同型半光氨酸与糖尿病和糖尿病肾病

同型半光氨酸与糖尿病和糖尿病肾病

冀黎明

冀黎明（慈溪市红十字医院内分泌科浙江慈溪315300）

【中图分类号】R587.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2011）30-0295-03

自McCully1969年首先提出高血浆同型半光氨酸（HCY）可以引起动脉粥样硬化性心脏病[1]。有关HCY在2型糖尿病（T2DM）的研究也越来越多，目前，已肯定HCY与T2DM的大血管病变有关，但对微血管病变的作用、尤其是在糖尿病肾病发生、发展中的作用仍有争议。

1HCY的代谢和影响因素

1.1hCY的代谢hCY是一种含硫的非必须氨基酸，在细胞内由蛋氨酸代谢脱去甲基形成，释放到血中后，主要以其氧化形式参与血液循环。肝脏和肾脏是其主要的代谢器官，HCY在体内共有三条代谢途径，第一条途径是蛋氨酸循环，HCY在蛋氨酸合成酶（Methioninesynthase，MS）的催化下，由5甲基四氢叶酸在亚甲基四氢叶酸还原酶（Methylenetetralydrofolatereducase，MTHFR）催化下，提供甲基，再合成蛋氨酸。值的注意的是，HCY转变成蛋氨酸的反应是目前已知体内唯一能利用5-四氢叶酸的反应，催化此反应的MS其辅酶是Vit-B12，它活性的保持需要正常的蛋氨酸合成酶还原酶（Methioninesyntesisreductase，MSR）存在；第二条途径是转硫途径，有5磷酸吡哆醛作为辅助因子在β-胱硫醚合成酶（Cystathionineβ-synthaseCBS）催化下，HCY与丝氨酸合成胱硫醚，胱硫醚再进一步断裂成胱氨酸和α-酮酸，通过肾脏清除。第三条途径是合成的HCY直接释放到细胞外基质，形成一定的HCY血浓度。HCY在循环中有三种存在形式，1%以自由硫醇的形式存在，70-80%以二硫键与血浆蛋白结合，20-30%形成自身结合的二聚物或混合HCY（半光氨酸与同型半光氨酸）。以上三种形式构成了血浆总HCY。

1.2hCY的影响因素正常血浆HCY的浓度是5-15umol/l，浓度平衡的维持有赖于HCY生成和代谢的动态平衡，影响HCY血浓度的主要因素有：（1）年龄：随着年龄的增加，甜菜碱同型半光氨酸甲基转移酶，CBS等活性下降，肾小球滤过功能生理性下降，影响HCY的转移和清除，使ＨCY生理性增加。（2）代谢底物-蛋氨酸摄入增多使HCY增高。（3）HCY代谢相关酶MS、CBS、MTHFR和/或MSR遗传性缺陷至酶活性降低引起HCY血浆浓度增高。Wirta观察了84个新诊断的T2DM病人[2]，115个正常人做对照，MTHFR基因型VV、VA、AA的T2DM病人HCY水平分别是16.5±1.7、12.5±4.6、11.32±4.9umol/l；正常对照组相对应的值分别是14.6±3.8、13.7±5.7、11.6±4.4umol/l。Shpichinetsky的研究发现[3]，在血清叶酸水平<15.4nmol/l的病人，C667T突变的纯合型或杂合型的糖尿病发生率增加，而补充叶酸则可预防或延缓糖尿病的发生，并且A1298C突变对叶酸较低的人有保护作用。郭清华的研究发现[4]，MTHFR667T突变，BB基因型的糖尿病患者血浆HCY浓度明显升高，MSR基因突变时血浆HCY浓度无明显升高。（4）叶酸和维生素B12缺乏：维生素B12是MS的辅酶，如果B12缺乏，甲基转移受阻，则蛋氨酸合成减少，叶酸再生减少。陆宏红的研究显示[5]，在T2DM高HCY组，血浆B12和叶酸水平与HCY浓度呈副相关。郭清华等发现[4]，T2DM病人在应用二甲双胍后，影响了B12和叶酸的吸收，从而使血浆HCY浓度增高。Vermeulen对老年人用叶酸和B12治疗高HCY有效，其中又以叶酸最常用[6]。（5）胰岛素：正常情况下，胰岛素可通过调节肝、肾CBS的表达而影响血HCY浓度[7]。应用高胰岛素正常血糖钳夹试验产生的高胰岛素血症，可以使正常人的血HCY浓度降低[8]。应用链脲佐素诱导的糖尿病大鼠，血浆HCY浓度可降低30%，使用胰岛素则可避免其发生[9]。（6）其他：吸烟、性别、种族、生活习惯、地区、药物、某些疾病（如：肝病、甲减等），都可以影响血HCY浓度。

2在T2DM中HCY的变化

hCY在T2DM患者是否高于正常人，以往的研究结果并不一致。陆宏红研究了216例T2DM患者[5]，与正常对照组比，高HCY的发生率是35%，正常组是7%。Tan观察了123个T2DM[10]，空腹血HCY比正常对照组明显增加（11.1±3.7VS9.8±2.9umol/lp<0.05）。Buysschaert研究了122个T2DM人[11]，高HCY的发生了率是31%，HCY的增高与胰岛素抵抗、大血管病变、肾功能损害相关，而与是否用而二甲双胍无关。智喜梅研究了67例肾功能正常的T2DM患者[12]，高HCY的发生率是37.3%，相关因素分析发现，HCY浓度的增高与年龄、病程、体质指数、FPG、HBA1C、血脂、吸烟无相关性。而周丽灵研究了191例T2DM患者发现[13]，血HCY浓度与对照组相比无差异（HCY组：2.41±0.33，对照组：2.34±0.23）。Gonzalez-Clemente通过对93个T2DM人（55个正常白蛋白尿，38个微量白蛋白尿）的研究[14]，发现HCY在T2DM组与正常对照组之间没有差别（7.4±2.6、7.3±2.8，P=0.81）。Hoogeveen随机筛查了2484个普通人群[15]，HCY的中位数分别是正常人：11.2（9.2-14.4umol/l）。糖耐量减低组：12.2（9.7-14.5umol/l），糖尿病组：11.2（9.2-13.6umol/l），高HCY与年龄、血肌酐、收缩压、腰-臀比值呈正相关，与高密度脂蛋白胆固醇呈副相关，而与体质指数、FPG、HBA1C、病程无相关性。他们认为，以前的研究之所以发现在T2DM存在在T2DM，HCY升高的原因比较复杂，因为T2DM发病年龄多数比较大，胃肠吸收功能又差，多数同时应用二甲双胍或拜糖平，这些因素均不利于叶酸和B12的吸收；遗传因素如MTHFR基因突变[2-4]；T2DM是以胰岛素抵抗为特征，周围组织细胞存在胰岛素作用障碍，而空腹胰岛素是血浆HCY的独立影响因素[7,9]。许多研究血浆HCY浓度在T2DM中的结果不同也可能和研究的样本小、病人的年龄、性别、饮食习惯、用药种类不同、合并其它疾病，特别是冠心病、周围大血管病、肾脏病等，又没有校正这些影响因素。

在疾病的早期，因胰岛素的作用障碍，患者的年龄偏大，有些人应用了二甲双胍或拜糖平，有些人存在隐性大血管病等，血浆HCY升高，当肾小球高滤过出现以后和高血糖渗透性利尿作用，可部分抵消增高的HCY，此时血浆HCY浓度可正常；但此时给一个蛋氨酸负荷后，血浆HCY浓度仍可高于正常人，出现类似葡萄糖耐量异常的蛋氨酸耐量异常[16]。当病情进展，出现肌酐清除率下降，同时肾小管上皮损伤后，血浆HCY浓度又开始升高。因此，T2DM患者血浆HCY浓度的变化可能与糖尿病不同阶段有关。

3HCY与肾脏病变

在T2DM，HCY与糖尿病肾病的关系仍有争议。在糖尿病肾病阶段，血浆HCY浓度的增高已得到广泛的支持。但高HCY是否是糖尿病肾病的始动因素，目前的结论并不一致。周丽玲[13]的研究认为，HCY的增高与糖尿病视网膜病和尿微量白蛋白没有相关性；Gonzalez-Clemente认为[14]，在T2DM患者HCY的增高是冠心病的结果，而非微量白蛋白尿的影响。Davies的研究也显示[17]，在血肌酐正常组，不管蛋白尿正常还是微量，血浆HCY浓度是类似的，所以，血肌酐是高HCY的一个独立危险因素。Abdella研究了183个T2DM病人[18]，发现HCY与年龄、性别、吸烟、体质指数和肾小球滤过率相关，而与血糖的控制和糖尿病病程无关。而另一些的研究显示[4,12,18-20]，高血浆HCY参与了糖尿病肾病的发生与发展。郭清华研究发现[4]，在T2DM，糖尿病肾病组的血TCY分别高于无并发症组和正常对照组（分别是：29.55%，8.00%，7，14%）。智喜梅在排除了由肾小球滤过率所致的高HCY后[12]，分析发现，T2DM无肾病组，血HCY水平较正常对照组明显增高，而合并肾病组又比无肾病组高，为进一步比较T2DM高HCY患者与正常HCY患者的早期肾病发生情况，结果显示，前者合并肾病的发生率是后者的2倍（52.0%VS26.2%）。ChicoA观察了165例糖尿病病人[19]，T2DM90例，T1DM75例，逐步回归分析显示，尿白蛋白排泄率与HCY高度相关。关萃连分析了已诊断的糖尿病肾病60例，按尿蛋白排泄率分轻、中、重3组，结果显示，随着尿蛋白排泄率的增加，HCY也增加[18]。Neugebauer的研究发现[20]，MTHFR基因多态性与T2DM肾病有关，64%的糖尿病肾病患者含突变等位基因，而不伴有糖尿病肾病者仅为36%，相对危险性为2.65。

4HCY在糖尿病肾病发病中的作用

（1）肾血管内皮细胞受损，异常增高的HCY进入血液循环后，通过细胞内外的浓度剃度和载体被动或主动运转到细胞内，产生许多具有毒性作用的反应氧系列，使微血管内皮细胞的自由基清除系统水平下降，产生大量自由基，启动膜脂质过氧化反应，破坏细胞膜的完整性，导致微血管内皮细胞损伤和功能减退[21]。（2）HCY使血小板存活时间缩短，促进血小板凝聚和黏附，Warren发现[22]，HCY可影响血小板自身的L-精氨酸/Alo途径，使血小板合成一氧化氮的两个限速步骤L-精氨酸转运、一氧化氮合成酶活性受到抑制，一氧化氮合成减少，对血小板黏聚功能负反馈调节下降，血小板反应性增加，黏聚功能增加。（3）HCY增加凝血因子Ⅴ、Ⅹ活性，抑制组织纤溶酶及抗血栓形成因子Ⅲ、Ⅶ活性[23]。（4）促进血管平滑肌细胞增生，田清平在培养的W-K大鼠血管平滑肌细胞中观察到[24]，HCY促进血管平滑肌细胞增生，HCY通过蛋白激酶C、丝裂素活化激酶、环磷酸腺苷、钙离子等内信号途经引起血管平滑肌细胞增生，Dalton的研究发现[25]，HCY通过质膜上特殊受体/转用体，激活神经脊源性血管平滑肌细胞的蛋白激酶C，促进原癌基因Fos和C-myb的表达，进而刺激血管平滑肌细胞增生并向内膜下移动，吞噬过氧化脂质，形成动脉粥样硬化性泡沫细胞，而肾脏的系膜细胞具有与血管平滑肌细胞类似的功能特性，所以推测，HCY同样也可损害肾脏系膜细胞，而参与了糖尿病肾病的发生。（5）细胞间黏附分子-1（ICAM-1）与糖尿病肾病关系密切，由ICAM-1极其受介导的血循环中白细胞与肾小管内皮细胞的黏附是糖尿病肾病肾小球硬化的早期改变。Sivlerman的研究结果显示[26]，HCY可呈时间、剂量依赖性上调单核细胞对培养人主动脉内皮细胞黏附，0.1mmol/lHCY可使细胞黏附增加4.5倍，同时ICAM-1的表达增加5倍。HCY可加速培养内皮细胞的衰老[27]，并增加ICAM-1和纤溶酶原激活抑制物-1表面分子表达；邹效漫通过蛋氨酸喂养的糖尿病小鼠高HCY模型[28]，发现蛋氨酸饮食组小鼠肾脏ICAM-1蛋白和mRNA表达水平增高，提示ICAM-1可能参与了HCY对糖尿病肾病的作用。（6）MTHFR基因多态性，MTHFR基因多态性与糖尿病肾病相关，郭清华的研究显示（4），MTHFR的BB基因型在糖尿病肾病组显著高与无微血管并发症组（41.5%对23.1%）。其频率在糖尿病肾病组也显著高与无微血管并发症组（59.4%对45.2%）。Neugebauer的研究发现[20]，MTHFR基因多态性与T2DM肾病有关，64%的糖尿病肾病患者含突变等位基因，而不伴有糖尿病肾病者仅为36%，相对危险性为2.65。

总之，更多的资料支持T2DM可引起血TCY浓度增高，增高的HCY参与了糖尿病肾病的发生和发展，另外，T2DM时，由于高血糖和糖基化终末产物等因素，存在广泛的血管内皮功能异常，造成肾脏微循环障碍，尿白蛋白排出增多，肌酐清除率减低，肾小管功能障碍，影响HCY清除的转硫途径，而引起血HCY增高，增高的HCY又可直接损害肾脏血管内皮细胞，加重尿微量白蛋白和降低肌酐清除率，形成恶性循环。

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