尿病心肌病;自噬;氧化应激;NF-κB;活性氧【作者】李雪莲;李智洋;李宾公;赖性君【作者单位】南昌大学第一附属医院心内科,江西南昌 330006;南京医科大学,江苏南京 211166;南昌大学第一附属医院心内科,江西南昌 330006;南昌大学第一附属医院心内科,江西南昌 330006【正文语种】中文【中图分类】R329.24;R364.5;R587.2糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)作为糖尿病患者死亡的主要原因之一,受到国内外学者的广泛关注。
DCM的主要病理特点是心肌结构和功能的障碍,包括心肌细胞凋亡、心肌纤维化、左室功能障碍和代谢紊乱等。
有研究发现[1],心肌中的炎症反应可能在促进DCM发生、发展中起到重要作用,特别是在心肌细胞中大量表达的核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)被发现与心肌细胞的死亡有密切的联系。
在病理因素的刺激下,多种途径和通路激活心肌细胞中NLRP3炎症小体的活化,进而激活下游炎症因子,爆发级联式炎症反应,最终导致心肌细胞损伤。
㊀基金项目: 重大新药创制 科技重大专项(No.2017ZX09301066)作者简介:唐睿ꎬ女ꎬ硕士生ꎬ研究方向:合理用药与临床用药评价ꎬE-mail:1731017033@qq.com通信作者:汤依群ꎬ女ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向:心血管药理学ꎬTel:138****0660ꎬE -mail:tyq@cpu.edu.cnFoxO转录因子参与糖尿病心肌病脂代谢研究进展唐睿ꎬ汤依群(中国药科大学基础医学与临床药学学院临床药学教研室ꎬ江苏南京211198)摘要:糖尿病性心肌病(diabeticcardiomyopathyꎬDCM)是糖尿病心血管并发症发病和死亡的主要原因ꎬ脂代谢异常是导致DCM纤维化进而引起舒张功能障碍的重要原因ꎮ叉头框转录因子O(ForkheadtranscriptionfactorOꎬFoxO)在糖尿病早期心肌脂代谢紊乱中承担重要角色ꎮFoxO通过转录代谢相关靶基因参与糖尿病早期糖异生㊁胰岛素抵抗㊁心肌脂代谢紊乱以及由代谢异常引发的氧化应激与炎症ꎮ本文重点阐述FoxO(主要是FoxO1)参与糖尿病心肌脂代谢过程ꎬ为预防治疗糖尿病心血管并发症提供新的角度ꎮ关键词:叉头框转录因子Oꎻ糖尿病性心肌病ꎻ脂代谢中图分类号:R587.2㊀文献标志码:A㊀文章编号:2095-5375(2023)09-0714-006doi:10.13506/j.cnki.jpr.2023.09.013ResearchprogressofFoxOinvolvedinlipidmetabolismindiabetescardiomyopathyTANGRuiꎬTANGYiqun(DepartmentofClinicalPharmacyꎬSchoolofBasicMedicineandClinicalPharmacyꎬChinaPharmaceuticalUniversityꎬNanjing211198ꎬChina)Abstract:Diabeticcardiomyopathy(DCM)istheprimarycauseofcardiovascularcomplicationsanddeathinindividu ̄alswithdiabetesmellitus.AbnormallipidmetabolismplaysasignificantroleinthedevelopmentofmyocardialfibrosisanddiastolicdysfunctioninDCM.RecentstudieshavedemonstratedtheimportantroleofForkheadTranscriptionFactorO(FoxO)inearlydiabeticmyocardiallipidmetabolismdisorders.FoxOisinvolvedintranscriptionalregulationofmetabolism-relatedtargetgenesꎬcontributingtoearlydiabeticgluconeogenesisꎬinsulinresistanceꎬmyocardiallipidmetabolismdisor ̄dersꎬaswellasoxidativestressandinflammationinducedbymetabolicabnormalities.ThisarticlefocusedontheinvolvementofFoxO(mainlyFoxO1)indiabeticmyocardiallipidmetabolismꎬprovidingnewinsightsforthepreventionandtreatmentofdiabeticcardiovascularcomplications.Keywords:ForkheadtranscriptionfactorOꎻDiabeticcardiomyopathyꎻLipidmetabolism㊀㊀糖尿病在全球的发病率和死亡率逐年升高ꎮ糖尿病心肌病(diabeticcardiomyopathyꎬDCM)是糖尿病主要并发症之一ꎬ最初由Rubler发现ꎬ定义为排除冠状动脉疾病以及瓣膜性心脏病等因素由糖尿病独立引起的心肌结构和功能异常[1]ꎮDCM患者大多最初表现为无明显症状的舒张期心功能受损但收缩功能保留的心功能障碍ꎬ进而最终发展为射血分数保留的心力衰竭(HFwithpreservedejectionfractionꎬHF ̄pEF)[2]ꎮ糖尿病心肌病与早期心肌代谢紊乱密不可分ꎮ糖尿病心肌早期脂代谢异常包括前期糖异生增加㊁胰岛素抵抗引起机体内环境改变㊁心肌脂肪酸摄取与利用增加以及脂毒性产物累积等ꎬ这一系列过程会诱发系统性微血管内皮功能障碍从而导致心肌纤维化引发HFpEF[3]ꎮ叉头框转录因子O(ForkheadtranscriptionfactorOꎬFoxO)是叉头框转录因子(Fork ̄headtranscriptionfactorꎬFOX)家族的O亚组ꎬ首次在果蝇中发现ꎬ主要在维持组织稳态ꎬ抵抗衰老㊁调节自噬等方面发挥作用ꎬ与寿命延长㊁癌症㊁糖尿病相关[4]ꎮ近年来越来越多的研究显示FoxO通过调控脂代谢参与糖尿病心肌病的发生与发展ꎮ本文旨在总结FoxO参与糖尿病心肌病脂代谢的信号转导调控ꎬ为预防治疗DCM提供新的思路ꎮ1㊀脂代谢异常诱发糖尿病心肌病心脏主要利用脂肪酸其次是葡萄糖来获取能量ꎬ在正常心肌中约有40%~60%的线粒体ATP来自脂肪酸的氧化ꎮ心肌几乎不储存能量底物ꎬ必须从血液中连续获取ꎮ体循环中的游离脂肪酸(freefattyacidꎬFA)主要通过载脂蛋白形式输送到心脏[5]ꎮ脂肪酸通过脂肪酸转位酶(fattyacidtranslo ̄caseꎬFAT/CD36)或被动扩散进入心肌细胞ꎬ随后被酰基辅酶A合成酶(acyl-coenzymeAsynthetasesꎬACS)活化为酰基辅酶Aꎬ并通过肉碱棕榈酰转移酶1(carnitinepalmitoyltransferase1ꎬCPT-1)进入线粒体参与脂肪酸氧化[6]ꎮ过氧化物酶增殖体激活受体(peroxisomeproliferator-activatedreceptorꎬPPAR)α以及其共激活剂过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1α(peroxisomeproliferator-activatedreceptorγcoactivator-1αꎬPGC-1α)也能促进脂肪酸的摄取和氧化[7]ꎮ糖尿病患者早期肝糖异生增加使血糖持续升高ꎬ心脏暴露于超量的脂肪酸和碳水化合物中引起心肌胰岛素抵抗ꎬ胰岛素抵抗进而引起心肌葡萄糖摄取减少脂肪酸摄取增加ꎮ在糖尿病心肌中脂肪酸氧化也有所增加ꎬ但是心肌脂肪酸摄取远大于脂肪酸氧化使得大量脂质沉积ꎬ并且脂肪酸氧化会抑制葡萄糖氧化ꎬ心肌代谢由糖代谢转向FA氧化降低心脏效率[8]ꎮ脂质大量累积还会产生毒性脂代谢产物如长链酰基辅酶Aꎬ长链酰基肉碱ꎬ神经酰胺ꎬ二酰基甘油和三酰基甘油等ꎮ心肌脂质累积以及过度使用脂肪酸氧化会产生大量活性氧(reactiveoxygenspeciesꎬROS)诱导的氧化应激破坏心肌细胞中的线粒体功能ꎬ这些脂质的积累通过破坏线粒体电子传递增加ROS使ATP合成速率受损ꎬ并且会诱发心肌细胞炎症㊁凋亡ꎬ促使心功能障碍[9-10]ꎮ脂肪酸堆积还会引起心肌细胞肥大并激发细胞内质网应激等其他应激反应ꎬ触发炎性介质和成纤维介质的释放ꎬ如白介素-6(interleukinꎬIL-6)㊁转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-βꎬTGF-β)㊁肾素血管紧张素系统(renin-angiotensin-aldosteronesystemꎬRAAS)等激活心脏间质和血管周围成纤维细胞ꎬ使心肌细胞外基质(extracellularma ̄trixꎬECM)沉积增加ꎬ并增加心室硬度的交联程度ꎬ形成心肌纤维化[11]ꎮ纤维化改变的程度与舒张功能障碍的严重程度直接相关ꎬ引起糖尿病心肌结构与功能病变ꎬ进而最终发展为射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)[11]ꎮ2㊀FoxO的转录调控FoxO家族在哺乳动物细胞中主要包含4种亚型ꎬFoxO1/FKHRꎬFoxO3/FoxO3a/FKHRL1ꎬFoxO4/AFX和FoxO6ꎮ四者共同包含一个相同的110个氨基酸的DNA结合域(DNA-bindingdomainꎬDBD)ꎬ即Forkhead(FKH)域ꎬ与下游靶基因启动子结合ꎬ负责调控靶基因转录[12]ꎬ除此之外FoxO序列中还包含核定位(nuclearlocalizationsignalꎬNLS)区域ꎬ核输出序列(nuclearexportsequenceꎬNES)ꎬ以及转录激活域(transactivationdomainꎬTA)来保障转录活性ꎮ除了FoxO6缺乏一个含磷酸化位点的高度保守区域[13]ꎬ所有FoxO亚型都具有相对一致的结构域以及转录后修饰(post-translationalmodificationsꎬPTMs)位点[14]ꎮFoxO主要通过参与下游靶基因转录来参与到细胞增殖㊁自噬㊁凋亡㊁代谢和氧化应激反应[15-17]ꎮFoxO的转录后修饰(PTMs)是影响其转录活性的主要途径ꎬ主要包括磷酸化㊁乙酰化㊁泛素化㊁甲基化等ꎬ针对FoxO蛋白结构的不同位点氨基酸进行不同种类的PTMs会影响FoxO在细胞中的亚细胞定位㊁与DNA或其他调节因子结合㊁降解等过程[4]ꎮ其中对FoxO的基本调节途径为胰岛素信号介导的磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)途径ꎬ其诱导FoxO磷酸化与14-3-3蛋白结合ꎬ产生的复合物转移到细胞质中ꎬ磷酸化的FoxO蛋白受到核排斥的负调节ꎬ转录活性降低ꎮ当Akt处于去磷酸失活状态时ꎬFoxO蛋白停留在细胞核中并调节靶基因的表达[18-19]ꎮ此外ꎬFoxO的转录活性也受到伴侣蛋白调节ꎮ伴侣蛋白(信号分子㊁转录因子和辅因子)与不同PTMs的FoxO结合参与FoxO介导下游靶基因的转录活性[20]ꎮ3㊀FoxO引起DCM早期心脏脂代谢紊乱在糖尿病状态下负责调控FoxO的PI3K/Akt通路活性通常下降ꎬFoxO不受抑制进而能通过转录下游代谢相关基因参与DCM代谢紊乱ꎬ如血糖升高㊁血脂累积㊁脂肪酸利用增加等ꎬ而脂质积累以及脂肪酸氧化又会进一步促进心肌氧化应激ꎬ并且通过c-JunN末端激酶(c-JunN-terminalkinaseꎬJNK)㊁Ste20样激酶(mammaliansterile20-likekinase1ꎬMST1)等通路促进FoxO进入细胞核中转录ꎬ形成恶性循环(见图1)ꎮ图1㊀FoxO在糖尿病心肌病早期脂质代谢紊乱中的作用和调节ꎮFoxO主要通过与脂质代谢相关的下游靶基因的转录参与脂毒性ꎬ并主要通过PI-3K/Akt㊁JNK和MST1途径进行调节3.1㊀FoxO介导肝糖异生与胰岛素抵抗㊀糖异生主要发生在肝脏代谢途径中ꎬ受胰岛素的严密调控ꎮ当肝脏胰岛素信号传导发生障碍时ꎬ糖异生作用增加ꎬ导致葡萄糖产生过多引起糖尿病空腹高血糖ꎮ大量研究认为FoxO1是介导胰岛素对糖异生作用的关键转录因子ꎮ在生理条件下胰岛素通过PI3K/AKT信号通路激活FoxO1磷酸化向胞浆移动ꎬ抑制糖异生的关键限速酶葡萄糖-6-磷酸激酶(glucose-6-phosphokinaseꎬG6Pase)及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvatecarboxykinaseꎬPEPCK)转录过程ꎬ调节生理状态下血糖下降[21]ꎮ而在糖尿病状态下胰岛素缺乏或胰岛素抵抗引起经典Akt通路下调ꎬ减少对FoxO1的抑制从而引起G6Pase与PEPCK转录导致血糖升高ꎮ除此之外ꎬFoxO1本身转录增加也能增加肝脏中葡萄糖的产生ꎮ腺嘌呤核苷酸(AMP)可以通过抑制2型糖尿病db/db小鼠的组蛋白甲基化刺激肝FoxO1转录来增加肝糖合成[22]ꎮ但值得注意的是ꎬ肝脏中的FoxO1耗竭不会导致小鼠糖异生完全消除ꎮ有研究发现ꎬ与FoxO1不同ꎬFoxO6因缺乏NES域的Akt磷酸化位点导致其无法在胰岛素刺激下进入到细胞质中ꎬ胰岛素能通过直接刺激FoxO6核内磷酸化改变其在细胞核内的构象ꎬ使其不能结合到下游靶基因启动子从而降低G6Pase以及PEPCK的转录活性来减少糖异生[23]ꎮ在胰岛素抵抗期间ꎬFoxO6表达升高ꎬ并且有研究发现肝脏中FoxO6敲除小鼠还会出现空腹低血糖现象[24]ꎮ另外ꎬFoxO3与FoxO4分别缺失的db/db小鼠无论是空腹血糖还是糖耐量与db/db小鼠相比都没有明显降低ꎬFoxO1与FoxO3同时敲除的db/db小鼠虽然在一定程度上改善了肝糖升高但是也造成了脂肪合成增加[25]ꎮ针对FoxO不同亚型对糖异生的诱导还有待进一步探究ꎮFoxO家族也参与机体胰岛素抵抗ꎮ抑制肝脏中的FoxO1表达可以逆转肝脏胰岛素受体敲除(liver-specificdisruptionoftheinsulinreceptorꎬLIR ̄KO)小鼠的β细胞增生以减轻体内胰岛素抵抗[26]ꎮ同样ꎬ脂肪特异性胰岛素受体敲除小鼠表现出白色和棕色脂肪组织完全丧失ꎬ葡萄糖耐受不良ꎬ胰岛素抵抗ꎬ在此基础上再敲除此类小鼠脂肪中的FoxO1㊁FoxO3㊁FoxO4能够减轻这些症状[27]ꎮ在胰岛素抵抗的衰老大鼠和肥胖小鼠的肝脏中FoxO6表达升高ꎮ健康小鼠体内注射FoxO6等位基因(AdV-FoxO6-CA)腺病毒载体也同样出现胰岛素抵抗ꎬ并通过白介素1β(interleukinꎬIL-1β)促进肝脏炎症[28]ꎮ综上FoxO在代谢综合征前期能促进糖异生ꎬ并且诱导胰岛素抵抗ꎮ3.2㊀FoxO促进心肌脂质摄取与脂肪酸氧化㊀体循环中脂质累积为心肌摄取脂肪酸提供丰富来源ꎮFoxO能通过结合到载脂蛋白C-Ⅲ(ApoC-Ⅲ)启动子上ꎬ促进ApoC-Ⅲ的表达ꎬ加重体循环中的甘油三酯(triglycerideꎬTG)ꎬ可能促进了胰岛素抵抗状态下的高三酰甘油血症[29]ꎮFoxO1能在胰岛素抵抗状态下转录3T3-L1脂肪细胞中的甘油三酯脂肪酶(adiposetriglyceridelipaseꎬATGL)ꎬ水解甘油三酯ꎬ释放FA进入体循环中ꎬ敲降FoxO1会降低ATGL的表达并且减少异丙肾上腺素刺激的脂解[30]ꎮ近年来有研究发现G0/G1开关-2蛋白(G0S2)能直接与ATGL结合ꎬ从而抑制ATGL水解脂肪ꎬFoxO通过刺激ATGL并抑制肝脏中的G0S2表达增加甘油三酯分解[31-32]ꎮ不仅如此ꎬFoxO1还能通过激活肝脏微粒体甘油三酯转移蛋白(microsomalTGtransferproteinꎬMTP)转录增加体内VLDLꎮ将FoxO1-RNAi递送到糖尿病db/db小鼠肝脏会引起FoxO1在肝脏中耗竭ꎬ导致MTP和极低密度脂蛋白(verylowdensitylipo ̄proteinꎬVLDL)的产生减少[33]ꎮFoxO1会在高脂肪饮食诱导合并高血压的HFpEF小鼠心肌中诱发脂质积累[34]ꎮ心肌中的FA摄取主要通过CD36进行ꎬ在DCM中CD36的表达上调[35]ꎮ暴露于高棕榈酸水平的心肌细胞通过FoxO1/诱导性NO-合酶(iNOS)/CD36途径增加甘油三酯(TG)的摄取[36]ꎮ在禁食状态下ꎬ胰岛素分泌降低ꎬFoxO1通过增加膜CD36含量来增加C2C12肌肉细胞的FA摄取和氧化[36-37]ꎮ在db/db小鼠肝脏中发现FoxO1与PPARγ均表达升高ꎬPPARγ能增加脂肪酸转运蛋白(fattyacidtransportproteinsꎬFATP)㊁CD36的表达增加脂肪酸摄取ꎮ在FoxO1腺病毒诱导的HepG2细胞中发现FoxO1与PPARγ启动子的结合ꎬ提高了PPARγ的mRNA表达水平[38]ꎮ高糖高脂诱导的血管内皮细胞中PPARγ1的K77位点类泛素样(smallubiquitin-likemodifierꎬSUMO)修饰使其能更强地结合FoxO1ꎬ从而加重内皮胰岛素抵抗[39]ꎮ除了通过上调CD36增加FA摄取ꎬFoxO1还通过抑制C2C12细胞中乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA-carboxylaseꎬACC)表达ꎬ降低丙二酰辅酶A水平从而减少对β氧化的抑制[37]ꎮ心脏中的脂肪酸氧化也受PPARα转录调节[7]ꎮ最近有研究发现ꎬ在1型糖尿病小鼠心肌中的Krüppel样因子-5(KLF5)能直接结合PPARα启动子并激活其表达ꎬ而FoxO1能直接结合KLF5启动子促进心肌利用脂肪酸氧化[40]ꎮFoxO1特异性缺失能够改善高脂诱导的心脏功能下降ꎬ保持了胰岛素反应性ꎬ并诱导了心脏代谢底物的偏好从脂肪酸到葡萄糖恢复ꎮFoxO1过度活动通过刺激丙酮酸脱氢酶激酶4(pyruvatedehydrogenasekinase4ꎬPDK4)来限制线粒体葡萄糖氧化ꎬ在糖尿病心肌细胞中ꎬ活化PDK4还诱导脂肪酸的优先摄取和代谢转换[41]ꎬ诱导心肌底物偏好转向脂肪酸代谢ꎮFoxO在心肌中的表达增加了脂质摄取以及脂肪酸氧化ꎬ进一步加剧了脂质在心肌中的累积ꎮ3.3㊀FoxO参与脂毒性诱发心肌氧化应激与炎症㊀心肌脂质累积会产生各种脂毒性中间体ꎬ如酰基肉碱ꎬ二酰基甘油和神经酰胺ꎬ在脂肪毒性心肌病㊁糖尿病和肥胖的各种啮齿动物模型中ꎬ已观察到心肌脂毒性中间体含量增加与心功能不全有关[42]ꎮ在心力衰竭患者体内植入左心室辅助装置通过AKT途径磷酸化FoxOꎬ下调FoxO的表达ꎬ纠正了心肌胰岛素抵抗ꎬ并且降低了二酰基甘油和神经酰胺这类毒性脂质中间体水平的心肌水平从而改善心脏胰岛素信号传导[43]ꎮ心肌脂质堆积引起的脂毒性通过破坏线粒体电子传输产生大量ROS以及炎症ꎬ从而促进心肌大量损伤诱发心肌纤维化[8]ꎮ大量ROS以及炎症通过激活JNK以及MST1促进FoxO的核定位和激活ꎮ在ROS作用下ꎬJNK与MST1能直接磷酸化并激活FoxOꎮ这种磷酸化修饰破坏了FoxO与14-3-3蛋白的相互作用ꎬ从而使FoxO进入细胞核参与转录[44]ꎮ在2型糖尿病小鼠心脏和棕榈酸处理的新生大鼠心室肌细胞中产生大量ROS诱发MST1转录升高ꎬFoxO3a能与MST1启动子结合并激活下游丝裂原活化蛋白激酶激酶1(MEKK1)/JNK级联反应ꎬ介导心肌脂毒性诱发心肌细胞凋亡并产生大量炎症[45]ꎮ在DCM中ꎬ饱和脂肪酸也可通过依赖于Toll样受体4(TLR4)诱导巨噬细胞分泌炎症介质如肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-αꎬTNF-α)㊁IL-1β㊁IL-6和趋化因子配体2(chemokineC-Cmotifligand2ꎬCCL2)ꎬ维持心肌炎症[46]ꎮ在暴露于饱和脂肪酸棕榈酸酯或促炎细胞因子TNF-α培养的内皮细胞中FoxO1表达显著升高ꎮ针对高脂喂养小鼠的内皮细胞的FoxO敲除能改善肌肉炎症[47]ꎮFoxO也参与到心肌脂毒性引发的氧化应激以及炎症ꎮ4㊀总结与展望DCM一直没有针对性药物ꎬ靶向代谢途径可能是未来治疗DCM的方向ꎮ近年来研究提示FoxO通过转录代谢相关靶基因调控脂代谢参与DCM的发生发展ꎬ部分研究提示抑制FoxO减轻代谢异常可能是治疗DCM的方向ꎬ并且针对此开发了FoxO抑制剂来改善代谢异常[48]ꎮ然而糖尿病患者大多会长期用药ꎬ有文献指出长期抑制FoxO会降低线粒体自噬可能会加速衰老并且增加肿瘤发病风险[49]ꎬ长期抑制FoxO是否会带来风险也尚不明确ꎬ并且对于FoxO的上述讨论仍停留在临床前研究ꎬ糖尿病心肌病的具体机制以及FoxO转录因子在其中的作用在很大程度上还有待进一步研究ꎮ参考文献:[1]㊀RUBLERSꎬDLUGASHJꎬYUCEOGLUYZꎬetal.Newtypeofcardiomyopathyassociatedwithdiabeticglomerulo 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糖尿病心血管自主神经病变的研究进展引言糖尿病心血管自主神经病变( Cardiovascular autonomic neuropathy, CAN )是糖尿病微血管病变和代谢异常引起的全身神经病变的一部分,是2型糖尿病较常见的慢性并发症,2.5%~50.0%的糖尿病患者伴有CAN[1]。
糖尿病心血管自主神经病变一旦发生将增加糖尿病患者心脏意外的风险。
有文献报道,若糖尿病并发CAN,5年死亡率高达53%,而自主神经功能正常的糖尿病患者死亡率仅为15%[2],但本病起病较隐匿,早期不易为患者和医生所重视,明显的临床症状可出现在病程较长的患者,临床表现多样,其引起的无痛性心肌梗死可致严重心律失常心源性猝死而威胁生命,早期诊治可延缓病情进展,晚期CAN呈不可逆改变。
本文就糖尿病心血管自主神经病变的研究进展综述如下。
1. 发病机制糖尿病心血管自主神经病变的发病机制有多种学说,目前尚未完全阐明,可能是多因素共同作用的结果。
1.1生理学机制:正常心脏自主神经作用有一定均衡性,对整个心脏所产生的效应并非是交感和副交感神经二者的总和,而是通过各种反射途径相互影响相互制约,以达到动态平衡。
它主要表现为心率为适应人体需要而呈持续波动。
副交感神经对心率的影响是通过迷走神经释放乙酰胆碱来实现的,而胆碱能受体对这一过程的反映是增加了细胞膜K十浓度,阻滞激活起搏点起搏电流的超极化;交感神经影响心率是靠释放肾上腺素和去甲肾上腺素介导的,β肾上腺素受体激活环磷酸腺苷(cAMP)介导的细胞膜蛋白质磷酸化、L-钙通道电流和起搏电流的增加,最终结果是使本来缓慢的心脏舒张期去极化加速。
在静息条件下迷走神经张力占优势,心动周期变异很大程度上独立依赖迷走神经的调控[3],迷走神经和交感神经活动不断互相影响。
窦房结具有丰富的乙酞胆碱脂酶,能够快速水解乙酰胆碱,所以任何迷走神经冲动对窦房结的影响只是暂时的。
如果副交感神经作用超过交感神经,可能是通过以下两个独立机制实现的:(1)与交感神经冲动相关的去甲肾上腺素发生类胆碱能性下降;(2)对肾上腺素刺激存在一个类胆碱功能的减弱。
1.2病理机制:代谢异常包括神经组织的非酶糖化,肌醇缺乏和山梨醇集聚。
山梨醇代谢途径分布在糖尿病并发症的好发组织,如视网膜、神经组织、肾及其他组织。
DCCT研究证实,高血糖引起醛糖还原酶活性增高,导致多元醇代谢通路激活,大量山梨醇积聚于神经组织和眼、肾,是这些部位慢性并发症发生和发展的共同病理基础之一。
高血糖通过各种途径导致山梨醇增加和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的潜在变化。
蛋白激酶C活跃使血管收缩,供应神经血流下降[4];过氧化一氧化氮产物可以使过氧化亚硝酸盐形成,内皮神经损伤,这一过程是亚硝酸化应激反应所致[5];而免疫因素、神经生长因子的减少[6]、必需脂肪酸减少[7]、糖基化终末产物过早形成均导致内皮神经系统损伤、神经缺氧,使核糖基化的多聚二磷酸腺苷(ADP)形成,三磷酸腺苷(ATP)减少,导致细胞坏死和神经损伤[8]。
2. 糖尿病心血管自主神经病变的临床表现2.1 运动不耐受:CAN患者在运动时心率和血压下降,冠脉输出减少,其原因主要是CAN病人在运动时心脏收缩功能下降,心脏舒张时灌注功能受限,射血分数下降。
2.2 术间心血管不稳定性:糖尿病自主神经功能衰竭时在手术过程中容易发生意外,研究发现CAN患者术中更需要血管升压药的配合,正常血管收缩和心动过速的反射并不能完全补偿麻醉时血管舒张所造成的影响。
一些研究者表明CAN个体在术间存在更严重的低体温[9],低血压[10]。
2.3 体位性低血压(orthostatic hypotension, OH):从卧位至立位时收缩压下降超过20mmHg或舒张压下降超过10mmHg[11],称为体位性低血压。
在正常情况下,由卧位到立位由于重力的影响循环血液重新分配,回心血量减少,使心输出量下降,正常神经系统通过压力感受器传入冲动使心血管交感神经产生代偿的心动过速和周围血管收缩以至于血压保持正常。
而发生CAN时,主要是交感神经血管舒缩传出神经纤维尤其是支配内脏血管的传出神经纤维受损[12],不能适时产生代偿性心动过速及血管收缩,引发体位性低血压。
存在体位性低血压的病人常常表现为轻度头痛、晕厥前综合征(如头昏、虚弱、疲劳、视物模糊、颈痛)然而许多病人虽有明显的血压降低但无临床表现,所以进行CAN的功能试验可以帮助我们尽早区别其它原因的疲劳、头痛并进行干预治疗。
2.4 无痛性心肌缺血和心脏去神经综合征:CAN可能导致周围小动脉痉挛,增加血流阻力;影响血管舒缩导致血管渗透性增加,从而在动脉结构重建中起作用,上述表现发生在冠脉血管时导致CAN患者的心肌缺血发病率增加。
而CAN传入神经的失神经作用,使病人更容易发生无痛性心肌缺血及心肌梗死,导致误诊误治率增高。
Marchant B等[13]观察应用血管造影术及心室造影术测量22名糖尿病患者与30非糖尿病患者均具有相同的心室功能和同等严重的冠状动脉疾病,病人在运动中均表现心肌缺血,而其中16人无疼痛表现,这16人中有10人为糖尿病患者。
在亚组分析中糖尿病病人亚临床自主神经病变与无痛性心肌缺血相关。
如果一个病人在胸部任何部位发作疼痛都应首先考虑心源性的,如果出现无法解释的疲劳、混乱、劳累、水肿、恶心、呕吐、出汗、心律失常、咳嗽、呼吸困难应该警惕无痛性心肌梗塞的可能[14]。
2.5 死亡率增加:自主神经功能衰竭的病人容易发生心肺暂停、对低氧血症的反应下降,对低血糖的认知性减低;病因分析:与大血管病变的危险因素共同存在的CAN使心血管有关的死亡率明显增加。
Gerritsen J等[15]对159例2型糖尿病随访8年亦证明心血管致死率与心脏自主神经病变正相关,其他研究也证明CAN是高危因素。
3. 糖尿病心血管自主神经病变的诊断目前常用的检测糖尿病CAN 的方法包括标准心血管反射试验、心率变异性(HRV)分析、压力反射敏感性(BRS)分析以及影像学方法(核素显像)等,前3项因具有无创性和简便性已大量应用于自主神经病变的检测中,并可用于研究自主神经病变和糖尿病相关因素如肥胖、血糖控制、胰岛素抵抗和颈动脉硬化等的关系,而核素显像因可以提供心脏自主神经支配受损的直接证据而受到重视。
糖尿病CAN目前尚无统一的诊断标准,2005年美国糖尿病协会发表了糖尿病神经病变的专家共识,建议采用多项心血管自主神经功能试验来诊断CAN[16]。
Ewing提出的5种心血管自主神经功能试验[17]是临床上自主功能测试的金标准[1]。
试验内容包括:(1)R-R间距变异(2)Valsalva动作反应指数(3)卧位变立位的心率变化(4)卧立位血压差(5)紧握试验。
以上功能试验敏感性高,特异性强,可重复测试且无创安全,是容易操作的诊断方法。
但是,Valsalva动作禁用于增生性视网膜病变的患者[1],并且试验干扰因素多,难以完全控制。
目前常用综合试验方法来测试心血管自主神经功能,其中只要有一项实验结果异常便预示了早期自主功能障碍[18],心血管反射实验中有2项或2项以上结果异常,便可确诊心血管自主神经病变。
其中Valsalva 试验、深呼吸及立卧位心率变化较敏感,以深呼吸心率变化应用较广泛,特异性80%。
心率变异性分析(HRV)是指窦性心律在一定时间内周期改变的现象,是反映交感神经和迷走神经张力及其平衡的重要指标。
目前国内外研究认为动态心电图(ambulatory electrocardiogram, AECG) 能很好地反映心率昼夜变化的规律,因此用它来记录和分析HRV[19]。
HRV根据分析指标不同主要可分为时域分析(time domain)和频域分析(frequency domain)。
时域分析指标[20]包括:①RR间期标准差(SDNN):规定时间内RR间期的标准差,用于评估心率总体变化的大小,反映了交感神经/副交感神经对心率的复合调节功能[21]。
②均值标准差(SDANN):规定时间内RR间期平均值的标准差,用于评估心率变化中长期慢变化成分。
③RMSSD:全程相邻RR间期之差的平方根,用于评估快变化成分的大小。
④HRV三角指数:RR间期总个数除以RR间期直方图高度,用于评估心率总体变化的大小。
⑤PNN50:相邻RR间期相差>50ms的心搏数占RR间期总心搏数的百分比。
⑥NN50:相邻RR间期相差>50 ms的心搏数。
⑦SDSD:相邻RR间期之差的标准差。
频域分析是对动态心电图所得心电信号经傅利叶法(FFT)转换为频谱图,将频谱分为高频功率(HF)、低频功率(LF)、极低频功率(VLF)、超低频功率(ULF)四种[22]:①总功率(TP):频率范围0.40 Hz,表示24 h内HRV的总和。
②高频功率(HF):频率范围0.15~0.40Hz,反映的是迷走神经调节功能。
③低频功率(LF):频率范围0.04~0.15 Hz,反映的是交感神经与迷走神经的复合调节功能。
④极低频功率(VLF):频率范围0.0033~0.04 Hz,反映的是外周血管舒缩及肾素-血管紧张素系统的活动。
⑤超低频功率(ULF):频率范围≤0.0033 Hz,反映的是人昼夜周期节律和神经内分泌节律的影响。
⑥LF/HF:反映了交感神经与迷走神经的均衡性。
近年来,众多临床研究表明,心率变异性分析是糖尿病心血管自主神经病变的早期预测指标,因此异常的心率变异性可用来诊断心血管自主神经病变[23]。
Cabezas-Cerrato等[24]研究发现心率变异性频域分析(特别是低频功率分析)与心血管反射试验(CRT)相比,能更好的诊断早期阶段的CAN。
Viggiano等[25]在临床研究中发现与健康受试者相比,2型糖尿病患者甚至在无临床心血管自主神经病变症状时,其LF频域分析显示出心率自主调节的异常。
而Howorka等[26]证实,与单一体位试验相比,改进的在直立负重试验中进行短期HRV频谱分析显示了对自主功能障碍评估的敏感性。
压力反射敏感性(BRS)分析是指通过动脉内血压变化引起反射性窦性心率改变的敏感程度,是分析心脏自主神经功能的方法之一[27]。
经典的检测BRS的方法是通过物理或化学的方法强制造成动脉血压升高或降低来观察反射性的心率变化,随着技术的发展,开始利用血压的自发变化来检测BRS,分析指标也分为频域分析和时域分析。
在15分钟仰卧位状态下进行心电图及连续血压测定[28]。
BRS<10 mmHg/ms就被认为是有心血管自主神经病变[29]。
目前有研究显示,糖尿病患者的BRS受损。
Ruiz等[30]研究发现,2型糖尿病患者的BRS时域和频域指标均明显低于非糖尿病者(5.25vs.7.55ms/mmHg,6.87vs.9.01 ms/mmHg,P均<0.001),且BRS时域和频域方法有较强的相关性。