论晚期糖基化终产物与糖尿病血管病变

时间:2020-10-06 13:28:22 药学毕业论文 我要投稿

论晚期糖基化终产物与糖尿病血管病变

摘要: 糖尿病患者晚期糖基化终产物显著增加,晚期糖基化终产物可能通过对细胞外基质、血管内皮细胞、血管壁的作用,及其受体途径产生微血管损害,从而在糖尿病慢性并发症的发生发展中发挥重要作用。

关键词: 糖尿病;晚期糖基化终产物;非酶糖基化;微血管;并发症

研究发现,糖尿病患者晚期糖基化终产物(advanced glyclation end-products, AGEs)显著增加,这与持续高血糖症紧密相关,AGEs促进糖尿病血管病变的形成,在糖尿病及其慢性并发症的发生与发展中发挥重要作用。现结合有关文献,对AGEs与糖尿病血管病变的研究现状及进展予以综述。
1 AGEs的形成
体内蛋白质发生的糖基化反应分为两类:一类是酶催化的缩合反应,以细胞质内质网为反应场所,如蛋白质翻译后的糖基化修饰;另一类是非酶(催化的)糖基化反应。
非酶糖基化反应是在生理条件下,体内富含醛基的葡萄糖、果糖及葡萄糖 6-磷酸酮糖与富含氨基的多种氨基酸、多肽和蛋白质分子发生缩合反应,生成不稳定的薛夫碱(Shiff bases),薛夫碱则可发生分子内的重排而生成较为稳定的阿马多里(Amadori)重排产物。上述两步反应均为可逆性反应,生成的产物称为早期糖基化产物。此后该产物缓慢地经过一系列脱水、氧化及化学重排,产生高度活性的羰基化合物,如3-脱氧葡萄糖酮醛(3-deoxyglucosone, 3-DG),进而与蛋白质的自由氨基起反应,凝聚形成不可逆的终末产物,称之为晚期糖基化终产物(AGEs)。
依据AGEs的生成途径和特性,可将AGEs分成2种:一种类似于咪唑衍生物,可能是由2个Amadori产物缩合形成的,为棕褐色,具有蛋白特征性荧光光谱,如羧乙基赖氨酸(CEL)、glyoxal derivedlysinedimer(GOLD)、methylglyoxal derivedlysinedimer(MOLD)、deoxyglucosone derivedlysinedimer(DOLD)、戊糖苷素(pentosidine)和咪唑酮(imidazolones)等;另一种可能是由一种Amadori产物与多种糖酵解产物缩合形成的,缺乏荧光性,如羧甲基赖氨酸(CML)、吡咯素(pyrraline)等。AGEs大多具有荧光特性,可通过荧光技术和酶联免疫分析技术进行检测。
除蛋白质外,核酸及含胺的脂质因能提供氨基也能形成AGEs。
2 AGEs的代谢
在生理条件下,AGEs的形成需要经过几周乃至数月的时间。对机体大部分细胞和血浆蛋白质来说,因其寿命较短,因而通常并不能有效完成糖基化产物的后期转换过程,机体组织AGEs含量很低;但当蛋白质半衰期较长或者蛋白质更新延迟,如发生淀粉样变和机体衰老,以及持续高血糖状态,如糖尿病及其血活性的羰基化合物水平增高时,则蛋白质非酶糖基化增加,可自发地不断形成AGEs。
AGEs一经形成便具不可逆性,其清除途径主要通过单核巨噬细胞的吞噬作用,降解为可逆性的'低分子糖基化终产物(low molecular weight-AGEs, LMW-AGEs),再经肾脏排出。LMW-AGEs水平与肾脏功能密切相关[1],正常人LMW-AGEs的清除率为0.72 ml/min。此外,AGEs与单核巨噬细胞表面的AGE受体(RAGE)相互作用而被清除和降解。
3 糖尿病与AGEs
Cerami等[2]发现糖尿病患者体内蛋白质受持续高血糖症因素影响,极易被非酶促糖基化修饰。Lorenzi等[3]和Pamplona等[4]的相关研究进一步证实,持久的高血糖会导致人体内许多结构蛋白、功能蛋白和核酸蛋白的非酶糖基化,最终形成不可逆的晚期糖基化终产物。
Monnier等[5]对于糖尿病的相关研究显示,随着年龄增大及血糖升高,各种组织中AGEs增多,可引起组织细胞蛋白质结构异常和功能障碍,其中组织内AGEs的含量与糖尿病并发症的发生及其严重程度呈正相关。AGEs可能通过影响糖尿病患者的血管病变等,对糖尿病慢性并发症的形成与发展产生重要作用。
4 AGEs与糖尿病血管病变
AGEs对糖尿病血管病变的发生与发展产生重要影响,其主要表现与可能机制包括:AGEs对细胞外基质、血管内皮细胞、血管壁的作用,以及AGEs-RAGE途径。