胰島素對血管損傷作用研究進展王旭開.ppt

1 二十年研究與思考 胰島素對血管損傷作用研究進展 王旭開wangxuk 2 胰島素 糖尿病 大血管病變的現(xiàn)狀與問題高胰島素血癥致大血管損傷的臨床證據(jù)高胰島素對血管損傷的實驗室證據(jù)總結(jié) 內(nèi)容 3 胰島素的歷程 胰島素調(diào)節(jié)血糖的基本作用被發(fā)現(xiàn)已經(jīng)歷了85年 近20余年的成就主要是發(fā)現(xiàn)了INS在細胞內(nèi)的傳導信號途徑 以及信號傳導受損后細胞代謝和功能的改變 糖毒性 脂毒性 炎癥介質(zhì)對內(nèi)皮功能和VSMC的性狀影響 解釋IR和MS相關(guān)性疾病的關(guān)系和可能的臨床干預 4 胰島素抵抗 遺傳性的與獲得性的影響 5 基礎狀態(tài) 血糖3 8 6 1mmol L 分泌1u 1h高血糖時 血糖 6 1mmol L 分泌5u 1h正常人胰島素 基礎24u 餐后15u 30u 40u 50u 低血糖時 1 67mmol L 停止分泌內(nèi)源胰島素40 50 在肝臟代謝分解半壽期 內(nèi)源胰島素5min靜脈注射外源胰島素20min 胰島素的需求 6 在體和離體高胰島素血癥的定量 INS與INS C肽的關(guān)系INS受體的部位 質(zhì)量 病變在體臨床INS量的估計離體INS量 7 在體臨床胰島素量的估計 高胰島素血癥 在學術(shù)文獻中的解釋高胰島素血癥是指空腹胰島素 FINS 大于總體樣本均值2S 測定及統(tǒng)計方法胰島素測定用放射免疫法高胰島素血癥的定義空腹胰島素 85pmol L 8 離體胰島素量 胰島素引起劑量依賴性的TDRincorporation 150 增生超過基線 100nM12 10 100nM胰島素可以誘導細胞增殖 AmJPhysiolCellPhysiol275 42 49 1998 9 糖尿病的流行病學 20年來中國發(fā)病率增加3倍 城市上升40 2008 68ADA 舊金山 全世界3 1億DM 中國有5000萬糖尿病死亡中有75 合并有冠心病 10 DM與CAD關(guān)系的證據(jù) 11 LibbyP etal Circulation2002 106 2760 63 糖尿病并發(fā)心血管疾病的機制 1 12 SchnellO etal Klinikarzt2000 2 29 糖尿病并發(fā)心血管疾病的機制 2 13 DM與胰島素供應的關(guān)系 14 心臟的并發(fā)癥 15 A B B A 重度狹窄伴不穩(wěn)定病變 粥樣斑塊 管腔 A 16 高血糖OR高胰島素血癥 大血管病變及微血管病變是影響糖尿病患者喪殘率的主要并發(fā)癥在IGR階段 大血管病變的發(fā)病危險已經(jīng)顯著增加IGR既是糖尿病發(fā)病的危險因素 也是大血管病變發(fā)病的危險因素 17 Muniyappa R etal EndocrRev2007 28 463 491 胰島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誘導的炎癥介質(zhì)毒性 19 糖毒性的證據(jù) FPG與PCI術(shù)后冠脈再狹窄關(guān)系 301 5年 老年 269例4組 7結(jié)論 5 6以上組再狹窄和心臟事件顯著增加 生存率顯著降低蘇海燕 中華心血管病雜志 2008 36 8 710 713 20 脂毒性的證據(jù) 糖尿病心肌病 心肌間質(zhì)纖維化和冠脈微血管病變 正常 FFA應激 GLU胰抵抗 FFA以甘油三脂儲存心肌細胞中 心肌舒張功能下降 心力衰竭中華高血壓雜志 2008 16 6 488 21 胰島素誘導的炎癥介質(zhì)毒性 誘導血管損傷 血管疾病是2型糖尿病患者最主要的死亡原因針對血糖的治療對于糖尿病大血管病變的減少并不令人滿意在接受介入治療的患者中 和非糖尿病相比 糖尿病患者有著更高的再狹窄率 22 內(nèi)容 胰島素 糖尿病 大血管病變的關(guān)系高胰島素血癥致大血管損傷的臨床證據(jù)高胰島素對血管損傷的實驗室證據(jù)總結(jié) 23 高胰島素對血管損傷的臨床證據(jù) 醫(yī)源性高胰島素血癥常見于使用大劑量外源性胰島素 以獲得接近正常血糖濃度的糖尿病患者 尤以2型糖尿病伴肥胖 胰島素用量偏大者常見 24 使用胰島素治療的中年2型糖尿病并伴發(fā)冠脈事件的患者 血清胰島素和 肽測量 血清胰島素和 肽測量為自變量 均行冠狀動脈造影檢查 分別以病變冠狀動脈記分和病變冠狀動脈支數(shù)為因變量 進行單元直線相關(guān)分析和多元逐步回歸分析 設計 25 觀察對象 2000年6月至2007年8月住我院心血管內(nèi)科的有明確2型糖尿病診斷 并連續(xù)使用胰島素治療在三年以上的2型糖尿病患者有或無合并急性心臟事件患者 共為85例34 54歲 平均44歲 男女不限 無高血壓史 有血脂異常 主要以甘油三酯增高為主 26 冠脈造影檢查 27 結(jié)果 胰島素使用量與冠脈事件病例數(shù)的比較 28 冠脈病變程度與胰島素用量相關(guān)分析 29 伴發(fā)冠脈事件組血清胰島素水平顯著高于對照組 該組病人日均胰島素用量多數(shù)在30IU以上 冠脈事件組胰島素及C肽與病變冠狀動脈記分呈顯著正相關(guān) 病變冠狀動脈支數(shù)與血清胰島素和 肽呈正相關(guān) 并有濃度遞增關(guān)系 逐步回歸分析顯示血清胰島素和 肽與冠狀動脈病變程度獨立相關(guān) 冠狀動脈病變程度與胰島素及C肽呈正相關(guān) 血清胰島素和 肽與冠狀動脈病變程度獨立相關(guān) 結(jié)果 30 CAG病例 對照組 31 CAG病例 胰島素組 32 采用冠脈病變記分 病變冠脈支數(shù)兩種方法評定冠脈病變程度 并與3個胰島素敏感性指標作回歸相關(guān)分析 病變冠脈支數(shù)與胰島素敏感性指標作回歸相關(guān)分析的相關(guān)性最大 其次為冠脈病變記分 提示冠脈病變程度和范圍的指標可靠 與胰島素及C肽的相關(guān)性越好 結(jié)論 33 胰島素C肽越高 則冠脈病變程度越嚴重 這不但體現(xiàn)在冠脈病變的狹窄程度上 還體現(xiàn)在病變的個數(shù)或范圍上 這提示胰島素在血中的濃度增高 不僅與冠脈狹窄相關(guān)聯(lián) 更重要的是與動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展相關(guān)聯(lián) 醫(yī)源性胰島素的劑量對2型糖尿病合并冠狀動脈事件的病理生理急性改變存在顯著的相關(guān)關(guān)系 結(jié)論 34 內(nèi)容 胰島素 糖尿病 大血管病變的關(guān)系高胰島素血癥致大血管損傷的臨床證據(jù)高胰島素對血管損傷的實驗室證據(jù)總結(jié) 35 insulininsulinreceptorRASIRS 1和IRS 2RAFMEEKPI3KPAPKVSMCgrowthNO分泌增加migration糖攝入增加 高胰島素對血管損傷的實驗室證據(jù) 36 Muniyappa R etal EndocrRev2007 28 463 491 Generalfeaturesofinsulinsignaltransductionpathways 37 一 胰島素對血管平滑肌細胞作用 高胰島素血癥可促進VSMC發(fā)生表型轉(zhuǎn)變 合成表型的VSMC中常見有脂滴和髓樣結(jié)構(gòu) 收縮功能降低而分泌功能亢進 合成型VSMC內(nèi)酸性膽固醇酶活性較收縮型低 導致膽固醇及其脂在胞質(zhì)內(nèi)積聚 更易形成肌源性泡沫細胞VSMC增殖 遷移是原發(fā)性高血壓 動脈粥樣硬化的特征性變化 體內(nèi)與體外實驗均證實高濃度胰島素可通過多種途徑發(fā)揮其其致絲分裂作用 促進平滑肌細胞DNA的合成 刺激平滑肌細胞的增殖和遷移 38 胰島素 蛋白激酶 調(diào)控血管平滑肌細胞增殖 胰島素作用下PKC亞型改變與細胞增殖的關(guān)系人VSMC細胞中主要有PCK PCK PCK 三種亞型 發(fā)現(xiàn)63 分布在胞漿中 人VSMC細胞PKC總量隨著PMA 胰島素濃度的增加而增加 人VSMC細胞數(shù)也隨著PMA 胰島素的濃度增加而增加 PKC PKC 亞型在PMA 胰島素干預后向核內(nèi)區(qū)域轉(zhuǎn)移 人VSMC細胞中以PKC 三型含量較多 其中PKC PKC 有轉(zhuǎn)位現(xiàn)象 1993 2007年國家自然科學基金資助項目 39 將PKC阻斷后細胞內(nèi)MAPK活性明顯降低 證實胰島素對血管平滑肌細胞增殖除IP3途徑外還存在有PKC MAPK通路 胰島素 PKC MAPK可通過對細胞內(nèi)原癌基因的表達血管平滑肌細胞增高而引起增殖 胰島素對血管平滑肌細胞增殖除IP3途徑外還存在有PKC MAPK通路 40 10nM胰島素可導致培養(yǎng)的大鼠血管平滑肌細胞增殖 基因芯片檢測發(fā)現(xiàn)是多基因共同的作用 而不是單一或幾個基因作用的結(jié)果 胰島素導致血管平滑肌細胞內(nèi)相關(guān)生長因子群表達升高 41 大鼠VSMC在胰島素干預前后細胞蛋白二維電泳圖譜 也顯示胰島素引起血管平滑肌細胞增殖及表型轉(zhuǎn)換也是多種蛋白表達差異共同作用的結(jié)果 與基因芯片的結(jié)果相符 pI3 10 SDS PAGE 42 43 胰島素介導的VSMC增殖的分子機制 探討基因外的改變對胰島素介導的VSMC異常增殖相關(guān)基因表達的調(diào)控機制 44 胰島素 MAPK 組蛋白乙?；?去乙酰化 VSMC異常增殖 作用方式 VSMC增殖相關(guān)基因表達 基因表達變化 45 PD98059阻斷MAPK活性 TSA阻斷組蛋白去乙?；?胰島素干預 組蛋白乙酰化水平相關(guān)基因及蛋白表達 MAPK表達及酶活性相關(guān)基因及蛋白表達 胰島素干預 研究內(nèi)容 46 乙?；疕3 GAPDH 胰島素作用VSMCs后 細胞內(nèi)組蛋白乙?；降拿庖哂≯E結(jié)果1 對照2 胰島素組3 pGCsilencerU6MAPKsiRNA2 胰島素4 PD59098 胰島素 組蛋白乙酰化H3表達水平與MAPK間的關(guān)系 1234 47 組蛋白乙?；乃脚cMAPK基因啟動子區(qū)的關(guān)系 MAPK被抑制后 PD98059和siRNA作用VSMC后 再用100nM胰島素作用VSMCs 用CHIP 免疫共沉淀 法檢測MAPK啟動子區(qū)域的變化 結(jié)果顯示其啟動子區(qū)PCR產(chǎn)物是降低的 與對照比 48 組蛋白去乙酰化阻斷后MAPK的表達 pMAPK UD 49 胰島素干預后VSMCsSM 的表達明顯降低 50 二 胰島素對血管內(nèi)皮細胞的作用 在動物實驗中生理或低濃度胰島素 0 1 1nmol L 可以促進EPCs的增殖和NO分泌 延緩EPCs衰老 而10nmol L胰島素對于EPCs增殖僅有較弱的促進 對于衰老和NO分泌無明顯影響 而Schatteman等發(fā)現(xiàn)1 2 mol L胰島素可以抑制EPCs增殖 提示胰島素對EPCs也有雙相作用 但其作用機制尚不清楚 CurrDiabRep2003 3 279 288 51 高胰島素血癥是冠心病獨立的危險因素最主要是胰島素對內(nèi)皮細胞的雙相作用生理濃度促NO合成和釋放 發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用高濃度時損害內(nèi)皮 表現(xiàn)致動脈粥樣硬化作用 CurrDiabRep2003 3 279 288 胰島素對內(nèi)皮的雙向作用 52 磷酸化Akt可以導致內(nèi)皮一氧化氮合酶 eNOS 磷酸化 使eNOS酶活性增強 從而增加NO釋放 所以在生理濃度下胰島素有益于EPCs功能改善 而在胰島素抵抗時 高濃度胰島素使IRS PI3K Akt通路受阻 高濃度胰島素對EPCs的損傷作用可能是胰島素抵抗致動脈粥樣硬化的機制之一 NatRevMolCellBiol2006 7 85 96 JBiolChem2003 278 30821 30827 JBiolChem2002 277 1794 1799 胰島素可通過胰島素受體底物 IRS PI3K Akt途徑發(fā)揮雙相作用 53 Muniyappa R etal EndocrRev2007 28 463 491 Sharedandinteractingmechanismsofglucotoxicity lipotoxicity andinflammationunderliereciprocalrelationshipsbetweeninsulinresistanceandendothelialdysfunctionthatcontributetolinkagebetweenmetabolicandcardiovasculardiseases 54 胰島素 糖尿病 大血管病變的關(guān)系高胰島素血癥致大血管損傷的臨床證據(jù)高胰島素對血管損傷的實驗室證據(jù)總結(jié) 內(nèi)容 55 體內(nèi)和離體研究均表明高濃度胰島素對血管具有直接 或間接的損傷作用 臨床醫(yī)