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肥胖导致糖尿病的分子机制 [复制链接]

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肥胖导致糖尿病的分子机制

肥胖症,即机体脂肪总含量过多或局部含量增多及分布异常,是一种由遗传和环境等因素共同引起、并对健康造成一定影响的慢性代谢性疾病;2型糖尿病(type2diabetesmellitus,T2DM)称为非胰岛素依赖型糖尿病,是一种以胰岛素作用障碍(胰岛素抵抗)而致高血糖为共同特点的内分泌代谢性疾病。

一、肥胖与T2DM的关系

TherelationshipbetweenobesityandT2DM

图1肥胖与2型糖尿病的关系

肥胖与2型糖尿病是常见的内分泌代谢疾病,已成为世界范围的流行病。多项研究结果显示,肥胖尤其是腹型肥胖是2型DM发病的独立危险因素,近年来临床观察90%2型DM病人都有肥胖。许多横向的调查证实在同样人群中,肥胖的发病率与糖尿病的发病率是相关联的。

有报道对名年龄在30~55岁的妇女进行了14年的随访研究,表明BMI在23~25之间的妇女患2型DM的危险是BMI<22的妇女的4倍,BMI>35的人群患2型DM的危险是BMI<22的人群的93.2倍,18岁以后体质量增加7.0~10.9kg的人群患2型DM的危险性增加1倍。综上所述,体质量增加与患2型DM的危险性增加有关。尽管DM的发病机制仍未完全明了,但肯定与遗传和环境因素有关,在环境因素中,最重要的是肥胖。随着BMI和腰围的增加,DM的发病率增加,两者之间呈线性关系。

二、肥胖导致T2DM的分子机制

ObesitycausesthemolecularmechanismsofT2D

肥胖发展为DM的病理学机制尚不完全清楚,目前已证实由于体脂的堆积,造成胰岛素抵抗和高胰岛素血症,肌肉和其他组织对葡萄糖的利用降低,然后发展为糖耐量递减,最后发展为DM。在病理生理学的水平,肥胖与T2DM相关的核心机制是胰岛素抵抗,胰岛素抵抗是肥胖及2型DM的共同基础。

游离脂肪酸(FFA)摄取及氧化的增加也是肥胖发展为DM的重要原因。肥胖时,通过糖-脂肪酸循环,FFA的摄取和氧化物增加可导致糖代谢氧化和非氧化途径缺陷和糖的利用下降。研究发现,FFA不只是单纯地通过葡萄糖-脂肪酸循环与葡萄糖相互竞争,还通过抑制外周组织对葡萄糖的摄取和利用,抑制肌糖原的合成,促进糖异生等影响葡萄糖代谢。在肥胖状态下,脂肪组织中激素敏感性脂肪酶活性增强,导致脂解增加,引起血浆FFA明显增加。胰岛素介导的脂解抑制作用减弱,FFA水平上升,游离FFA大量进入肝脏。肝内高游离FFA氧化增加,抑制肝糖利用,下调胰岛素受体,形成肝胰岛素抵抗。

肝脏高水平的FFA可损害胰岛素的许多功能,使肝糖异生的糖原分解增加,还抑制肝细胞对胰岛素的灭活。同时肌肉高游离FFA氧化增加抑制外周糖氧化,形成外周的胰岛素抵抗。长期高浓度游离FFA对胰岛β细胞有直接的脂*性作用。在肌肉组织,FFA可以使葡萄糖转运蛋白4(glucosetransporter4,GLUT4)易位减少,竞争性抑制葡萄糖摄取,减少胰岛素介导的GLUT4。

FFA可抑制葡萄糖-脂肪酸循环途径中丙酮酸脱氢酶活性而减少葡萄糖氧化,抑制磷酸果糖激酶活性而降低葡萄糖酵解,并使胰岛素介导的肝脏、肌肉等糖代谢器官的葡萄糖摄取和利用降低,同时FFA也可以通过改变胰岛素受体信号抑制胰岛素受体酪氨酸激酶活性,从而抑制胰岛素受体底物-1(insulinreceptorsubstrate1,IRS-1)的表达及其活性,导致胰岛素抵抗(IR)。还有研究证实FFA在一定条件下可促进β细胞分泌胰岛素和刺激肝脏合成VLDL(极低密度脂蛋白)。

因此,在肥胖患者中,随着FFA的氧化和处理增加,脂肪的氧化也增加,FFA氧化的增加伴随着糖氧化和糖储存的减少,使胰岛素介导的抑制糖异生受损,肝和骨骼肌对胰岛素的敏感性下降,胰岛素的活性下降及分泌增多,最终导致胰岛素抵抗和高胰岛素血症,当肥胖患者的β细胞能代偿胰岛素抵抗时可保持正常的血糖水平,如不能代偿胰岛素抵抗时就出现高血糖,发展为DM,最终导致胰岛β细胞功能衰竭,胰岛素分泌减少。

三、肥胖与T2DM的相关讨论

DiscussiononobesityandT2DM

传统观点认为肥胖症合并T2DM是内科疾病,应当采用控制饮食、口服降糖药物等方法进行内科治疗,这些方法在短期内可能取得一定效果,但无法长期维持,而随着外科技术的不断发展,尤其是腹腔镜技术的发展,减重代谢手术逐渐应用于肥胖患者。

肥胖是T2DM发病的重要危险因素,通过建立肥胖基因生物样本库,利用新技术CRISPR/Cas9基因敲除修复治疗肥胖将成为一大热点研究。

目前有关肥胖与T2DM的关系的研究虽然取得了一些进展,但部分关键问题仍未完全阐明,进一步深入探讨肥胖相关炎症在T2DM发病机制中的作用,不仅有助于明确T2DM的病因,也可能为糖尿病的预防和治疗提供新思路。

参考文献

[1]赛米·赛麦提,买买提·依斯热依力,艾克拜尔·艾力.

肥胖与2型糖尿病关系的研究进展[J].中华肥胖与代谢病电子杂志.,6(02):-.

[2]王晓健.肥胖与糖尿病的关系及发病机制的研究进展[J].中国疗养医学.,20(08):-.

[3]邓吉容.唐兰.李革.马贵成.张*.包柄楠.肥胖是发生糖尿病的危险因素[J].重庆医学.,(10):-.

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