慢性肾脏病患者胰岛素抵抗发生机制及其干预的研究

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目的:  研究胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)与慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)的关系,探索CKD患者发生IR的分子机制,寻找更适合CKD患者IR的干预药物。  方法:  细胞实验部分将细胞随机分为6组:阴性对照组、2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)组、胰岛素组、尿素组、血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ, AngⅡ)组和缬沙坦组,通过尿素刺激诱发骨骼肌细胞IR,观察干预药物对骨骼肌细胞2-DG摄取的影响。动物实验部分将大鼠随机分为4组:假手术组、模型组、AngⅡ组和缬沙坦组,建立5/6肾切除慢性肾衰大鼠模型,在造模前及造模后不同时间点检测大鼠肾功能、尿蛋白、血脂以及胰岛素耐量(insulin-tolerance test, ITT)等指标,观察干预药物对肾衰大鼠IR的作用。对各组细胞及组织进行western blot,检测样品中胰岛素信号通路上关键蛋白IRS-1、Akt的表达及其磷酸化情况。最后,对钙离子拮抗剂(calcium channel blockers, CCB)、血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker, ARB)以及血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin converting enzyme inhibitor, ACEI)对非糖尿病患者胰岛素敏感性( insulin sensitivity, IS)的作用进行meta分析,寻找更适合的干预药物。  结果:  细胞实验发现,尿素刺激下骨骼肌细胞2-DG摄取下降明显(P<0.01),在此基础上叠加AngⅡ,细胞2-DG摄取继续降低(P=0.040),缬沙坦能部分缓解尿素造成的2-DG摄取减少(P=0.000)。动物实验中,与假手术组相比,模型组大鼠肾功能(P<0.01)恶化、胰岛素耐量曲线下面积明显增加(P<0.01),血脂显著升高(P<0.05)。AngⅡ组生化指标与模型组无明显差异(P>0.05),IS显著降低(P=0.047),缬沙坦组肾功能(P<0.01)、白蛋白(P<0.05)和IS(P=0.000)均显著优于模型组。无论在体或离体实验,模型组IRS-1和Akt酪氨酸磷酸化均较假手术组/胰岛素对照组明显降低(P<0.01),丝氨酸磷酸化则显著升高(P<0.01)。在模型组基础上叠加AngⅡ加重异常磷酸化(P<0.05),反之,叠加缬沙坦在一定程度上减轻异常磷酸化(P<0.05)。Meta分析结果显示,ARB与CCB相比,能够显著减轻非糖尿病患者胰岛素抵抗稳态模型( homeostasis model of insulin resistance, HOMA-IR)指数,而与ARB相比,ACEI缓解IR可能疗效更佳。  结论:  慢性肾衰毒素蓄积使机体发生IR,骨骼肌IS下降,AngⅡ加重上述现象而缬沙坦能使其部分缓解。RAS与胰岛素信号具有一段共同通路,以尿素为代表的毒素作用于IRS-PI3k-Akt通路上关键蛋白,使其发生异常磷酸化可能是慢性肾衰患者IR的发生机制之一。ACEI和ARB能有效改善毒素蓄积诱发的IR,可能是更适合CKD患者的选择。
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