在世界上首报2型糖尿病尿核糖异常升高

文/赫荣乔

中国科学院生物物理研究所 北京 100101

在世界上首报2型糖尿病尿核糖异常升高

文/赫荣乔

中国科学院生物物理研究所 北京 100101

核糖，2型糖尿病，核糖代谢失调

DOI 10.3969/j.issn.1000-3045.2013.06.015

自1815 年法国化学家Chevreul发现糖尿病患者尿液中含有葡萄糖以来，历时198年，糖尿病被认为是一组以慢性血葡萄糖（简称血糖）水平增高为特征的代谢病群。然而，广泛存在于机体内的核糖(D-ribose)，在糖尿病及其并发症的研究中却被忽略。

由于核糖是合成ATP的原料，能够迅速被细胞利用，产生各种生物学效应。因此，核糖作为能量补充剂，通过口服促进机体能量代谢而被广泛使用。有国外学者建议糖尿病患者口服核糖，以提供其能量，从而防止葡萄糖升高的危害。这种治疗方式，源于在口服核糖时，血葡萄糖浓度发生降低。从而认为服用核糖，可以控制糖尿病血中的葡萄糖的浓度。这也是核糖的危害在糖尿病研究中长期被忽略的缘故。

由于核糖五碳环的不稳定性，使得核糖较葡萄糖具有更为活泼的醛基。核糖存在于细胞内外，是RNA、ATP、GTP、DNA、辅酶以及维生素的组成部分，在生物体系中具有不可替代的重要作用。中科院生物物理所脑与认知科学国家重点实验室比较了核糖与葡萄糖在牛血清白蛋白（BSA）非酶促糖基化过程中的动力学性质，其结果显示，核糖使蛋白质糖基化速度显著快于葡萄糖，且能够快速形成具有细胞毒性的糖基化终末产 物（advanced glycation end products,AGEs）。

采用神经 Tau 蛋白和 a-突触核蛋白作为研究对象，也证明了核糖在非酶促糖基化过程中的活泼性质。通过腹腔注射核糖可以造成小鼠空间认知的损伤，在相同条件下，葡萄糖则没有表现出对其认知功能的损伤。核糖可以自由通过血脑屏障，与脑内蛋白质进行非酶促糖基化反应，形成AGEs，从而导致神经细胞代谢失调，甚至死亡。

核糖可以从食物中摄取，也可以通过葡萄糖合成途径，形成5-磷酸核糖，但其过程复杂、速度相对慢。2型糖尿病患者体内核糖的异常升高，其病理学机制尚不清楚，需要进一步研究阐明。人血核糖含量约为20—100 mmol/L，其浓度低于血葡萄糖。因此，测定体内的核糖，需要分辨率较高的定

量分析技术。中科院生物物理所脑与认知科学国家重点实验室在 Castells分析还原糖方法的基础上进行了改良，解决了在临床上测定尿核糖的技术问题。对30 名2型糖尿病临床患者和30 名同龄正常人的尿核糖及葡萄糖进行了分析。结果表明，2型糖尿病患者尿中的核糖浓度显著高于正常对照（图1），提示2型糖尿病不但存在葡萄糖代谢失调，而且存在核糖代谢失调。

糖尿病的危害主要来自于并发症，如中枢神经系统、肾、心血管等损害及其功能障碍等。因此，核糖是否在2型糖尿病并发症中起作用，值得高度重视，其理由是：（1）2型糖尿病患者尿核糖显著高于正常对照，提示其血中的核糖水平也相对较高；（2）核糖广泛存在于机体内的各个组织器官；（3）核糖能够迅速导致蛋白质糖基化，生成AGEs，相比之下，葡萄糖则明显较慢；（4）相同条件下，蛋白质核糖糖基化产物的细胞毒性远较葡萄糖的产物强；（5）核糖容易透过血脑屏障，引起中枢神经系统蛋白质糖基化和AGEs的累积。

2型糖尿病患者的尿核糖异常升高这一现象的发现告诉我们，糖尿病患者口服核糖可能存在健康安全问题。小鼠核糖实验显示，腹腔注射核糖可以降低小鼠血葡萄糖的浓度，但其糖化血清蛋白却明显升高。核糖与蛋白质反应所形成的AGEs在脑内慢性积累，造成中枢神经系统的损伤。由于目前在临床上只检测糖尿病患者血葡萄糖的浓度，仅以葡萄糖浓度作为诊断和观察糖尿病及其发展进程，而核糖能够在一定程度上降低血葡萄糖浓度，成为一种“降血糖的假象”，严重的是，核糖与蛋白质反应形成的AGEs及其细胞毒性危害着糖尿病患者的健康，这一点值得国内外同行与广大糖尿病患者注意和重视。

图1 2型糖尿病患者尿核糖异常升高

赫荣乔 中科院生物物理所研究员。1955年出生。1982毕业于四川省泸州医学院医疗系，1986年中科院微生物所（北京）硕士研究生毕业，1989年获中科院生物物理所（北京）理学博士。研究方向为老年认知损伤的生物学机制。曾在英国剑桥大学、加拿大 McGill大学、美国纽约州老年病基础研究所等高校和学术机构留学和访问。国家“973”计划“人口与健康”咨询专家组成员；中国生物化学与分子生物学会副理事长；北京市神经科学学会常务理事；《微生物学通报》主编；《生物化学与生物物理进展》副主编；Science China Life Sciences,Journal of Alzheimer's Disease,Biochimica Biophysica Acta-General Subjects及 Frontiers in Neuroscience等杂志编委；中科院大学、清华大学兼职教授。提出和研究了“内源甲醛代谢失调是老年认知损伤的危险因素”；发现和研究了“2 型糖尿病核糖代谢失调”。E-mail:herq@sun5.ibp. ac.cn

* 修改稿收到日期：2013年11月1日