肥胖与2型糖尿病的共同起源:能量过剩引发肝脏胰岛素抵抗
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糖尿病与胰岛素抵抗的关系糖尿病是一种慢性代谢性疾病,胰岛素抵抗是其发展过程中的关键因素。
胰岛素是由胰脏内的β细胞产生的激素,在调节血糖水平方面起着重要作用。
然而,当人体对胰岛素反应减退时,就会引发胰岛素抵抗。
本文将探讨糖尿病与胰岛素抵抗之间的密切关系,并介绍一些预防和治疗胰岛素抵抗的方法。
一、什么是糖尿病和胰岛素抵抗?1.1 糖尿病糖尿病是指血液中血糖浓度长期升高以及与此相关的代谢紊乱状态。
根据其发生机制和临床表现,可以分为两类:类型1和类型2。
类型1主要由自身免疫引起,导致胰岛内β细胞受损或死亡,使得胰岛素分泌减少甚至停止。
类型2则多数情况下由胰岛素抵抗引起,逐渐演变为胰岛素分泌不足。
1.2 胰岛素抵抗胰岛素抵抗是指细胞对于胰岛素的反应降低。
当组织细胞对胰岛素的敏感性下降时,需要更多的胰岛素才能有效摄取葡萄糖并调节血糖水平。
这种现象被称为胰岛素抵抗。
当身体无法产生足够的胰岛素来克服这种抵抗时,就会发生高血糖和糖尿病。
二、糖尿病与胰岛素抵抗之间的关系2.1 胰岛素抵抗是导致2型糖尿病的主要原因2型糖尿病在临床上最常见,约占所有糖尿病患者的90%以上。
其发展过程中,胰岛素正常或稍有增加,但由于组织对胰岛素的敏感性下降,在细胞内不能有效吸收和利用葡萄糖,导致血液中葡萄糖水平上升。
因此,胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要原因。
2.2 胰岛素抵抗与肥胖密切相关多数患有2型糖尿病的人也同时存在肥胖问题。
据研究表明,脂肪组织分泌的细胞因子和激素可以影响身体对胰岛素的反应。
脂肪细胞释放出的脂肪酸、激素和其他物质会引起全身性的低度炎症反应,干扰正常的能量代谢,并导致胰岛素受损。
三、预防和治疗胰岛素抵抗的方法3.1 饮食调控饮食是控制血糖和预防胰岛素抵抗的关键。
建议采用低脂饮食、高纤维饮食和低碳水化合物饮食。
增加蔬菜、水果和全谷类的摄入,限制高能量食物和含有大量添加剂及精制成分的加工食品。
3.2 适度运动运动可以有效改善胰岛素抵抗。
医疗研究揭示饮食习惯对糖病患者的影响现代社会中,糖尿病已成为一种普遍的代谢性疾病。
随着生活方式的改变和饮食结构的调整,糖尿病的发病率也呈现不断上升的趋势。
近年来,医学界进行了大量的研究,以揭示饮食习惯对糖尿病患者的影响。
本文将介绍一些最新的医疗研究结果,探究饮食对糖尿病的影响,并提供一些健康的饮食建议。
一、高糖饮食与糖尿病1.1 高血糖和胰岛素抵抗研究发现,长期高糖饮食会导致血糖水平升高,从而引发胰岛素抵抗。
胰岛素是调节血糖的重要激素,当人体胰岛素敏感性降低时,血糖不能有效地转化为细胞所需的能量,从而出现高血糖症状。
1.2 胰岛素抵抗与糖尿病胰岛素抵抗与糖尿病之间存在密切的关联。
研究表明,胰岛素抵抗是2型糖尿病最常见的发病机制之一。
长期高糖饮食引起的胰岛素抵抗,会导致胰岛素的过度分泌,最终造成胰岛素分泌功能衰竭,从而引发糖尿病。
二、低糖饮食与糖尿病2.1 控制血糖的优势研究发现,低糖饮食可以有效地控制血糖水平,减轻糖尿病患者的症状。
低糖饮食能够减少碳水化合物的摄入,降低血糖的生成,从而减少胰岛素的分泌。
这有助于缓解胰岛素抵抗现象,改善血糖控制。
2.2 促进体重控制低糖饮食还可以促进糖尿病患者的体重控制。
高糖饮食容易导致体重增加,而肥胖又是糖尿病的危险因素之一。
低糖饮食通过降低碳水化合物的摄入,使血糖维持在相对较低的水平,有助于有效控制体重。
三、健康饮食建议3.1 控制糖分的摄入研究建议糖尿病患者要控制糖分的摄入。
这意味着要避免食用糖分含量较高的食品,如糕点、糖果等。
同时,还应该留意食品标签上的糖分含量,选择含糖量较低的食品。
3.2 增加蔬菜和水果的摄入蔬菜和水果富含纤维、维生素和矿物质,能够提供营养且对血糖控制有益。
糖尿病患者应该增加蔬菜和水果的摄入量,以保证充足的营养供给,并帮助维持血糖的稳定。
3.3 多食用全谷物类食品全谷物类食品包含较多的纤维和复合碳水化合物,有助于减少血糖的波动。
糖尿病患者可以选择全麦面包、糙米等食品,以替代传统的加工精细的碳水化合物食品。
项目文章|引起肥胖的“功劳”原来有它一份?!随着生活水平的不断提高,肥胖及相关代谢疾病(如糖尿病等)已成为严重影响全球居民健康的主要慢性疾病,且其患病率呈逐年上升趋势,造成沉重的社会经济负担。
研究能量代谢失衡是导致肥胖发生的主要原因,一旦摄入的能量过剩,超出白色脂肪细胞储存能力,过多的脂类则进入血液循环,导致肝脏、肌肉、胰腺等组织的脂肪异位沉积,最终导致代谢性疾病的发生。
当前肥胖的治疗策略主要是限制能量摄入、减重手术、药物治疗。
然而,生活方式干预长期疗效不理想,主要原因在于大部分患者难以常年遵守减肥饮食和运动。
而减重手术由于需要平衡手术带来的风险因素,目前仅针对的重度肥胖症患者。
减肥药物也因其不良反应严重制约了临床应用和推广。
棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)由于存在解偶联机制可将机体中的能量以热能形式释放以维持体温,其产热量与减少的肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病发病风险密切相关。
近年来,成年人体内存在具有产热活性的BAT这一发现更使得促进能量消耗成为肥胖相关代谢疾病治疗的新靶点。
据报道,化学解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)会导致体重迅速下降。
然而,由于明显的不良反应,DNP已被美国食品和药物管理局(FDA)禁止。
此外,过去几十年中发现的许多产热调节剂,例如靶向G蛋白偶联受体、瞬时受体电位通道和核受体,都不是肥胖的理想药物。
因此,需要进一步研究以鉴定关键的BAT产热的分子调节剂,从而为肥胖症开发安全有效的治疗手段。
A激酶锚定蛋白(AKAPs)是一组结构多样,可结合蛋白激酶(PKA)至特定位置实现相应功能的蛋白。
其中,AKAP1可锚定PKA及其他蛋白质或mRNA到线粒体外膜(OMM),在OMM局部形成信号微区,调控线粒体功能。
有报道指出,肥胖人群皮下脂肪组织中AKAP1表达低于正常人群。
其他研究也表明敲除PKA调节亚基可导致小鼠变瘦。
这些研究暗示AKAP1在脂肪代谢中的潜在作用。
代谢综合征与血脂代谢异常迟家敏【期刊名称】《中国医院用药评价与分析》【年(卷),期】2011(011)005【总页数】2页(P388-389)【作者】迟家敏【作者单位】卫生部北京医院,北京,100730【正文语种】中文【中图分类】R972+.6;R977代谢综合征(MS)起因于肥胖(中心性或内脏型),核心是胰岛素抵抗,由此产生的多种代谢异常成分聚集于同一个体,并以心血管疾病和(或)2型糖尿病为临床特点的一组症候群[1,2];MS 还可增加主动脉瓣钙化发生的风险[3]。
由于地区差异,不同机构的MS定义各不相同,其中2005年国际糖尿病联盟(IDF)代谢综合征全球共识[4]是以中心性肥胖(以腰围为标准)为必要条件,再加血清三酰甘油(TG)>l.7 mmol·L-1(150 mg·dL-1)或已接受治疗、血清高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)在男性<1.03 mmol·L-1(40 mg·dL-1)或女性<1.29 mmol·L-1(50 mg·dL-1)或已接受治疗、血压升高[收缩压≥130 mmHg和(或)舒张压≥85 mmHg]或已诊断高血压并治疗、空腹血糖≥5.6 mmo1·L-1(100 mg·dL-1)或已诊断为2型糖尿病等4项中的任意2项。
中国人群腰围是以男性≥90 cm、女性≥80 cm为中心性肥胖的切点。
1 中心性肥胖是产生IR而导致MS的中心环节热量摄入过多(如高脂肪、酒精等)而热量消耗减少导致能量过剩,使体内产生脂肪增多储存于大网膜和腹腔内导致腹型肥胖;脂肪进一步增多,机体为了容纳不断膨胀的脂肪组织,通过自身稳态调节促使增多的脂肪趋于重新分布并促进其脂解。
以血清TG升高为标志,经过不断脂解产生大量游离脂肪酸(FFA)并向非脂肪组织溢出,其主要流向靶组织是肝脏、肌肉及胰岛并沉积其中,通过酯化合成极低密度脂蛋白(VLDL)。
胰岛素抵抗与糖尿病的关系研究胰岛素抵抗是指身体对胰岛素作用的减弱,导致机体需要更高的胰岛素水平才能维持正常的血糖水平。
胰岛素是由胰腺分泌的一种激素,其作用是使血糖进入肌肉和脂肪细胞,从而降低血糖水平。
如果身体对胰岛素产生抵抗,就需要更高的胰岛素水平才能降低血糖水平,这会导致胰腺过度分泌胰岛素,最终可能导致糖尿病的发生。
糖尿病是一种严重的代谢性疾病,其特征是高血糖水平和胰岛素抵抗。
糖尿病的发病机制非常复杂,其中胰岛素抵抗是一种非常重要的因素。
糖尿病患者的胰岛素水平通常很高,但由于胰岛素抵抗,身体无法充分利用这些胰岛素,导致血糖水平升高。
多种因素可以导致胰岛素抵抗,包括肥胖、缺乏运动、高脂肪饮食以及遗传等。
肥胖是最常见的胰岛素抵抗的原因之一,由于过量的脂肪可以干扰身体对胰岛素的信号通路,导致胰岛素抵抗。
此外,缺乏运动也会降低身体对胰岛素的敏感性,增加胰岛素抵抗的风险。
近年来,许多研究着重探究胰岛素抵抗与糖尿病之间的关系。
研究证实,体内胰岛素水平增加可能在人体中发挥双重特性,既可以促进饮食中的葡萄糖进入肌肉和脂肪细胞,从而降低血糖水平,又可以刺激肝脏将过量的葡萄糖转化为脂肪,导致肥胖和胰岛素抵抗。
由于胰岛素抵抗和糖尿病之间的关系非常密切,因此,许多医生和研究人员认为,降低胰岛素抵抗可能是预防和治疗糖尿病的关键。
最常用的降低胰岛素抵抗的方法之一是增加运动量。
适度的有氧运动可以明显改善身体对胰岛素的敏感性,从而减少胰岛素抵抗的风险。
此外,饮食也是降低胰岛素抵抗的重要因素之一。
在日常饮食中,应减少摄入高糖食物和高脂肪食物,增加蛋白质和纤维素的摄入量,从而降低身体对胰岛素的抵抗。
总之,胰岛素抵抗是糖尿病发生的一个重要因素,降低胰岛素抵抗可以有效预防和治疗糖尿病。
在日常生活中,我们应该注意饮食和运动,尽量降低自身的胰岛素抵抗风险,从而保护身体健康。
李东晓副教授:肥胖与2型糖尿病肥胖和2型糖尿病是当今世界较为流⾏的疾病,严重威胁着公共健康。
两者均伴有胰岛素抵抗,是代谢综合征的重要组成成分,是⼼⾎管疾病发病的⾼危因素。
肥胖定义为过多的脂肪组织堆积的状态,是2型糖尿病发病的重要危险因素之⼀。
肥胖和2型糖尿病之间⼜存在内在的联系,⽬前认为由于肥胖患者体内过多的脂肪组织释放较多的游离脂肪酸、⽢油、炎症因⼦、激素及其他因⼦,参与了胰岛素抵抗的发⽣,同时也会导致胰岛β细胞分泌功能异常,当胰岛素抵抗伴有胰岛β细胞功能障碍时,β细胞分泌的胰岛素不⾜以控制⾎糖达正常⽔平,最终导致糖尿病。
⼀、肥胖和2型糖尿病相关的流⾏病学肥胖和2型糖尿病已成为世界范围内严重威胁⼈类健康的流⾏疾病,其发病呈不断增长趋势。
在流⾏病学上,肥胖与2型糖尿病有⾮常明确的联系。
在美国的⼏项调查结果显⽰:随着BMI的增加,2型糖尿病的发病威胁增加,BMI 30~34.9kg/m2的⼥性糖尿病的发病风险增加20.1倍,超重和肥胖是糖尿病的重要预测因⼦;有报道,体重每增加1 kg,发⽣糖尿病的风险增加4.5%~9%。
⼀项死亡率调查结果显⽰:超过理想体重20%~30%以及40%的肥胖的2型糖尿病患者的死亡率⽐正常体重的2型糖尿病患者⾼2.5~3.3倍和5.2~7.9倍。
根据美国疾病控制中⼼的最新资料显⽰:2型糖尿病的发病率在过去的30年间已经增加了3倍多,这其中主要归因于肥胖的流⾏。
约97%的2型糖尿病患者超重或肥胖。
在中国也是如此,肥胖和糖尿病的发病⼈数逐年增多,并且发病年龄倾向年轻化。
甚⾄⼀些学者提出⼀个新的术语“diabesity”来说明糖尿病(diabetes)和肥胖(obesity)之间内在的联系。
⼆、肥胖和2型糖尿病相关的发病机制肥胖与2型糖尿病均是与胰岛素抵抗相关的两种疾病,但并⾮所有的肥胖伴胰岛素抵抗的个体都会发⽣⾼⾎糖或糖尿病,估计有半数的肥胖患者发展为糖尿病。
这是因为在胰岛素抵抗状态下,胰岛β细胞会代偿性增加胰岛素的分泌,来弥补胰岛素作⽤不⾜,以维持正常的⾎糖⽔平。
肥胖与糖尿病风险的相关性研究在当今社会中,肥胖和糖尿病已经成为一个日益严重的健康问题。
众所周知,肥胖与糖尿病之间存在着一定的相关性。
本文旨在探讨肥胖与糖尿病之间的风险关系,并提供一些预防和管理糖尿病的方法。
第一部分:肥胖与糖尿病的定义与原因肥胖是指人体体重超过正常范围的一种情况,主要是由于能量摄入超过消耗所导致的。
肥胖的原因多种多样,包括不健康的饮食习惯,缺乏运动,基因遗传等。
糖尿病是一种慢性代谢性疾病,其主要特征是血糖水平持续高于正常范围。
糖尿病的原因可以是胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗。
第二部分:肥胖与糖尿病的相关性研究多项研究表明,肥胖和糖尿病之间存在着密切的相关性。
肥胖者患糖尿病的风险要高于非肥胖人群。
据统计,全球约有80%的糖尿病患者为2型糖尿病,而2型糖尿病与肥胖之间的相关性更为显著。
肥胖与糖尿病之间的关系可以通过多种途径解释。
首先,肥胖会导致胰岛素抵抗,使机体对胰岛素的敏感性降低,从而增加患糖尿病的风险。
其次,肥胖会导致炎症反应的增加,进一步损害胰岛素的分泌和作用,加剧糖尿病的发展。
此外,肥胖还与高血压、脂代谢紊乱等其他糖尿病风险因素密切相关。
第三部分:预防和控制糖尿病的有效方法针对肥胖与糖尿病的相关性,预防和控制肥胖对于减少糖尿病的发生至关重要。
以下是一些有效的方法:1. 调整饮食习惯:选择健康、均衡的饮食,减少高糖、高脂肪食物摄入。
增加蔬果、全谷物、蛋白质等营养物质的摄取。
2. 进行适当的体育锻炼:增加身体活动量,坚持进行适度的有氧运动,如散步、跑步、游泳等,有助于消耗多余的能量,控制体重。
3. 减少久坐时间:长时间久坐会导致肌肉松弛、脂肪堆积,增加患糖尿病的风险。
应该避免长时间久坐,适当休息和活动。
4. 定期体检:定期检查血糖、胰岛素水平等指标,及时发现糖尿病的早期征兆,及时进行干预。
第四部分:未来的研究方向虽然已有许多研究表明肥胖与糖尿病之间的相关性,但我们仍然需要进一步深入地了解这种关系的机制和影响因素。
近几十年来,西方化的饮食结构以及城市化生活方式导致我国肥胖与2型糖尿病(T2DM)患病率大幅度上升。
一系列国外大型和长期随访研究表明,T2DM的风险随着体质指数(BMI)的增加而明显增加,女性尤为明显[1-3]。
反之,T2DM患者的肥胖发病率也明显增高。
中国国家糖尿病和代谢性疾病研究组2013年的研究数据表明,与总体人群相比,T2DM人群肥胖的比例呈近2倍的增加[4]。
从这些研究我们看到肥胖人群患T2DM的风险明显增高,T2DM或血糖异常者也更容易产生肥胖,并且二者同样都是心血管事件的高危因素,因此,便引出一个思考:肥胖和T2DM是一个相似的过程,还是有显著差异,两者的发病过程之间有什么联系?一、肥胖与T2DM的共同起源1.降糖治疗悖论:降糖同时增加体重:肥胖与T2DM是否存在明确的因果关系?在实际临床工作中,许多肥胖患者并没有T2DM,T2DM患者中也有体重正常者。
噻唑烷二酮类药物(TZDs)为过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)的强效激动剂,能够提高胰岛素的敏感性而有效地控制血糖。
Kahn等[5]的研究显示:单药治疗情况下,相比于二甲双胍和格列本脲,罗格列酮在4年的时间里可以更好地控制患者的糖化血红蛋白(HbA1c)水平,胰岛素抵抗也明显改善,但同时也显著增加了患者的体重。
Holman等[6]研究表明,不管是双相、餐时还是基础胰岛素都可以很好地控制患者的HbA1c、空腹血糖和餐后血糖等,但同时这三种胰岛素也都不同程度地增加了患者的体重。
通过TZDs和胰岛素等治疗策略的悖论来看,它们在改善血糖控制的同时却加重了肥胖。
另外,Roux-en-Y胃旁路术(RYGB)术后,早期即出现胰岛素抵抗快速显著下降,并且这一改善效应持续到术后1年,但与体重关系不大[7]。
减重手术的代谢获益最初认为是术后体重大幅度下降所致。
但后续研究表明,在RYGB术后1周,胰岛素敏感性在体重下降之前就已有明显改善,并且有趣的是,对照组肥胖患者在限制热量饮食(同RYGB术后低热量流质饮食)后胰岛素敏感性也明显改善,尽管体重无明显变化[8]。
无论是采取低碳水化合物饮食还是低血糖指数饮食,HbA1c的改变均独立于体重的变化[9]。
另一些研究也表明,体重降低可能并非是改善血糖和糖尿病并发症所必须的,尽管体重下降更有助于控制血糖[10]。
这些研究均提示:肥胖和T2DM之间密切相关,但也存在明确的差异,体重改变和血糖控制并不存在严格意义上的一致,二者可能并不存在明确的因果关系。
2.高热量的摄入可能是肥胖与T2DM的共同起源:越来越多的证据表明减重手术可以显著改善甚至治愈T2DM[11]。
减重手术主要通过限制脂肪和碳水化合物的消化和吸收,减少热量摄入,并调节肠道激素水平,从而达到降低体重和改善代谢的目的。
而限制热量摄入可以显著改善T2DM患者β细胞功能,减少肝糖生成,提高肝脏和肌肉对胰岛素的敏感性[10,12]。
快速的能量负平衡可以逆转胰岛β细胞和肝脏胰岛素抵抗。
Lim等[12]给予T2DM患者8周低热量饮食,每周检测其血糖、胰岛素和BMI等指标。
结果显示,限制热量摄入后第1周,患者的空腹血糖和胰岛素抵抗即恢复到正常水平,肝糖生成呈现出与空腹血糖同样的快速下降趋势,而肝脏甘油三酯的含量则呈现出与BMI类似的改善趋势。
随访至第20周时(干预于第8周结束)受试者的体重较干预后增加明显,而其HbA1c维持稳定。
试验中血糖对热量摄入的快速反应以及血糖与BMI改善速率的不一致提示,高热量摄入本身而不是继发的肥胖导致了血糖升高,高热量的摄入可能是肥胖和糖尿病的一个共同起源。
3.肝糖输出量增加是血糖升高的重要原因:肝脏在血糖的调节方面起重要作用,T2DM患者空腹血糖升高和肝糖输出增加密切相关。
Mitrakou等[13]发现,口服葡萄糖后,在正常人对照组中,肝脏的内源性葡萄糖产生率快速降低,而在T2DM患者中,肝脏的内源性葡萄糖产生率并没有显著·综述·肥胖与2型糖尿病的共同起源:能量过剩引发肝脏胰岛素抵抗杨茜邹大进DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-5809.2016.02.012基金项目:国家自然科学基金项目(81170738)作者单位:200433上海,第二军医大学长海医院内分泌科本文要点•超重和肥胖是2型糖尿病的重要致病因素,目前,其共同的确切发病机制尚不十分清楚•肝脏对高能量物质负荷的反应以及肝脏的自我保护机制参与了肥胖与2型糖尿病的发生•高碳水化合物通过诱导胰岛素抵抗保护肝脏免于物质负荷过重,肝脏为了阻止无机磷丧失维持肝内磷酸盐稳态并阻止肝内ATP的消耗及免于糖负荷过重导致肝糖不耐受(肝胰岛素抵抗)•高热量摄入可能是肥胖与2型糖尿病的共同起源的变化,肝糖输出量较正常对照组明显增加,这部分相对增加的葡萄糖是T2DM患者餐后血糖升高的主要原因。
此后,Consoli[14]的实验进一步表明,与正常对照组比较,T2DM 患者肝糖分解无明显差异,但其糖异生作用增强,肝糖输出显著增加,增加的糖异生是T2DM患者肝糖生成增加的主要原因。
另外,长期的正能量平衡可以促进肝脂肪合成,使胰岛素抑制肝糖生成作用减弱,并且还可以使胰岛β细胞周围甘油三酯水平升高,导致胰岛素对葡萄糖反应性降低,使血糖上升。
而高血糖又可以增加基础胰岛素分泌和降低胰岛素对摄入葡萄糖的反应性,结果反过来又促进肝脂肪形成和血糖升高,这样便形成了恶性循环[10]。
那为什么会出现这样的情况呢?Yki-Järvinen[15]的研究显示,非酒精性脂肪肝与胰岛素抵抗显著相关,并且这种相关性独立于BMI。
尽管基因组研究已经发现了几个与肝脏脂肪变性或胰岛素抵抗相关的基因突变,但至今还没有发现与肝脏脂肪变性和胰岛素抵抗都相关的基因突变[16],这说明环境因素很有可能是二者之间关系密切的重要原因。
流行病学以及人体干预学研究表明,无论是在等热量或高热量条件下,高碳水化合物饮食都与肝脂肪变性密切相关[17]。
T2DM和肥胖的发生是肝脏对高能量物质负荷的异常反应吗?那会不会是肝脏的自我保护机制导致了T2DM和肥胖的发生呢?对此,Agius[18]提出了高碳水化合物通过诱导胰岛素抵抗保护肝脏免于物质负荷过重的假说。
二、肝脏的自我保护机制1.高碳水化合物诱导肝脏胰岛素抵抗:高能量物质可以引起肝细胞内糖原储存饱和、脂肪变性,导致磷酸化的葡萄糖中间产物和有毒的脂肪前体积累,并扰乱磷酸盐的平衡。
而磷酸盐对细胞内信号转导、绝大多数的代谢通路和能量守恒至关重要,如糖酵解、胰岛素受体信号、腺苷二磷酸(ADP)/腺苷三磷酸(ATP)等。
碳水化合物反应元件结合蛋白(carbohydrate response element binding protein, ChREBP)和胆固醇调节元件结合蛋白(sterol regulatory element binding protein,SREBP-1c)是调节肝糖和肝脂肪生成的重要转录因子,在维持血糖和血脂的长期稳定方面起重要作用[19]。
ChREBP基因敲除的小鼠正常饮食后6磷酸葡萄糖浓度较对照组显著升高但丙酮酸盐浓度降低,并且肝脏脂肪合成减少,但肝糖原含量增加。
若给予富含果糖和蔗糖饮食,小鼠将不能存活,证实ChREBP在高碳水化合物负荷以及高糖诱导脂肪合成过程中是不可缺少的[20]。
饮食中的葡萄糖和果糖在肝细胞内通过糖酵解形成磷酸化的葡萄糖或果糖。
肝内磷酸化的糖类浓度升高时激活ChREBP进而诱导其靶基因的表达,最重要的是催化肝糖产生的葡萄糖-6-磷酸酯酶(glucose6-phosphatase,G6PC)和阻断肝糖摄取的肝脏葡萄糖激酶(glucokinase,GCK)抑制剂(GCKR),以及脂质合成相关的重要辅酶乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACC)、脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FAS)和硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl CoA desaturase-1,SCD-1)[19,21]。
因此,高糖诱导肝糖产生同时促进脂质合成,后者可以将饮食中的糖转化为甘油三酯储存,但高糖诱导肝脏葡萄糖的产生似乎与人们所认为的反应性机制相矛盾。
ChREBP作为磷酸盐代谢传感器在肝内磷酸化中间产物浓度增加时诱导磷酸化介质G6PC和GCKR的活化以维持肝内磷酸盐动态平衡。
G6PC和GCKR的诱导活化说明肝糖不耐受或胰岛素抵抗,这可能是肝脏抵抗高碳水化合物导致物质负荷过重时的一种自我保护和适应性机制。
另外,胰岛素可以激活SREBP-1c,诱导其靶基因ACC和FAS合成,从而促进肝脂肪形成,同时也可以诱导GCK和抑制G6PC活性[19,21]。
胰岛素通过促进肝糖摄取和抑制肝糖输出来恢复血糖的稳定,相反,高血糖抑制GCK和诱导G6PC是为了维持肝内磷酸化中间产物的稳定。
因此,高碳水化合物饮食通过激活转录因子ChREBP在胰岛素抵抗和肝脂肪变性之间建立了联系。
2.尿酸升高是细胞内无机磷丧失的标志:G6PC和GCKR在阻止6-磷酸葡萄糖的积累方面有重要作用。
肝脏中一些酶受无机磷的变构调节,其中包括腺甘酸脱氨酶。
在ADP向ATP氧化磷酸化过程中,磷酸化中间产物积聚可促进无机磷的丧失,同时激活腺甘酸脱氨酶使腺苷一磷酸(AMP)降解为尿酸,尿酸是细胞内无机磷丧失的敏感指标[21]。
而高血糖诱导G6PC和GCKR基因的活化阻止了磷酸化中间产物的积累,保障了肝内磷酸化中间产物的动态平衡。
在高能量物质负荷下,肝细胞为了自我保护,可通过减少糖酵解来阻止磷酸盐耗竭、糖原超负荷以及脂肪超负荷。
但同时造成肝糖生成增加,脂肪合成增多,导致T2DM和肥胖的发生。
GCKR和G6PC在这个保护机制中的重要性,也可以被以下证据所支持:G6PC基因缺陷导致Ⅰ型糖原贮积症(GSD-Ⅰa)的患者出现空腹血糖过低、严重肝脂肪变性、高脂血症及高尿酸血症等[22]。
此外,低度活化的GCKR变异体,与葡萄糖激酶的亲和力下降,抑制糖酵解的作用也下降,出现肝脂肪变性,血浆甘油三酯、C反应蛋白和肝酶水平升高以及高尿酸血症,但其空腹血糖、空腹胰岛素水平较低以及胰岛素抵抗减弱[16,23-24],部分表型也与肝脏GCK过表达的动物模型相似[25]。
在强化生活方式和饮食干预后,GCKR突变体人群血浆甘油三酯水平明显改善,二甲双胍降低稳态模型胰岛素抵抗(HOMA-IR)的效应也更显著[24]。
当然,若该实验能具体探讨饮食中碳水化合物含量和血糖指数对受试者的影响,将进一步促进我们对GCKR变异与高碳水化合物诱导高脂血症和肝脂肪变性之间关系的理解。
GCKR主要存在于细胞核中,空腹状态下将GCK螯合在细胞核中,抑制其生物活性,进食后GCK可以释放并转入至胞浆中发挥作用。