發(fā)布時(shí)間：2019-11-07所屬分類：醫(yī)學(xué)職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：神經(jīng)遞質(zhì)對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能起著較為重要的介導(dǎo)作用，且病理情況下神經(jīng)遞質(zhì)與糖尿病所致認(rèn)知損害等密切相關(guān)。故關(guān)于腦組織中神經(jīng)遞質(zhì)的測定對了解糖尿病致認(rèn)知損害的預(yù)防、診斷及發(fā)病機(jī)理的研究有重要意義。就膽堿類、氨基酸類、單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的
摘 要：神經(jīng)遞質(zhì)對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能起著較為重要的介導(dǎo)作用，且病理情況下神經(jīng)遞質(zhì)與糖尿病所致認(rèn)知損害等密切相關(guān)。故關(guān)于腦組織中神經(jīng)遞質(zhì)的測定對了解糖尿病致認(rèn)知損害的預(yù)防、診斷及發(fā)病機(jī)理的研究有重要意義。就膽堿類、氨基酸類、單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的變化來探討神經(jīng)遞質(zhì)的水平與糖尿病致認(rèn)知損害的關(guān)系，為糖尿病認(rèn)知損害的診斷與治療提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：糖尿病;神經(jīng)遞質(zhì);認(rèn)知損害
糖尿病 (diabetes mellitus，DM) 是一種常見的代謝性疾病，而糖尿病認(rèn)知功能障礙是糖尿病的并發(fā)癥之一，可以引發(fā)腦組織較為廣泛的改變，如神經(jīng)結(jié)構(gòu)、神經(jīng)遞質(zhì)、血液循環(huán)等方面都進(jìn)而可影響患者大腦的正常認(rèn)知功能。因?yàn)樘悄虿∷碌恼J(rèn)知損害越來越受到人們的關(guān)注而成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，糖尿病患者認(rèn)知功能障礙的發(fā)病率是非糖尿病者的 1.5 倍，其中 DM 患者中有 60%~70%存在輕、中度認(rèn)知功能障礙[1]，而輕度認(rèn)知障礙也已達(dá)到 37% [2]，每年 10% ~ 15% 的速度轉(zhuǎn)化為癡呆[3]，一旦發(fā)展為癡呆將不可轉(zhuǎn)，給家庭及社會(huì)帶來沉重負(fù)擔(dān)。而神經(jīng)遞質(zhì)水平的變化對于神經(jīng)系統(tǒng)的功能起著重要的介導(dǎo)作用。本文就膽堿類、氨基酸類、單胺類神經(jīng)遞質(zhì)在糖尿病認(rèn)知功能障礙中的作用及其研究下現(xiàn)狀做一綜述。
1 膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)與認(rèn)知功能損害
膽堿類包括乙酰膽堿(Acetylcholine, Ach)，它是參與學(xué)習(xí)和記憶等相關(guān)生理活動(dòng)的一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，與神經(jīng)細(xì)胞的功能密切相關(guān)[4]。乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶(choline acetyltransferase, ChAT)主要參與 Ach 的合成，在糖尿病胰島素不足以及胰島素抵抗的情況下，ChAT 表達(dá)水平降低，導(dǎo)致 Ach 生成減少，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)記憶功能[5];乙酰膽堿是中樞神經(jīng)較為重要的神經(jīng)遞質(zhì)，在學(xué)習(xí)和記憶等認(rèn)知功能上起著重要的作用，學(xué)習(xí) 記 憶 的 主 要 通 路 是 由 中 樞 膽 堿 能 通 路 構(gòu) 成 的 ，ChAT 是 Ach 的生物合成酶，而 AchE 是催化 Ach 水解的主要生物酶，當(dāng) ChAT 下降、AchE 的活性增強(qiáng)，則會(huì)出現(xiàn) Ach 的含量顯著減少，進(jìn)而引起學(xué)習(xí)記憶方面的損害[6]。Kuhad A 等發(fā)現(xiàn)膽堿能功能障礙標(biāo)志物 AchE 的活性在糖尿病大鼠的大腦皮質(zhì)中增加 80%。Kamboj S 等發(fā)現(xiàn)與對照組大鼠相比，糖尿病大鼠的皮質(zhì)、腦干和小腦中 AchE 的活性分別降低了 15.6%、 20.4%和 25.5%。Alrefaie Z 等通過研究測量 ChAT 和乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性以評估膽堿能傳遞，結(jié)果糖尿病動(dòng)物中 ChAT 活性顯著降低，而 AChE 活性與對照組非糖尿病動(dòng)物相比顯著增加，我國學(xué)者 Y Zhou 等也得出糖尿病模型顯示 CSF 中的 ACh 在第 15 天降低，繼續(xù)降低至第 75 天的相應(yīng)結(jié)論。也有研究報(bào)道，在糖尿病誘導(dǎo)后第 18 周，在不同的腦區(qū)觀察到糖尿病對 AChE 活性的可變作用，與正常對照大鼠相比，在糖尿病大鼠的海馬中觀察到 AChE 活性的增加兩倍。而且，Liu J 等通過測定糖尿病腦病大鼠海馬、腦脊液中的 AChE 和 ChAT 發(fā)現(xiàn)，AChE 顯著增高以及 ChAT 的顯著降低。研究表明，大鼠在通過有意的訓(xùn)練而獲得一定的學(xué)習(xí)記憶后，大腦海馬皮中的 Ach 和 ChAT 會(huì)有所升高，給予擬膽堿能類藥物則改善學(xué)習(xí)記憶能力。相反，抗膽堿能類藥物或是損傷膽堿能基底核則損壞學(xué)習(xí)記憶功能，說明 Ach 含量的減少與認(rèn)知功能損害之間存在著較為密切的聯(lián)系[7,8]。
2 氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)與認(rèn)知損害的相關(guān)性
2.1 興奮性氨基酸類
中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要以谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)含量最高且分布較為廣泛。在大腦的不斷發(fā)育過程中，Glu 主要通過易化 Ca2+ 的運(yùn)輸，改變 Ca2+ 在神經(jīng)元內(nèi)外的分布，來完成對神經(jīng)元的生長、分化、遷移等過程的調(diào)節(jié)作用。Glu 可以通過對神經(jīng)元突觸效應(yīng)以及受體間的相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生對學(xué)習(xí)記憶的形成及對認(rèn)知功能方面的影響。細(xì)胞間隙內(nèi) Glu 的濃度過高時(shí)，可以引起神經(jīng)元的損害或死亡，進(jìn)而產(chǎn)生較為明顯的神經(jīng)毒性作用，在細(xì)胞間隙濃度過高的 Glu 作用于相應(yīng)受體使細(xì)胞膜對 Na+ 的通透性明顯增加，使 Cl- 被動(dòng)內(nèi)流，細(xì)胞內(nèi)外滲透壓發(fā)生改變進(jìn)而造成神經(jīng)元的腫脹而死亡 [9];另一方面，膜電位發(fā)生去極化而 Ca2+ 通道開放，進(jìn)而引起 Ca2+ 的超載導(dǎo)致遲發(fā)性的神經(jīng)細(xì)胞損害;腦中的 Glu 和谷氨酰胺 (Gln)水平主要通過 Glu/Gln 循環(huán)為主要機(jī)制進(jìn)行調(diào)整。Glu 在突觸間隙中可以轉(zhuǎn)化為 Gln，而新轉(zhuǎn)的 Gln 又可再次轉(zhuǎn)化為 Glu，研究發(fā)現(xiàn) Glu 在突觸可塑性方面以及認(rèn)知方面均起著尤為關(guān)鍵的作用[10]。有實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn) Glu 在糖尿病大鼠的海馬和皮質(zhì)中相較于對照組，含量顯著降低;Zhou X 等研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病大鼠成模第 6 周時(shí)，大鼠腦脊液和海馬中 Glu 含量顯著減少，而血清和皮質(zhì)中則沒有受到影響。
2.2 抑制性氨基酸類
抑制性氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)與興奮性氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)共同存在于神經(jīng)系統(tǒng)中并維持平衡，保證神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能并阻止神經(jīng)沖動(dòng)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制性氨基酸以 γ- 氨基丁酸(GABA)為主，在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育初期以及成熟后期均具有顯著作用。GABA 在中樞主要突觸后抑制為主，能夠保護(hù)突觸后神經(jīng)元，這種保護(hù)作用主要是通過突觸后膜的超極化進(jìn)而抑制 Ca2+ 的內(nèi)流，從而降低氧的消耗量以及細(xì)胞的代謝[11]。另 一 方 面，GABA 可以通過提高葡萄糖磷酸酯的活性而使 Ach 生成增加，進(jìn)而使血管擴(kuò)張并使血液流量增加，不僅增加氧供給量且降低血氨，為中樞能量代謝以及腦細(xì)胞功能注入活力，進(jìn)而改善學(xué)習(xí)和記憶能力[12]。越來越多的科研工作者也投入到此方面的研究，Datusalia A 等人研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病大鼠造模的第 15 周時(shí)出現(xiàn)了較為明顯的學(xué)習(xí)記憶損害，而此時(shí)大鼠的海馬和皮質(zhì)中 GABA 水平出現(xiàn)了較為明顯的增高;Datusalia A 等也做了相同糖尿病模型的的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 18 周的糖尿病模型大鼠與對照組相比較，皮質(zhì)中的 GABA 水平亦具有較為明顯的增加。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的不少研究表明 GABA 在學(xué)習(xí)記憶能力中的抑制作用。進(jìn)而我們發(fā)現(xiàn)一些能夠調(diào)節(jié) GABA 合成或者 GABA 結(jié)合位點(diǎn)能夠產(chǎn)生對學(xué)習(xí)記憶等方面的抑制效果。而 GABA 拮抗劑以及 GABA 抑制類固醇則顯示對學(xué)習(xí)和記憶能力具有一定的改善作用。
3 單胺類神經(jīng)遞質(zhì)與認(rèn)知損害的聯(lián)系
腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)在正常情況下的分泌保持在恒定水平，去甲腎上腺素(NE)、5- 羥色胺(5- HT)、多巴胺(DA)等單胺類神經(jīng)遞質(zhì)與認(rèn)知方面密切相關(guān)，且越來越受到人們的重視 [13]。單胺類神經(jīng)遞質(zhì)不僅是調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)的重要組成成分，其在組織中的含量更是反應(yīng)神經(jīng)遞質(zhì)生物合成、釋放等過程的重要指標(biāo)。中樞系統(tǒng)的穩(wěn)定一般也是建立在中樞神經(jīng)遞質(zhì)的分泌恒定且比例相互協(xié)調(diào)，從而進(jìn)一步的參與學(xué)習(xí)、記憶等多種生理過程。有研究發(fā)現(xiàn)，去甲腎上腺素(NE)、5- 羥色胺(5- HT)、多巴胺(DA)分別在記憶的保持、改善學(xué)習(xí)記憶能力以及情緒等調(diào)節(jié)方面起著關(guān)鍵作用等。腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的異常釋放會(huì)向血液、腦脊液及鄰近神經(jīng)元擴(kuò)散，通過多種機(jī)制損害神經(jīng)元，進(jìn)而產(chǎn)生神經(jīng)毒性。除此之外，單胺類神經(jīng)遞質(zhì)可通過腦血管的痙攣促使腦血流量的下降，并加劇腦內(nèi)缺血缺氧的發(fā)生，從而加重腦局部的病理改變[14]。有研究證實(shí)，糖尿病動(dòng)物模型大腦單胺類神經(jīng)遞質(zhì)代謝存在異常。有研究者通過復(fù)制糖尿病大鼠模型，發(fā)現(xiàn)第四周大鼠腦組織內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量出現(xiàn)明顯異常，NE、DA 含量顯著升高，5- HT 含量顯著降低 Tian G 等通過建立糖尿病學(xué)習(xí)記憶功能模型，發(fā)現(xiàn)與正常對照組相比，在模型化后的小鼠中，皮質(zhì) NE 增加，5- HT 下降，但 DA 和 5- HIAA 水平?jīng)]有顯著變化。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，盡管在不同調(diào)查結(jié)果所測得的糖尿病認(rèn)知損害中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量變化并不一致，但研究均顯示出在糖尿病認(rèn)知障礙組別的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)相比對照組有顯著變化，證明了單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量變化與糖尿病所致認(rèn)知障礙具有一定的相關(guān)性。
綜上所述，神經(jīng)遞質(zhì)的代謝異常所致的神經(jīng)毒性與糖尿病的發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系，若及時(shí)的通過這些神經(jīng)遞質(zhì)的變化可能盡早的預(yù)知糖尿病認(rèn)知損害的發(fā)生，以及盡早的進(jìn)行精準(zhǔn)給藥治療，對后續(xù)不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)損害起到了重要作用，所以，為今后提供了可靠的理論依據(jù)以及為今后更多科研工作者提供方向。
期刊推薦：《中國糖尿病》于1993年創(chuàng)刊，系教育部主管，北京大學(xué)主辦的國內(nèi)外發(fā)行的糖尿病防治專業(yè)學(xué)術(shù)期刊，以糖尿病防治專業(yè)人員為主要讀者對象，報(bào)道我國糖尿病防治研究的經(jīng)驗(yàn)豐富科研成果，介紹國外該領(lǐng)域的新研究進(jìn)展。所刊文章強(qiáng)調(diào)其科學(xué)性和先進(jìn)性，特別注重臨床上的實(shí)用性和可讀性。有投稿需求的，可以直接與期刊天空在線編輯聯(lián)系。
