中药防治糖尿病神经病变的实验研究.docx

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1、中药防治糖尿病神经病变的实验研究近年来，糖尿病DM发病率越来越高。而糖尿病性神经病变DN、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病变、糖尿病性心脑血管病变等被以为是DM最常见并发症，也是致残率和致死率最高的并发症，其中DN的患病率就高达30%，且50以上的DM患者最后结局都会发生DN1。但DN的发生机制比拟复杂，至今也缺少完全清楚的研究。现有的治疗手段仅能改善DN的临床症状，并不能有效消除其病因和阻止病情的进展，但中医中药对DN的防治有一定的疗效和优势。本文归纳综述了近几年来从中药角度防治DN的机制实验研究。1对高血糖引起的代谢紊乱的影响代谢紊乱是DN的首要原因。假如DM患者长期处在高血糖状态下，机体可

2、通太多元醇通路激活、非酶糖基化异常及脂代谢异常等多种途径毁坏了神经组织正常能量代谢，使其构造和功能发生不可逆改变，进而发展为DN。中药在一定程度上对血糖引起的代谢紊乱具有积极的疗效。1.1抑制多元醇通路亢进多元醇通路是细胞内葡萄糖代谢途径之一。在高血糖状态下，葡萄糖醛糖复原酶的亲和性增加，导致山梨醇产生增加。山梨糖醇不能穿过细胞膜，只能在神经组织细胞内积聚，进而导致细胞肿胀，施万细胞损伤和神经纤维变性2。此外，山梨醇通过诱导复原型辅酶NADPH氧化酶上调，减少复原型谷胱甘肽的产生，降低一氧化氮浓度和增加的活性氧浓度导致氧化应激3。同时山梨醇在神经组织中的过量积聚，会耗尽神经组织中的肌醇，其含量

3、的降低会导致Na+K+ATP酶活性的降低，这是影响神经冲动传导的重要因素。中药单体与复方对多元醇通路亢进有一定的抑制作用。在中药单体研究中，郑冬梅等4发现，从中药中提取的水飞蓟素能够抑制醛糖复原酶活性，能够明显降低DM大鼠红细胞山梨醇含量，改善了运动或感觉神经传导速度和血小板聚集率，并改善神经构造异常。杨桂珍等5试验也发现沙棘原花青素降低大鼠血清、坐骨神经、脑组织中醛糖复原酶活性及提高坐骨神经传导速度。张再超等6发现，葛根黄酮能明显改善DM小鼠的病理症状，降低血糖水平及血液中果糖胺、山梨醇、醛糖复原酶的含量，升高血液中山梨醇脱氢酶的含量，同时还能降低肝脏、肾脏、大脑、心脏和皮肤组织中山梨醇的含

4、量，与DM组小鼠比拟，差异有统计学意义P0.01。赵晓丽等7发现，周围神经病变DPN模型大鼠的血糖、坐骨神经非甾体雄激素受体AR活性明显高于对照组，尾部腓肠神经传导速度SNCV明显降低P0.01；治疗组大鼠的血糖、坐骨神经AR活性明显降低，尾部SNCV明显升高P0.01，中药远志对DPN时周围神经损伤具有明显的改善作用。在复方研究中，张永萍等8也发现，中药复方经络舒胶囊能够降低大鼠坐骨神经的山梨醇含量及高坐骨神经传导速度。杨美玲等9也发现，复方丹参片能降低DM大鼠坐骨神经山梨醇、红细胞山梨醇含量P0.05，并能增加坐骨神经传导速度。张涛静等10发现，中药糖络宁制剂由黄芪、狗脊、川断、生地、当归

5、、丹参等组成能够降低DM大鼠坐骨神经组织中山梨醇含量。上述研究发现，中药对DN发生的多元醇通路激活和亢进确实有一定的抑制作用，主要表如今降低醛糖复原酶活性和神经组织中的山梨醇含量，提高神经传导速度。1.2改善非酶糖基化异常蛋白质的非酶糖基化涉及氧化糖化经过的增加在DN的发展11中也起着重要作用。在高血糖的状态下，果糖和葡萄糖水平的增加，蛋白质、脂质及核酸等大分子在没有酶介入的条件下，与这些糖类反响所生成稳定共价化合物即晚期糖基化终末产物AGEs。AGEs能够改变细胞的功能，同时能够导致很多疾病，包括血栓构成和血管收缩，并影响细胞的DNA。此外，蛋白质糖基化可能会减少细胞骨架重建11。在正常血糖

6、状态下，AGEs的水平维持在一定范围内，但在高血糖情况下，AGEs在微循环经过中会导致血管变化12。而AGEs已经确定不仅存在于有髓和无髓鞘的纤维中，而且存在于神经束膜、内皮细胞和神经内膜微血管的周细胞中13。此外，晚期糖基化终产物受体RAGE被以为是目前AGEs的最佳表征受体，并且属于细胞外表分子的免疫球蛋白超家族14，而RAGE的上调在DM微血管并发症的发展中起关键作用。AGEs其配体的结合能触发下游细胞内信号传导途径，最终导致NFB活化并随后转录几种炎症介质如内皮素1ET1、组织因子、白细胞介素1IL1、IL6和肿瘤坏死因子TNF。而NADPH氧化酶可能是由AGERAGE互相作用激活及增

7、加细胞氧化应激和微血管病水平的重要介质15。有研究显示，DM小鼠的轴突和施旺细胞中显示RAGEmRNA和蛋白的累积增加，以及核因子BNFB和蛋白激酶C通路的上调。由此可见，RAGENFB途径可能在神经元组织的病理生理变化中起重要作用，是导致神经元功能障碍和进行性变性16的重要原因。李敏等17应用化学方法建立蛋白质非酶糖基化反响模型，以氨基胍为阳性对照，考察黄连多糖对蛋白质非酶糖基化经过中Amadori产物、二羰基化合物及AGEs的生成这3个阶段的影响。该实验结果表明，黄连多糖能够从糖基化反响的3个阶段来抑制AGEs的生成，在不同浓度下均具有很强的抑制作用。沈安鲁等18研究发现，由太子参、牡丹皮

8、、熟地黄、泽泻、菟丝子、水蛭组成的丹蛭降糖胶囊，对高糖高脂饲料联合链脲佐菌素STZ注射制备的2型DM大鼠模型有明显的改善作用，表如今丹蛭降糖胶囊对模型大鼠的腹主动脉病理学改变有不同程度改善，腹主动脉AGEs、RAGE含量显著降低P0.05或0.01。讲明丹蛭降糖胶囊能够有效防治2型DM模型大鼠主动脉病理损伤，其干涉机制与调节AGEsRAGE通路密切相关。张会欣等19的研究发现，由黄芪、桂枝、当归、生地黄、细辛组成的周络通胶囊，具有益气养阴，通络止痛之效。周络通胶囊能提高KK/UpjAy小鼠的运动神经传导P0.05或0.01；减轻坐骨神经病理损伤；降低AGEs含量及RAGEmRNA和蛋白的表达P

9、0.05或0.01。讲明周络通胶囊对DPN有明显的改善作用，其机制可能与降低周围神经AGEs构成、抑制RAGE表达有关。汪勤等20研究发现，由水蛭、桂枝、元胡、黄芪、地龙、麦冬、葛根、生地等药物组成的益气活血通络方具有养阴益气、活血化瘀之成效，能够降低DM大鼠血清中糖化血清蛋白和AGEs沉积。1.3纠正脂代谢异常临床流行病学研究现已证实，在1型和2型DN中血脂异常与微血管有严密联络。血脂异常，十分是三酰甘油TG和胆固醇，是DN的独立危险因素。因而，血脂异常在预防和治疗DN中有重要作用21。在啮齿类动物试验中发现，在DM发生之前，高脂肪饮食即导致山梨醇、氧化脂质和聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶PARP

10、的增加积累，以及外周神经中的脂氧合酶的活化22。细胞培养研究表明，游离脂肪酸在培养的神经元和施旺细胞中引起脂毒性23。这种脂毒性是通过溶酶体功能障碍介导的，但通过机制并不是很清楚，可能涉及组织蛋白酶L的溶酶体膜的通透性改变，导致氧化应激和线粒体活性损伤24。棕榈酸是促使培养的施万细胞损伤的主要游离脂肪酸25，除了能够直接影响外周神经细胞的功能和构造外，血浆游离脂肪酸水平的升高使血管因子生成TG水平增加，损伤血管内膜，增高血液黏滞度，减缓血流速度，最终使神经细胞供血减少26。此外，人体肌内游离脂肪酸的增加使胰岛素信号传导的受损，促进胰岛素抵抗，进而阻断体内葡萄糖处理27。这表明血脂异常和高血糖的

11、协同作用导致DM并发症增加的机制。司秋霞等28研究发现，由黄连、桑白皮、知母、茯苓、泽泻、大黄、枳实、山药、红花、川牛膝等组成的行瘀降糖胶囊，对SD大鼠灌胃给予脂肪乳剂复制大鼠高脂血症模型，可显著降低其总胆固醇TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇LDLC水平，显著升高高脂血症大鼠高密度脂蛋白胆固醇HDLC水平，调节血脂，纠正脂代谢紊乱，具有一定的降脂作用。吕翠岩等29研究也发现，由黄芪、女贞子、桂枝、黄芩、黄连、赤芍、水蛭等组成的中药复方糖痹康，对采用高脂饲料和小剂量STZ诱发2型DM大鼠动物模型的脂代谢有明显的改善作用，表如今糖痹康能显著升高2型DM大鼠模型动物血清HDLC的水平，显著降低其TG、

12、TC、LDLC、游离脂肪酸NEFA水平，同时其对坐骨神经髓鞘、轴索等具有修复作用。在以往的中药复方研究中发现中药复方对DM及其并发症引起的脂代谢紊乱有良好的防治作用30。综上所述，中药及其复方能够纠正DM及并发症引起的脂代谢紊乱，对神经纤维的构造完好性和功能有一定的保护作用。2防治血管病变血管病变与DN的发生密切相关，主要表如今微血管构造和血管活性因子的改变。在疾病的进程中，神经元缺血是其中一个重要特点31。同时，高同型半胱氨酸及B12和叶酸的减少与一氧化氮NO的产生减少相关，因而与血管收缩的状态有关。2.1微血管构造改变微血管构造改变主要包括血管壁的基底膜增厚、内皮增生、微小血管管腔变小32

13、，最终不仅使得微小血管阻塞，甚至最后大血管构造改变，导致神经细胞缺血和缺氧，直至神经元凋亡，神经功能发生障碍。2.2血管活性因子改变在长期高血糖的状态下，患者的血管壁会遭损伤，同时内皮细胞凋亡，NO及血管内皮生长因子VEGF水平生成减少，ET增加。NO作为血管活性因子和信号分子，可舒张血管，同时发挥神经传导及调节胰岛素的释放等多种作用。近期，BAZZAZ等33得出结论，eNOS基因中的多态性可能构成糖尿病性视网膜病变和神经病变的遗传倾向的一个因素，表明DM患者这种基因变异的预后价值。在DM中，NO产生的减少可能与糖尿病性视网膜病变和神经病变的发展相关，其中VEGF水平以反调节方式增加。在3种一

14、氧化氮合酶NOS中，大多数注意力集中在eNOS，由于其与血管病变有关33。MEHRABMOHSENI等34研究发现，在DN患者中，与对照组相比，eNOS基因中可变数串联重复VNTR多态性的频率显著增加。与对照相比，无并发症患者的基因型和等位基因频率明显不同。此外，TAVAKKOLYBAZZAZ等35还发现VEGF基因的多态性可能牵涉DN的发病机制。然而，需要进一步的研究来确定这种多态性在DN中作为DM的慢性并发症的预后价值35。而ET与NO、NOS一样在血管舒张和收缩经过中同样发挥着重要作用。李一北36使用高糖高脂高胆固醇饲养Wistar大鼠、四氧嘧啶造模DMWistar大鼠、自发性DMGK大

15、鼠、ob/ob雄性小鼠4种动物模型，分别模拟DM早期、1型DM、2型DM、肥胖伴胰岛素抵抗2型DM4种构成血管内皮损伤的病理条件，使用中药复方脉通方进行干涉和治疗，结果发现，脉通方能升高这几种模型动物血清中NO水平，适度降低ET水平，保护血管内皮的正常功能。在血管组织形态上，中药组明显抑制了股动脉血管内皮细胞的损伤及内皮下水肿，阻止了脂质的进一步渗入及粥样斑块的构成和沉积。脉通方具有明显的预防和修复内皮损伤的作用，其机制可能是通过改善高血糖状态、保护内皮细胞形态和功能、纠正脂类代谢紊乱、改善胰岛素分泌缺乏和胰岛素抵抗、去除自由基、平衡血管舒缩因素、抑制血小板凝集、调节血管因子的表达、保护细胞超

16、微构造的完好等途径得以实现。马金玲等37研究也发现，由黄芪、赤芍、川芎、葛根、鸡血藤、圆弧、泽泻、桂枝、生地黄、当归、知母、甘草等组成的中药复方益气活血通络方，对STZ复制DM大鼠模型，能够明显降低模型大鼠的血清NO水平，明显升高血浆ET水平。郭晶晶等38研究发现，采用链脲佐菌素制作DPN大鼠模型，给予糖痹康干涉治疗12周后，结果发现糖痹康可能通过降低DPN大鼠的血液黏度、血脂、ET水平、血栓素B2TXB2，升高NO水平，并且研究以为糖痹康正是通过以上途径来发挥保护周围神经的作用。综合上述研究和其他相关文献39研究发现，中药对DM模型动物血管内皮功能有明显改善作用，可防治血管病变。3抑制氧化应

17、激与改善线粒体功能障碍DN与氧化应激及线粒体损伤之间有着密切联络。机体在高血糖的状态下会激活线粒体电子传递链、NADPH氧化酶等途径，生成大量活性氧ROS和活性氮自由基RNS40。当机体在遭受大量活性氧和活性氮自由基的刺激时即可氧化应激41。在周围神经中，抗氧化机制包括很多胞质和嗜脂性低分子量和酶抗氧化剂42。超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GSHPx、谷胱甘肽复原酶和谷胱甘肽转移酶是关键的酶去除剂。抗氧化酶通过灭活高毒性游离氧自由基和过氧化物来减少氧化应激，因而在DN的发病机制中起重要的保护作用。在DM动物模型中，发如今周围神经系统中复原型谷胱甘肽GSH和含GSH的

18、酶去除剂GSHPx和复原酶减少43，而CAT水平在周围神经组织中同样下降44。一些研究报道了GPHPx和CAT在具有血管并发症的型DM患者的血液中的活性降低45。在正常情况下，线粒体可通过SOD、CAT和GSH等作用使ROS消除。但经过上述途径无法消除的、太多的ROS最终会损伤线粒体蛋白、mtDNA和线粒体膜上的脂类46，导致ATP生成减少47；线粒体损伤可进一步加重氧化应激，诱导施万细胞凋亡，促进神经炎性反响，导致神经元构造和功能改变如轴突变性。而施万细胞数量的减少，致神经营养因子分泌缺乏，使受损神经元无法修复，最终导致DN构成48。由黄芪、生地黄、山萸肉、狗脊、丹参等组成的中药复方糖络宁，

19、具有明显提高DM大鼠血清抗氧化能力物质GSHPx、SOD、CAT水安然平静总抗氧化能力TAOC的活力，去除对周围神经有害的氧化代谢产物及氧化应激活性物质丙二醛、ROS的水平及活力，具有明显抗氧化应激能力，减轻氧化损伤，对DMDPN有明显的保护作用49。同时，糖络宁可以显著提高DM大鼠背根神经节线粒体中MnSOD、GPX、CATU/mg蛋白等3种抗氧化剂的活性50。吕翠岩等51研究也发现，中药糖痹康对2型DM大鼠模型动物的氧化应激有明显的改善作用，表如今中药糖痹康对2型DM大鼠模型动物能提高其血清SOD水平及坐骨神经组织中MnSOD及CuznSOD基因表达，而起到抗氧化应激作用有关。综上所述和参

20、考相关文献52研究共同证实，中药复方可通过抑制DM大鼠氧化应激起到防治周围神经病变大鼠周围神经组织损伤的作用。4神经营养因子NTF缺乏NTF是一类对神经元的发育、存活和凋亡起重要作用的蛋白质，包括神经生长因子NGF、脑源性神经营养因子BDNF、神经营养因子3NT3、神经营养因子4/5NT4/5。4.1NGFNGF是神经营养因子中较早被人类发现和研究的生长因子，在神经元的分裂、分化、修复经过中发挥着重要的生物活性作用。研究表明，NGF在DN的发生和发展经过中，明显可见NGF合成下降，同时NGF受体表达量减少，以致于无法保护神经元免遭继续损伤，神经细胞的凋亡加剧，最终导致DN的发生53。4.2胰岛

21、素样生长因子IGFsIGFs及其受体主要存在于神经系统54，可受生长激素、胰岛素、前列腺素E2等激素的影响，提供了中枢神经系统和外周神经系统的营养支持55。研究表明，在高血糖条件下，施万细胞通过增加山梨糖醇和下调IGF去分化为未成熟细胞导致脱髓鞘56；IGF通过与受体作用加强了IGF通过PI3K/Akt信号途径介导脂肪酸合成酶激活而促进神经髓鞘的构成，对神经修复起到关键作用57。因而，IGFs能够被以为是DM周围神经病变的一个重要治疗靶点58。吕翠岩等59和穆晓红等60研究发现，用高脂饲料和小剂量STZ诱发2型DM大鼠动物模型，用不同剂量的糖痹康灌胃16周，发现中药复方糖痹康能够促进DM周围神

22、经病变大鼠坐骨神经NGF、BDNF和NT3蛋白的表达，同时促进DMDPN大鼠坐骨神经NT3mRNA的转录和蛋白的表达，下调DPN大鼠坐骨神经cjun蛋白表达，增高坐骨神经组织IGF及其受体蛋白和mRNA的表达60。张涛静等61和吴群励等62研究也发现，中药复方糖络宁可提高DM大鼠血清NGF水平，可上调DM大鼠坐骨神经组织NGFmRNA表达；筋脉通胶囊加强坐骨神经NGF受体p75NTR和TrkA的表达，改善DM大鼠的周围神经病变。综上所述，DN的发病机制是特别复杂，可能是在高血糖的始动因素下，多种因素共同介入的结果。在高血糖状态下，会导致机体的代谢紊乱，包括多元醇途径的激活、非酶糖基化异常、脂代

23、谢紊乱，产生太多的氧化应激，增加过氧化脂质，DNA和蛋白质的过氧化反响，引起施万细胞凋亡，线粒体功能障碍，Na+K+ATP酶生成减少，神经纤维传导速度减慢；同时在高血糖情况下，微血管构造改变、血管活性因子改变和微循环障碍直接导致神经组织缺血缺氧，并且NGF在DN经过中合成减少，不能对神经元的损伤进行及时的修复。上述因素互相作用，最终导致了神经纤维轴突萎缩和脱髓鞘，神经纤维缺失和神经再生不良等即DN的发生。中医中药在防治DN方面有一定疗效并逐步获得一定进展，这可能是中医中药多靶点治疗DN的优势。今后中药复方的研究应结合运用当代高科技手段，尽可能地说明中药复方确实切作用机制，为临床应用中药复方提供强有力的基础实验根据。