不久之前,世界衛生組織公布了2019十大死亡原因。糖尿病意外首次進入前十,位列第九位。根據統計,從2000年到2019年間,糖尿病導致的死亡人數顯著增加了70%,其中男性死亡人數增加了80%。流行病學調查顯示,隨著人們生活水平的提高,越來越多的人患上了糖尿病這種慢性代謝性疾病,中國糖尿病患者人數高達1.3億人,居世界首位,也就是大概10個人中就有一個。
為什么生活條件、醫療水平越來越好的今天,得糖尿病的人卻在不斷地增多?
在醫學上,糖尿病是機體能量代謝異常從而導致血糖過高的一類疾病的統稱,其中有90%是2型糖尿病,又被稱為非胰島素依賴型糖尿病。研究認為2型糖尿病發病的最主要原因之一是胰島素抵抗。那么什么是胰島素抵抗?人體為什么會出現胰島素抵抗呢?
我們知道,糖類是人體主要的能量來源之一。人們在餐后大量糖類進入血液使得血糖升高,這個時候胰島β細胞開始大量分泌胰島素,作用于肝臟、肌肉和脂肪等組織和細胞,促進它們來吸收和利用血液里的糖類。
簡單來說,胰島素抵抗就是人體對血液里正常濃度的胰島素響應變弱了。以肝臟為例,胰島素抵抗導致肝臟無法響應胰島素信號,使得胰島素對肝糖元分解和葡萄糖異生的抑制效果減弱,從而引起血糖的上升;對于肌肉而言,會導致肌肉無法正常吸收血糖;在脂肪細胞中,胰島素抵抗不僅會使得脂肪細胞吸收葡萄糖的能力減弱,而且會導致細胞內儲存的甘油三酯水解,進而提高了血漿里自由脂肪酸的含量。
單純的胰島素抵抗并不一定會讓人患上糖尿病,因為高血糖會刺激胰島β細胞分泌更多的胰島素來維持正常的生理功能。但是如果結合了其他原因,例如肥胖、高血脂、炎癥等因素損傷了胰島β細胞,沒有辦法分泌足夠的胰島素,人體組織對葡萄糖的吸收利用減弱了,沒辦法把血糖控制在較低水平,于是人就會得2型糖尿病。
持續血糖過高會導致一系列的并發癥,包括急性的糖尿病酮酸癥中毒,乳酸性酸中毒,高滲非酮癥昏迷等;慢性的有糖尿病腎病、心血管病變、視網膜病變、神經病變、高血壓、糖尿病足等。
那么我們應該如何來預防2型糖尿病呢?
這就要從誘發胰島素抵抗的成因說起:
首先是遺傳因素,如果人體參與機體胰島素響應的各個環節的任何一個基因出現了突變,例如胰島素響應信號通路基因IR,IRS-1/2,PI3k和PKBα/β,糖代謝相關基因Glut1/4,GSK-3(α, β),GS等,胰島素敏感性相關基因PPARγ,肥胖癥相關基因leptin, leptin receptor, β3adrenergic receptor等,都可能會導致胰島素抵抗從而引起可遺傳的家族性糖尿病。
除了遺傳因素外,目前的科學研究認為,現代的不良生活方式是導致胰島素抵抗的罪魁禍首。特別是肥胖,尤其是肚子肥(也叫腹型肥胖),患2型糖尿病的概率是正常人的四倍多。再加上平時缺乏運動,飲食上經常攝入較多高脂高糖的食物(例如奶茶、油炸燒烤食品、各種飲料等),平時吸煙,年齡大于45歲,這些因素有一條或者多條,那么你的身體產生胰島素抵抗甚至得糖尿病的可能性就會大大增加。
除了以上的因素外,一些藥物的作用,例如類固醇類,抗精神病藥物等的使用也會導致胰島素抵抗。曾患妊娠期糖尿病的媽媽們發病的風險也相對較高。
因此,要預防2型糖尿病,首先要控制體重,可以簡單計算一下自己的BMI值(等于體重(千克)處以身高(米)的平方),如果BMI值大于25就是超重,大于30就是肥胖了。預防糖尿病最有效的方式就是減肥,減少高脂高糖食物的攝入,同時改變久坐不動的生活習慣,積極鍛煉身體。同時要定期做體檢,監測血糖、血脂和血壓等各項身體指標,發現異常及時就醫。
如果不幸得了糖尿病,最重要的是要控制血糖。
首先要進行生活方式干預,也就是我們上面提到過的糖尿病預防方法,這是2型糖尿病的基礎治療措施,應當貫穿于治療的始終。此外有多種口服藥物,針對胰島素增敏、促胰島素分泌、減少糖類攝入和促進糖的排出等不同的機理。
盡管存在胰島素抵抗,皮下注射胰島素仍是控制血糖最直接有效的方式。因為發展成2型糖尿病后,控制血糖是防止各種并發癥出現的根本手段,而病人體內的胰島β細胞可能已經受損,無法分泌足夠的胰島素以控制血糖。但是注射胰島素等治療方式并沒有辦法解決2型糖尿病的根本——胰島素抵抗,也就沒有辦法治愈糖尿病。
2005年科學家們發現了一種具有逆轉糖尿病潛力的蛋白質FGF21。它是人體固有的一種內分泌蛋白,主要由肝臟等組織器官所分泌,并參與了人體糖脂代謝的調節。對于糖尿病治療來說,FGF21就像一個多面手:
FGF21可以促進肝臟、脂肪和肌肉組織表達葡萄糖轉運受體Glut1,并調節氧化應激反應,促進它們攝取和氧化利用多余血糖。
FGF21可以作用大腦,讓肥胖小鼠或者猴子的進食減少,在3個月時間內體重可以顯著減少近20%,血脂也能大幅下降,治療肥胖癥也是一把好手。
更重要的是,FGF21能夠對抗胰島素抵抗,研究表明FGF21與胰島素聯合用藥能發揮1+1>2的作用。這對于晚期胰島素都無法很好地控制血糖的糖尿病患者,無疑是一個好消息。
此外,FGF21還能夠保護胰島β細胞的功能和存活。2型糖尿病患者的胰島β細胞或多或少都存在著損傷,保護好這些細胞有助于遏制糖尿病進程的發展。
為了能讓這種效果卓著的蛋白質進入到糖尿病治療的行列中,科學家和各大醫藥公司都在努力。遺憾的是,目前為止FGF21相關藥物治療糖尿病的臨床實驗研究都止步于一期。其根本原因在于FGF21天然蛋白質的穩定性很差,在體內沒有較好的藥代動力學性質。
近日,位于合肥科學島的中科院合肥物質科學研究院強磁場科學中心傳來了好消息,科研人員運用一種能夠研究蛋白質結構和穩定性的先進技術—核磁共振波譜學手段,解析了FGF21三維空間結構并分析出了它結構穩定性較低的原因。
研究人員使用蛋白質工程手段對FGF21的天然氨基酸序列進行了微小的改造,在不影響它的結構和功能的前提下獲得了一個具有超高穩定性的FGF21新變體。糖尿病小鼠實驗結果表明FGF21新變體在治療肥胖小鼠的糖尿病實驗中,具有優于FGF21降血糖、減體重和降低血清胰島素的能力,并且能夠完全地逆轉脂肪細胞的胰島素抵抗。
除了糖尿病以外,FGF21還具有治療肥胖癥、非酒精性脂肪肝等慢性疾病等能力。隨著科研人員等不斷努力攻關,讓我們期待它能夠作為藥物造福廣大百姓的一天。