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1、·212·江苏医药2005年3月第31卷第3期JiangsuMedJ,March2005,Vol31,No.3·综述·氧化应激在糖尿病糖代谢中的作用毛晓明刘志民【提要】高血糖引起葡萄糖的有氧氧化、蛋白的非酶糖基化作用加强及脂代谢异常是糖尿病患者体内活性氧化物质(ROS)产生增加主要原因,同时一些抗氧化酶的活性也明显减低,使糖尿病患者体内存在一定程度的氧化应激。氧化应激会使外周组织对胰岛素的敏感性下降,葡萄糖的利用降低;此外,氧化应激还会加剧胰岛β细胞凋亡,胰岛细胞数目减少,降低胰岛素的合成与分泌,使糖代谢异常进一
2、步加剧,因此氧化应激在糖尿病的病理衍变中起重要作用。氧化应激是指体内活性氧化物质(reactiveoxygenspe2烯能结合氧形成超氧自由基,它能进一步吸引氢原子并开始cies,ROS,主要是自由基)的产生和抗氧化防御体系之间失持续的连锁反应,这种反应只有当底物被完全消耗或由能中衡,从而导致组织损伤的一种状态。ROS的形成是机体许断连锁反应的抗氧化剂(如维生素E)作用才能终止。多生化反应过程中不可避免的副产物,在正常情况下机体有二、机体的抗氧化防御体系一系列抗氧化防御体系,抵抗ROS对机体的损害,当ROS在通常
3、情况下体内ROS是机体生化反应的瞬间产物,产生过多或抗氧化防御能力减弱,ROS对组织的损害就会很快被体内的抗氧化防御体系清除,不会在体内蓄积,引起发生。组织和细胞的损害。但当ROS产生过多或/和机体的抗氧近年来,随着对糖尿病及其并发症研究的不断深入,氧化能力下降,ROS引起的氧化应激就会发生,导致组织和细化应激在糖尿病及其并发症发生和发展中的作用逐渐引起胞一系列的损害。体内的抗氧化防御体系主要包括抗氧化人们的重视。本文就氧化应激对糖尿病糖代谢的作用作一酶如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽综
4、述。过氧化物酶(GSH2Px)、谷胱甘肽(GSH)及小分子抗氧化剂一、高血糖介导自由基的主要来源(维生素E、维生素C等)。·22+高血糖可以通过几个不同的途径产生ROS,如细胞内SOD是唯一能清除O2的天然抗氧化酶,以金属Cu2+葡萄糖氧化、蛋白糖基化及糖基化终末产物的形成。及Zn辅基。CAT可直接分解H2O2,GSH2Px催化GSH细胞内葡萄糖有氧氧化生成的NADH通过线粒体电子与H2O2及脂质过氧化物(ROOH)的反应,使GSH生成传递呼吸链(呼吸链)进行氧化磷酸化,为ATP提供能量。GSSG(氧化型谷胱甘肽
5、)和水。研究发现,在糖尿病这些酶[2]在高糖环境中,葡萄糖的氧化增强,当超过呼吸链的处理能的活性明显减低,而且在一些对氧化应激敏感的组织,如力时就会发生单电子传递,线粒体内ROS的产生增加。此胰岛,这些酶的表达较低,更易受到自由基的攻击。维生素外,血管平滑肌和血管内皮细胞还可以通过NADPH(主要E及维生素C是体内重要的小分子抗氧化剂,它们在维持抗是葡萄糖经磷酸戊糖通路氧化产生)氧化产生ROS,但这个氧化酶的活性及对组织和细胞的保护中起重要作用。人们过程依赖于蛋白激酶C(PKC)的激活。通过线粒体电子传发现在糖尿
6、病,其体内维生素E及维生素C水平均明显下[3]递链产生的超氧自由基能引起二酰甘油的合成或磷脂酰胆降。碱的水解,并激活PKC。因此高糖环境能通过葡萄糖的氧三、氧化应激对糖代谢的作用化在多个环节产生ROS,并且各环节相互作用加速ROS的1.氧化应激对胰岛素分泌的作用形成。在糖尿病,糖基化反应是自由基产生的主要途径之一,ROS的另一个来源是蛋白糖基化终未产物(AGEs)形很多组织都受糖基化反应的影响。胰岛β细胞也是糖基化成。AGEs形成过程中伴随着一系列氧化反应,会产生大量反应的靶细胞,AGEs及氧化应激标志物均可在糖
7、尿病实验[1]动物胰岛β细胞内发现。此外,与其它组织相比,一些抗氧的ROS,特别是高糖诱导产生甲基乙二醛的过程。AGEs还能与其特异性的受体(RAGE)相互作用产生ROS。化酶,如SOD、GSH2Px等在胰岛β细胞内的表达很低,因此此外,脂质过氧化也是ROS的重要来源。多不饱合脂胰岛β细胞的抗氧化能力较弱,与其它组织相比,它对ROS肪酸的一个双键会减弱碳氢键连接到碳原子的能力,以碳原更加敏感。子为中心的ROS经过分子的重新排列形成共轭烯基,共轭ROS从以下几个方面影响胰岛β细胞的功能:首先,ROS能影响胰腺十二指
8、肠同源异型盒(pancreasduodenumhomeoboxfactor21,PDX21)基因的表达及其活性。PDX21作者单位:200003上海长征医院内分泌科(第一作者现在南京解放军第四五四医院内分泌科)是一种在胰岛β细胞特异表达转录因子,PDX21在胰岛β细©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrights
