胰岛组织与胰岛素抵抗
胰岛素受体抗体检测:胰岛素抵抗的标志

胰岛素受体抗体检测:胰岛素抵抗的标志一直以来,糖尿病作为一种常见的代谢性疾病,对人类的健康构成了巨大的威胁。
而胰岛素抵抗是糖尿病发病机制中的关键环节之一。
胰岛素抵抗是指身体组织对胰岛素的反应减弱,导致血糖水平升高。
而胰岛素受体抗体检测,正是诊断胰岛素抵抗的重要手段。
胰岛素受体抗体是一种针对胰岛素受体的自身抗体,它的存在会阻碍胰岛素与胰岛素受体的正常结合,从而导致胰岛素抵抗。
胰岛素受体抗体检测可以帮助我们早期发现胰岛素抵抗,从而采取有效的干预措施,延缓或防止糖尿病的发生和发展。
胰岛素受体抗体检测的方法有很多,包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、放射免疫测定(RIA)等。
这些方法都具有高度的敏感性和特异性,可以准确地检测出胰岛素受体抗体的存在与否。
在进行胰岛素受体抗体检测时,需要采集受检者的血液样本。
样本的采集和处理需要严格按照操作规程进行,以保证检测结果的准确性。
在检测过程中,还需要对样本进行适当的稀释,以适配检测系统的灵敏度。
胰岛素受体抗体检测的结果解读也需要专业人员进行。
他们会对检测结果进行细致的分析,从而得出胰岛素抵抗的存在与否以及程度大小。
检测结果通常以胰岛素受体抗体的浓度来表示,浓度越高,说明胰岛素抵抗的程度越严重。
胰岛素受体抗体检测不仅可以帮助我们诊断胰岛素抵抗,还可以帮助我们了解糖尿病的发病风险,对糖尿病的预防和治疗具有重要意义。
对于检测结果阳性的人群,建议采取健康的生活方式,如合理饮食、适量运动等,以降低糖尿病的风险。
胰岛素抵抗是指身体组织对胰岛素的反应减弱,导致血糖水平升高。
而胰岛素受体抗体检测,正是诊断胰岛素抵抗的一个重要标志。
胰岛素受体抗体是一种针对胰岛素受体的自身抗体,它的存在会阻碍胰岛素与胰岛素受体的正常结合,从而导致胰岛素抵抗。
胰岛素受体抗体检测的结果解读也需要专业人员进行。
他们会对检测结果进行细致的分析,从而得出胰岛素抵抗的存在与否以及程度大小。
检测结果通常以胰岛素受体抗体的浓度来表示,浓度越高,说明胰岛素抵抗的程度越严重。
糖尿病的胰岛素抵抗机制研究进展

糖尿病的胰岛素抵抗机制研究进展糖尿病是一种常见的慢性疾病,其主要特征是血糖水平异常升高。
胰岛素抵抗是糖尿病发展的主要机制之一。
近年来,研究人员对糖尿病的胰岛素抵抗机制进行了深入的研究,以便更好地理解疾病发生的原因,并为新的治疗方法的发展提供科学依据。
一、胰岛素抵抗的定义和作用机制胰岛素是由胰岛β细胞分泌的一种激素,其主要功能是调节血糖水平。
胰岛素抵抗是指机体对胰岛素的敏感性下降,导致细胞对胰岛素的应答减弱,从而导致血糖无法有效降低。
研究表明,胰岛素抵抗主要与以下几个机制有关:一是胰岛素受体信号通路发生异常,导致胰岛素的信号无法正常传递;二是脂肪组织、肝脏和肌肉等重要组织的胰岛素信号被干扰,影响胰岛素的作用;三是胰岛素敏感性相关基因发生突变,影响胰岛素的受体结构和功能。
二、胰岛素抵抗与糖尿病的关系胰岛素抵抗是导致糖尿病发生的主要原因之一。
胰岛素抵抗导致血糖无法正常降低,进而引发高血糖,最终发展为糖尿病。
研究发现,胰岛素抵抗与肥胖、高血脂、高血压等代谢综合征密切相关。
肥胖是胰岛素抵抗的主要诱因之一,脂肪细胞产生的脂肪酸和激素能够干扰胰岛素的信号通路,导致胰岛素抵抗的发生。
此外,胰岛素抵抗还可引起胰岛β细胞功能受损,进一步加重糖尿病的发展。
三、胰岛素抵抗机制研究进展近年来,研究人员在胰岛素抵抗机制方面取得了一系列重要的研究进展。
1. 肠道菌群与胰岛素抵抗肠道菌群在机体代谢调节中发挥重要作用,与胰岛素抵抗密切相关。
研究表明,肠道菌群失调会引起炎症反应,进而导致胰岛素信号通路受损,促进胰岛素抵抗的发生。
因此,调整肠道菌群结构可能有助于改善胰岛素抵抗。
2. 炎症与胰岛素抵抗炎症反应是胰岛素抵抗发生的关键环节之一。
研究发现,一些炎症因子(如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6等)能够干扰胰岛素信号通路,影响胰岛素抵抗的发生。
此外,与胰岛素抵抗密切相关的脂肪组织炎症,也被认为是胰岛素抵抗的重要机制之一。
3. 脂肪分布与胰岛素抵抗一些研究表明,脂肪的分布对胰岛素抵抗的发生有重要影响。
胰岛素抵抗

胰岛素抵抗(胰岛素敏感性)一:什么是胰岛素抵抗胰岛素抵抗(英语:insulin resistance),是指脂肪细胞、肌肉细胞和肝细胞对正常浓度的胰岛素产生反应不足的现象,亦即这些细胞需要更高的胰岛素浓度才能对胰岛素产生反应。
在脂肪细胞内,胰岛素抗性导致储存的甘油三酸酯的水解,进而提高血浆内自由脂肪酸的含量。
在肌肉细胞内,胰岛素抗性降低葡萄糖的吸收;而在肝细胞内,降低葡萄糖的储备,两者共同导致血糖含量的提高。
胰岛素抗性引起的血浆中高胰岛素和高糖含量经常导致代谢综合征、痛风和2型糖尿病。
胰岛素抵抗理论结束了用胰岛素分泌不足来解释糖尿病的历史。
更真实地再现了人体的复杂性,为行为医学技术进入提供了学术支持。
更科学的为指导糖尿病患者运动指明了方向。
二:胰岛素抵抗的形成原因导致胰岛素抵抗的病因很多,包括遗传性因素或称原发性胰岛素抵抗如胰岛素的结构异常、体内存在胰岛素抗体、胰岛素受体或胰岛素受体后的基因突变(如Glut4基因突变、葡萄糖激酶基因突变和胰岛素受体底物基因突变等),原发性胰岛素抵抗大多数是由于多基因突变所致,并常常是多基因突变协同导致胰岛素抵抗。
除了上述遗传因素之外,许多环境因素也参与或导致胰岛素抵抗,称之为继发性胰岛素抵抗,如肥胖(是导致胰岛素抵抗最主要的原因,尤其是中心性肥胖;这主要与长期运动量不足和饮食能量摄人过多有关,2型糖尿病患者诊断时80%伴有肥胖)、长期高血糖、高游离脂肪酸血症、某些药物如糖皮质激素、某些微量元素缺乏如铬和钒缺乏、妊娠和体内胰岛素拮抗激素增多等。
另外还有原因是肿瘤坏死因子a(TNF-a)增多。
TNF-a活性增强可以促进脂肪分解引起血浆FFA水平增高,抑制肌肉组织胰岛素受体的酪氨酸激酶的活性,抑制IRS-1的磷酸化和Glut4的表达,从而导致胰岛素抵抗和高胰岛素血症。
近年来尚发现脂肪细胞能分泌抵抗素( resistin ),抵抗素可降低胰岛素刺激后的葡萄糖摄取,中和抵抗素后组织摄取葡萄糖回升。
糖尿病的胰岛素抵抗机制

糖尿病的胰岛素抵抗机制糖尿病是一种常见的代谢性疾病,其特点为血糖水平的异常升高。
胰岛素抵抗是糖尿病发展的关键环节之一,指的是组织对胰岛素的反应降低,导致胰岛素的生物效应减弱或失去。
本文将详细介绍糖尿病的胰岛素抵抗机制,并探讨其对糖尿病的发展和治疗的影响。
一、胰岛素抵抗是糖尿病的主要病理生理特征之一,其机制复杂且多样。
在正常情况下,胰岛素通过与细胞膜上的胰岛素受体结合,进而促进葡萄糖的摄取、利用和储存。
然而,在胰岛素抵抗的状态下,细胞膜上的胰岛素受体数量减少,或受体结构和功能发生改变,使得胰岛素与受体结合减弱,继而导致胰岛素信号传导异常,最终导致血糖升高。
1. 细胞信号通路异常胰岛素信号通路是胰岛素生物学效应的关键,胰岛素受体激活后,会启动一系列的细胞信号传导通路。
然而,在胰岛素抵抗的情况下,这些信号通路的正常功能受到干扰。
例如,糖尿病患者中常见的IRS-1基因突变,会导致IRS-1和PI3K-Akt信号通路受阻,进而影响胰岛素抵抗。
此外,脂肪组织和肝脏细胞中的JNK和NF-κB信号通路的异常激活也被认为是糖尿病胰岛素抵抗的主要原因之一。
2. 脂肪组织的异常分泌物研究表明,脂肪组织中的一些细胞因子和细胞激素的异常分泌也会导致胰岛素抵抗的发生。
例如,脂肪组织中增加的脂肪因子,如TNF-α、IL-6等,可以干扰胰岛素受体信号传导通路,从而引起糖尿病的发展。
此外,研究还发现,肥胖患者的脂肪组织中存在着过多的脂肪酸代谢产物,如脂肪酸中链化合物,这些产物会干扰胰岛素信号传导通路,导致胰岛素抵抗。
3. 炎症反应的参与炎症反应在糖尿病的胰岛素抵抗机制中也起到重要的作用。
研究显示,糖尿病患者血液中的炎症因子水平常常升高,如CRP、IL-1β等,这些炎症因子的存在会干扰胰岛素信号通路,导致胰岛素抵抗的产生。
同时,炎症反应还可引发相关信号通路的激活,如JNK和NF-κB等,进一步加重胰岛素抵抗的程度。
二、糖尿病的发展和治疗胰岛素抵抗是糖尿病的重要发展阶段,其进一步加重会导致胰岛素分泌不足,最终发展为2型糖尿病。
胰岛素抵抗判断标准

胰岛素抵抗判断标准胰岛素抵抗是一种常见的代谢性疾病,通常与肥胖、高血糖、高血压等疾病密切相关。
胰岛素抵抗的判断标准对于及早发现和治疗这一疾病至关重要。
下面将介绍胰岛素抵抗的判断标准,希望对您有所帮助。
首先,胰岛素抵抗的判断标准之一是空腹血糖水平。
正常情况下,空腹血糖应该在3.9-6.1mmol/L之间。
如果空腹血糖水平持续高于6.1mmol/L,可能表明存在胰岛素抵抗的情况。
其次,胰岛素水平也是判断胰岛素抵抗的重要指标之一。
通常情况下,胰岛素水平应该与血糖水平成正比,即在血糖升高时,胰岛素水平也会相应上升。
但是,当出现胰岛素抵抗时,胰岛素水平可能异常升高,甚至超过正常范围,这也是判断胰岛素抵抗的重要依据之一。
此外,胰岛素抵抗的判断标准还包括胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)的计算。
HOMA-IR是通过测量空腹血糖和空腹胰岛素水平,然后利用公式计算得出的一个指标,用于评估胰岛素抵抗的程度。
一般来说,HOMA-IR大于2.5可以被认为是胰岛素抵抗的表现。
除此之外,还可以通过胰岛素敏感性指数(ISI)来判断胰岛素抵抗。
ISI是根据口服葡萄糖耐量试验(OGTT)测得的血糖和胰岛素水平计算得出的指标,用于评估机体对胰岛素的敏感程度。
一般来说,ISI越低,胰岛素抵抗的程度越严重。
最后,还可以通过胰岛素抵抗指数(IRI)来判断胰岛素抵抗的情况。
IRI是根据胰岛素和血糖水平的比值计算得出的指标,通常来说,IRI越高,胰岛素抵抗的程度越严重。
综上所述,胰岛素抵抗的判断标准包括空腹血糖水平、胰岛素水平、HOMA-IR、ISI和IRI等指标。
通过对这些指标的综合评估,可以及时发现和判断胰岛素抵抗的情况,为后续的治疗和管理提供重要依据。
希望本文对您有所帮助。
(完整)胰岛素抵抗

胰岛素抵抗的发生机制胰岛素抵抗的病因及发病机制有关因素可分为遗传及环境两大类,前者与胰岛素信号转导的各个环节、调控糖脂代谢的多态性,基因的多态性、突变有关.目前普遍认为普通2型糖尿病及代谢综合征中的胰岛索抵抗极可能是多种基因细微变化叠加效应的后果。
在环境因素中主要为摄食过多,尤其脂肪过多,体力劳动过少所引起的一系列代谢变化及一些细胞因子的表达增加。
(一)胰岛素信号蛋白遗传变异1.胰岛素受体基因突变由于2型糖尿病有很强的遗传因素,因而在胰岛素受体被克隆后,人们寄厚望于胰岛素受体基因分子扫查能发现轻微的异常,从而阐明2型糖尿病发病的遗传机制。
经多个实验室的研究,发现了50种以上的胰岛素受体基因突变,然而这些基因突变主要见于一些少见的特殊类型的伴严重胰岛素抵抗综合征的患者,突变的类型大多为纯合子,或复合型的杂合子,发生于受体酪氨酸激酶区段突变的杂合子也致病.在大量常见的普通型2型糖尿病患者中所进行胰岛素受体基因扫查并未发现基因突变,说明普通的2型糖尿病的致病因素并非由于胰岛素受体基因编码区发生突变.2.胰岛素受体底物基因变异于糖尿病患者所作胰岛素受体底物(insulin receptor substrate。
IRS)蛋白基因序列的分析未发现单一基因突变为致病因素。
于2型糖尿病患者发现了几种IRS—1基因多态性较一般人群为常见。
研究得较多的为甘氨酸972精氨酸多态性,一项丹麦研究观察到此种多态性频率于正常人为5。
8%,而于2型糖尿病患者为10。
7%。
有意义的是甘氨酸972精氨酸多态性位于和下游PI-3K相结合的两个潜在的酪氨酸磷酸化位点之间,当此种IRS—1蛋白变异型在体外细胞中表达时,引起PI-3K与 IRS—1结合的特异性缺陷,而使PI-3K活性降低36%。
日本2型糖尿病患者还有其他数种IRS-1多态性,包括脯氨酸190精氨酸,甲硫氨酸209苏氨酸,丝氨酸809苯丙氨酸。
这些多态性的频率在患者及对照者的比较中以单独一种计,并无差别,但加在一起,再加上甘氨酸972精氨酸多态性,则糖尿病者较正常人高3倍.于白种人,观察到2种IRS-2多态性,分别为甘氨酸1057门冬氨酸及甘氨酸879丝氨酸,不过这两种变异都不伴有糖尿病或胰岛素抵抗。
胰岛、肝细胞水平胰岛素抵抗与系统胰岛素抵抗关系的研究

胰岛、肝细胞水平胰岛素抵抗与系统胰岛素抵抗关系的研究向静;阿布力克木·吐尔地;王宁【摘要】目的通过观察酪氨酸磷酸化的胰岛素受体底物(P-Ikbα)在胰岛素抵抗小鼠肝脏、胰腺的表达随时间变化的差异性,了解细胞水平胰岛素抵抗与系统胰岛素抵抗的关系.方法 C57小鼠随机分为高脂组、胰岛素兴奋组和对照组,均尾静脉监测血糖、体重及胰岛素水平变化.取肝脏、胰腺应用Western Blot方法检测P-Ikbα的表达.结果与对照组相比,高脂组和胰岛素兴奋组肝脏、胰腺P-Ikbα蛋白表达随时间延长而减少.血清胰岛素水平在造模第7天升高,而肝脏的IRS-1酪氨酸磷酸化在第14天末低于正常对照组,胰腺在第21天末低于正常组.结论肝脏IRS-1酪氨酸磷酸化水平的降低早于胰腺;血清胰岛素升高发生时间早于细胞水平胰岛素抵抗发生时间.【期刊名称】《新疆医科大学学报》【年(卷),期】2011(034)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】胰岛素抵抗;P-Ikbα;小鼠【作者】向静;阿布力克木·吐尔地;王宁【作者单位】新疆医科大学第一附属医院内分泌科,新疆,乌鲁木齐,830011;新疆医科大学第一附属医院内分泌科,新疆,乌鲁木齐,830011;新疆医科大学第一附属医院干内一科,新疆,乌鲁木齐,830011【正文语种】中文【中图分类】R587胰岛素抵抗是糖尿病、代谢综合征等相关疾病的病变基础。
近些年对胰岛素作用的靶组织,如肝脏、骨骼肌、脂肪等外周组织的研究甚多[1]。
最近发现高脂饮食诱导的肥胖大鼠存在外周胰岛素抵抗的同时,胰岛α细胞和β细胞表面存在有胰岛素抗体,即也存在胰岛α细胞和β细胞的胰岛素抵抗[2]。
本研究通过高脂饮食诱导建立胰岛素抵抗小鼠模型的过程中,观察酪氨酸磷酸化的胰岛素受体底物(P-Ikbα)在肝脏及胰腺随时间延长的表达,探索胰岛素抵抗的情况。
1 材料与方法1.1 实验动物分组及标本采集实验动物均为6周龄雄性C57小鼠,饲养在室温约22~25℃, 湿度约65%的动物房中,每昼夜给予12 h光照和12 h黑暗。
胰岛素抵抗是怎么回事

胰岛素抵抗是怎么回事20世纪30年代,人们发现,给糖尿病人注射相同剂量的胰岛素,有的病人血糖明显下降,而另一些病人则效果不明显;50年代Yallow等使用放射免疫分析技术测定血浆胰岛素浓度,发现血浆胰岛素水平较低的病人胰岛素敏感性较高,而血浆胰岛素较高的人对胰岛素不敏感,由此提出了胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)的概念。
胰岛素抵抗就是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降,机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症,以维持血糖的稳定。
疾病分期根据胰岛素剂量反应曲线,可以看出,胰岛素抵抗有三种形式:(1)单纯曲线右移,表示胰岛素的效应器官对胰岛素敏感性减低,需要增加胰岛素的剂量才能达到最大反应。
(2)单纯曲线高度降低,增加胰岛素的剂量也不能达到最大的反应高度,这提示靶器官对胰岛素的反应性降低。
(3)同时伴有曲线右移及曲线最大高度的降低,表明胰岛素敏感性和反应性均降低。
1988年Reaven提出了X综合征的概念,这种综合征包括摄取葡萄糖刺激产生胰岛素抵抗、葡萄糖耐量低减、高胰岛素血症、极低密度脂蛋白和甘油三酯增加、高密度脂蛋白及胆固醇水平减低、高血压、冠心病。
1995年,stern提出了"共同土壤学说",认为胰岛素抵抗是上述代谢异常的共同的危险因素,胰岛素抵抗是高血压、向心性肥胖、血脂异常、糖代谢紊乱同时并存和共同联系的基础。
1998年7月WHO将胰岛素抵抗综合征定义为:①胰岛素抵抗;②糖耐量异常;③血压≥160/90mmHg;④甘油三酯≥1.7mmol/L,高密度脂蛋白L;⑤向心性肥胖;⑥体重指数BMI>30kg/m2;⑦腰臀比,男性>0.9,女性>0.85;⑧高尿酸血症;⑨微量白蛋白尿。
一个个体存在糖尿病或糖耐量减退及或胰岛素抵抗,并同时具有2项以上组合,可定义为胰岛素抵抗综合征。
有报道,一些炎症介质和胰岛素敏感性有相关关系的如C-反应蛋白(CRP)、纤维蛋白原等,在胰岛素抵抗、高血压、动脉硬化、高脂血症个体,CRP 水平明显增高,也就是说CRP和胰岛素抵抗综合征的一些组成成分相关,由于CRP是炎症标记物,所以有人提出,由于体内的慢性炎症也是胰岛素抵抗综合征的一部分,对于2型糖尿病的发展有一定的预测作用。
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脂肪组织与胰岛素抵抗张宏波万琪琪梁华陈峰王沁(上海交通大学生命科学技术学院,上海200240)摘要脂肪组织可分为白色脂肪组织与褐色脂肪组织,长期以来它被认为仅参与机体能量储存与非颤抖性产热,近几十年来,随着瘦素的发现,脂肪组织的一系列新功能得以揭示。
脂肪组织不仅储存和分泌脂肪酸,参与集体能量代谢,它还能分泌多种脂肪细胞因子,调节外周组织对胰岛素的敏感性。
更重要的是,脂肪组织与慢性代谢性炎症关系密切,而后者将直接导致胰岛素抵抗。
本文将从自由脂肪酸、脂肪细胞因子和炎症反应三方面阐述脂肪组织在胰岛素抵抗中的作用。
关键词脂肪组织;脂肪细胞因子;炎症反应;胰岛素抵抗近年来,科技进步所带来的工作方式及饮食习惯改变使得肥胖在全球范围内日渐盛行,与之伴随的是2型糖尿病、动脉粥样硬化、高血压、高血脂等一系列代谢性疾病(即代谢综合症metabolic syndrome)发病率的极大增加【1,2】。
联系这些疾病的共同特征即为胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)。
因此,对于IR的研究是理解这些疾病致病机理以及寻求治疗手段的关键。
脂肪组织(adipose tissue)由脂肪细胞、前体脂肪细胞、巨噬细胞以及内皮细胞等构成,他广泛分布于人体皮下组织、肠系膜、脏器周侧。
甚至骨骼肌内部。
不同分布的脂肪组织对于代谢的调节功能迥异【3】。
较皮下脂肪组织而言,腹部脂肪组织与代谢性疾病具有更直接的联系【4】。
从类别上看,脂肪组织可分为褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)和白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)。
长期以来,人们认为BAT只存在于小型哺乳动物体内和人的婴幼儿时期,参与非颤抖性产热(non-shivering thermogenesis)。
但近期的工作表明,它在成年个体冷诱导条件下广泛分布【5,6】,并且可能在调节机体能量代谢平衡中具有重要意义【7】。
相比BAT而言,WAT的代谢调节功能已有较长的研究历史。
1993年,Hotamisligil 等【8】首先报道了肥胖小鼠脂肪组织能产生肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α),并直接诱导IR,从而将炎症反应(inflammation)与IR联系起来;1994年瘦素(leptin)的发现使得WAT的内分泌功能得以揭示【9】。
之后的十几年的研究日益表明WAT与IR的密切联系。
本文侧重讨论WAT,并力求从总体上讨论WAT与IR联系的普遍机制。
1 IR胰岛素(insulin)是调节血糖平衡的主要激素,它能促进骨骼对葡萄糖的摄入,增加肝糖原和肌糖原的合成并抑制脂肪细胞(adipocyte)的脂解(lipolysis),加速脂合成。
此外胰岛素还能增强蛋白质合成,抑制蛋白分解,促细胞分裂和存活,并具有抗炎症活性。
IR定义为胰岛素敏感组织(脂肪组织、骨骼肌、肝脏、下丘脑等)对循环胰岛素生理功能的响应不足,它可能由两方面原因造成:(1)胰岛素转运进入胰岛素敏感组织/细胞受阻;(2)胰岛素敏感细胞内胰岛素信号通路受阻。
以下分别加以说明:1.1胰岛素转运受阻由胰岛β细胞分泌的胰岛素需经过血液循环系统进入组织液,并结合细胞表面受体才能发挥作用。
在此过程中,胰岛素需穿透毛细血管膜,并在毛细血管壁与靶细胞间形成浓度梯度。
Hamilon-Wessler等研究表明食用高脂食物饲喂狗后,将使其血清与组织间隙间的胰岛素浓度梯度扩大,并且这种扩大的浓度梯度导致胰岛素敏感组织对葡萄糖的摄入量减低,即呈现胰岛素抵抗效应。
此外循环血中高浓度的脂质会降低胰岛素对血流量的调节,降低因胰岛素刺激而增加的毛细血管血流量,从而影响外周组织对葡萄糖的摄入,间接导致胰岛素抵抗。
1.2胰岛素敏感细胞内胰岛素信号通路受阻【10】尽管脂质调控胰岛素转运是导致胰岛素抵抗的一个重要方面,但现在一般认为胰岛素抵抗的关键原因在于胞内胰岛素信号通路受阻。
胰岛素与靶细胞表面受体结合后会在细胞内形成级联放大通路,该通路的任何一个步骤受阻都将导致IR【10,13】。
在这些信号通路蛋白中,IRS与IR关系尤为密切。
IRS受胰岛素受体催化其酪氨酸位点磷酸化活化,同时IRS还能受多种蛋白激酶催化其丝氨酸位点磷酸化而失活。
这些蛋白包括:细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)、c-Jun 氨基末端激酶(c-jun amino-terminal kinase,JNK)、IκB,激酶(IκB kinase,IKK)、蛋白激酶Cθ(protein kinase Cθ,PK Cθ)、P70核糖体蛋白S6激酶(p70 ribosomal protein S6 kinase,p70S6K)、哺乳动物雷帕霉素(rapamycin)靶蛋白(mammalian target of rapamyvin,mTOR)等。
这些信号蛋白感受细胞内能量状态变化和前体炎症(proinflammation)信号,诱导IRS丝氨酸位点磷酸化。
IRS丝氨酸磷酸化后降低蛋白激酶活性及胰岛素受体的结合能力并可能加速其自身降解,最终产生IR【13】(Fig.1)。
除IRS外,胰岛素受体、PI3K、AKT等也是诱导IR的重要靶点。
正常生理条件下,脂肪组织吸收体内过剩能量并以脂肪微滴的形式储存起来,在机体能量水平下调时脂解释放甘油和自由脂肪酸(free fatty acids,FFA)共能量代谢所需。
脂肪组织分泌多种脂肪细胞因子,调节机体能量代谢平衡。
无论是吸收和分泌脂肪酸,还是合成分泌脂肪细胞因子,脂肪组织均受到胰岛素等多种激素和生长因子的精细控制,维系着一种动态平衡。
然而在肥胖和代谢综合征个体中,这种精细的动态平衡常被打破,此时,自由脂肪酸,脂肪细胞因子与脂肪组织炎症反应有成为导致机体IR的三个重要方面。
2 FFA与IR由于过度营养摄入,肥胖病人体内脂肪逐渐累积,并通常伴随着脂肪细胞的膨大和脂肪组织内部炎症反应(后文详述)。
此时,脂肪细胞加剧脂解和分泌FFA进入血液循环系统从而导致肝内和外周组织沉积,脂肪酸浓度升高。
高浓度的FFA在肝脏及骨骼肌细胞内形成极大的代谢压力,并可活化一系列信号传导通路,最终导致IR。
研究表明,药物抑制脂解可以显著降低血液FFA水平,无论糖尿病与否,均可增强机体对胰岛素的敏感性。
2.1代谢性途径FFA在骨骼肌和肝细胞中的代谢途径之一是合成三脂酰甘油(triglycerides,TGs),该过程以甘油-3-磷酸(glycerol-e-3-phosphate)为骨架,依次添加脂酰辅酶A(fattyacyl-CoA),需经历溶血磷脂酸(lysophosohatidic acid,LPA),磷脂酸(phosohatidic acid,PA)、二脂酰甘油(diacylglycerol,DAG)等中间代谢产物。
此外,过量的饱和脂肪酸还会诱导细胞产生神经酰胺(ceramide)。
研究表明,许多脂肪酸中间代谢产物可以活化前述的营养感应通路和前体炎症通路。
例如,PLA、PA、DAG和神经酰胺可以活化P70S6K、JNK、IKK和PKCθ,神经酰胺也可以通过抑制AKT的活性从而抑制胰岛素信号。
使用化学药物抑制神经酰胺合成刻意抑制由脂肪酸诱导的IR。
同样,无论是在培养的细胞。
实验小鼠。
还是在人体内,抑制和敲除Mtop/p70S6K、IKK/NF-κB、JNK或者PKCθ等基因均可以抑制由于营养过剩所诱导的IR(Fig.2)。
除合成代谢外,骨骼肌和肝脏能将FFA氧化分解成乙酰辅酶A(acetyl-CoA),进入三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循环和电子传递链(electrontransport chain)提供能量。
此过程在线粒体内完成,并伴随着一系列的脂酰肉碱(acylcarnitine)中间代谢产物的形成。
过量的乙酰辅酶A在细胞累积会阻抑脂肪酸分解代谢产物向线粒体转运,导致中间代谢产物积累并诱导IR。
关于骨骼肌脂肪酸氧化能力与IR的相关性曾有过不同的认识:一方面,从IR个体中常可见骨骼肌脂肪酸氧化能力下降,并且线粒体的产生或机能障碍常伴随IR 与2型糖尿病;另一方面,人们注意到,训练有素的职业运动员虽然具有很强的脂肪酸氧化能力,但同样无法避免高血脂诱导的IR。
更为甚者,有报道指出在IR 个体中线粒体氧化能力并不下降或反而升高。
同样,在小鼠骨骼肌中诱导线粒体应激损伤也并不降低其对胰岛素的敏感性。
近期,Koves等提出了一种可能的机制来解释这种分歧。
该假说认为,在IR状态下,机体β氧化加速进行,产生过量乙酰辅酶A,但与此同时,细胞对乙酰辅酶A的处理能力有限。
当β氧化产生的乙酰辅酶A极大超出TCA循化处理能力时,将引起β氧化的一系列中间代谢物如脂酰辅酶A在细胞中积累,这些中间代谢物以一种暂时未知的方式诱导IR(Flg.2)。
此外,大量报道认为线粒体氧化过程产生的大量自由基,细胞内的高脂环境,都将扰乱内质网平衡,造成内质网应激(ER stress),后者活化一系列信号通路,诱导IR。
2.2其他途径FFA除了可参与能量代谢外,还可以作为一种信号分子,活化先天免疫的类铎受体(toll-like receptor,TLR)家族成员,如TLR2,TLR4,等,这些通路的活化可能参与肥胖诱导的IR。
此外,脂肪酸还能以一种未知的方式影响胰岛素透过血管壁进入外周组织,使血管壁与胰岛素敏感细胞间的胰岛素浓度梯度差加大,造成IR。
然而,并为所有的自由脂肪酸都还不例外的诱导IR,Cao等的最新工作表明,某些脂肪酸本身就可以作为一种激素分子正向调节机体对胰岛素的敏感性。
通过对脂肪细胞分布的脂肪酸成分的细致研究,他们发现棕榈油酸(C16:ln7-palmitoleate)能够显著增加骨骼肌胰岛素活性,降低肝脏内的脂解反应。
3脂肪细胞因子与IR瘦素的发现使得脂肪细胞的内分泌功能得以揭示,之后十几年大量的脂肪组织细胞因子,包括脂联素(adiponectin)、抵抗素(resistin)、视黄醇结合蛋白4(retinol-binding protein 4,RBP4)、内脏脂肪素(visfatin)、TNF-α、白细胞介素(interleukin,LK)等相继报道(Table 1)。
这些脂肪细胞因子不仅参与能量平衡和脂质代谢,还参与炎症反应调节,对血糖水平及外周组织胰岛素敏感性行使正负两方面的调控作用。
以下择要说明:3.1 瘦素尽管人们早就发现了小鼠突变体ob/ob,并推测突变小鼠可能缺乏某种循环细胞因子从而导致肥胖与糖尿病,但直到1994年才得以证实ob/ob突变体是由于表达瘦素在调节能量代谢平衡和IR中的重要作用。