糖尿病肝損傷相關機制及中藥干預

吳 悠 叢曉東 張 云

浙江中醫(yī)藥大學，浙江 杭州 310043

隨著人們生活質量的提高，糖尿病的發(fā)病率逐年增加，因糖尿病慢性肝臟并發(fā)癥臨床癥狀少且不典型，過去未被重視，但隨著糖尿病患者終末期肝病的死亡率的增加，現(xiàn)已逐漸進入人們的研究視野。近年來，由于對氧化應激和內質網應激研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)它們不僅參與了糖尿病并發(fā)癥發(fā)病過程，且與其關系極為密切［1－2］。糖尿病患者中，2型糖尿病占90%以上，其主要的致病基礎為胰島素抵抗 (insulin resistance，IR)造成的糖脂代謝紊亂。而肝臟作為糖脂代謝重要的靶器官，在糖尿病狀態(tài)下產生的肝臟病以非酒精性脂肪肝 (NAFLD)為主，它包括:脂肪肝、脂肪性肝炎、肝纖維化、肝硬化等。其機制可能是高糖高脂環(huán)境下線粒體功能紊亂，刺激生成大量自由基，從而導致氧化應激甚至是內質網應激，造成脂肪沉積和細胞損傷。中藥作為幾千年來中華民族的瑰寶，具有藥效溫和持久以及副作用較小的特點，但由于中藥成分復雜多樣且配伍藥物種類繁多，導致其治療糖尿病的機制相對復雜，目前有研究表明，在治療糖尿病方面中藥的作用不僅僅是降糖降脂，還可通過緩解氧化應激和內質網應激來減少細胞損傷，進而改善糖尿病患者的并發(fā)癥狀從而延長其壽命。筆者通過總結近年來的研究資料，現(xiàn)對糖尿病肝損傷的相關機制以及中藥治療情況進行綜述。

1 氧化應激與糖尿病肝損傷

正常生理狀態(tài)下，機體產生的自由基主要包括氧自由基 (ROS)和氮自由基 (RNS)，它們在維持細胞信號通路，調節(jié)血管舒縮狀態(tài)方面起著重要作用。但病理狀態(tài)下自由基的產生超過了細胞內氧化還原的防御能力的時候，便會產生氧化應激。許多糖尿病并發(fā)癥都存在氧化應激，而胡愛民［3］等，采用小劑量STZ和高脂飼料建立2型糖尿病模型，發(fā)現(xiàn)模型組大鼠血液和肝組織MDA明顯增高，SOD、GSH－Px等抗氧化酶的活性卻降低，證實了糖尿病肝臟組織也存在明顯的氧化應激。氧化應激所產生的過多的自由基不僅直接具有細胞毒性，還可作為細胞內重要的信使活化信號傳導通路，間接導致組織和細胞的損傷［4］。糖尿病患者由于存在IR，易引發(fā)高糖血癥和高脂血癥，使體內抗氧化酶體如SOD，ACT，GSH－PX活性降低，自由基清除能力減弱產生氧化應激，導致線粒體功能紊亂引發(fā)呼吸鏈失活H+－ATP酶合成活力下降，使得肝細胞脂肪酸(FFA)的氧化受損，肝臟中三酰甘油 (TG)中蓄積形成脂肪肝［5］。李芹等發(fā)現(xiàn)高糖環(huán)境下，肝星細胞易被TNF－а﹑IL－6等炎癥因子激活，促使肝臟向纖維化甚至是肝硬化方向發(fā)展［6］。另外，F(xiàn)FA又與過量自由基相互作用生成氧化應激的毒性產物丙二醛 (MDA)，誘導肝細胞色素CYP2E1介導NADPH氧化酶的相關亞基gp91phox及P22phox的高表達，激活NADPH氧化酶產生更多ROS，進一步損傷肝細胞［7］。此外，糖尿病還能介導某些細胞分泌ET或NF－κB，刺激一氧化氮合酶 (NOS)誘導巨噬細胞產生大量NO，從而與超氧陰離子反應生成RNS，進一步減弱抗氧化酶活性，加劇氧化應激的發(fā)生，形成肝損傷的惡性循環(huán)［8］。

2 內質網應激與糖尿病肝損傷

內質網是細胞中蛋白合成的主要場所，對許多刺激極為敏感，當細胞受到糖脂代謝紊亂、自由基、氧化應激等因素刺激時，則會介導內質網應激 (Endoplasmic Reticulum Stress)的發(fā)生。肝臟作為糖脂代謝的主要靶器官，其細胞中含有豐富的內質網結構。研究表明，許多肝臟疾病的發(fā)病機制都與ERS有關，如非酒精性脂肪肝、肝硬化、病毒性肝炎等［9］。糖尿病患者的肝臟長期處于糖脂代謝紊亂的狀態(tài)，其產生的“糖毒性”和“脂毒性”導致肝細胞脂肪變性，引起內質網蛋白加工障礙或Ca2+平衡紊亂，造成錯誤蛋白產物的聚集，發(fā)生ERS，同時內質網的自我修復功能被開啟，內質網上三種跨膜蛋白PERK(PKR like ER kinase)，ATF6(Activating transcription factor 6) 和IRE1(Inositol requiring 1)被激活，發(fā)生非折疊蛋白反應，從而減少錯誤折疊蛋白的生成，恢復內質網穩(wěn)態(tài)［10］。當應激過強時，則會激活下游的促凋亡因子如 CHOP、caspase－12、JNK誘發(fā)細胞凋亡造成肝損傷［11－12］。有研究表明，糖尿病模型中，肝細胞中凋亡因子CHOP的表達明顯上調，證實糖尿病肝損傷有ERS的參與［13］。艾正琳等的實驗也發(fā)現(xiàn)，肝臟內質網中的固醇調節(jié)原件結合蛋白－1c(SREBP－1c)在NAFLD模型中呈高表達狀態(tài)［14］。GRP78作為ERS的標志性蛋白，在肝細胞慢性損傷模型中的表達顯著升高，證明ERS參與了慢性肝損傷的發(fā)生［15］。此外，對ERS極為敏感的胰島β細胞，在ERS狀態(tài)下，細胞內Ca2+平衡被打破，激活caspase－12誘導細胞凋亡，嚴重損害胰島功能，進一步破壞糖脂代謝平衡，促進糖尿病的發(fā)生，從而加劇肝臟脂肪變性形成惡性循環(huán)［16］。

3 中藥干預糖尿病肝損傷

3.1 中藥單體

近年研究發(fā)現(xiàn)，許多中藥單體成分在治療糖尿病上效果甚佳，除了能有效降糖降脂，還能通過緩解IR、氧化應激以及內質網應激來改善糖尿病肝損傷。如楊碩［17］等研究了葛根素對2型糖尿病KKAy小鼠肝臟的保護作用，發(fā)現(xiàn)葛根素能通過上調與肝細胞凋亡相關的基因bcl－2來增加抗氧化酶活性，緩解線粒體的損傷，從而改善肝臟代謝功能抑制肝細胞凋亡。有研究證實，黃連素［18－19］不但能通過提高腺苷酸活化蛋白激酶 (AMPK)和蛋白激酶C(PKC)的磷酸化水平，改善IR來促進靶細胞對葡萄糖的攝取，還可降低肝臟中GRP78和JNK活性，降低IRS－1磷酸化水平，而增加AKT磷酸化水平，緩解氧化應激和內質網應激對肝臟的損傷。應衛(wèi)星［20］等研究表明大黃酸可以通過抑制炎癥因子如TNF－α的表達并改善脂質代謝紊亂來緩解NASH的肝損傷，且效果優(yōu)于吡咯列酮。夏玲玲［21］等用探討了燈盞花素對糖尿病大鼠肝臟的保護作用，通過對肝臟冷凍切片的觀察，發(fā)現(xiàn)燈盞花能抑制肝內脂質沉積;另外燈盞花還能降低肝內MDA含量，提高SOD、CAT、GSHPx的活性，改善氧化應激狀態(tài)降低肝細胞炎性浸潤，降低肝纖維化的發(fā)生幾率。

3.2 中藥復方

中醫(yī)上理論上，糖尿病又稱“消渴病”，發(fā)生多由過食肥厚，情志失調等原因所致，與中醫(yī)理論中的脾氣虛弱、肝郁血瘀，毒邪入侵等相關。有觀點認為糖尿病性肝病是多虛多瘀之證，治療上應以“健脾益氣”為本，“調肝解毒活血”為標，所以張楨［22］便以“固本調肝，解毒活血”為治療原則組成了糖肝康合劑，對防治糖尿病性肝損傷進行研究，結果顯示其不僅能有效減輕糖尿病病理癥狀，還可顯著改善肝功能、脂肪肝。而黃連解毒湯［23］則能提高肝臟線粒體對氧自由基的清除能力，降低脂質過氧化反應，從而保護氧化應激狀態(tài)下的線粒體功能。胡愛民［3］等用由白芍、當歸、柴胡、茯苓、茵陳等中藥組成的復方對2型糖尿病大鼠進行干預，證實糖肝煎能通過改善IR和氧化應激來達到保肝的目的。董晞［24］等采用黃芪、生地黃、三七、大黃、枳殼、山茱萸、及衛(wèi)矛的提取物制成糖腎方，并用它來改善糖尿病大鼠脂質代謝和肝臟脂變，其作用可能是通過調節(jié)SREBP－1c和G6PD基因的表達來實現(xiàn)的。中藥復方冠元顆粒［25］能通過改善2型糖尿病db/db小鼠肝臟脂肪酸代謝異常和降低TC的合成增加來減少脂肪在肝臟中的淤積，減緩肝臟纖維化的進程，部分糾正DM大鼠的脂代謝紊亂。也有資料表明［26］，耳針肝、脾、腎穴位，并結合加味六味地黃湯能減輕機體胰島素抵抗以及下調血清載脂蛋白 AI(ApoAI)、載脂蛋白B(ApoB)、脂蛋白 a(Lpa)水平，從而改善脂代謝紊亂緩解肝損傷。

綜上所述，傳統(tǒng)中藥不但能從整體上調節(jié)機體各項機能，還可通過緩解氧化應激和內質網應激從細胞損傷的角度來治療糖尿病肝損傷，顯示中藥治療糖尿病肝損傷具有一定的前景。但由于中藥成分復雜，加之糖尿病并發(fā)癥本身的機制相對復雜，所以其治療的具體靶點尚未完全清楚，故還需更進一步的研究。

［1］Raza H，Prabu SK，John A，et al.Impaired mitochondrial respiratory functions and oxidative stress in streptozotocin－induced diabetic rats［J］.Int J Mol Sci，2011，12(5):3133－3147.

［2］Cunard R，Sharma K.The endoplasmic reticulum stress response and diabetic kidney disease［J］.Am J Physiol Renal Physiol，2011，300(5):1054－1061.

［3］胡愛民，晏玲，鄭云.糖肝煎對糖尿病并脂肪肝大鼠氧化應激的影響［J］.中國中西醫(yī)結合消化雜志，2010，18(5):316－318.

［4］Galley HF.Oxidative stress?and mitochondrial dysfunction in sepsis［J］.Br J Anaesth，2011，107(1):57－64.

［5］鄭琳穎，潘競鏘，呂俊華.白芍總苷對脂肪肝大鼠增強胰島素敏感性及抗脂肪肝作用［J］.中國中藥雜志，2008，33(20):2385－2389.

［6］李芹，鄧存良，陳莊，等.高糖、胰島素對大鼠肝星狀細胞增殖影響［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志，2009，19(11):1669－1679.

［7］Matsunami T，?Sato Y，?Ariga S，?et al.Regulation of oxidative stress and inflammation by hepatic adiponectin receptor 2 in an animal model of nonalcoholic steatohepatitis［J］.Int J Clin Exp Pathol，2010，3(5):472－481.

［8］Brouns R，?De Deyn PP.The complexity of neurobiological processes in acute ischemic stroke［J］.Clin Neurol Neurosurg，2009，111(6):483－95.

［9］鐘衛(wèi)衛(wèi)，林世德.內質網應激與肝損傷研究進展［J］.世界華人消化雜志，2010，18(10):1021－1025.

［10］Tsutumi A，Motoshima H，Kondo T，et al.Caloric?restriction?decreases ER?stress in liver and?adipose?tissue?in?ob/ob?mice［J］.Biochem Biophys Res Commun，2011，404(1):339－344.

［11］Canbay A，F(xiàn)riedman S，Gores GJ.Apoptosis:the nexus of liver injury and fibrosis［J］.Hepatology，2004，39(2):273－278.

［12］Shiraishi H，Okamoto H，Yoshida H.ER stress－induced apoptosis and caspase－12 activation occurs downstream of mitochondrial apoptosis involving Apaf－1［J］.J Cell Sci，2006，119(Pt 19):3958－3966.

［13］胡琛琛，畢會民，張葉敏，等.黃芪多糖對2型糖尿病大鼠肝臟CHOP表達的影響［J］.微循環(huán)學雜志，2010，20(1):1－3.

［14］艾正琳，陳東風.SREBP－1c在大鼠非酒精性脂肪性肝病中的表達及意義［J］.第三軍醫(yī)大學學報，2006，28(10):1063－1065.

［15］張海燕，溫韜，丁淑芹，等.內質網及氧化應激在大鼠慢性肝損傷中的變化［J］.肝臟，2009，14(1):23－26.

［16］拜明軍.不同性質脂肪酸對肝細胞脂代謝及內質網應激的影響和機制探討［D］.重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院消化內科.2008.

［17］楊碩，婁金麗，王謙，等.葛根素治療2型糖尿病KKAy小鼠肝臟損傷的實驗研究［J］.中西醫(yī)結合雜志，2009，29(8):707－710.

［18］Liu LZ，Cheung SC，Lan LL，et al.Berberine modulates insulin signaling transduction in insulin－resistant cells［J］.Mol Cell Endocrinol，2010，317(1－2):148－153.

［19］楊小玉，陸付耳，黃琳，等.小檗堿對胰島素抵抗大鼠氧化應激和內質網應激的影響［J］.中國藥理學通報，2008，24(9):1138－1142.

［20］應衛(wèi)星，朱疇文，李榮洲.大黃酸和吡格列酮對實驗性大鼠非酒精性脂肪性肝炎治療作用的比較［J］.中國臨床藥理學與治療學，2009，14(4):397－401.

［21］夏玲玲，魏偉，林輝，等.燈盞花素對糖尿病大鼠肝臟保護作用的實驗研究［J］.中國藥理學通報，2004，20(6):664－668.

［22］張楨.固本調肝解毒活血法防治糖尿病性肝損傷的機理研究［D］.山東中醫(yī)藥大學，2007.

［23］黃琳，陸付耳，楊小玉，等.黃連解毒湯對胰島素抵抗大鼠肝臟線粒體氧化應激的影響［J］.中國中西醫(yī)結合雜志，2008，28(8):725－728.

［24］董晞，，張浩軍，趙世萍，等.糖腎方對自發(fā)性2型糖尿病模型大鼠脂代謝及肝臟脂變的影響［J］.中華中醫(yī)藥雜志，2010，25(11):1778－1781.

［25］Yamabe N，Kim HY，?Kang KS，?et al.Effect of Chinese prescription Kangen－karyu on lipid metabolism in type 2 diabetic db/db mice［J］.J Ethnopharmacol，2010，129(3):299－305.

［26］潘艷伶.耳針及加味六味地黃湯對糖尿病脂代謝紊亂防治作用的實驗研究［J］.四川中醫(yī)，2007，25(7):9－11.