初陽(yáng) 冷錦紅

摘要：痛性糖尿病周?chē)窠?jīng)病變（PDPN）的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，未能緩解的氧化與亞硝化應(yīng)激會(huì)影響內(nèi)皮功能，直接導(dǎo)致血管舒張障礙，局部血流灌注不足，造成神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)或功能損傷，并影響外周神經(jīng)元和Schwann細(xì)胞，導(dǎo)致軸突變性和脫髓鞘病變。筆者對(duì)PDPN中氧化與亞硝化應(yīng)激導(dǎo)致的神經(jīng)與血管損傷的機(jī)制進(jìn)行闡述，為PDPN的診斷與治療提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：痛性糖尿病周?chē)窠?jīng)病變;氧化應(yīng)激;亞硝化應(yīng)激

中圖分類(lèi)號(hào)：R255.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1007-2349（2019）10-0088-03

糖尿病神經(jīng)病變（diabetic neuropathy）是糖尿病最常見(jiàn)的慢性并發(fā)癥之一，病變可累及中樞神經(jīng)及周?chē)窠?jīng)，以后者多見(jiàn)。其中痛性糖尿病周?chē)窠?jīng)病變（Painful diabetic peripheral neuropathy，PDPN）主要發(fā)生于病情控制不良的糖尿病患者，患者主訴泛發(fā)性肢體或軀干疼痛，往往伴發(fā)十分明顯的肌無(wú)力癥狀，有些患者呈神經(jīng)病性惡病質(zhì)[1]。疼痛作為其主要癥狀之一，長(zhǎng)久以來(lái)影響糖尿病患者生活質(zhì)量。糖尿病引起的神經(jīng)性疼痛是由于外周傷害性疼痛以及非傷害性神經(jīng)的原發(fā)性功能障礙引起的，其與導(dǎo)致脊髓處理（中樞性疼痛）致敏的神經(jīng)發(fā)生變化相關(guān)，從而引起持續(xù)的痛覺(jué)過(guò)敏和/或異常性疼痛[2]。然而，目前臨床上對(duì)于PDPN的治療除嚴(yán)格控制血糖及藥物鎮(zhèn)痛外，并無(wú)理想治療藥物。

目前認(rèn)為，糖尿病神經(jīng)病變的發(fā)病與糖代謝異常、脂代謝異常、高凝狀態(tài)、氧化應(yīng)激、神經(jīng)生長(zhǎng)因子與神經(jīng)軸突轉(zhuǎn)運(yùn)異常、神經(jīng)纖維營(yíng)養(yǎng)及保護(hù)因素缺乏、低血糖作用、C肽缺乏、青春期發(fā)育因素、自身免疫因素等因素相關(guān)，其中氧化與亞硝化應(yīng)激是引起糖尿病神經(jīng)損害的重要機(jī)制之一。在高糖狀態(tài)下，線(xiàn)粒體電子傳遞鏈產(chǎn)生過(guò)多的ROS，通過(guò)抑制還原型輔酶Ⅱ（NADPH）活性，激活包括蛋白激酶（PKC）旁路、多元醇旁路、己糖胺旁路以及AGEs形成機(jī)制[3]，進(jìn)而促使糖尿病周?chē)窠?jīng)損害的發(fā)生[4]。ROS還通過(guò)改變特異性細(xì)胞功能來(lái)影響內(nèi)皮功能，對(duì)外周神經(jīng)元和Schwann細(xì)胞也有影響，并導(dǎo)致軸突變性和脫髓鞘病變。氧化應(yīng)激和自由基活性增加，導(dǎo)致受損的內(nèi)皮NO合成與釋放減少，血管活性因子如一氧化氮（NO）的生成與釋放減少能直接導(dǎo)致血管舒張障礙，局部血流灌注不足，造成神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)或功能損傷[5]。

糖尿病神經(jīng)損害早期表現(xiàn)為神經(jīng)纖維脫髓鞘、軸突變性以及Schwann細(xì)胞增生，軸突變性和髓鞘纖維消失，在髓鞘纖維變性的同時(shí)有再生神經(jīng)叢，隨著病變的進(jìn)展，再生神經(jīng)叢密度降低，提示為一種不恰當(dāng)修復(fù)，此種現(xiàn)象尤其在T2DM中常見(jiàn)。微血管病變主要表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞增生肥大、血管壁增厚、管腔變窄、透明變性、毛細(xì)血管數(shù)目減少和小血管閉塞。微血管結(jié)構(gòu)異常表現(xiàn)為動(dòng)脈變細(xì)、靜脈擴(kuò)張、動(dòng)-靜脈分流和新生血管形成，毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生、肥大，基底膜增厚，管腔狹窄。有作者用乙酰膽堿離子灌注法證明，NO介導(dǎo)的前臂內(nèi)皮依賴(lài)性血流在糖尿病患者受損，并認(rèn)為血流受損繼發(fā)于氧化應(yīng)激和自由基活性增加，后者導(dǎo)致受損的內(nèi)皮NO合成與釋放減少[5]。

1氧化應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)纖維脫髓鞘、軸突變性及神經(jīng)細(xì)胞凋亡在PDPN模型中，高血糖所致的ROS產(chǎn)生及氧化應(yīng)激水平的升高可直接引起生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化、細(xì)胞內(nèi)蛋白及酶變性和DNA損害，最終導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡[6];ROS還可以活化幾乎所有已知的信號(hào)傳導(dǎo)通路，通過(guò)改變特異性細(xì)胞功能影響內(nèi)皮功能、外周神經(jīng)元和Schwann細(xì)胞，最終導(dǎo)致軸突變性和脫髓鞘改變8。胞質(zhì)內(nèi)，機(jī)體ROS的升高會(huì)導(dǎo)致Jak-STAT信號(hào)通路活化[7～8]，使其所編碼的AKT蛋白表達(dá)[9]，誘導(dǎo)機(jī)體內(nèi)與Keap1緊密結(jié)合的Nrf2磷酸化并入核與抗氧化反應(yīng)元件（ARE）相結(jié)合[10～11]，啟動(dòng)受ARE調(diào)控的SOD、GST pi（GSH在體內(nèi)的高表達(dá)酶）基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)[12]，以緩解神經(jīng)細(xì)胞所受的傷害[13]。當(dāng)ROS產(chǎn)生過(guò)多，氧化程度超出氧化物的清除，會(huì)使氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞損傷。

2氧化應(yīng)激會(huì)激活血管內(nèi)皮炎癥，并引起缺血性血管生成缺陷糖尿病的代謝異常導(dǎo)致大小血管以及心肌的內(nèi)皮細(xì)胞中線(xiàn)粒體超氧化物過(guò)量產(chǎn)生。這種增加的超氧化物產(chǎn)生導(dǎo)致并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制中涉及的5種主要途徑的激活：多元醇途徑通量，AGEs（晚期糖基化終產(chǎn)物）的形成增加[14]，AGEs及其活化配體的受體表達(dá)增加，蛋白激酶C的活化，同種型和己糖胺途徑的過(guò)度活性。增加的細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）導(dǎo)致缺血性血管生成缺陷，激活許多促炎癥途徑，并導(dǎo)致長(zhǎng)期表觀(guān)遺傳變化，推動(dòng)血糖正?；蟠傺谆虻某掷m(xù)表達(dá)。新發(fā)血管對(duì)缺血的反應(yīng)在糖尿病中受損，導(dǎo)致缺血心臟中的側(cè)支血管形成減少，例如不愈合的足部潰瘍[15]。

3亞硝化應(yīng)激會(huì)引起血管舒張障礙，血流灌注不足，進(jìn)一步造成神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)與功能損傷除了氧化應(yīng)激以外，活性氮物質(zhì)特別是過(guò)氧亞硝酸鹽也在糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)展中起重要作用。NO與超氧化物結(jié)合形成過(guò)氧亞硝酸鹽，其迅速引起蛋白質(zhì)硝化或亞硝化，脂質(zhì)過(guò)氧化，DNA損傷和細(xì)胞死亡，并且對(duì)神經(jīng)組織具有直接毒性作用，導(dǎo)致神經(jīng)性疼痛。但筆者發(fā)現(xiàn)血漿ET-1和NO水平升高，而過(guò)氧化氫酶和GSH作為細(xì)胞內(nèi)抗氧化劑在糖尿病神經(jīng)病變的情況下降低[16]。血管活性因子如一氧化氮（NO）的生成與釋放減少或功能受損直接導(dǎo)致血管舒張障礙，局部血流灌注不足，造成神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)或功能損傷。由于一氧化氮的過(guò)量產(chǎn)生和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的表達(dá)增加激化亞硝化應(yīng)激，NO與超氧陰離子反應(yīng)并形成過(guò)氧亞硝酸鹽（ONOO-），其迅速引起亞硝基化，導(dǎo)致神經(jīng)血流受損神經(jīng)血管功能障礙和神經(jīng)傳導(dǎo)缺陷[17]。

NO是內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的一種脂溶性、具有高反應(yīng)活性的自由基氣體和調(diào)節(jié)血管張力的重要生物信使分子，是由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）催化左旋精氨酸的氧化反應(yīng)生成。目前研究比較明確的有3種NOS的同工酶負(fù)責(zé)催化NO的合成：神經(jīng)型NOS（nNOS）、誘生型 NOS（iNOS）和內(nèi)皮型NOS（eNOS）[18]。正常狀態(tài)下，由血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌釋放的血管收縮因子的內(nèi)皮素（endothelin，ET）和內(nèi)皮依賴(lài)性舒血管物質(zhì)NO在體內(nèi)保持動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)血漿NO水平降低時(shí)，ET表達(dá)和釋放，NO/ET比值顯著降低，二者間動(dòng)態(tài)失衡，ET引起血管強(qiáng)烈收縮，冠狀動(dòng)脈血流量明顯下降;NO還能抑制內(nèi)皮損傷引起的血小板聚集，而且血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的NO，通過(guò)細(xì)胞膜迅速傳遞至血管平滑肌細(xì)胞，使平滑肌松弛，動(dòng)脈血管擴(kuò)張?？偠灾?，血清NO可促進(jìn)小動(dòng)脈平滑肌舒張，加快局部血液循環(huán)，改善局部代謝，延緩PDN的發(fā)生及發(fā)展[19]。

眾所周知，NO擴(kuò)散到鄰近的神經(jīng)元，在那里它激活可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶，這又增加了環(huán)磷鳥(niǎo)嘌呤核苷（cGMP）的細(xì)胞內(nèi)含量。有許多證據(jù)表明NO-cGMP途徑是傷害性信息中的重要組成部分。Hervera等表明由nNOS和iNOS觸發(fā)的NO-cGMP-PKG外周途徑的失活增強(qiáng)了CB2受體激動(dòng)劑的外周作用，并且由神經(jīng)元NOS合成的NO參與神經(jīng)性疼痛期間CB2受體基因轉(zhuǎn)錄的外周調(diào)節(jié)。另一方面，Carney等和瓊斯等表明CB1受體刺激環(huán)狀GMP的產(chǎn)生和NO敏感的鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致Gi/o蛋白的激活和神經(jīng)元細(xì)胞中nNOS活性的增強(qiáng)[20]。在糖尿病神經(jīng)病變中，細(xì)胞核中nNOS表達(dá)的上調(diào)受損。在ZDF大鼠中細(xì)胞核中nNOS-NO產(chǎn)生的減少是糖尿病和化學(xué)神經(jīng)病變的可能病理生理過(guò)程，其涉及ZDF大鼠中感覺(jué)功能的改變[21]。雖然糖尿病小鼠的脊髓中內(nèi)皮型一氧化氮合酶的表達(dá)降低，但在這些動(dòng)物中證實(shí)神經(jīng)元和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的脊髓表達(dá)增加。Shao-Rui Chen等也認(rèn)為脊髓一氧化氮可能在神經(jīng)損傷[22]引起的異常性疼痛和痛覺(jué)過(guò)敏的早期發(fā)展中起作用[23]。研究發(fā)現(xiàn)脊髓NO可以通過(guò)NO-cGMP-PKG 通路活化[24]MAPK 級(jí)聯(lián)反應(yīng)參與疼痛信號(hào)體內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)[25];NO還可能通過(guò)調(diào)節(jié)C-fos、C-myc等具有轉(zhuǎn)錄因子功能的編碼蛋白表達(dá)，進(jìn)一步調(diào)控其它基因的表達(dá)，觸發(fā)長(zhǎng)時(shí)程改變從而介導(dǎo)神經(jīng)病理性疼痛等慢性疼痛的形成與發(fā)展[26]。Vareniuk等清楚地證實(shí)STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠脊髓中NOS1的蛋白質(zhì)水平增加。此外，在CORM-2和CoPP糖尿病治療小鼠中消除了這種NOS1過(guò)表達(dá)，揭示了由NOS1合成的一氧化氮可能參與在糖尿病疼痛條件下由釋放一氧化碳的分子HO-1誘導(dǎo)劑化合物產(chǎn)生的抑制作用。我們的結(jié)果還表明，在痛性糖尿病神經(jīng)病變期間發(fā)生了一氧化氮和一氧化碳系統(tǒng)之間的相互作用[27]。

4結(jié)語(yǔ)

在PDPN病變過(guò)程中，嚴(yán)重及長(zhǎng)期的氧化應(yīng)激與亞硝化應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致：1.活性氧（ROS）的產(chǎn)生及氧化應(yīng)激水平升高，同時(shí)機(jī)體抗氧化防御能力下降，可直接引起生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化、細(xì)胞內(nèi)蛋白及酶變性和DNA損害，最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡或凋亡;2.ROS還通過(guò)改變特異性細(xì)胞功能來(lái)影響內(nèi)皮功能，對(duì)外周神經(jīng)元和Schwann細(xì)胞也有影響，并導(dǎo)致軸突變性和脫髓鞘病變;3.血管活性因子一氧化氮（NO）的生成與釋放減少或功能受損直接導(dǎo)致血管舒張障礙，局部血流灌注不足，造成神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)或功能損傷;還促進(jìn)內(nèi)皮損傷引起的血小板聚集，使平滑肌收縮，動(dòng)脈血管收縮，減慢局部血液循環(huán)，加速PDPN的發(fā)生及發(fā)展[5]。根據(jù)PDPN發(fā)病機(jī)制中氧化應(yīng)激與亞硝化應(yīng)激誘導(dǎo)神經(jīng)損害及血管內(nèi)皮損害的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的干預(yù)手段及治療方法，阻斷氧化應(yīng)激與亞硝化應(yīng)激的加重，對(duì)于預(yù)防和治療PDPN以及提高患者的生存率及生活質(zhì)量有重要意義。

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