胰岛素抵抗与心血管病理生理机制分析

2020-12-09程方

中西医结合心血管病杂志(电子版) 2020年9期

程方

（郑州澍青医学高等专科学校，河南郑州 450000）

胰岛素抵抗这一情况在一定程度上导致患者发生心血管疾病的可能性上升，本文中根据对相关资料的研究，首先对胰岛素的生理作用进行的简要的阐述，之后尝试对胰岛素抵抗与心血管损伤之间的机制进行分析，在对胰岛素抵抗导致靶器官损害机制的“胰岛素抵抗的蓄积效应”、“局部胰岛素抵抗效应”以及“靶器官损伤差异性”三点基本认知进行总结[1]。

1 胰岛素抵抗的概念以及临床特点

根据目前的情况来看，胰岛素抵抗属于机体全身性胰岛素敏感性下降的一种状态，也就是胰岛素的外周组织、靶器官以及靶组织，其中主要包括机体的肝脏、脂肪组织以及骨骼组织，以上各组织对于胰岛素的敏感性以及反应性存在一定程度的下降，进而对胰岛素产生的生物学效应产生影响，导致正常量的胰岛素能够产生的生物效应较正常水平更低，同时会伴有高胰岛素血症的情况[2]。

由此，胰岛素抵抗这一情况具有高胰岛素血症的特点，并且能够伴有肥胖、高血压、动脉粥样硬化等并发症，但是以上各情况均为胰岛素抵抗所导致，而并非高胰岛素血症所引起。

2 胰岛素的生理作用机制

作为机体内能力最强的胰岛素合成内分泌素，胰岛素能偶实现蛋白质、脂肪、离子等起到良好的调节作用，也能够促进氨基酸转运、细胞增殖以及分化等工作。并且针对以上各方面的作用来看，不用作用之间的敏感性存在较大差异，既存在生理作用的选择性，也存在器官的选择性，而因为选择性的存在，所以胰岛素抵抗以及高胰岛素状态下，胰岛素能够导致靶器官受到的损伤，其程度各不相同，可见其损伤具有差异性的特点，且靶器官对于胰岛素水平的耐受程度，则为差异性的主导因素[3]。

胰岛素发挥作用的主要途径，是与靶器官上的胰岛素受体进行结合。观其受体，其属于酪氨酸激酶受体，当细胞内存在的胰岛素受体底物与胰岛素进行结合，就能够引起数个酪氨酸残基磷酸化。胰岛素受体底物被磷酸化之后，能够实现与多种蛋白激酶以及蛋白磷酸酶的锚定作用以及激化作用，同时对于蛋白、磷脂酶以及离子之间的连接通道，能够起到一定的易化作用，且能够实现对下游的一系列级联反应的中介。

以上文中各信号转导机制为基础，在胰岛素的作用下，三大营养物质的酶活性均能够在一定程度上发生改变，并针对调节工作起到重要的作用，其中最为显著的，就是促使组织对葡萄糖进行摄取的能力得到提升，同时能够促进糖原的合成以及强化唐氧化、糖酵解以及丙酮酸氧化的过程，有利于减少糖原的分解，并能够抑制糖异生情况，不仅能够有效起到降低血糖的作用，还能够加速蛋白质与脂肪之间的合成，对其分解现象的发生、发展进行抑制，且能够提升机体内脂肪以及蛋白质的含量，可谓是胰岛素的“经典代谢调节作用”[4]。

除以上之外，通过对MAPK进行激活这一途径，胰岛素还能够对细胞的增殖直至凋亡的整个过程产生重要影响。在一定范围内，胰岛素能够呈现出显著的浓度依赖性特点，也就是导致细胞发生损伤，并诱导细胞发生凋亡，而在适当的范围之内，又能够对细胞的生长和增殖起到促进作用。

以上两种信号的转导途径，二者之间存在竞争性的抑制作用，特别是在高胰岛素的状态之下，能够呈现出十分显著的MAPK刺激途径，同时对于PI-3K，也能够起到促进作用。

3 胰岛素抵抗及心血管损伤病理机制

3.1 胰岛素抵抗的病理机制

肥胖、遗传、饮食不良、运动不良等多方面因素，其均与胰岛素抵抗之间具有密切的关联性，并且发生机制相对较为复杂，能够涉及到多方面因素进行相互作用和影响，所以就目前为止，认为胰岛素抵抗的主要机制就是胰岛素信号转导障碍。

胰岛素信号转导障碍这一情况可以分为三个方面，分别为受体前缺陷、受体缺陷以及受体后缺陷，并且受体后的水平变化十分显著，其也是导致胰岛素抵抗产生的主要原因。总体来看，其具体的机制为：（1）胰岛素受体基质异常：①胰岛素受体基质存在不正常讲解的情况，能够导致含量下降，靶细胞对于胰岛素的敏感性就会减弱；②胰岛素受体基质磷酸化异常；③胰岛素受体基质的分布存在异常情况，其在胞质内存在过度聚集的情况，能够导致胰岛素抵抗出现。（2）PI-3K异常：PI-3K在表达下降或是活性下降的情况下，能够出现无法对胰岛素信号进行传递的情况，也就会导致胰岛素抵抗出现。（3）PKB异常，PI-3K的直接靶蛋白为PKB，其在表达降低或是活性降低的情况下，能够导致胰岛素抵抗出现。（4）GSK-3异常：在胰岛素的作用之下，GSK-3会出现磷酸化并失活，进而启动糖原的合成并促进葡萄糖的转运，其表达水平的升高与胰岛素抵抗的发生和发展之间，均具有密切的关联性。（5）GLUT4异常：在GLUT4的表达出现减少、转位障碍以及内在活性降低的情况，相应的葡萄糖摄取和代谢就会出现受损的情况，也就能够导致胰岛素抵抗的情况出现[5]。

3.2 胰岛素抵抗与心血管损伤的病理生理机制

3.2.1 胰岛素抵抗对血管内皮细胞损伤的机制

血管内皮细胞是胰岛素的靶器官之一，其受体与胰岛素进行结合之后，能够合成并释放一氧化氮等物质，从而有效实现血管的收缩和舒张。在正常情况下，用过PI-3K这一途径可以增加一氧化氮的产生，进而实现血管的扩张，并且肌肉以及脂肪组织对于葡萄糖的利用能够得到有效强化。

所以，胰岛素抵抗是导致患者出现内皮细胞功能障碍的主要原因，也就是导致高血压、动脉粥样硬化以及冠心病等心血管疾病发生的主要原因，而以上各种情况又能够导致胰岛素抵抗情况加剧，从而形成恶性的循环。

3.2.2 胰岛素抵抗对血管平滑肌损伤的作用机制

存在于血管壁上并且组成其主要部分的特定类型平滑肌，即为血管平滑肌，其主要功能是对体内血管的管径进行调节，并对血压的动态稳定性进行有效调节。在高胰岛素水平的环境下，通过IGF-1与蛋白4和5进行结合，呈现出的不同表达以及生物学活性作用均能够起到促进增殖的作用，也就更加有利于血管平滑肌的胶原合成以及迁移。这一作用能够导致机体出现血管管壁增厚且管腔狭窄的情况，导致患者发生高血压以及冠心病等疾病的可能性提高[6]。

通过深入研究可以了解到，在胰岛素抵抗情况出现的早期，患者的大血管以及微血管均能够出现平滑肌BKCa功能受损的情况，从而导致患者血管紧张度的调节受到严重限制。使患者的高血压进程以及动脉粥样进行在一定程度上加快。

3.2.3 胰岛素抵抗对心肌损伤的作用机制

胰岛素抵抗能够导致患者的出现心脏微血管病变以及心肌代谢功能紊乱，进而引起心肌广泛灶性坏死，也就导致患者该发生心律失常、心力衰竭或是猝死的几率升高，可见其能够引起严重的心肌损伤。

发生胰岛素抵抗的情况下，对于葡萄糖的摄取和利用均有所下降，而脂肪酸的生成和摄取则会增加，也就会导致心肌细胞内FFA的含量显著高于正常的心肌水平，导致机体心肌受到损伤。