肥胖患者冠心病的發(fā)病率較高,其原因是肥胖者對(duì)胰島素敏感性降低,加之高熱量飲食,體內(nèi)血糖消耗少,多余的糖轉(zhuǎn)化為脂肪貯存在體內(nèi),脂肪組織不單純是簡(jiǎn)單地作為燃料儲(chǔ)存庫(kù),更是一種重要的內(nèi)分泌器官,脂肪細(xì)胞分泌一系列具有生物活性的蛋白入血,這些分泌蛋白總稱為脂肪細(xì)胞因子,其中包括脂聯(lián)素 (adiponectin,APN),冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)、糖尿病、高血壓等疾病患者血漿脂聯(lián)素(adiponectin,APN)水平明顯降低,在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要的作用。
1 脂聯(lián)素發(fā)現(xiàn)與命名
1995年Scherer等從小鼠脂肪組織中發(fā)現(xiàn)一種新因子,稱為脂肪細(xì)胞補(bǔ)體相關(guān)蛋白(Acrp30)。1996年Maeda等分離出人的APN基因(apM1) ,人的apM1基因只在脂肪細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)。同年Nakano等利用明膠親和層析技術(shù)在人血漿中提純得到一種新的血漿蛋白,并證明該蛋白由apMl基因編碼;并證實(shí)人APN與鼠Acrp30具有83%的同源性。1999 年Arita等將其命名為APN,并建立了可測(cè)定人血漿中apM1產(chǎn)物濃度的方法。人APN分子由244個(gè)氨基酸殘基組成。由脂肪細(xì)胞分泌入血的脂聯(lián)素主要有3 種形式: 三聚體、低分子量六聚體和高分子量復(fù)合物( 12- 18聚體)。目前認(rèn)為, 高分子量APN水平與冠心病的相關(guān)性較總APN水平更強(qiáng)。兩性間APN水平的差異主要在于高分子量復(fù)合體。除以上APN復(fù)合物形式外, 人們通過體外重組獲得的APN羧基端的137個(gè)氨基酸的球型APN分子同樣具有調(diào)節(jié)糖脂代謝及血管保護(hù)作用, 具有潛在的藥用價(jià)值。
Yamauchi等應(yīng)用分子克隆技術(shù)已克隆出的脂聯(lián)素受體( adiponectin recepter,AdipoR)有AdipoR1和AdipoR2兩種, 前者在骨骼肌中表達(dá)豐富, 后者主要存在于肝細(xì)胞中, 但兩者在心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞上均有表達(dá)。目前發(fā)現(xiàn)的與AdipoR 相互作用的銜接蛋白包括含pH 域磷酸酪氨酸結(jié)合域和亮氨酸拉鏈基元1(APPL1)、 APPL2、蛋白激酶CK2、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白46(ERp46) 等。APPL1與細(xì)胞增生和凋亡有關(guān),它可直接與AdipoR1和AdipoR2胞內(nèi)的N末端相互作用進(jìn)行信號(hào)傳遞。APPL2 與AdiopR1 和AdiopR2 均可結(jié)合, 但與受體結(jié)合后卻起負(fù)調(diào)節(jié)作用, 其過度表達(dá)可妨礙APPL1 與AdipoR的相互作用。抑制APPL2可顯著提高APN刺激下的脂肪酸氧化及葡萄糖攝取。由此可見, APPL1與APPL2的相互作用對(duì)于維持APN分子信號(hào)傳遞的平衡有一定的意義。蛋白激酶CK2也可與AdipoR1的N末端相互作用而參與APN信號(hào)的傳遞, 由于 CK2同樣參與瘦素、胰島素等細(xì)胞因子及激素的信號(hào)傳遞, 故推斷CK2可能參與胰島素、APN信號(hào)通路的交互作用。ERp46亦可與AdipoR1受體N 末端1~ 70的氨基酸殘基相互作用而參與脂聯(lián)素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
2 脂聯(lián)素的生物學(xué)作用
目前APN的生物學(xué)作用主要涉及以下幾個(gè)方面:(1)抗炎、抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。APN通過至少以下兩種機(jī)制參與終止炎癥反應(yīng):抑制成熟巨噬細(xì)胞功能和抑制粒-單系祖細(xì)胞系的生長(zhǎng)。APN能調(diào)節(jié)和抑制動(dòng)脈硬化的慢性炎癥過程,且與冠狀動(dòng)脈狹窄程度和病變的穩(wěn)定性顯著相關(guān)。(2)改善胰島素抵抗及糖代謝的影響。(3)抗血栓形成作用。Kato等最新研究發(fā)現(xiàn),APN基因敲除的小鼠,APN缺乏可促使血小板聚集,表明APN對(duì)血栓形成有抑制作用。(4)對(duì)造血及免疫系統(tǒng)作用。
3 脂聯(lián)素與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病
實(shí)驗(yàn)表明,發(fā)現(xiàn)APN可通過PI3K途徑直接刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生一氧化氮,從而促進(jìn)血管舒張;它還可以通過刺激環(huán)氧化物酶-2增加前列腺素綜合物從而可以輕微地減少心肌的梗死范圍。Nakamura等檢測(cè)了123名冠狀動(dòng)脈疾病(CAD)患者及17名正常對(duì)照者血清APN濃度,發(fā)現(xiàn)CAD組血清APN濃度明顯低于正常對(duì)照組,急性冠狀動(dòng)脈綜合征(ACS) 組明顯低于穩(wěn)定型心絞痛(SAP)組及正常對(duì)照組,而且在ACS患者中,APN下降水平與冠狀動(dòng)脈狹窄程度存在一定相關(guān)性。有報(bào)道急性心肌梗死(AMI) 的早期,肉芽形成階段,APN分布于病灶的間質(zhì)組織、存活心肌細(xì)胞四周,而在瘢痕組織中未發(fā)現(xiàn),而且在AMI患者中血清APN水平存在動(dòng)態(tài)變化。上述研究表明,冠心病患者血清APN水平較對(duì)照組明顯降低,并且隨著冠狀動(dòng)脈病變支數(shù)增加,血清 APN水平呈現(xiàn)下降趨勢(shì),受累的血管越廣泛,血清APN水平越低。同時(shí)APN在AMI發(fā)病和早期恢復(fù)中可能起到抗炎、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞作用并參與心肌梗死后的心室重構(gòu)。由此可見APN的水平與CAD的類型有關(guān),可以預(yù)測(cè)CAD的病變程度。
動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎性反應(yīng)性疾病,特點(diǎn)是受累動(dòng)脈的病變從內(nèi)膜開始,先后有多種病變合并存在。研究表明,APN可以通過多種途徑影響內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的生物活性。Takemura等進(jìn)一步證明,將培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞用APN處理后,炎癥反應(yīng)可明顯減輕生理濃度的APN可阻止黏附分子的表達(dá),抑制 TNF-α誘導(dǎo)的核因子-κB(nuclearfactorkappaB,NF-KB)的激活。APN也抑制巨噬細(xì)胞A型清道夫受體的表達(dá),使脂質(zhì)吸收明顯減少,阻止了泡沫細(xì)胞的形成,APN能減少生長(zhǎng)因子和成纖維細(xì)胞因子介導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞的DNA合成,并競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合血小板源生長(zhǎng)因子-BB受體,從而阻止平滑肌細(xì)胞的遷移和增殖。因此APN能調(diào)節(jié)和抑制動(dòng)脈硬化的慢性炎癥過程,且與冠狀動(dòng)脈狹窄程度和病變的穩(wěn)定性顯著相關(guān)。Dekker 等研究發(fā)現(xiàn),較高的脂聯(lián)素水平對(duì)代謝和心血管病有保護(hù)作用,可以降低女性患非致死性心血管病的風(fēng)險(xiǎn)。脂聯(lián)素還可通過增強(qiáng)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)活性,使一氧化氮(NO)生成增加來抑制氧化應(yīng)激,從而起到保護(hù)血管內(nèi)皮的作用。
APN與多種心血管危險(xiǎn)因素相關(guān)。高血壓是APN的主要危險(xiǎn)因素之一,隨著血壓明顯下降,APN水平顯著提高。血脂異常是動(dòng)脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,APN與總膽固醇、低密度脂蛋白等呈負(fù)相關(guān),與高密度脂蛋白正相關(guān)。女性血漿APN高于男性,原因是雄激素可降低APN的分泌。男性吸煙者血漿APN水平明顯低于未吸煙者。
李曉燕等研究發(fā)現(xiàn),隨著冠狀動(dòng)脈病變的逐漸加重,脂聯(lián)素、CD34+/CD309+血管內(nèi)皮祖細(xì)胞(Ensothelial Progenitor Cells,EPCs)水平均呈下降的趨勢(shì),提示動(dòng)脈粥樣硬化的形成,與脂聯(lián)素和內(nèi)皮祖細(xì)胞外周血水平下降有密切關(guān)系;脂聯(lián)素、CD34+/CD309+EPCs兩者之間升高水平正相關(guān),脂聯(lián)素明顯降低狀態(tài)下,循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)目是下降的。
4 脂聯(lián)素與糖尿病
Yatagai等研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)臟脂肪組織是APN的獨(dú)立決定因素。脂肪分泌的腫瘤壞死因子α(TNF-α)可以降低肥胖患者體內(nèi)的酪氨酸活性,而APN可以抑制TNF-α在血漿中的濃度,因此肥胖者體內(nèi)APN的減少可能是導(dǎo)致胰島素抵抗(IR)的分子機(jī)制之一。盧慧玲等研究發(fā)現(xiàn)糖尿病患者血漿APN水平明顯低于非糖尿病組,且肥胖糖尿病組低于非肥胖組。在一項(xiàng)樣本含量為1792例的日本人的前瞻性研究中,經(jīng)過多元回歸分析發(fā)現(xiàn),APN水平較低的患者(≤6.6 mg/L)發(fā)生糖尿病的幾率是APN水平較高患者(≥10.6 mg/L)的9.3倍,說明APN是2型糖尿病發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,APN 水平的下降參與了2型糖尿病的發(fā)病。梁曉萍等對(duì)深圳地區(qū)29799例超重和肥胖人群血清APN水平與T2DM(2型糖尿病)的關(guān)系研究結(jié)果表明,隨著腰圍和腰臀比的增加,APN水平降低,T2DM的患病率升高。通過一組正常人和胰島素抵抗綜合征患者的空腹血清APN水平研究發(fā)現(xiàn),APN與胰島素分泌之間存在關(guān)聯(lián),通過APN在體外對(duì)胰島B細(xì)胞分泌功能的影響,發(fā)現(xiàn)APN在一定程度上是一種依賴于糖濃度的胰島素促分泌劑,它通過抑制胰島在低糖環(huán)境下的胰島素的分泌和促進(jìn)高糖時(shí)的胰島素分泌,而起到對(duì)胰島B細(xì)胞的保護(hù)作用。
Kharroubi等第一次報(bào)道了在人類和鼠的胰島 B細(xì)胞中APN受體1(AdipoRl)和APN受體2(AdipoR2)的mRNA的顯著表達(dá),與肝中的水平相似,比大腦和肌肉的水平更高。將B細(xì)胞暴露于不飽和游離脂肪酸(FFA)的油酸鹽中,AdipoR表達(dá)是增加的,而暴露于FFA棕櫚酸鹽中,AdipoR表達(dá)則不增加。用 APN球形結(jié)構(gòu)域處理胰島B細(xì)胞,可誘導(dǎo)脂蛋白脂酶(1ipoprotein lipase,LPL)的表達(dá),提示這些受體是有功能的。Yamauchi等發(fā)現(xiàn),完整的APN能激活肝臟的腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和降低肝臟磷酸烯醇丙酮酸羧基激酶、葡萄糖-6-磷酸酶 mRNA的表達(dá)。gACRP30是APN的球形單位,gACRP30和完整的APN均能激活肌肉的 AMPK.顯示gACRP30或完整APN通過使ACC磷酸化失活和降低丙二酰輔酶A含量來刺激脂肪酸的氧化,降低FFA水平,從而改善胰島素抵抗,AMPK的激活可改善糖代謝及減輕胰島素抵抗。APN通過降低血脂的含量來提高胰島素的敏感性。
上述臨床研究和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的研究均證實(shí)了APN與2型糖尿病密切相關(guān),進(jìn)一步揭示了APN水平下降引起2型糖尿病發(fā)生發(fā)展的相關(guān)機(jī)理。APN在人體血漿中的濃度為 5~30 mg/L,約占血漿總蛋白0.01%.在各種IR群體中,幾乎均存在APN濃度的下降。
5 脂聯(lián)素與冠心病合并糖尿病
Hotta等研究表明,2型糖尿病合并冠心病患者血清APN水平較2型糖尿病不伴有冠心病者低,非糖尿病非冠心病患者群最高。另外,在試驗(yàn)鼠中,IR越嚴(yán)重,APN水平減少越明顯。Adiponectin基因敲除可促進(jìn)小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的形成,給予攜帶Adiponectin基因的腺病毒恢復(fù)Adiponectin水平可顯著阻斷此作用,用 Adiponectin腺病毒基因治療載脂蛋白E缺陷小鼠可以防止其動(dòng)脈粥樣硬化的形成。許多研究發(fā)現(xiàn),APN在抑制內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)、抑制平滑肌細(xì)胞增殖與遷移、抑制巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化等方面有作用,可能成為抗動(dòng)脈粥樣硬化的保護(hù)因子。當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞的屏障功能受到損傷時(shí),APN在血管壁上沉積,可通過cAMP蛋白激酶A與核因子信號(hào)通路調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞的炎性反應(yīng),APN抑制腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)及血管平滑肌細(xì)胞的增殖。體外研究還表明,APN可通過抑制單核巨噬細(xì)胞中清道夫受體1的表達(dá)而抑制脂質(zhì)的聚集,使巨噬細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)吞噬減少,不向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化,從而延緩動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展。低APN水平是冠心病發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。
雖然脂聯(lián)素水平與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的流行病學(xué)研究結(jié)果并不一致,但目前認(rèn)為,動(dòng)脈粥樣硬化是代謝綜合征的一種表現(xiàn),APN可作用于冠心病發(fā)病機(jī)制的多環(huán)節(jié),其發(fā)生、發(fā)展與炎癥關(guān)系密切,脂肪因子的作用越來越受到重視。APN可能參與了機(jī)體慢性炎性反應(yīng)的調(diào)節(jié),其與2型糖尿病合并冠心病發(fā)病密切相關(guān)。(濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院 作 者:李曉燕)
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