万丹丹 李晓举 孙曙光(通讯作者),2 李才锐,2
(1大理大学临床医学院 云南 大理 671000)
(2大理大学附属医院 云南 大理 671000)
天然的GLP-1具有促进胰岛素合成和分泌,抑制胰高血糖素的释放,保护胰岛ß细胞,改善胰岛素的敏感性,延缓胃排空,增加外周组织对葡萄糖的摄取和利用,减少肝糖原的释放等多种生理作用[1]。GLP-1的功能是由 GLP-1受体(GLP-1R)介导的。GLP-1R广泛分布于胰腺、肝脏、肾脏等全身多个组织和器官。当机体受到食物、激素等信号刺激时,接收到信号的肠道L细胞会分泌GLP-1,游离的GLP-1与其受体结合后,激活腺苷酸环化酶(AC),AC增加引起细胞内环腺苷酸(cAMP)浓度升高,进一步活化下游的蛋白激酶A(PKA)和鸟苷酸交换因子。激活的PKA导致K+通道关闭,Ga2+通道开放,Ga2+内流,完成蛋白质的转录及表达。但天然的GLP-1可被体内的二肽基肽酶(DPP-IV)迅速降解,发挥活性时间仅为1~2min。因此,天然的 GLP-1很难用于临床。大量的实验研究发现了GLP-1RA,其既保留了天然GLP-1的生物活性,又可以不易被DPP-IV降解。
2017版中国2型糖尿病防治指南的流行病学结果显示,2010年及2013年,在全国范围内调查18岁以上人群的糖尿病患病率分别为9.7% 和10.4%。糖尿病的发病率和患病率逐年增加。因此,预防和治疗糖尿病需引起广泛关注。胰岛ß细胞分泌缺陷是2型糖尿病主要病因之一。因此保护ß细胞功能,减少ß细胞破坏是十分重要的。GLP-1RA属于血浆葡萄糖浓度依赖型,可双向调节胰岛α细胞和ß细胞的分泌功能、减少胰岛ß细胞凋亡、减轻炎症细胞浸润等方式来改善胰岛ß细胞的功能,增加胰岛ß细胞对葡萄糖的敏感性,促进胰岛素的分泌,抑制胰高血糖素的释放。
2017年美国糖尿病学会指南[2]提出了GLP-1RA中的利拉鲁肽具有心血管受益效应。国内外多个实验数据显示[3-4],利拉鲁肽心血管获益的可能机制:减少氧化应激,促进NO释放,改善内皮功能,抑制炎症反应,减少左室重构,延缓AS进展,降低收缩压、肺毛细血管楔压,增加心肌梗死后的心肌挽救率,增加自噬,减少心肌损伤,调节心肌细胞内钙离子浓度,避免心肌细胞凋亡,改善代谢因素及年龄诱导的心肌纤维化 。
中国T2DM患者常伴有超重与肥胖,其中腹型肥胖占大多数。T2DM患者在应用胰岛素、TZDs等药物降糖的过程中也可能导致体重增加。体重增加是心血管疾病的危险因素之一。研究发现,中枢神经系统可以合成GLP-1,且GLP-1受体在脑内广泛分布[5]。也就是说GLP-1既是一种胃肠道激素,也是一种脑神经肽,并通过中枢神经系统介导抑制胃排空、增加饱腹感、影响食物摄取等作用,从而达到降糖减重的目的。自2007年以来多个专家共识及相关指南提出了T2DM合并肥胖应给予关注及重视,共识推荐[6]:治疗此类患者应降糖、减重双管齐下,而GLP-1RA兼顾降糖和减重的作用。
研究证实:肝细胞中存在GLP-1R,GLP-1RA可直接调节肝脏脂质的代谢、氧化应激及内质网应激引起的炎症反应,进而保护肝细胞。非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种常见的肝脏疾病,10%以上的NAFLD的患者会发展成非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。研究发现GLP-1R在NASH患者身上比正常人明显减少,提示NASH患者的GLP-1R信号通路受损,说明GLP-1受体信号通路可能与NAFLD的发生发展密切相关[7]。动物实验研究结果提示:GLP-1RA可激活肝脏的GLP-1R,并能降低肝脏的内脏脂肪含量,进一步预防和延缓非酒精性脂肪肝的发生与发展。
对于糖尿病患者高血糖引起渗透性利尿,导致血钙、血磷浓度降低,继发甲状旁腺激素(PTH)分泌增加,可诱发骨质疏松。GIP-1通过刺激成骨细胞增殖和抑制细胞凋亡来增强骨的形成。GLP-1及其类似物可以通过降低血糖影响骨代谢,也可以通过破骨细胞RANKL途径[8]来延缓骨质疏松的进展。
心肌细胞、骨骼肌细胞及神经细胞均属于永久细胞,永久细胞一旦遭到破坏就造成永久性损伤。据报道Exendin-4可诱导大鼠嗜铬细胞瘤PC12细胞分化,增强神经生长因子介导神经细胞分化,刺激神经触突生长[9]。国外学者研究发现,在大鼠海马脑区存在GLP-1受体基因的合成与表达,由GLP-1受体参与的信号转到通路在海马区参与学习记忆的形成过程,同时均有神经保护作用[10]。
综上所述,GLP-1RA是一代新型的降糖药,其发挥生理作用的前提是与GLP-1受体结合,GLP-1R广泛分布于全身各组织器官,作用于胰腺调节血糖;作用于心血管系统保护心功能;作用在骨骼系统时可以减缓骨质疏松等等,在多种疾病的治疗上具有广泛的应用潜能。已成为备受瞩目的新一类降糖药物。