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学术前沿

手术治疗2型糖尿病机制的研究进展

发表者:姜宏卫 人已读

2012-11-08 09:37 来源:中华内分泌外科杂志 作者:施 哲等

目前全球的糖尿病患者约2亿,我国有糖尿病患者约5 000万,并以每年120万人的数目递增。尽管全世界每年都在大力开发治疗糖尿病的新药,但直到目前,仍只有部分患者能获得满意的疗效,且需长期口服降糖药或注射胰岛素。国外研究结果显示即使接受了最强化的内科治疗,患者的糖化血红蛋白( HbAlc)仍维持在7.5%~8.5%之间。近年来,国外研究者发现一直被用来减重的胃转流手术对2型糖尿病( T2DM)有显著疗效。本文综述近年来减肥手术和胃癌手术治疗T2DM机制的研究进展。

1、体重减轻

起初人们普遍认为体重减轻是术后改善糖尿病的最重要的机制。Dixon等发现胃束带手术(gastric banding,GB)后糖尿病的缓解程度与体重减轻的程度相一致,即体重减轻得越多T2DM缓解越显著。有学者认为在单纯的限制性手术中,体重的减轻在改善血糖代谢方面起到了决定性作用。

然而,在Roux-en-Y胃转流术(Roux-en-Y gastric bypass,RYGB)和胆胰转流术(biliopancreatic diversion,BPD)术后体重的减轻似乎并非T2DM缓解的主要原因。患有T2DM或葡萄糖耐量减退的患者茌术后6d就可出现胰岛素抵抗的改善,这一效应在术后至少可持续1年且和体重的减轻不相关。所以,在RYGB或BPD术后,体重的减轻与糖尿病缓解之间的关系仍存在巨大争议。

2、热量摄入减少

热量摄入减少可能是术后血糖得到控制的另一机制,因患者在接受胃缩小成形术后确实可改善葡萄糖代谢,但目前尚无证据表明这一术式可长期控制病态肥胖症患者的血糖水平。由Rubino等进行的小鼠实验昆示那些接受十二指肠空肠转流手术(duodenal-jejunal bypass,DJB)且糖尿病得到缓解的小鼠,术后进食量和体重均与假手术组小鼠相同。在人类实验中,仅给予低热量饮食的患者其糖尿病并未得到缓解,直到实施了RYGB术后疾病才得到控制。所以,目前多数学者不认为热量摄入减少是术后糖尿病得到缓解的主要原因。

3、肠道营养吸收不良

有文献表明在胆胰十二指肠转流术(biliopancreatic di-version with duodenal switch,BPD-DS)术后营养吸收不良是改善T2DM的机制之一。这一术式能有效降低小肠对脂肪的吸收、减少游离脂肪酸利用率;并可选择性地减少骨骼肌细胞对脂肪酌储存,继而增加葡萄糖作为主要能鼍来源的利用率,改善胰岛素抵抗。这些生理改变即使在全身大量多余脂肪仍存在的情况下也能发生。而在动物模型中,糖尿病小鼠在DJB后虽对碳水化合物和脂质的吸收并未减少,但确有显著的糖耐量改善。因此这一机制仍存在争议。

4、胃肠道激素改变

减肥手术后血糖的控制可能和胃肠道激素改变有关,并被许多学者证实,他们发现在经过BPD或RYGB等术后的患者其血中激素的变化要远大于那些仅经垂直束带式胃成形术(vertical banded gastroplasty,VBG)或可调节胃束带手术(adjustable gastric banding,AGB)等限制性手术的患者。

4.1肠促胰岛素(incretin)

在进食时大量分泌入血,其半衰期较短,为3 ~7 min,主要功能是刺激胰岛素的分泌。T2DM可造成人体内多器官功能缺失,包括向骨骼肌转运葡萄糖功能减退,胰岛B细胞功能受损,肝糖原分解增加和肠促胰岛素作用的改变。在人体内有2种比较特殊的肠促胰岛素,由于它们在术后有控制糖尿病的作用而备受关注,即胰高血糖索样肽l(glucagon-like peptide 1,GLP-1)和抑胃肽(gastric inhibitory polypeptide,GIP)。

4.1.1 GLP-1是肠一胰岛轴中控制T2DM最核心的因子,在进食后由末端同肠的L细胞分泌。研究显示同正常人相比T2DM患者餐后CLP-1水平显著降低。对糖尿病患者进行持续的GLP-1治疗可降低空腹血糖和HbAlc浓度,并能增加胰岛素的敏感性,提高胰岛B细胞的功能。目前已有实验证明在胃肠转流术后胰岛素的分泌增加和GLP-1水平升高相关。但仍有少数学者无法完全肯定GLP-1在控制血糖中发挥的作用。Mor‘l nigo等发现在RYGB术后,GLP-1的增加仅出现在血糖正常和糖耐量减退的患者,而不出现在糖尿病患者。

4.1.2 GIP由近端小肠的K细胞分泌,在高血糖症患者中有协同促进胰岛素分泌的作用。在T2DM患者中由于存在肠。胰岛轴的异常活化,使GIP水平增高,产生过多的胰岛素,继而形成胰岛素抵抗。flatt认为手术后糖尿病得到迅速改善的一个重要原因就是手术切除了能分泌GIP的小肠K细胞。Gault等给予肥胖小鼠GIP受体阻滞剂治疗后,其胰岛素敏感性显著提高。因此认为CIP浓度下降能提高胰岛素的锨感性。

4.2瘦素(leptin)

瘦素调整血糖平衡的机制目前仍尚不清楚,但多数学者认为,瘦素与胰岛素之间存在互相调节作用:①瘦索对胰岛素的调节作用:牛理情况下,瘦索可促进胰岛素功能;但糖尿病患者常伴有瘦素抵抗,因而妨碍了胰岛素功能,导致胰岛素抵抗和糖尿病进展。②胰岛素对瘦素的调节作用:胰岛素不仅作用在脂肪细胞上刺激瘦素分泌,同时也作用在瘦素的靶细胞上限制瘦素的功能,这可能是T2DM早期代偿性高胰岛素血症和“瘦素抵抗”伴发的原因之一。有报道指出,胃肠道转流术后T2DM患者血清中的瘦素水平明显下降,提示术后瘦素水平降低可能参与维持血糖长期稳定和增加胰岛素敏感性。

4.3脂联素( adiponectin)

脂联素具有在骨骼肌内促使葡萄糖的利用和脂肪酸氧化的作用;在肥胖患者中偏少,与体重、BMI、腰臀比等呈反比关系。研究发现在RYGB、CB和BPD术后脂联素水平会增高。因此有推测糖尿病得到长期的改善是由脂肪含量的减少导致脂联素水平的变化造成的。

4.4饥饿素(ghrelin)

饥饿素是一种由胃底部生成的食欲刺激性激素;在控制糖尿病及能量代谢平衡中可能也扮演了很重要的角色。它可抑制脂联素,阻断肝胰岛素表达,抑制胰岛素分泌。因此,在接受含有胃底切除术的减肥手术后,血糖改善的部分原因可能是饥饿素的分泌减少。

4.5 YY肽(peptide YY,PYY)

PYY是一种在进食后由末端回肠的L细胞分泌的激素,可降低食欲。研充发现糖尿病患者无论有无肥胖,L细胞对食物刺激的应答均会减弱从而导致PYY分泌减少。而在胃转流术后的早期,餐后的PYY水平即会增加,且这一现象至少会持续2年。DePaula等的研究同样发现在回肠置换术后,糖尿病患者的餐后PYY水平显著增加。Hoek等的研究表明与饥饿素相似,PYY在胰岛素敏感性上有更直接的影响;最近的研究更是表明PYY的缺乏会改变胰岛细胞的固有属性,使胰岛高分泌胰岛素导致胰岛素抵抗。

4.6抵抗素(resistant)

小鼠的抵抗素,明确由脂肪细胞产生和分泌,作用于骨骼肌细胞、干细胞和脂肪细胞,降低其对胰岛素的敏感性。人类血浆抵抗素水平可以在回肠置换术后出现显著下降。

4.7 酰基化刺激蛋白(acylation-stimulating protein,ASP)

ASP和胰岛素有协同作用,能增加葡萄糖的摄取和脂肪酸的酯化作用。研究发现ASP在RYGB,GB和BPD术后会减少,但是它在控制糖尿病方面的作用仍未被肯定。

5、胃肠道解剖重塑后的作用

在胃转流术后,食物从食管一缩小后的胃腔一空肠。这一解剖学上的改变导致2种结果:①食物在消化过程中不经过十二指肠相近端空肠;②摄取的食物会更快地到达远端小肠。这2种结果形成了2种假说,称为前肠假说和后肠假说。

5.1前肠假说(foregut hypothesis)

前肠假说认为十二指肠、空肠在食物刺激下产生肿瘤坏死因子( TNF)、白细胞介素1(IL-1)、IL-6和瘦素等,这些促炎因子可引起下丘脑-垂体-肾上腺轴产生ACTH,上调皮质激素水平,升高血糖。胃肠道转流术后,由于食物不经过十二指肠及上段空肠,解除上述刺激因素,从而降低血糖。Rubino等选取2组患有T2DM的GK大鼠,一组行DJB,另一组行胃空肠吻合术( CJ),2组惟一的不同在于,前者摄取的食物完全不经过十二指肠和近端空肠,结果显示,术后10 d DJB大鼠的血糖控制明显好于GJ大鼠和假手术组大鼠。且当DJB大鼠的十二指肠通路再次重塑后,糖尿病又再次复发。这些研究都说明了来自于前肠的一些因子的确与T2DM的病理机制有关,对这部分前肠行转流手术后可改善糖尿病

5.2后肠学说(hindgut hypothesis)

后肠学说认为,对糖尿病造成显著改善的原因是由于未经完全消化的食物过快地流经中段空肠或末端回肠。Patriti等对GK犬鼠实施了回肠置换术(将末端同肠取下一段后接入前段空肠的手术)后5个月,葡萄糖耐受和胰岛素敏感性都得到了显著提高。

Wang等为了区别前肠假说和后肠假说对T2DM的影响,对比了行回肠置换术的GK大鼠和行DJB手术的GK大鼠;2组术后4周都表现出了相似的糖耐量方面的改善,且其GLP-1水平均比对照组要高;惟一不同的是,在术后第1周DJB大鼠在口服糖耐昔试验之后的CLP-l水平要比回肠置换组大鼠低。这些结果说明无论是针对前肠还是后肠进行的手术都可改善葡萄糖耐量,但各自的机制不同。GLP-1改善糖尿病的作用可能在后肠手术中扮演了更重要的角色,而前肠手术中可能还有其他很重要的因子影响着血糖的调控。

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本文仅供健康科普使用,不能做为诊断、治疗的依据,请谨慎参阅

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发表于:2012-12-17