血清胆红素水平与糖尿病微血管病变的相关性研究

舒湘岑 ，陈 静(孝感市中心医院药学部，湖北 孝感 432100)

糖尿病肾病( diabetic nephropathy，DN) 和糖尿病视网膜病变( diabetic retinopathy，DR) 为糖尿病最为主要的微血管并发症。其中，DN 已经成为我国慢性肾病第3 位的原因［1］。1999年的一项统计结果表明，DN 患者占我国血液透析患者的13.5%，占腹膜透析患者的12.0%［1］。糖尿病肾病所致的终末期肾病也有逐年增长的趋势［2］。而由糖尿病引起的DR 则已经成为了我国成人主要的致盲原因［3］。长期高血糖是引起糖尿病微血管病变的根本原因。有研究结果表明，高血糖会导致机体产生大量的活性氧类物质，从而使机体的多个组织发生氧化应激这一生化过程。而氧化应激则是通过产生过量的自由基来参与多元醇途径激活、蛋白激酶C 途径、己糖胺通路激活，从而导致胰岛细胞损伤、胰岛素抵抗以及糖基化终末产物的形成［4］。因此，使氧化应激降低在一个相对较低的水平在保护糖尿病微血管病变中是十分重要的。近年来，已有研究结果发现，胆红素是一种天然的内源性抗氧化剂，能够对抗氧化应激反应［5］。现将近几年来对于血清胆红素水平在糖尿病微血管病变中保护作用的研究情况作如下综述。

1 糖尿病微血管病变与氧化应激的研究

高血糖能够通过增加细胞内线粒体的电子传递链所生产的电化学梯度，从而导致活性过氧化物的过量生成。Nishikawa T等［6］通过研究表明，活性过氧化物可以介导氧化应激这一过程，而过多的活性过氧化物则能抑制三磷酸甘油醛脱氢酶( GAP-DH) 活性，激活几乎所有已知的与糖尿病微血管并发症发生发展有关的信号传导通道，从而导致细胞的代谢紊乱。另外，Sena LA 等［7］研究结果发现细胞内葡萄糖浓度的升高将会致使线粒体中过多的电子被传递到氧分子，从而产生过氧化的氧分子。而作为血管壁产生过氧化物最重要的来源则是NADPH 氧化酶。当患者患有糖尿病时，NADPH/NAD+的比例将会增加，这是由于山梨醇途径和多聚酶途径引起的，那么相应的将会激活更多的NADPH 氧化酶。此外，高浓度的葡萄糖和游离脂肪酸则可通过激活蛋白激酶C 这一途径，使NADPH氧化酶活性增加，从而产生更多的过氧化物。而Wilkinsonberka JL 等［8］研究结果表明，氧化应激还可以通过降解NO，从而抑制其介导的内皮功能，导致细胞内还原型四氢蝶呤活性浓度降低，进而使NOS 氧化和还原酶结构域接耦联，导致氧分子氧化取代精氨酸氧化，过氧化物合成取代NO。

2 血清胆红素在保护糖尿病微血管中的研究

胆红素是体内血红素的代谢产物，有研究结果表明，其为机体内源性抗氧化系统的成员之一，具有清除自由基、抗脂质过氧化，保护细胞免受损伤等作用［9］。其后，随着人们对胆红素系统认识的不断深入，Wagener FA 等［10］意外地发现了血红蛋白代谢产物胆红素具有极强的抗氧化及抑制细胞凋亡的作用。而胆红素因其分子白蛋白的不对称性促使胆红素上的氢原子活化，再加上胆红素分子内的共轭双键系统，使其具有捕获氧自由基的能力，能够避免脂质过氧化，具有比维生素E 更强的抗氧化能力［11-12］。Yachie 等［13］研究结果表明，生理浓度下的胆红素具有强抗氧化性，1 mol/L 的直接胆红素能够清除2 mol/L 的过氧化自由基。通过以上研究结果表明，作为一种内源性抗氧化系统重要的成员之一，胆红素势必会成为在糖尿病微血管病变保护性研究中的重要新方向。

2.1 糖尿病性视网膜病变

糖尿病性视网膜病变在糖尿病微血管病变中最为常见，是目前导致成人致盲的主要因素之一［3］。目前，国内外很多学者就血清胆红素水平在保护糖尿病微血管病变的抗氧化应激作用中做出了广泛研究。苏志燕等［14］将2 型糖尿病患者根据眼底镜检查的结果分为无糖尿病视网膜病变组( NDR 组)380 例和糖尿病视网膜病变组( DR 组) 284 例，比较2 组患者血清胆红素水平的差异，同时应用多因素非条件Logistic 回归分析法对其危险因素建立方程，结果发现： DR 组患者胆红素水平低于NDR 组患者(P＜0.01) ，以DR 为因变量行Logistic回归分析显示血清胆红素水平(OR=0.909) 是其保护性因素，在DR 中，血清胆红素是重要的保护性因素，这种保护作用可能是通过胆红素对抗氧化应激来实现的。胆红素可以捕获和清除氧自由基，从而阻止白蛋白与脂肪酸的氧化相结合这一过程，进而保护了蛋白质和脂类免受氧自由基的损伤与破坏，最终抑制脂质过氧化物的形成。冯伟等［15］将471 名2 型糖尿病患者分为无糖尿病视网膜病变组( NDR 组) ( 病程＞10 年)253 例和增殖期糖尿病视网膜病变( proliferative diabetic retinopathy，PDR) 组218 例，比较2 组患者之间胆红素水平有无差异，对2 组之间有差异的参数进行logistic 回归分析，结果发现： NDR组中直接胆红素较PDR 组高，2 组的差异有统计学意义(P＜0.05) 。DR 危险因素的Logistic 回归分析中发现，年龄及直接胆红素是DR 的保护性因素。增殖期糖尿病视网膜病变组与长病程2 型糖尿病无糖尿病视网膜病变组的直接胆红素水平差异有统计学意义，这表明体内的生理性抗氧化剂——胆红素，很有可能在DR 的发生发展中起到保护性作用。血清胆红素具有抗氧化和消炎作用。吴乃军等［16］通过观察及监测2 型糖尿病患者的同型半胱氨酸( HCY) 和脂联素( APN) 水平变化，发现2 型糖尿病患者HCY 水平高于正常对照组，APN 水平低于正常对照组。而魏建芬等［17］研究结果发现，HCY 和胆红素可能是DR 的生物学标志物，高血浆HCY 水平和低总胆红素水平均增加DR的风险。

而国外学者NajamSS 等［18］进行以人群为基础的横断面研究，从中国1 761 名40 岁以上的糖尿病人群，入组了糖尿病患者和糖耐量受损( IGM) 患者，并经眼底造影检查评估后按照新的分级标准分级，按血清胆红素水平高低分为4 组，将眼底病变程度、血清胆红素水平、年龄、相关危险因素进行Logistic 分析发现：在生理范围内，血清胆红素水平越高，DR 的发病率越低，血清胆红素水平升高可能预防DM 和IGM 患者出现DR，低浓度胆红素可作为DR 的一个独立危险因素。与此同时，Yasuda M 等［19］用了同样的试验方法调研了3 119 名Hisayama研究参与者，同样显示血清胆红素水平与DR 呈负相关。

虽然目前关于血清胆红素水平在DR 的保护作用中的研究比较少，但是这并不表示两者之间无相关性。相反，结合目前研究来看，肯定了两者之间存在正相关，尤其是血清胆红素对于DR 的保护作用。

2.2 糖尿病性肾病

糖尿病肾病是糖尿病常见的并发症之一，也是较早进入终末期肾病( end stage renal disease，ESRD) 的常见原因。目前，在西方国家糖尿病肾病已占ESRD 的80%［20］。而将氧化应激对肾脏的损失降到最低，是提高临床糖尿病肾病患者生存率的关键。艾世辉等［21］通过根据尿微量清蛋白排泄率将87 例糖尿病肾病患者分为临床清蛋白尿组、微量清蛋白尿组、正常清蛋白尿组，并取76 例健康体检者，分别测定血清总胆红素水平、超氧化物歧化酶活性，结果发现：两者在实验组、正常对照组差异有统计学意义(P＜0.01) ，且两者与尿微量清蛋白排泄率呈负相关，糖尿病肾病患者血清总胆红素水平与超氧化物歧化酶活性均较正常水平低，这证实了氧化应激与低胆红素水平参与了糖尿病肾病产生，并提示两者之间存在一定的联系。陈宇等［22］将789 例2 型糖尿病( type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者，按照24 h 尿白蛋白定量分为正常尿白蛋白组( 尿白蛋白＜30 mg) 、微量尿白蛋白组( 尿白蛋白30 ～300 mg) 和临床尿白蛋白组( 尿白蛋白＞300 mg) ，并以168 例正常成人作为对照组，观察各组之间血清胆红素的差异，探讨血清胆红素水平与2 型糖尿病肾脏疾病( kindney disease，DKD) 的关系，结果发现：T2DM 患者血清总胆红素、直接胆红素和间接胆红素水平均低于正常对照组(P＜0.01 或P＜0.05) ;微量尿白蛋白组的总胆红素和间接胆红素均较正常尿白蛋白组下降(P＜0.01 或＜0.05) ;临床尿白蛋白组的总胆红素、直接胆红素以及间接胆红素均低于其他两组(P＜0.01) 。从而提出了胆红素可能是T2DM 患者肾脏的保护性因子，且在糖尿病早期，采取积极的抗氧化治疗能够起到防止DKD 发生发展的结论。苏志燕等［23］选取了首都医科学附属北京同仁医院内分泌科的2 型糖尿病患者664 例，将其分为无肾病( NDN) 组和肾病( DN) 组，进而比较胆红素水平的差异。结果发现： DN 组胆红素水平低于NDN 组，胆红素是其重要的保护因素。这进一步证实了在糖尿病肾病的发生中，胆红素可能对其有一定的保护作用的结论。陈宇等［24］通过将913 例T2DM 患者，根据微量白蛋白尿的有无，分为非DKD 组和DKD 组，并以184 例正常成人作为对照组，观察DKD 的患病率，各组血清胆红素及血脂的差异，并对DKD 发生的危险因素进行多因素Logistic 回归分析，结果发现：T2DM 患者DKD 的患病率为35.71%，DKD 组的血清总胆红素、直接胆红素和间接胆红素均明显低于非DKD 组，对DKD 的危险因素进行Logistic 逐步回归分析，结果显示： 间接胆红素是DKD 的保护性因子。这进一步强调了在糖尿病的早期，通过采取积极的抗氧化与调脂治疗，对防止DKD 的发生具有重大意义，从而提出了抗氧化与调脂治疗互为有利的结论。而张晓凡等［25］随机选择T2DM 患者120 例( DM 组) ，将其进一步分为单纯糖尿病组( NDN 组，45 例) 和糖尿病肾病组( DN组，75 例) ;选择健康体检者60 例作为健康对照组( 对照组) 。记录所有观察对象胆红素( 总胆红素、直接胆红素、间接胆红素) 数值，结果表明： 糖尿病患者血中胆红素水平可反映患者糖代谢控制的情况，胆红素水平降低与糖尿病肾病的发生、发展可能存在某种联系。贾育梅等［26］等选取2010 年8 月—2012 年6 月北京朝阳医院内分泌科住院的T2DM 患者1 217 例，根据肾小球滤过率估算值将其分为3 组，另根据8 h尿清蛋白排泄率分为另外3 组，结果进一步证实了胆红素水平与DKD 的发生发展相关，胆红素在肾脏病变的过程中具有保护作用。

综上所述，高浓度血清胆红素在延缓糖尿病肾病的发展中起到重要作用，而低浓度血清胆红素可能参与了加速氧化应激这一过程，从而增加了糖尿病肾病的发生与发展的风险; 糖尿病肾病的一些其他危险因素如：血清肌酐及血尿素氮等也与血清胆红素存在一定的关系。

3 小结与展望

胆红素具有抗氧化活性，可清除氧自由基、抑制LDL 的氧化修饰等作用，在包括冠心病、高血压病、糖尿病、肥胖等氧化应激介导的疾病中发挥重要的保护作用。目前国内外的各项研究结果均十分肯定了这一观点。但是这些研究都普遍存在这样一个问题：只探讨与研究了高浓度血清胆红素的保护作用，而对于低浓度血清胆红素对于糖尿病微血管病变的作用没有进一步阐明。这与陈佳等［27］在血清胆红素水平与糖尿病微血管并发症关系研究进展中提出的观点不谋而合。

综上所述，高浓度的生理范围血清胆红素对于保护糖尿病微血管病变起到了重要的作用，那么血清胆红素是否能作为临床判断糖尿病微血管病变的一个敏感的实验室指标呢? 目前相关研究甚少。因此，探讨低浓度的血清胆红素的预警作用是今后研究的一个新方向，特别是对于糖尿病微血管病变的检验带来新的转机，以及对于糖尿病微血管病变的防治带来新的福音。

［1］ 中华医学会肾脏病分会透析移植登记工作组. 1999 年度全国透析移植登记报告［J］.中华肾脏病杂志，2001，17 (2) ： 77-78.

［2］ Zhuo L，Zou G，Li W，et al. Prevalence of diabetic nephropathy complicating non -diabetic renal disease a -mong Chinese patients with type 2 diabetes mellitus［J］. EurJ Med Res，2013(18) ：4.

［3］ 陈永东，许迅.氧化应激在糖尿病视网膜病变中的作用研究进展［J］.中华眼底病杂志，2007，23 (4) ： 298-300.

［4］ Brownlee M.The pathobiology of diabetic complications： a unifying mechanism［J］.Diabetes，2005，54(6) ： 1615-1625.

［5］ Stocher R，Glazer A N，Ames B N. Antioxidant activity of albuminbound bilirubin［J］. Proc Natl Acad Sci USA，1987，84( 16) ：5918-5922.

［6］ Nishikawa T，Edelstein D，Du XL，et al. Normalizingmi to chondrial superoxide production blocks three pathways of hypergly caemic damage［J］.Nature，2000，404(6779) ： 787-790.

［7］ Sena LA，Chandel NS. Physiological roles of mitochondrial reactive oxygen species［J］.Molecular Cell，2012，48(2) ： 158-167.

［8］ Wilkinson-berka JL，Rana I，Armani R，et al. Reactive oxygen species，NOX and angiotensin Ⅱin angiogenesis： implication for retinopathy［J］.Clin Sci，2013，124(10) ： 579-615.

［9］ 万之辉，葛才荣.冠心病新危险因素的研究进展［J］. 中国误诊学杂志2008，8(4) ： 778.

［10］ Wagener FA，Toonen EJ，Wigman L，et al. HMOX1 promoter polymorphism modulates the relationship between disease activity andjoint damage in rheumatoid arthritis［J］.Arthritis Rheum，2008，58(11) ： 3388-3393.

［11］ Chin HJ，Cho HJ，Lee TW，et al. The mildly elevated serum bilirubin level is negatively associated with the incidence of end stage renal disease in patients with IgA nephropathy［J］. J Korean Med Sci，2009，24( Suppl) ：S22-S29.

［12］ V ítek L. The role of bilirubin in diabetes，metabolic syndrome，and cardiovascular diseases［J］. Front Pharmacol，2012(3) ：55.

［13］ Yachie A，Niida Y，Wada T，Igarashi N，Kaneda H，To m a T，et al.Oxidative stress causes enhanced endo thelial cell injury in hum an heme oxygenase-1 deficiency［J］.J Clin Invest，1999，103(1) ： 129-135.

［14］ 苏志燕，杨金奎，张琳.糖尿病视网膜病变与血清胆红素水平的关系［J］.首都医科大学学报，2010，31(1) ：117-119.

［15］ 冯伟，杨金奎.2 型糖尿病增殖期视网膜病变与血清胆红素水平关系的研究［J］.首都医科大学学报，2012，33(4) ：481-484.

［16］ 吴乃军，魏剑芬，金秀平.2 型糖尿病患者同型半胱氨酸和脂联素水平变化的临床意义［J］. 现代中西药结合杂志，2014，23(18) ：1945-1948.

［17］ 魏剑芬，程 燕，吴乃君.糖尿病视网膜病变患者血清同型半胱氨酸与氧化应激反应的变化［J］. 中国现代医学杂志，2011，21(15) ：1877-1880.

［18］ Najam SS，Sun J，Zhang J，et al. Serum total bilirubin levels and prevalence of diabetic retinopathy in Chinese population［J］. J Diabetes，2014，6(3) ： 221-227.

［19］ Y asuda M，Kiyohara Y，Wang JJ，et al.High serum bilirubin levels and diabetic retinopathy： the Hisayama Study［J］. Ophthalmology，2011，118(7) ： 1423-1428.

［20］ Boden G，Zhang M. Recent findings concerning thiazolidinediones in the treatment of diabetes［J］. Expert O pinInvestig Drugs，2006，15(3) ： 243-250.

［21］ 艾世辉，林兰梅.糖尿病肾病患者血清总胆红素水平与超氧化物歧化酶活性相关性研究［J］.临床研究，2011，18(23) ：55-57.

［22］ 陈宇，周永华，韩晓骏.2 型糖尿病患者血清胆红素水平与糖尿病肾病关系的研究［J］.临床荟萃，2011，26(4) ：292-296.

［23］ 苏志燕，杨金奎，张琳. 血清胆红素水平与糖尿病肾病的关系［J］.中国误诊学杂志，2010，10(13) ：3100-3101.

［24］ 陈宇，韩晓骏，周永华.2 型糖尿病患者血清胆红素、血脂与糖尿病肾病的关系初探［J］.南通大学学报，2013，33(3) ：175-178.

［25］ 张晓凡，张会娟.血清胆红素与2 型糖尿病患者糖代谢及早期糖尿病肾病的关系［J］.实用糖尿病杂志，2013，10(2) ：43-45.

［26］ 贾育梅，赵永祯，徐援.2 型糖尿病肾脏病变与血清胆红素的关系研究［J］.中国全科医学，2013，16(10) ：3406-3409.

［27］ 陈佳，刘鹏.血清胆红素水平与糖尿病微血管并发症关系研究进展［J］.现代中西医结合杂志，2015，24(8) ：910-912.