您所在的位置:首頁(yè) > 腎內(nèi)科醫(yī)學(xué)進(jìn)展 > 糖尿病腎病發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展
文章來(lái)源:中華腎臟病雜志。在糖尿病人群中糖尿病腎?。―N)發(fā)病率約為20%~40%,是糖尿病的主要并發(fā)癥和死亡原因。近年來(lái)隨著糖尿病患者人數(shù)的快速增長(zhǎng),DN 的發(fā)病率逐年上升,在一些國(guó)家或地區(qū)已經(jīng)成為終末期腎病(ESRD)的首位原因。
DN早期主要的病理改變?yōu)槟I小球肥大,腎小球和腎小管基底膜的增厚及系膜區(qū)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的進(jìn)行性聚積;后期是腎小球、腎小管間質(zhì)纖維化,最終導(dǎo)致蛋白尿和腎衰竭。DN 的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,其確切機(jī)制尚未明確,目前的研究結(jié)果提示代謝紊亂、血流動(dòng)力學(xué)改變、炎性反應(yīng)機(jī)制、細(xì)胞因子、氧化應(yīng)激、遺傳因素、激肽系統(tǒng)及自噬等多種因素參與了DN的發(fā)病?,F(xiàn)將近年來(lái)有關(guān)DN發(fā)病機(jī)制的最新研究成果綜述如下。
一.代謝紊亂
1.糖代謝紊亂:
?、?血糖:高血糖作為DN 最主要的致病因素,在DN發(fā)病的各個(gè)環(huán)節(jié)中起核心作用。近期的研究還表明,2型糖尿病患者波動(dòng)性高血糖與DN發(fā)病相關(guān),且比持續(xù)性高血糖危害更大。波動(dòng)的葡萄糖濃度對(duì)腎小球系膜細(xì)胞的損傷以及促進(jìn)細(xì)胞凋亡方面較恒定葡糖濃度更嚴(yán)重,是導(dǎo)致DN發(fā)生和發(fā)展的原因之一。
糖尿病患者血糖水平、糖化血紅蛋白水平和血糖波動(dòng)指標(biāo)均明顯與氧化應(yīng)激狀態(tài)相關(guān),所以,對(duì)糖尿病患者血糖的管理不僅要注重高血糖的控制,更要避免導(dǎo)致血糖波動(dòng)的因素。
?、?糖基化終末產(chǎn)物的生成:糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)是高糖狀態(tài)下葡萄糖和蛋白質(zhì)、脂類(lèi)及核酸等發(fā)生的一系列非酶性生化反應(yīng)的產(chǎn)物。
李雪竹等研究發(fā)現(xiàn),AGEs 使腎間質(zhì)成纖維細(xì)胞單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP?1)mRNA 表達(dá)增加;上調(diào)G 蛋白耦聯(lián)受體、超氧化物歧化酶和基質(zhì)Gla 蛋白表達(dá),基質(zhì)Gla 蛋白能和細(xì)胞整聯(lián)蛋白相互作用,促進(jìn)基質(zhì)細(xì)胞的變形、遷移和合成ECM;AGEs可下調(diào)核因子κB(NF?κB)抑制因子的表達(dá),從而激活NF?κB,促進(jìn)DN 的進(jìn)展。
AGEs 與人腎小球系膜細(xì)胞(HMCs)共培養(yǎng)產(chǎn)生氧化應(yīng)激,其機(jī)制可能為:下調(diào)二氫葉酸還原酶(DHFR)蛋白水平,影響四氫生物蝶呤(BH4)的生物補(bǔ)救合成途徑,導(dǎo)致BH4 減少?gòu)亩又谼N 中的氧化應(yīng)激;HMCs 中O2-水平、NADPH 氧化酶4(NOX4)均明顯增加,且O2-的水平與NOX4表達(dá)呈正相關(guān),NOX4激活引起氧化應(yīng)激,參與DN的發(fā)生與發(fā)展。
?、?多元醇代謝通路過(guò)度活化:醛糖還原酶(AR)是多元醇代謝通路的限速酶。生理情況下,AR對(duì)葡萄糖的親和力很低,多元醇代謝通路處于抑制狀態(tài)。
高血糖條件下,AR 以及多元醇代謝通路被激活,導(dǎo)致山梨醇蓄積于腎臟。由于細(xì)胞膜對(duì)山梨醇的通透性較差,其氧化生成的果糖又不易代謝,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)山梨醇和果糖聚積,滲透濃度明顯升高,導(dǎo)致細(xì)胞水腫。
此外,醛糖增多致細(xì)胞外基質(zhì)的膠原成分非酶糖基化作用增強(qiáng)、膠原增加、膠原水合增加、細(xì)胞肌醇減少、基底膜增厚,進(jìn)而干擾Na+ ?K+ ?ATP 酶活性,導(dǎo)致細(xì)胞代謝和功能損傷。
細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),AR在腎小球硬化過(guò)程中起一定作用,其基因參與了系膜細(xì)胞中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子βl(TGF?βl)誘導(dǎo)Fibronectin 表達(dá)過(guò)程的調(diào)控,這一過(guò)程可能與蛋白激酶C 信號(hào)通路的活化和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶信號(hào)通路的活化有關(guān)。
AR 還可導(dǎo)致小鼠腎組織纖維化,其中一部分是通過(guò)調(diào)控miR?200a/miR?141 對(duì)Fibronectin 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β2 等促纖維化基因的沉默而實(shí)現(xiàn)的。醛糖還原酶基因缺失可顯著減緩DN的進(jìn)展,抑制醛糖還原酶有助于DN的預(yù)防和治療。
2.脂代謝紊亂:
糖尿病患者除表現(xiàn)為糖代謝紊亂外,還常伴隨脂代謝紊亂,是DN 發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素之一,與慢性腎衰竭病情的進(jìn)展密切相關(guān)。脂代謝紊亂越嚴(yán)重,DN 發(fā)生的概率越高。
DN 患者當(dāng)血脂過(guò)高超過(guò)脂肪組織的儲(chǔ)存和分解代謝能力,可沉積在非脂肪組織,造成該組織或器官的損害。脂質(zhì)在腎小球沉積,可**基底膜細(xì)胞增殖,ECM聚集;滲入腎小球的巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞吞噬脂質(zhì)增多,形成泡沫細(xì)胞,進(jìn)而加重腎小球硬化。
Yokoyama等發(fā)現(xiàn),多不飽和脂肪酸飲食可通過(guò)減少脂質(zhì)在腎臟的沉積,延緩糖尿病腎病的進(jìn)展。血清游離脂肪酸(FFA)的改變可反應(yīng)糖尿病脂代謝紊亂狀況,F(xiàn)FA增高在胰島素抵抗和DN 的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用,DN 患者FFA的變化提示早期腎小球基底膜損傷。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明,高脂血癥可以激活S100A8?TLR4 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,導(dǎo)致DN腎小球損傷。
3.肥胖:
肥胖尤其是腹型肥胖可通過(guò)DN 發(fā)病機(jī)制中的多種途徑,如糖代謝紊亂、脂質(zhì)代謝異常、血壓升高等,導(dǎo)致DN 的發(fā)生發(fā)展,為DN 發(fā)生的***危險(xiǎn)因素之一。
另外,腹部脂肪組織可以分泌一系列的脂肪細(xì)胞因子,其在調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能及維持體內(nèi)能量平衡方面有著重要作用,這些細(xì)胞因子可以單獨(dú)或者相互作用,從而導(dǎo)致肥胖及其相關(guān)腎損傷的發(fā)生。
二.血流動(dòng)力學(xué)改變
1. 血液流變性異常:DN 初期,高血糖使腎內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)出現(xiàn)異常,腎小球高灌注、高壓力、高濾過(guò),腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR)增高。隨著高灌注狀態(tài)的加重,血管壁所受切變力增高,可使內(nèi)皮損傷增生,基底膜增厚,同時(shí)血中**(IGF)、生長(zhǎng)激素(GH)、胰高血糖素等升高,導(dǎo)致局部腎素?血管緊張素系統(tǒng)(RAS)活化、白蛋白尿及PKC、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)等物質(zhì)激活,進(jìn)一步干擾血液流變性。
隨著DN病程進(jìn)展,紅細(xì)胞變形性逐漸下降,聚集性呈現(xiàn)跨越式增高,結(jié)合DN 的病理生理特征,可以認(rèn)為DN 多種發(fā)病機(jī)制在引發(fā)腎損傷的同時(shí),也共同參與了DN血液流變性的演變。
2.高血壓:
高血壓作為一個(gè)***危險(xiǎn)因素,與DN 的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系,它可加重DN 患者的腎功能損害,使GFR進(jìn)行性下降,兩者間形成惡性循環(huán)。
因此,一旦糖尿病合并高血壓,則高血糖和高血壓共同作用于腎臟,引發(fā)血流動(dòng)力學(xué)異常,促進(jìn)DN 的發(fā)生和發(fā)展。研究表明,在血糖水平相同的基礎(chǔ)上,不同血壓水平對(duì)尿白蛋白的排泄量有著顯著影響。
由此可見(jiàn),在臨床治療過(guò)程中,在及時(shí)有效地控制血糖的同時(shí),積極有效地控制血壓也至關(guān)重要。
三.激素作用
1.RAAS 系統(tǒng):
腎素?血管緊張素?醛固酮系統(tǒng)(RAAS)是由腎素、血管緊張素原、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)、血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)、血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、血管緊張素Ⅲ(AngⅢ)、血管緊張素受體1型和2型、醛固酮及醛固酮合成酶等組成。
其中,AngII 是RAAS 的主要活性成分。RAAS直接參與調(diào)節(jié)液體容量、血壓以及對(duì)炎性反應(yīng)和損傷的血管反應(yīng)。DN時(shí)這一系統(tǒng)過(guò)度激活,通過(guò)多種途徑導(dǎo)致腎血管病變及腎間質(zhì)纖維化。
AngII 可以通過(guò)減少足細(xì)胞硫酸肝素蛋白多糖的合成,破壞腎小球基底膜(GBM)陰離子屏障完整性;誘導(dǎo)足細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白的重排;增強(qiáng)胞質(zhì)內(nèi)Ca2+活性,導(dǎo)致足細(xì)胞去極化等,使腎小球通透性增加,介導(dǎo)蛋白尿的產(chǎn)生。
應(yīng)用血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑或血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑除可有效控制高血壓外,均可通過(guò)降低腎小球內(nèi)壓和直接影響GBM 對(duì)大分子的通透性,具有不依賴(lài)于降低全身血壓的減少尿蛋白作用。
2.其他:
除RAAS外,許多激素如生長(zhǎng)激素、甲狀旁腺激素、卵泡抑素等與DN 發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。研究表明,在控制不佳的Ⅰ型糖尿病,GH 高分泌狀態(tài)在DN 早期改變中發(fā)揮作用,腎小球足細(xì)胞是腎臟與DN發(fā)病機(jī)制直接相關(guān)的GH作用靶點(diǎn)。
甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白可能參與了高糖誘導(dǎo)的肥大信號(hào)的產(chǎn)生,在這種情況下,AngII 介導(dǎo)了甲狀旁腺激素相關(guān)蛋白上調(diào),這可能介導(dǎo)了TGF?β1和p27Kip1 的表達(dá)。關(guān)廣聚等[10]研究發(fā)現(xiàn),卵泡抑素及激活素A表達(dá)失衡加速了DN的進(jìn)行性發(fā)展。
四.炎性反應(yīng)
目前DN 也被認(rèn)為是一種由糖脂代謝紊亂引發(fā)的炎性反應(yīng)性疾病。越來(lái)越多的證據(jù)表明,固有免疫反應(yīng)激活與慢性炎性反應(yīng)是DN 的一個(gè)公認(rèn)的發(fā)病因素。炎性分子和細(xì)胞,協(xié)同其他機(jī)制促使炎性反應(yīng)的發(fā)生,是DN持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。
1.炎性細(xì)胞:
?、倬奘杉?xì)胞:在DN的早期,腎臟內(nèi)有巨噬細(xì)胞聚積,并且與腎損害程度呈明顯正相關(guān),表明巨噬細(xì)胞可能在DN的發(fā)病中起促進(jìn)作用。
Nagase等研究發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞表型變化與DN 密切相關(guān),糖尿病腎臟中唾液酸黏附素陽(yáng)性巨噬細(xì)胞增加可能促進(jìn)了DN 的進(jìn)展。
?、诹馨图?xì)胞:研究表明,與健康人及糖尿病患者比較,DN患者外周血T 淋巴細(xì)胞總數(shù)降低,CD4+細(xì)胞增多,CD8+細(xì)胞減少,CD4+/CD8+比值升高,提示機(jī)體T細(xì)胞數(shù)量及功能異常在DN的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著一定的作用。
2.炎性因子:
炎性因子種類(lèi)眾多,與DN 相關(guān)的有C反應(yīng)蛋白(CRP)、NF?κB、腫瘤壞死因子(TNF?α)、白細(xì)胞介素6(IL?6)、白細(xì)胞介素18(IL?18)、MCP?1、細(xì)胞間黏附分子等。
王海燕等發(fā)現(xiàn),DN 患者血清CRP 明顯增高。CRP 可通過(guò)炎性反應(yīng)導(dǎo)致機(jī)體的氧化應(yīng)激直接引起腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷;增強(qiáng)單核細(xì)胞對(duì)腎血管內(nèi)皮的黏附及浸潤(rùn)。在慢性高血糖誘導(dǎo)的腎組織病變過(guò)程中,IL?18 作為一種前炎性因子在糖尿病進(jìn)程中表達(dá)進(jìn)行性增多,激活單核巨噬細(xì)胞,**炎性因子IL?6等的表達(dá)和釋放,增強(qiáng)局部炎性反應(yīng),通過(guò)多種途徑加速ECM 的沉積,加重DN的腎損傷。
五.細(xì)胞因子
1.轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β:
在哺乳動(dòng)物,TGF?β有3種異構(gòu)體中,TGF?β1、TGF?β2 和TGF?β3,TGF?β在DN 患者的腎小球硬化、間質(zhì)纖維化和細(xì)胞外基質(zhì)堆積中起著核心作用,是DN發(fā)病機(jī)制中最重要的細(xì)胞因子。
研究表明,糖尿病患者腎小球系膜細(xì)胞及近端腎小管上皮細(xì)胞的TGF?β的表達(dá)及活性都增加。TGF?β通過(guò)TGF?β?絲裂原活化蛋白激酶38(P38MAPK)、TGF?β1?Smads、Wnt、Notch 等多種信號(hào)通路參與DN 的發(fā)生發(fā)展;TGF?β**使瞬時(shí)受體電位陽(yáng)離子通道蛋白6(TRPC6)表達(dá)下調(diào),可加速腎小球纖維化的發(fā)展。TGF?β還可誘導(dǎo)腎小管上皮?間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),這些轉(zhuǎn)化而來(lái)的間充質(zhì)細(xì)胞可表達(dá)成纖維細(xì)胞特異蛋白1,進(jìn)而加重細(xì)胞外基質(zhì)沉積,最終引發(fā)腎間質(zhì)纖維化。
2.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子:
又稱(chēng)血管通透因子,通過(guò)改變內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、增加腎小球毛細(xì)血管通透性、促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)合成及腎臟肥大等機(jī)制參與DN 發(fā)生和發(fā)展。
研究發(fā)現(xiàn),高血糖、機(jī)械張力、血管緊張素Ⅱ、TGF?β及氧化應(yīng)激等均能導(dǎo)致腎小球系膜細(xì)胞表達(dá)VEGF增加。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,在糖尿病大鼠的腎臟中,VEGF 及其受體mRNA 的表達(dá)明顯增多,表明VEGF 可能促進(jìn)了DN 早期腎小球?qū)Π椎鞍淄ㄍ感缘脑黾印?/p>
3.結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF):
CTGF 為致纖維化因子,研究顯示其可在糖尿病腎臟系膜細(xì)胞、足細(xì)胞、腎間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)增加。CTGF可誘導(dǎo)人系膜細(xì)胞細(xì)胞周期素依賴(lài)激酶抑制劑的合成,從而阻止細(xì)胞周期由G1 期進(jìn)入S期。
當(dāng)細(xì)胞周期停滯在G1期,即可發(fā)生細(xì)胞肥大,導(dǎo)致DN 腎臟肥大。CTGF 不僅促進(jìn)ECM 合成的增加和沉積,而且還影響ECM的降解,參與腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化的進(jìn)展。綜上所述,CTGF通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂,調(diào)節(jié)ECM的合成與降解,調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的限制點(diǎn)等環(huán)節(jié)參與DN的發(fā)生和發(fā)展。
4.**:
IGF?1 主要促進(jìn)腸和腎臟的生長(zhǎng),但此種作用有時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的作用。當(dāng)腎小球受到高血糖環(huán)境損傷后,IGF?1以自分泌方式在腎臟中合成增加,對(duì)這一損傷進(jìn)行修復(fù)。
IGF?1在高糖環(huán)境下顯著增加系膜細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取,促進(jìn)系膜細(xì)胞的增殖,同時(shí)導(dǎo)致腎小球?yàn)V過(guò)率和腎小球血漿流量增加,并引起腎臟肥大,進(jìn)一步加重了DN 早期的腎小球內(nèi)高灌注、高壓力、高濾過(guò)現(xiàn)象,誘發(fā)并促進(jìn)腎臟損傷。
5.成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(FGF2):
FGF2是一種具有顯著促增殖、促分化作用的細(xì)胞因子,其生物學(xué)功能的發(fā)揮由纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(FGFR)介導(dǎo)完成,F(xiàn)GF2?FGFR信號(hào)通路在多種組織細(xì)胞向成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化過(guò)程中都發(fā)揮了重要作用。
由于腎小管上皮細(xì)胞能夠生成FGF2,同時(shí)其細(xì)胞表面又廣泛存在FGFR,許多研究證實(shí)FGF2?FGFR信號(hào)通路在腎小管上皮細(xì)胞EMT中也扮演著重要角色[24]。FGF2 抑制劑Klotho 對(duì)FGF2 誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞EMT的抑制作用可能正是通過(guò)調(diào)控FGF2?FGFR信號(hào)通路的活性而實(shí)現(xiàn)的。
六.蛋白激酶
1.蛋白激酶C(PKC):
蛋白激酶C 在機(jī)體的細(xì)胞、組織和器官中分布廣泛,其中PKCα、PKCβⅠ是PKC 家族中經(jīng)典型PKC的亞型,參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡、血管生成等多種信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程。
血流動(dòng)力學(xué)變化、糖代謝異常對(duì)早期DN 的發(fā)生非常重要,兩者都可以誘導(dǎo)PKC 的表達(dá)。早期DN腎血流動(dòng)力學(xué)改變,系膜細(xì)胞受牽拉增加PKCβⅠ表達(dá),PKCβⅠ產(chǎn)生增多后促進(jìn)TGF?β1 表達(dá),導(dǎo)致腎小球纖維化及腎臟體積增大。
高糖環(huán)境首先促進(jìn)腎小管AngⅡ的表達(dá),然后通過(guò)激活PKCα而促進(jìn)VEGF分泌,而過(guò)度分泌的VEGF作用于內(nèi)皮細(xì)胞改變腎小球血管通透性,加速腎小球損傷,導(dǎo)致蛋白尿產(chǎn)生。
研究表明,PKC?β抑制劑LY333531 能通過(guò)抑制糖尿病腎臟NADPH 氧化酶的活化與表達(dá),及促進(jìn)Cu?SOD、Zn?SOD 的表達(dá)而恢復(fù)SOD 活性,以減少早期糖尿病腎臟的氧化損傷,從而發(fā)揮其保護(hù)腎臟作用。
2.Akt:
Akt又稱(chēng)蛋白激酶B(PKB),是一種絲氨酸、蘇氨酸蛋白激酶,在細(xì)胞存活和凋亡中起重要作用。Akt在DN大鼠腎組織高表達(dá),且通過(guò)調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP?9)及組織金屬蛋白酶抑制物1(TIMP?1)表達(dá)的變化,使得MMP?9/TIMP?1平衡紊亂,ECM降解受到抑制,從而促進(jìn)了DN的發(fā)生。
研究表明,DN時(shí)高糖誘導(dǎo)Akt表達(dá)增加,一方面經(jīng)Akt?糖原合成酶激酶3β(GSK?3β)途徑使腎小管上皮細(xì)胞Snail1蛋白水平上調(diào),另一方面Akt使TGF?β1表達(dá)增加,兩方面同時(shí)加速腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化過(guò)程,導(dǎo)致腎纖維化,從而促進(jìn)了DN的進(jìn)展。
3.絲裂原活化蛋白激酶38(p38MAPK):
在各種**作用下,p38MAPK 的酪氨酸及蘇氨酸殘基發(fā)生雙磷酸化激活,而后p38MAPK 由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核而發(fā)揮效應(yīng)。研究表明,在糖尿病患者腎組織中磷酸化p38MAPK 表達(dá)明顯升高。
在高糖**下,p38MAPK 信號(hào)通路介導(dǎo)腎組織TGFβ1的表達(dá)增加,骨形成蛋白7 (BMP?7)表達(dá)下調(diào)、MMP?9、TIMP?1 mRNA 表達(dá)改變,共同加速DN 腎纖維化進(jìn)程,參與DN的進(jìn)展。
4.雷帕霉素靶蛋白(mTOR):
mTOR是一種絲氨酸、蘇氨酸激酶,是DN發(fā)病機(jī)制方面的一個(gè)關(guān)鍵因素,是細(xì)胞生長(zhǎng)、肥大信號(hào)通路、胰島素信號(hào)通路、炎性反應(yīng)通路中一個(gè)重要的效應(yīng)蛋白。
其中,小管硬化復(fù)合物(TSC)?mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路過(guò)度活化在糖尿病肥胖、胰島B 細(xì)胞功能衰竭、胰島素抵抗及DN發(fā)生發(fā)展中起重要作用。
雷帕霉素與細(xì)胞FK506結(jié)合蛋白特異性結(jié)合后阻斷mTOR,減輕DN大鼠尿蛋白,保護(hù)及修復(fù)DN大鼠足細(xì)胞病變,且療效與劑量呈正相關(guān)。
七.氧化應(yīng)激
1.活性氧集簇(ROS):
DN的發(fā)生和發(fā)展與氧化應(yīng)激密切相關(guān),ROS 是有氧代謝的活性產(chǎn)物,主要由線(xiàn)粒體產(chǎn)生,介導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)。
高糖誘導(dǎo)產(chǎn)生過(guò)多的ROS,超過(guò)了機(jī)體對(duì)其的清除能力,導(dǎo)致糖尿病患者氧化應(yīng)激增強(qiáng)。超氧化物歧化酶(SOD)在體內(nèi)自由基的清除和抗氧化機(jī)制中發(fā)揮重要作用,Kamel等研究表明,1型糖尿病受試者SOD1 等位基因變異與DN 的流行相關(guān),并伴隨微量白蛋白尿的發(fā)生和腎小球?yàn)V過(guò)率的下降。
2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS):
缺氧、缺血、Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡、錯(cuò)誤折疊蛋白的積聚等都可干擾內(nèi)質(zhì)網(wǎng)正常生理功能,這種亞細(xì)胞器病理狀態(tài)稱(chēng)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。ERS 所導(dǎo)致的糖尿病腎損害過(guò)程中,ERS 被誘導(dǎo)并可能通過(guò)激活凋亡途徑Caspase-12,激活轉(zhuǎn)錄因子GADDl53、CHOP,引起腎臟細(xì)胞丟失過(guò)多,在DN的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。
3.線(xiàn)粒體損傷:
在高糖誘導(dǎo)下,腎臟細(xì)胞發(fā)生線(xiàn)粒體損傷,其介導(dǎo)的細(xì)胞損傷及凋亡等與DN的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)。研究表明,高糖可誘導(dǎo)線(xiàn)粒體形態(tài)發(fā)生動(dòng)力學(xué)改變以及細(xì)胞氧化損傷,可引起腎小管的萎縮和損傷,進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞凋亡,促進(jìn)DN 的發(fā)生發(fā)展。在高糖誘導(dǎo)下,線(xiàn)粒體ROS 積聚對(duì)腎小球系膜細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞及足細(xì)胞等均造成氧化損傷,引起腎小球的纖維化,并最終導(dǎo)致腎小球硬化。
八.遺傳因素
DN 是一種多基因遺傳病,具有確定的遺傳傾向,有很明顯的種族差異及家族聚集性,且DN并不發(fā)生于所有的糖尿病患者。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的全基因組連鎖分析表明染色體3q、6p、7p、7q、10q、18q、19q 和22q 與DN 顯著連鎖。
Wessman等首次發(fā)現(xiàn)染色體22q11與Ⅰ型糖尿病腎病存在顯著性連鎖。Mooyaart 等[34]發(fā)現(xiàn)16 個(gè)基因(含21個(gè)變異位點(diǎn))與DN發(fā)病有顯著關(guān)聯(lián)。
這些基因及位點(diǎn)主要包括:參與RAAS 的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)基因(rs179975)、血管緊張素受體1(AGTR1)基因(rs5186))、血管緊張素原(AGT)基因(rs699);參與糖代謝多元醇通路的醛糖還原酶1B1(AKR1B1)基因(CA 重復(fù)和rs759853);參與脂代謝通路的載脂蛋白C1(POC1)基因(rs4420638)和載脂蛋白E(APOE)基因(E2、E3 和E4);參與炎癥反應(yīng)的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGFA)基因(rs833061);**(EPO)基因(rs1617640)和CC 亞族趨化因子5(CCR5)基因(rs1799987);參與氧化應(yīng)激反應(yīng)的過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPARG)基因(rs1801282)、結(jié)合珠蛋白(HP)基因(1/2)UNCI3B 基因(rs13293564)和一氧化氮合酶3(NOS3)基因(rs31388808 和rs2070744)。其中,ACE基因與DN的關(guān)聯(lián)研究最多,也最深入。
九.自噬
細(xì)胞中溶酶體蛋白的降解途徑包括自噬途徑和蛋白酶體途徑,其中自噬在清除過(guò)度表達(dá)或已損害的蛋白,維持細(xì)胞的完整性和細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)起著極其重要的作用。
DN時(shí)蛋白質(zhì)降解途徑,尤其是自噬途徑明顯下調(diào),同時(shí)腎臟細(xì)胞凋亡增多,細(xì)胞自噬對(duì)凋亡細(xì)胞及其產(chǎn)物的清除不足,引起損傷蛋白在腎組織的積聚, 導(dǎo)致組織損傷和炎性反應(yīng),介導(dǎo)了DN的發(fā)生發(fā)展。
總之,引起DN的原因是多方面的,包括代謝紊亂、血流動(dòng)力學(xué)異常、炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激等多種因素,涉及許多信號(hào)傳導(dǎo)通路。他們通過(guò)各自作用以及相互交叉作用共同導(dǎo)致DN的發(fā)生和發(fā)展。
近期眾多學(xué)者對(duì)DN發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了大量研究,主要集中在代謝因素、炎性反應(yīng)、細(xì)胞因子和蛋白激酶方面。我們認(rèn)為,對(duì)于DN發(fā)病機(jī)制的研究,在遺傳因素、環(huán)境因素以及精神心理因素方面有著廣闊的前景,必將成為研究的熱點(diǎn)。對(duì)DN發(fā)病機(jī)制的進(jìn)一步深入研究,將對(duì)尋找本病有效的防止方法具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
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