血清膽紅素水平與糖尿病微血管病變的相關(guān)性研究

舒湘岑 ，陳 靜(孝感市中心醫(yī)院藥學(xué)部，湖北 孝感 432100)

糖尿病腎病( diabetic nephropathy，DN) 和糖尿病視網(wǎng)膜病變( diabetic retinopathy，DR) 為糖尿病最為主要的微血管并發(fā)癥。其中，DN 已經(jīng)成為我國慢性腎病第3 位的原因［1］。1999年的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，DN 患者占我國血液透析患者的13.5%，占腹膜透析患者的12.0%［1］。糖尿病腎病所致的終末期腎病也有逐年增長的趨勢［2］。而由糖尿病引起的DR 則已經(jīng)成為了我國成人主要的致盲原因［3］。長期高血糖是引起糖尿病微血管病變的根本原因。有研究結(jié)果表明，高血糖會導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生大量的活性氧類物質(zhì)，從而使機(jī)體的多個組織發(fā)生氧化應(yīng)激這一生化過程。而氧化應(yīng)激則是通過產(chǎn)生過量的自由基來參與多元醇途徑激活、蛋白激酶C 途徑、己糖胺通路激活，從而導(dǎo)致胰島細(xì)胞損傷、胰島素抵抗以及糖基化終末產(chǎn)物的形成［4］。因此，使氧化應(yīng)激降低在一個相對較低的水平在保護(hù)糖尿病微血管病變中是十分重要的。近年來，已有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，膽紅素是一種天然的內(nèi)源性抗氧化劑，能夠?qū)寡趸瘧?yīng)激反應(yīng)［5］。現(xiàn)將近幾年來對于血清膽紅素水平在糖尿病微血管病變中保護(hù)作用的研究情況作如下綜述。

1 糖尿病微血管病變與氧化應(yīng)激的研究

高血糖能夠通過增加細(xì)胞內(nèi)線粒體的電子傳遞鏈所生產(chǎn)的電化學(xué)梯度，從而導(dǎo)致活性過氧化物的過量生成。Nishikawa T等［6］通過研究表明，活性過氧化物可以介導(dǎo)氧化應(yīng)激這一過程，而過多的活性過氧化物則能抑制三磷酸甘油醛脫氫酶( GAP-DH) 活性，激活幾乎所有已知的與糖尿病微血管并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展有關(guān)的信號傳導(dǎo)通道，從而導(dǎo)致細(xì)胞的代謝紊亂。另外，Sena LA 等［7］研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)葡萄糖濃度的升高將會致使線粒體中過多的電子被傳遞到氧分子，從而產(chǎn)生過氧化的氧分子。而作為血管壁產(chǎn)生過氧化物最重要的來源則是NADPH 氧化酶。當(dāng)患者患有糖尿病時(shí)，NADPH/NAD+的比例將會增加，這是由于山梨醇途徑和多聚酶途徑引起的，那么相應(yīng)的將會激活更多的NADPH 氧化酶。此外，高濃度的葡萄糖和游離脂肪酸則可通過激活蛋白激酶C 這一途徑，使NADPH氧化酶活性增加，從而產(chǎn)生更多的過氧化物。而Wilkinsonberka JL 等［8］研究結(jié)果表明，氧化應(yīng)激還可以通過降解NO，從而抑制其介導(dǎo)的內(nèi)皮功能，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)還原型四氫蝶呤活性濃度降低，進(jìn)而使NOS 氧化和還原酶結(jié)構(gòu)域接耦聯(lián)，導(dǎo)致氧分子氧化取代精氨酸氧化，過氧化物合成取代NO。

2 血清膽紅素在保護(hù)糖尿病微血管中的研究

膽紅素是體內(nèi)血紅素的代謝產(chǎn)物，有研究結(jié)果表明，其為機(jī)體內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)的成員之一，具有清除自由基、抗脂質(zhì)過氧化，保護(hù)細(xì)胞免受損傷等作用［9］。其后，隨著人們對膽紅素系統(tǒng)認(rèn)識的不斷深入，Wagener FA 等［10］意外地發(fā)現(xiàn)了血紅蛋白代謝產(chǎn)物膽紅素具有極強(qiáng)的抗氧化及抑制細(xì)胞凋亡的作用。而膽紅素因其分子白蛋白的不對稱性促使膽紅素上的氫原子活化，再加上膽紅素分子內(nèi)的共軛雙鍵系統(tǒng)，使其具有捕獲氧自由基的能力，能夠避免脂質(zhì)過氧化，具有比維生素E 更強(qiáng)的抗氧化能力［11-12］。Yachie 等［13］研究結(jié)果表明，生理濃度下的膽紅素具有強(qiáng)抗氧化性，1 mol/L 的直接膽紅素能夠清除2 mol/L 的過氧化自由基。通過以上研究結(jié)果表明，作為一種內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)重要的成員之一，膽紅素勢必會成為在糖尿病微血管病變保護(hù)性研究中的重要新方向。

2.1 糖尿病性視網(wǎng)膜病變

糖尿病性視網(wǎng)膜病變在糖尿病微血管病變中最為常見，是目前導(dǎo)致成人致盲的主要因素之一［3］。目前，國內(nèi)外很多學(xué)者就血清膽紅素水平在保護(hù)糖尿病微血管病變的抗氧化應(yīng)激作用中做出了廣泛研究。蘇志燕等［14］將2 型糖尿病患者根據(jù)眼底鏡檢查的結(jié)果分為無糖尿病視網(wǎng)膜病變組( NDR 組)380 例和糖尿病視網(wǎng)膜病變組( DR 組) 284 例，比較2 組患者血清膽紅素水平的差異，同時(shí)應(yīng)用多因素非條件Logistic 回歸分析法對其危險(xiǎn)因素建立方程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： DR 組患者膽紅素水平低于NDR 組患者(P＜0.01) ，以DR 為因變量行Logistic回歸分析顯示血清膽紅素水平(OR=0.909) 是其保護(hù)性因素，在DR 中，血清膽紅素是重要的保護(hù)性因素，這種保護(hù)作用可能是通過膽紅素對抗氧化應(yīng)激來實(shí)現(xiàn)的。膽紅素可以捕獲和清除氧自由基，從而阻止白蛋白與脂肪酸的氧化相結(jié)合這一過程，進(jìn)而保護(hù)了蛋白質(zhì)和脂類免受氧自由基的損傷與破壞，最終抑制脂質(zhì)過氧化物的形成。馮偉等［15］將471 名2 型糖尿病患者分為無糖尿病視網(wǎng)膜病變組( NDR 組) ( 病程＞10 年)253 例和增殖期糖尿病視網(wǎng)膜病變( proliferative diabetic retinopathy，PDR) 組218 例，比較2 組患者之間膽紅素水平有無差異，對2 組之間有差異的參數(shù)進(jìn)行l(wèi)ogistic 回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： NDR組中直接膽紅素較PDR 組高，2 組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05) 。DR 危險(xiǎn)因素的Logistic 回歸分析中發(fā)現(xiàn)，年齡及直接膽紅素是DR 的保護(hù)性因素。增殖期糖尿病視網(wǎng)膜病變組與長病程2 型糖尿病無糖尿病視網(wǎng)膜病變組的直接膽紅素水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這表明體內(nèi)的生理性抗氧化劑——膽紅素，很有可能在DR 的發(fā)生發(fā)展中起到保護(hù)性作用。血清膽紅素具有抗氧化和消炎作用。吳乃軍等［16］通過觀察及監(jiān)測2 型糖尿病患者的同型半胱氨酸( HCY) 和脂聯(lián)素( APN) 水平變化，發(fā)現(xiàn)2 型糖尿病患者HCY 水平高于正常對照組，APN 水平低于正常對照組。而魏建芬等［17］研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HCY 和膽紅素可能是DR 的生物學(xué)標(biāo)志物，高血漿HCY 水平和低總膽紅素水平均增加DR的風(fēng)險(xiǎn)。

而國外學(xué)者NajamSS 等［18］進(jìn)行以人群為基礎(chǔ)的橫斷面研究，從中國1 761 名40 歲以上的糖尿病人群，入組了糖尿病患者和糖耐量受損( IGM) 患者，并經(jīng)眼底造影檢查評估后按照新的分級標(biāo)準(zhǔn)分級，按血清膽紅素水平高低分為4 組，將眼底病變程度、血清膽紅素水平、年齡、相關(guān)危險(xiǎn)因素進(jìn)行Logistic 分析發(fā)現(xiàn)：在生理范圍內(nèi)，血清膽紅素水平越高，DR 的發(fā)病率越低，血清膽紅素水平升高可能預(yù)防DM 和IGM 患者出現(xiàn)DR，低濃度膽紅素可作為DR 的一個獨(dú)立危險(xiǎn)因素。與此同時(shí)，Yasuda M 等［19］用了同樣的試驗(yàn)方法調(diào)研了3 119 名Hisayama研究參與者，同樣顯示血清膽紅素水平與DR 呈負(fù)相關(guān)。

雖然目前關(guān)于血清膽紅素水平在DR 的保護(hù)作用中的研究比較少，但是這并不表示兩者之間無相關(guān)性。相反，結(jié)合目前研究來看，肯定了兩者之間存在正相關(guān)，尤其是血清膽紅素對于DR 的保護(hù)作用。

2.2 糖尿病性腎病

糖尿病腎病是糖尿病常見的并發(fā)癥之一，也是較早進(jìn)入終末期腎病( end stage renal disease，ESRD) 的常見原因。目前，在西方國家糖尿病腎病已占ESRD 的80%［20］。而將氧化應(yīng)激對腎臟的損失降到最低，是提高臨床糖尿病腎病患者生存率的關(guān)鍵。艾世輝等［21］通過根據(jù)尿微量清蛋白排泄率將87 例糖尿病腎病患者分為臨床清蛋白尿組、微量清蛋白尿組、正常清蛋白尿組，并取76 例健康體檢者，分別測定血清總膽紅素水平、超氧化物歧化酶活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：兩者在實(shí)驗(yàn)組、正常對照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01) ，且兩者與尿微量清蛋白排泄率呈負(fù)相關(guān)，糖尿病腎病患者血清總膽紅素水平與超氧化物歧化酶活性均較正常水平低，這證實(shí)了氧化應(yīng)激與低膽紅素水平參與了糖尿病腎病產(chǎn)生，并提示兩者之間存在一定的聯(lián)系。陳宇等［22］將789 例2 型糖尿病( type 2 diabetes mellitus，T2DM)患者，按照24 h 尿白蛋白定量分為正常尿白蛋白組( 尿白蛋白＜30 mg) 、微量尿白蛋白組( 尿白蛋白30 ～300 mg) 和臨床尿白蛋白組( 尿白蛋白＞300 mg) ，并以168 例正常成人作為對照組，觀察各組之間血清膽紅素的差異，探討血清膽紅素水平與2 型糖尿病腎臟疾病( kindney disease，DKD) 的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：T2DM 患者血清總膽紅素、直接膽紅素和間接膽紅素水平均低于正常對照組(P＜0.01 或P＜0.05) ;微量尿白蛋白組的總膽紅素和間接膽紅素均較正常尿白蛋白組下降(P＜0.01 或＜0.05) ;臨床尿白蛋白組的總膽紅素、直接膽紅素以及間接膽紅素均低于其他兩組(P＜0.01) 。從而提出了膽紅素可能是T2DM 患者腎臟的保護(hù)性因子，且在糖尿病早期，采取積極的抗氧化治療能夠起到防止DKD 發(fā)生發(fā)展的結(jié)論。蘇志燕等［23］選取了首都醫(yī)科學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院內(nèi)分泌科的2 型糖尿病患者664 例，將其分為無腎病( NDN) 組和腎病( DN) 組，進(jìn)而比較膽紅素水平的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)： DN 組膽紅素水平低于NDN 組，膽紅素是其重要的保護(hù)因素。這進(jìn)一步證實(shí)了在糖尿病腎病的發(fā)生中，膽紅素可能對其有一定的保護(hù)作用的結(jié)論。陳宇等［24］通過將913 例T2DM 患者，根據(jù)微量白蛋白尿的有無，分為非DKD 組和DKD 組，并以184 例正常成人作為對照組，觀察DKD 的患病率，各組血清膽紅素及血脂的差異，并對DKD 發(fā)生的危險(xiǎn)因素進(jìn)行多因素Logistic 回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：T2DM 患者DKD 的患病率為35.71%，DKD 組的血清總膽紅素、直接膽紅素和間接膽紅素均明顯低于非DKD 組，對DKD 的危險(xiǎn)因素進(jìn)行Logistic 逐步回歸分析，結(jié)果顯示： 間接膽紅素是DKD 的保護(hù)性因子。這進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了在糖尿病的早期，通過采取積極的抗氧化與調(diào)脂治療，對防止DKD 的發(fā)生具有重大意義，從而提出了抗氧化與調(diào)脂治療互為有利的結(jié)論。而張曉凡等［25］隨機(jī)選擇T2DM 患者120 例( DM 組) ，將其進(jìn)一步分為單純糖尿病組( NDN 組，45 例) 和糖尿病腎病組( DN組，75 例) ;選擇健康體檢者60 例作為健康對照組( 對照組) 。記錄所有觀察對象膽紅素( 總膽紅素、直接膽紅素、間接膽紅素) 數(shù)值，結(jié)果表明： 糖尿病患者血中膽紅素水平可反映患者糖代謝控制的情況，膽紅素水平降低與糖尿病腎病的發(fā)生、發(fā)展可能存在某種聯(lián)系。賈育梅等［26］等選取2010 年8 月—2012 年6 月北京朝陽醫(yī)院內(nèi)分泌科住院的T2DM 患者1 217 例，根據(jù)腎小球?yàn)V過率估算值將其分為3 組，另根據(jù)8 h尿清蛋白排泄率分為另外3 組，結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了膽紅素水平與DKD 的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，膽紅素在腎臟病變的過程中具有保護(hù)作用。

綜上所述，高濃度血清膽紅素在延緩糖尿病腎病的發(fā)展中起到重要作用，而低濃度血清膽紅素可能參與了加速氧化應(yīng)激這一過程，從而增加了糖尿病腎病的發(fā)生與發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn); 糖尿病腎病的一些其他危險(xiǎn)因素如：血清肌酐及血尿素氮等也與血清膽紅素存在一定的關(guān)系。

3 小結(jié)與展望

膽紅素具有抗氧化活性，可清除氧自由基、抑制LDL 的氧化修飾等作用，在包括冠心病、高血壓病、糖尿病、肥胖等氧化應(yīng)激介導(dǎo)的疾病中發(fā)揮重要的保護(hù)作用。目前國內(nèi)外的各項(xiàng)研究結(jié)果均十分肯定了這一觀點(diǎn)。但是這些研究都普遍存在這樣一個問題：只探討與研究了高濃度血清膽紅素的保護(hù)作用，而對于低濃度血清膽紅素對于糖尿病微血管病變的作用沒有進(jìn)一步闡明。這與陳佳等［27］在血清膽紅素水平與糖尿病微血管并發(fā)癥關(guān)系研究進(jìn)展中提出的觀點(diǎn)不謀而合。

綜上所述，高濃度的生理范圍血清膽紅素對于保護(hù)糖尿病微血管病變起到了重要的作用，那么血清膽紅素是否能作為臨床判斷糖尿病微血管病變的一個敏感的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)呢? 目前相關(guān)研究甚少。因此，探討低濃度的血清膽紅素的預(yù)警作用是今后研究的一個新方向，特別是對于糖尿病微血管病變的檢驗(yàn)帶來新的轉(zhuǎn)機(jī)，以及對于糖尿病微血管病變的防治帶來新的福音。

［1］ 中華醫(yī)學(xué)會腎臟病分會透析移植登記工作組. 1999 年度全國透析移植登記報(bào)告［J］.中華腎臟病雜志，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］ 陳永東，許迅.氧化應(yīng)激在糖尿病視網(wǎng)膜病變中的作用研究進(jìn)展［J］.中華眼底病雜志，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］ 萬之輝，葛才榮.冠心病新危險(xiǎn)因素的研究進(jìn)展［J］. 中國誤診學(xué)雜志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］ 蘇志燕，楊金奎，張琳.糖尿病視網(wǎng)膜病變與血清膽紅素水平的關(guān)系［J］.首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，31(1) ：117-119.

［15］ 馮偉，楊金奎.2 型糖尿病增殖期視網(wǎng)膜病變與血清膽紅素水平關(guān)系的研究［J］.首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33(4) ：481-484.

［16］ 吳乃軍，魏劍芬，金秀平.2 型糖尿病患者同型半胱氨酸和脂聯(lián)素水平變化的臨床意義［J］. 現(xiàn)代中西藥結(jié)合雜志，2014，23(18) ：1945-1948.

［17］ 魏劍芬，程 燕，吳乃君.糖尿病視網(wǎng)膜病變患者血清同型半胱氨酸與氧化應(yīng)激反應(yīng)的變化［J］. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，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］ 艾世輝，林蘭梅.糖尿病腎病患者血清總膽紅素水平與超氧化物歧化酶活性相關(guān)性研究［J］.臨床研究，2011，18(23) ：55-57.

［22］ 陳宇，周永華，韓曉駿.2 型糖尿病患者血清膽紅素水平與糖尿病腎病關(guān)系的研究［J］.臨床薈萃，2011，26(4) ：292-296.

［23］ 蘇志燕，楊金奎，張琳. 血清膽紅素水平與糖尿病腎病的關(guān)系［J］.中國誤診學(xué)雜志，2010，10(13) ：3100-3101.

［24］ 陳宇，韓曉駿，周永華.2 型糖尿病患者血清膽紅素、血脂與糖尿病腎病的關(guān)系初探［J］.南通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33(3) ：175-178.

［25］ 張曉凡，張會娟.血清膽紅素與2 型糖尿病患者糖代謝及早期糖尿病腎病的關(guān)系［J］.實(shí)用糖尿病雜志，2013，10(2) ：43-45.

［26］ 賈育梅，趙永禎，徐援.2 型糖尿病腎臟病變與血清膽紅素的關(guān)系研究［J］.中國全科醫(yī)學(xué)，2013，16(10) ：3406-3409.

［27］ 陳佳，劉鵬.血清膽紅素水平與糖尿病微血管并發(fā)癥關(guān)系研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志，2015，24(8) ：910-912.