1、1,二十年研究与思考,胰岛素对血管损伤作用研究进展,王旭开 ,-,2,胰岛素、糖尿病、大血管病变的现状与问题 高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据 高胰岛素对血管损伤的实验室证据 总结,内 容,3,胰岛素的历程,胰岛素调节血糖的基本作用被发现已经历了85年,近20余年的成就主要是发现了INS在细胞内的传导信号途径，以及信号传导受损后细胞代谢和功能的改变，糖毒性、脂毒性、炎症介质对内皮功能和VSMC的性状影响。解释IR和MS相关性疾病的关系和可能的临床干预,4,胰岛素抵抗,遗传性的与获得性的影响,5,基础状态: 血糖3.8-6.1mmol/L，分泌1u/1h 高血糖时: 血糖6.1mmol/L，
2、分泌5u/1h 正常人胰岛素基础24u+餐后15u（30u）40u（50u） 低血糖时:1.67 mmol/L，停止分泌内源胰岛素40%-50%在肝脏代谢分解 半寿期: 内源胰岛素5min 静脉注射外源胰岛素20min,胰岛素的需求,6,在体和离体高胰岛素血症的定量,INS与INS-C肽的关系 INS受体的部位、质量、病变 在体临床INS量的估计 离体INS量,7,在体临床胰岛素量的估计,“高胰岛素血症” 在学术文献中的解释 高胰岛素血症是指空腹胰岛素（FINS）大于总体样本均值2S; 测定及统计方法胰岛素测定用放射免疫法 高胰岛素血症的定义空腹胰岛素85 pmolL,8,离体胰岛素量,胰岛素
3、引起剂量依赖性的TDR incorporation(150% 增生超过基线）100 nM 12 10100 nM 胰岛素可以诱导细胞增殖,Am J Physiol Cell Physiol 275:42-49, 1998,9,糖尿病的流行病学,20年来中国发病率增加3倍;城市上升40%(2008,68ADA,旧金山) 全世界3.1亿DM,中国有5000万 糖尿病死亡中有75%合并有冠心病,10,DM与CAD关系的证据,11,Libby P, et al. Circulation 2002;106:276063.,糖尿病并发心血管疾病的机制-1,12,Schnell O, et al. Klin
4、ikarzt 2000;2:29.,糖尿病并发心血管疾病的机制-2,13,DM与胰岛素供应的关系,14,心脏的并发症,15,A,B,B,A,重度狭窄伴不稳定病变,粥样斑块,管腔,A,16,高血糖 OR 高胰岛素血症,大血管病变及微血管病变是影响糖尿病患者丧残率的主要并发症 在IGR阶段,大血管病变的发病危险已经显著增加 IGR既是糖尿病发病的危险因素,也是大血管病变发病的危险因素,17,Muniyappa, R. et al. Endocr Rev 2007;28:463-491,胰岛素的心血管靶器官和作用,18,糖尿病的心血管致病性,糖毒性 脂毒性 INS诱导的炎症介质毒性,19,糖毒性的证
5、据,FPG与PCI术后冠脉再狭窄关系:301,5年,老年,269例 4组:7 结论:5.6以上组再狭窄和心脏事件显著增加;生存率显著降低苏海燕,中华心血管病杂志;2008,36(8):710-713,20,脂毒性的证据,糖尿病心肌病: 心肌间质纤维化和冠脉微血管病变; 正常:FFA 应激:GLU 胰抵抗:FFA以甘油三脂储存心肌细胞中, 心肌舒张功能下降,心力衰竭中华高血压杂志,2008,16(6):488,21,胰岛素诱导的炎症介质毒性 -诱导血管损伤,血管疾病是2型糖尿病患者最主要的死亡原因 针对血糖的治疗对于糖尿病大血管病变的减少并不令人满意 在接受介入治疗的患者中，和非糖尿病相比，糖尿
6、病患者有着更高的再狭窄率,22,内 容,胰岛素、糖尿病、大血管病变的关系 高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据 高胰岛素对血管损伤的实验室证据 总结,23,高胰岛素对血管损伤的临床证据,医源性高胰岛素血症常见于使用大剂量外源性胰岛素，以获得接近正常血糖浓度的糖尿病患者，尤以2型糖尿病伴肥胖、胰岛素用量偏大者常见。,24,使用胰岛素治疗的中年2型糖尿病并伴发冠脉事件的患者； 血清胰岛素和肽测量,血清胰岛素和肽测量为自变量； 均行冠状动脉造影检查。分别以病变冠状动脉记分和病变冠状动脉支数为因变量； 进行单元直线相关分析和多元逐步回归分析。,设 计,25,观察对象,2000年6月至2007年8月住我院
7、心血管内科的有明确2型糖尿病诊断，并连续使用胰岛素治疗在三年以上的2型糖尿病患者有或无合并急性心脏事件患者,共为85例3454岁(平均44岁), 男女不限，无高血压史，有血脂异常，主要以甘油三酯增高为主。,26,冠脉造影检查,27,结 果,胰岛素使用量与冠脉事件病例数的比较,28,冠脉病变程度与胰岛素用量相关分析,29,伴发冠脉事件组血清胰岛素水平显著高于对照组，该组病人日均胰岛素用量多数在30 IU以上。冠脉事件组胰岛素及C肽与病变冠状动脉记分呈显著正相关，病变冠状动脉支数与血清胰岛素和肽呈正相关，并有浓度递增关系。逐步回归分析显示血清胰岛素和肽与冠状动脉病变程度独立相关。冠状动脉病变程度与
8、胰岛素及C肽呈正相关。血清胰岛素和肽与冠状动脉病变程度独立相关。,结 果,30,CAG病例: 对照组,31,CAG病例:胰岛素组,32,采用冠脉病变记分、病变冠脉支数两种方法评定冠脉病变程度,并与3个胰岛素敏感性指标作回归相关分析； 病变冠脉支数与胰岛素敏感性指标作回归相关分析的相关性最大,其次为冠脉病变记分； 提示冠脉病变程度和范围的指标可靠,与胰岛素及C肽的相关性越好；,结 论,33,胰岛素C肽越高, 则冠脉病变程度越严重,这不但体现在冠脉病变的狭窄程度上，还体现在病变的个数或范围上； 这提示胰岛素在血中的浓度增高，不仅与冠脉狭窄相关联，更重要的是与动脉粥样硬化的发生和发展相关联； 医源性
9、胰岛素的剂量对2型糖尿病合并冠状动脉事件的病理生理急性改变存在显著的相关关系。,结 论,34,内 容,胰岛素、糖尿病、大血管病变的关系 高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据 高胰岛素对血管损伤的实验室证据 总结,35,insulin insulin receptorRAS IRS-1和IRS-2RAFMEEK PI3KPAPKVSMC growth NO分泌增加migration 糖摄入增加,高胰岛素对血管损伤的实验室证据,36,Muniyappa, R. et al. Endocr Rev 2007;28:463-491,General features of insulin signal t
10、ransduction pathways,37,一、胰岛素对血管平滑肌细胞作用,高胰岛素血症可促进VSMC发生表型转变，合成表型的VSMC中常见有脂滴和髓样结构，收缩功能降低而分泌功能亢进。合成型VSMC内酸性胆固醇酶活性较收缩型低。导致胆固醇及其脂在胞质内积聚，更易形成肌源性泡沫细胞VSMC增殖、迁移是原发性高血压、动脉粥样硬化的特征性变化。体内与体外实验均证实高浓度胰岛素可通过多种途径发挥其其致丝分裂作用，促进平滑肌细胞DNA的合成，刺激平滑肌细胞的增殖和迁移,38,胰岛素-蛋白激酶调控血管平滑肌细胞增殖,胰岛素作用下PKC亚型改变与细胞增殖的关系人VSMC细胞中主要有PCK、PCK、PC
11、K三种亚型，发现63%分布在胞浆中； 人VSMC细胞PKC总量随着PMA、胰岛素浓度的增加而增加，人VSMC细胞数也随着PMA、胰岛素的浓度增加而增加； PKC、PKC亚型在PMA、胰岛素干预后向核内区域转移。人VSMC细胞中以PKC、三型含量较多，其中PKC、PKC有转位现象。,（1993-2007 年国家自然科学基金资助项目）,39,将PKC阻断后细胞内MAPK活性明显降低。证实胰岛素对血管平滑肌细胞增殖除IP3途径外还存在有PKCMAPK通路。胰岛素PKCMAPK可通过对细胞内原癌基因的表达血管平滑肌细胞增高而引起增殖。,胰岛素对血管平滑肌细胞增殖除IP3途径 外还存在有PKCMAPK通
12、路,40,10nM胰岛素可导致培养的大鼠血管平滑肌细胞增殖，基因芯片检测发现是多基因共同的作用，而不是单一或几个基因作用的结果,胰岛素导致血管平滑肌细胞内 相关生长因子群表达升高,41,大鼠VSMC在胰岛素干预前后细胞蛋白二维电泳图 谱，也显示胰岛素引起血管平滑肌细胞增殖及表型转换也是多种蛋白表达差异共同作用的结果，与基因芯片的结果相符,pI 3-10,SDS-PAGE,42,43,胰岛素介导的VSMC增殖的分子机制 ？,探讨基因外的改变对胰岛素介导的VSMC异常增殖相关基因表达的调控机制,44,胰岛素,MAPK,组蛋白乙酰化/去乙酰化,VSMC异常增殖,？,作用方式,VSMC增殖相关基因表达
13、,基因表达变化,？,45,PD98059阻断MAPK活性,TSA阻断组蛋白去乙酰化,胰岛素干预,组蛋白乙酰化水平 相关基因及蛋白表达,MAPK表达及酶活性 相关基因及蛋白表达,胰岛素干预,研究内容,46,乙酰化H3,GAPDH,胰岛素作用VSMCs后，细胞内组蛋白乙酰化水平的免疫印迹结果 1:对照 2. 胰岛素组 3: pGCsilencerU6 MAPK siRNA2胰岛素 4.PD59098胰岛素,组蛋白乙酰化H3表达水平与MAPK间的关系,1 2 3 4,47,组蛋白乙酰化的水平与MAPK基因启动子区的关系,MAPK被抑制后（PD98059和siRNA作用VSMC后，再用100nM胰岛素
14、作用VSMCs，用CHIP（免疫共沉淀）法检测MAPK启动子区域的变化,结果显示其启动子区PCR产物是降低的（与对照比),48,组蛋白去乙酰化阻断后MAPK的表达,pMAPK(UD),49,胰岛素干预后VSMCs SM-的表达明显降低,50,二、胰岛素对血管内皮细胞的作用,在动物实验中生理或低浓度胰岛素(0. 11 nmol/L)可以促进EPCs的增殖和NO分泌,延缓EPCs衰老, 而10 nmol/L胰岛素对于EPCs增殖仅有较弱的促进,对于衰老和NO分泌无明显影响。 而Schatteman等发现1 2 mol/L 胰岛素可以抑制EPCs增殖,提示胰岛素对EPCs也有双相作用,但其作用机制尚
15、不清楚。（Curr Diab Rep 2003; 3:279288）,51,高胰岛素血症是冠心病独立的危险因素最主要是胰岛素对内皮细胞的双相作用生理浓度促NO合成和释放,发挥抗动脉粥样硬化作用 高浓度时损害内皮,表现致动脉粥样硬化作用。（Curr Diab Rep 2003; 3:279288.）,胰岛素对内皮的双向作用,52,磷酸化Akt可以导致内皮一氧化氮合酶( eNOS)磷酸化,使eNOS 酶活性增强,从而增加NO释放, 所以在生理浓度下胰岛素有益于EPCs功能改善。 而在胰岛素抵抗时，高浓度胰岛素使IRS/PI3K/Akt通路受阻，高浓度胰岛素对EPCs的损伤作用可能是胰岛素抵抗致动脉
16、粥样硬化的机制之一。Nat Rev Mol Cell Biol 2006; 7:8596； J Biol Chem 2003; 278:3082130827； J Biol Chem 2002; 277:17941799,胰岛素可通过胰岛素受体底物 ( IRS)PI3K/Akt途径发挥双相作用,53,Muniyappa, R. et al. Endocr Rev 2007;28:463-491,Shared and interacting mechanisms of glucotoxicity, lipotoxicity, and inflammation underlie reciproca
17、l relationships between insulin resistance and endothelial dysfunction that contribute to linkage between metabolic and cardiovascular diseases,54,胰岛素、糖尿病、大血管病变的关系 高胰岛素血症致大血管损伤的临床证据 高胰岛素对血管损伤的实验室证据 总结,内 容,55,体内和离体研究均表明高浓度胰岛素对血管 具有直接、或间接的损伤作用，临床医生在关注胰岛素治疗效果的同时更应 对其所造成的血管损害作用引起足够的重视，临床治疗中增强胰岛素的敏感性、合理使用 胰岛素纠正高胰岛素血症对于减缓心血管系 统疾病的发生和发展有着积极意义。,临床总结,56,胰岛素的血管舒张（NO依赖型）和血管收缩（ET-1）的平衡是分别由PI3K和MAPK来完成 IR状态是由于PI3K被减弱和MAPK被强化所致遗传学和临床试验证实上述结论药物干预和生活方式的改变可以使上述平衡恢复。,研究总结,57,评价IR合理控制INS 综合评价危险因素,还在讨论,我们盯着葡萄糖还是胰岛素,58,谢谢,
