K_(ATP)通道与青少年糖代谢异常的认识、特征及处理

<正>维持正常人血糖的平稳,需要先天的、后天的多种因素的参与:遗传基因、酶、胰岛素等,其中尽管各因素有多大比例参与,但是通常葡萄糖运输足以有效地允许细胞内和细胞外葡萄糖浓度的快速平衡~([1-2])。悉知胰岛素在其中伴演着十分重要的角色,但还有一个就是ATP敏感K~+通道(K~+-ATP通道)。1 K_(ATP)通道存在于β细胞膜上,是由两类受体组成:一个是高亲和性磺脲类受体~((SUR1))和一个内向校正的K~+通道     

胰岛外的KATP通道与葡萄糖代谢

ATP敏感性钾通道(KATP通道)是将细胞膜电活动与物质代谢联系在一起的重要通道。胰岛α和β细胞膜上的KATP通道通过影响胰升糖素和胰岛素的分泌调节葡萄糖代谢。近年的研究揭示,除胰岛细胞外,下丘脑和骨骼肌细胞膜的KATP通道也与葡萄糖代谢有关。下丘脑KATP通道在中枢对肝脏葡萄糖输出的调节、中枢对低血糖的反应及摄食调节中起一定作用。骨骼肌的KATP通道可影响骨骼肌对葡萄糖的摄取。对胰岛外KATP巯通道的研究,将有助于进一步探讨葡萄糖代谢的调节、糖尿病的发病机制及治疗。     

长期高浓度葡萄糖对胰岛细胞凋亡和功能相关基因表达的影响

目的　探明长期高浓度葡萄糖对体外胰岛细胞功能和凋亡相关基因表达的影响。方法应用放免法检测不同浓度葡萄糖培养后大鼠胰岛细胞和小鼠 βTc3细胞在葡萄糖刺激时培育上清液和细胞内的胰岛素水平 ;应用半定量多重RT PCR和Northern印迹法检测培养后IDX 1(Isletduodenalhomeobox 1) ,葡萄糖激酶 (GK ) ,葡萄糖转运子 2 (GLUT2 ) ,C/EBPβ和Bcl xmRNA的表达情况 ;应用TUNEL法检测培养后的细胞凋亡百分率。结果　 ( 1)长期高浓度葡萄糖培养导致大鼠胰岛细胞和小鼠βTc3细胞对葡萄糖刺激的胰岛素分泌反应降低和细胞内胰岛素含量的减少 ;( 2 )高糖培养 14天可以使大鼠胰岛细胞IDX 1和GLUT2mRNA表达明显减少 (P <0 .0 5 ) ,C/EBPβmRNA表达明显增加 ,GKmRNA表达无明显变化 ;( 3 )高糖培养可以明显增加大鼠胰岛细胞和小鼠 βTc3细胞凋亡百分率 ;( 4 )大鼠胰岛细胞高糖培养 14天后Bcl xSmRNA水平明显增加 ,Bcl xLmRNA水平无明显变化 ,Bcl xL/Bcl xSmRNA比率明显减少 (P <0 .0 5 )。结论　 ( 1)长期高糖培养可以诱导大鼠胰岛细胞和小鼠 βTc3细胞凋亡和功能缺陷 ;( 2 )IDX 1表达的变化在大鼠胰岛细胞功能缺陷中起重要作用 ;( 3 )大鼠胰岛细胞的Bcl xL/Bcl xS比率变化在高糖所致的胰岛细胞凋亡中起重要作用。     

IL-1β、IFN-γ对胰岛β细胞凋亡及胰岛素释放的影响

体外分离培养SD大鼠胰岛细胞,分别或共同加入IL-1β(终浓度20u/mL)和IFN-γ(终浓度150u/mL)处理.加入11.1mM的葡萄糖刺激胰岛素释放.应用放射免疫分析法测定培养液上清中胰岛素浓度,流式细胞术检测胰岛细胞凋亡.结果IL-1β单独作用于胰岛细胞,能抑制高糖刺激下胰岛素分泌及促进胰岛细胞凋亡.但与对照组比较差异无显著性(P＞0.05);IFN-γ单独或联合IL-1β能显著抑制胰岛素分泌(P＜0.05),促进胰岛细胞凋亡(P＜0.05).结论IFN-γ和IL-β能诱导胰岛β细胞凋亡,并且有协同作用.与自身免疫性糖尿病的发生、发展有一定关系.     

肺动脉平滑肌细胞膜钾通道的细胞内调控

肺动脉平滑肌细胞上主要有3种钾通道(K~+通道),分别是电压依赖性K~+通道(K_v通道)、Ca~(2+)激活的K~+通道(K_(Ca)通道)和ATP激活的K~+通道(K_(ATP)通道)。一些细胞内的信息物质(如cAMP、cGMP、PKA、PKG、PKC、NO等)调节着K~+通道的活性,对肺动脉产生收缩或舒张作用,从而在低氧性肺动脉高压的发病机制中发挥着重要的作用。本文对近年来肺动脉平滑肌细胞膜K~+通道细胞内调控因素的研究动态作一总结。     

钾通道在一氧化氮供体诱导大脑中动脉舒张中的作用

通常认为一氧化氮(NO)和外源性硝基血管扩张因子通过激活可溶性鸟苷酸环化酶和cGMP的代谢产物来舒张血管平滑肌细胞。近来有证据表明几种类型的 K~+通道,包括Ca~(2+)激活K~+通道(K_(ca))、ATP敏感K~+通道(K_(ATP))、K_(IR)和延迟整流K_+通道(K_(DR))在脑血     

2型糖尿病的病因遗传学研究进展

目前对胰岛素抵抗的分子遗传学方面研究主要涉及“节俭基因”的后选基因,包括β2-和β3肾上腺素能受体、脂蛋白脂肪酶、激素敏感脂肪酶、胰岛素受体及其底物、糖原合成酶、过氧化物酶增殖体激活受体-γ基因等。而胰岛β细胞功能缺陷方面的遗传基因异常主要涉及葡萄糖转运子-2、ATP敏感的K+通道异常、前胰岛素和胰岛素基因异常的基因突变,以及胰岛淀粉样蛋白在胰岛β细胞内沉积等。     

脂联素对高糖环境下胰岛细胞功能及腺苷酸活化激酶和胰岛素受体底物-1的影响

目的研究脂联素对高糖环境下体外胰岛细胞分泌胰岛素的影响、脂联素对胰岛素抵抗的作用,并观察脂联素对胰岛细胞腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和胰岛素受体底物-1(IRS-1)酪氨酸磷酸化表达的影响。方法分为四组:对照组、对照组+脂联素、高糖组、高糖+脂联素组,分别干预24 h,48 h,72 h后用酶联免疫法(ELISA)测定上清液中胰岛素的含量;建立胰岛素抵抗(IR)细胞模型,脂联素作用下测定葡萄糖含量,细胞内糖原含量的变化以及Western印迹法检测AMPK,IRS-1酪氨酸磷酸化的表达。结果①经脂联素处理后的胰岛细胞,在高糖(25.6 mmol/L)培养48⁷2 h,其胰岛素分泌持续增加(P<0.05);②IR模型组培养液中葡萄糖含量明显高于正常对照组,细胞内糖原含量显著减少,加入脂联素组中培养液中葡萄糖含量较IR模型组显著降低,细胞内糖原含量升高(P<0.01);与对照组相比,IR模型组总AMPK蛋白水平较低(P<0.05),IRS-1酪氨酸磷酸化水平较低(P<0.05);脂联素组总AMPK升高(P<0.05),IRS-1酪氨酸磷酸化升高(P<0.05)。结论在高糖环境下,一定浓度的脂联素可以在体外促进胰岛细胞的分泌和释放;脂联素通过上调AMPK,IRS-1酪氨酸磷酸化的表达,改善胰岛素抵抗。     

钾通道激活剂—尼可地尔的药理与临床

尼可地尔(nicorandil)为钾通道激活剂(p0tassium channel activator)或钾通道开放剂(K~ channel opener),具有抑制心脏,扩张血管的药理作用,临床上可用于治疗心绞痛、高血压等疾病。一、作用机制最近的研究表明,血管平滑肌,心肌和胰岛β细胞上存在着一种ATP敏感的K~ 通道,其活性为细胞浆表面的ATP所抑制但在特性上,血管平滑肌和胰腺β细胞上ATP敏感的K~ 通道不同。长压定,二氮嗪,以及尼可地尔,吡那地尔(pinacidil)     

吡格列酮对胰岛α细胞胰岛素抵抗的影响

目的 研究高脂饲养大鼠胰岛α细胞的分泌功能和胰岛素信号转导分子基因的表达变化以及吡格列酮干预的影响.方法 雄性SD大鼠分为正常饲养组(NC)、高脂饲养组(HF)、高脂+吡格列酮组(HP).喂养20周后检测空腹血胰岛素(FINS)、胰高血糖素、游离脂肪酸(FFA)水平;正常血糖高胰岛素钳夹试验评价外周胰岛素抵抗程度;胰岛表面灌注检测高糖状态胰高血糖素的动态分泌变化;同时各组大鼠随机人组8只给予大剂量链脲佐菌素去β细胞处理,得到去β细胞正常组(NC-B)、高脂组(HF-B),高脂+吡格列酮干预组(HP-B).实时定量PCR方法比较3组去β细胞大鼠α细胞胰高血糖素、胰岛素受体底物1(IRS-1)、胰岛素受体底物2(IRS-2)、磷脂酰肌醇3激酶(P13K)的mRNA表达.结果 (1)HF组葡萄糖输注率(GIR)明显低于NC组,血FINS、胰高血糖素、FFA均显著高于NC组(P＜0.05或P＜0.01);而HP组以上各项指标较HF组均明显改善.(2)胰岛表面灌注HF组基础胰高血糖素的分泌高于NC组(P＜0.01),16.7 mmol/L葡萄糖灌注后NC组胰岛胰高血糖素的分泌明显下降,HF组胰岛的胰高血糖素分泌灌注后未受高糖抑制,HP组逆转了这种变化.(3)与NC-B组相比,HF-B组α细胞胰高血糖素mRNA的表达增高34.2%,IRS-2及P13K mRNA分别降低28.5%、21.3%(均P＜0.01),而IRS-1仅降低7-1%(P＞0.05).HP-B组较HF-B组胰高血糖素、IRS-2及P13K mRNA分别增加40.6%、57.2%、60.6%.结论 高脂饲料诱导的肥胖大鼠胰岛α细胞胰高血糖素分泌功能亢进并存在胰岛素信号转导分子表达降低,二者均与血FFA水平升高有关,而吡格列酮能逆转这种变化.     

脂联素受体在胰岛细胞表达,脂联素促进胰岛素的分泌

目的　检测脂联素受体(AR)在大鼠胰岛细胞的表达和脂联素对体外胰岛细胞分泌胰岛素的影响。方法　RT PCR和免疫细胞化学方法检测AR1、AR2的mRNA和蛋白表达;并在体外用脂联素(100μg/L)和不同浓度葡萄糖(3. 3, 5. 6, 16. 7mmol/L)处理胰岛细胞,放免法测定上清液的胰岛素浓度。结果　RT PCR扩增出胰岛AR1和AR2基因,并经直接和亚克隆测序证实;胰岛免疫细胞化学荧光染色AR1和AR2呈阳性;经脂联素处理后的胰岛细胞,在高糖(16. 7mmol/)培养 6~24h,其胰岛素分泌持续增加(均P<0. 05)。结论　胰岛细胞上存在AR1和AR2,以前者为主。在高糖情况下,一定浓度的脂联素可在体外促进胰岛细胞的胰岛素分泌和释放。     

辛伐他汀抑制大鼠胰岛β细胞胰岛素分泌的机制研究

目的 观察辛伐他汀对大鼠胰岛β细胞葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS)的抑制作用及其机制.方法 8周龄健康雄性Wistar大鼠60只,体重250～300 g,饲养1周内分批处死.采用胆管注射胶原酶法提取大鼠胰岛,将新鲜分离或经24 h培养的大鼠胰岛按体积大小分为对照组(胰岛数=60)和辛伐他汀组(胰岛数=60),对照组给予Kreb-Ringer碳酸氢盐缓冲液,辛伐他汀组以100μmol/L辛伐他汀水浴30 min或过夜培养24 h.两组经2.8、5.5、11.1、16.7、25.0 mmol/L葡萄糖刺激后,采用37 ℃水浴法观测胰岛β细胞GSIS变化,选用生物化学发光法测定腺苷三磷酸(ATP)含量.两组间数据比较采用t检验.结果 100 μmol/L辛伐他汀水浴30 min后,在25.0 mmol/L葡萄糖刺激下,胰岛β细胞ATP含量较相应对照组明显下降[(9.2±1.6)vs(12.1±1.9)pmol/胰岛,t=2.97,P＜0.05],GSIS较相应对照组明显减少(2.31±0.38 vs 3.19±0.41,t=3.154,P＜0.05).100μmol/L辛伐他汀过夜培养24 h后,在11.1 mmol/L葡萄糖刺激下,胰岛β细胞ATP含量较相应对照组明显降低[(9.2±1.4)vs(11.9±2.0)pmol/胰岛,t=2.514,P＜0.05];在2.8 mmol/L葡萄糖刺激下,胰岛素分泌即已明显受到抑制(0.28±0.03 vs 0.47±0.05,t=2.460,P＜0.05).辛伐他汀浓度超过30 μmol/L时,可剂量依赖性地抑制GSIS(2.49±0.21 vs 3.17±0.23,t=2.445,P＜0.05).结论 高浓度辛伐他汀可能通过抑制胰岛β细胞ATP生成而抑制GSIS.     

白藜芦醇对原代大鼠胰岛葡萄糖刺激的胰岛素分泌的影响

分离SD大鼠胰岛接种于24孔板中,用不同浓度的葡萄糖和白藜芦醇分别培养1 h或24 h,结果表明白藜芦醇孵育大鼠胰岛1 h可呈剂苗依赖地抑制大鼠高糖刺激的胰岛素分泌,1、10和100 μmol/L白藜芦醇可以分别使胰岛素的分泌降低10%、35%(P<0.05)和80%(P<0.01).显微离子成像技术爪10μmol/L的白藜芦醇可以使高糖引起的β细胞内Ca2+浓度的升高减少60%(P<0.05).白藜芦醇可使软脂酸孵育24 h大鼠胰岛的胰岛素分泌恢复到对照组的75%(P<0.01),提示白藜芦醇短期可通过调控细胞内的Ca+浓度,而抑制原代胰岛高精刺激的胰岛素分泌,长期可改善软脂酸引起的β细胞损伤.     

胰岛素分泌的调节与β细胞ATP敏感性K+通道(KATP)基因的分子生物学

1.β细胞ATP敏感姓K通道的分子生物学胰岛素的分泌受多种物质的调节,其中葡萄糖是最重要的刺激因素.已得到十分深入的研究.除通过葡萄糖激酶调控β细跑分泌胰岛素机制外,胰岛β细胞中糖代谢的产物ATP介导的β细胞分泌胰岛素机制亦在近年内得到了深入的阐述.     

白藜芦醇对db/db小鼠胰岛β细胞功能的影响

目的观察白藜芦醇对db/db小鼠胰岛β细胞的作用并探讨其可能机制。方法取12只db/db小鼠,随机分为糖尿病(DM)组和白藜芦醇干预组,每组各6只,另设对照(Con)组小鼠6只。干预4周后,比较各组OGTT后血糖水平,免疫组织化学分析胰岛中3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(PDK-1)蛋白表达量的改变。体外培养小鼠胰岛细胞株MIN6细胞并分为正常葡萄糖(NG)组、高糖(HG)组、高糖+白藜芦醇(HG+Res)组、高糖+白藜芦醇+PI3K特异性抑制剂Wortmannin(HG+Res+Wo)组。Western blot测定4组细胞PDK-1、磷酸化蛋白激酶B(p-AKt)水平,CCK-8法和流式细胞仪检测MIN6细胞增殖、凋亡率;ELISA测定上清液中胰岛素水平。结果与DM组比较,白藜芦醇干预组OGTT血糖曲线下面积下降(P0.05)、胰岛细胞PDK-1蛋白表达增加[阳性率(0.57±0.32)%vs(1.74±0.47)%,P0.01];与HG组比较,白藜芦醇干预后MIN6细胞中PDK-1、p-Akt蛋白增加、上清液中胰岛素水平增加[(124.95±5.37)vs(181.19±30.77)pmol/L]、细胞增殖(D值)增加[(0.71±0.10)vs(1.02±0.09)]、凋亡率下降[(19.3±2.1)%vs(11.2±1.4)%](P0.01);与HG+Res组比较,HG+Res+Wo组MIN6细胞PDK-1表达、Akt磷酸化水平减低,上清液中胰岛素水平及细胞增殖下降、凋亡率增加(P0.05)。结论白藜芦醇可能通过激活胰岛β细胞PDK-1/Akt通路、改善胰岛β细胞功能。     

空腹血脂岛素,葡萄糖比值作为β细胞功能指数的可能性

探讨空腹血浆胰岛素，葡萄糖比值作为群体研究胰岛β细胞功能指数的可能性，并与文献中其他指数比较。方法在糖耐量正常进１８１例，糖耐工减者２８１例测定空腹及葡萄糖及服葡萄糖７５克后１小时、２小时静脉血葡萄糖及胰岛素。     

波动性葡萄糖对胰岛β细胞INS-1的影响

目的 探讨波动性葡萄糖对培养的胰岛β细胞株INS-1细胞的损伤机制.方法 实验分5组.对照组:葡萄糖浓度为5.5 mmol/L;持续高糖组:葡萄糖浓度为16.7 mmol/L;波动性高糖组:16.7mmo/L葡萄糖培养2 h后更换葡萄糖浓度为5.5 mmo/L,继续培养3 h,每天重复3次,夜间9 h维持在5.5 mmo/L匍萄糖的培养基中;N-乙酰半胱氨酸(NAC,1.0 mmo/L)+高糖组;NAC+波动性高糖组.流式细胞仪检测活性氧簇(ROS)的水平;四氮唑蓝定量检测细胞内葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)的活性;同时检测还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的含量.结果 干预72 h后,对照组、高糖组、波动性高糖组、NAC+高糖组和NAC+波动性高糖组细胞的ROS活性分别为37.77±2.31、86.97±7.97、124.27±10.04、60.92±2.61和51.47±3.36;G6PD活性分别为1.25±0.03、1.09±0.02、1.03±0.01、1.12±0.02和1.21±0.01;NADPH含量分别为(0.123±0.003)mmoVmg prot、(0.112±0.004)mmol/mg prot、(0.099±0.002)mmol/mg prot、(0.116±0.005)mmol/mg prot和(0.120±0.002)mmol/mg prot.波动性高糖组细胞ROS活性较单纯高糖组显著增加(P＜0.01),G6PD活性和NADPH含量较单纯高糖组显著减少(P＜0.01);加NAC共孵育使细胞的变化程度减小.结论 波动性高浓度葡萄糖使培养的INS-1细胞氧化应激水平增高,其机制可能是由于抗氧化酶G6PD活性降低导致了氧化还原的失衡.     

血管紧张素Ⅱ对RIN-m细胞胰岛素分泌功能的影响及机制探讨

目的 观察血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)对RIN-m β细胞胰岛素分泌的影响,探讨Ang Ⅱ损伤β细胞功能的机制.方法 RIN-m细胞以不同浓度AngⅡ(0.1、1、10、100 nmol/L)干预24 h后,用放射免疫法检测各组基础(3.3 mmol/L)和葡萄糖(16.7 mmol/L)刺激下RIN-m细胞胰岛素分泌量;RT-PCR和Western印迹分别检测解耦联蛋白2(UCP2)mRNA及蛋白的表达水平;荧光素酶生物发光法检测细胞内ATP含量;流式细胞仪检测线粒体膜电位和细胞内Ca~(2+)浓度.结果 (1)在低糖刺激下,各Ang Ⅱ处理组RIN-m细胞胰岛素分泌差异无统计学意义(F=0.644,P:0.634);在高糖刺激下,除0.1 nmol/L Ang Ⅱ组外,其余各组胰岛素分泌均显著低于空白对照组(F=118.528,P=0.000).(2)与空白对照组相比较,各AngⅡ处理组的UCP2 mRNA和蛋白表达显著增加(F=1 370,P=0.000;F=675.175,P=0.000).(3)与空白对照组相比较,除0.1 nmol/L Ang Ⅱ组外,其余各组的RIN-m细胞线粒体膜电位、细胞内ATP含量和Ca~(2+)浓度显著减少(F=4.035,P=0.008;F=3.353,P=0.013;F=5.867,P=0.001).结论 AngⅡ损伤胰岛β细胞葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS)功能,其机制可能是AngⅡ上调β细胞UCP2表达,进而降低线粒体膜电位、减少细胞内ATP含量及Ca~(2+)浓度,最终损伤β细胞胰岛素分泌功能.     

肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物对胰岛素表达和分泌的影响

目的探讨肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物(HGS)对胰岛素表达和分泌的影响。方法检测HGS,胰岛素和胰升血糖素在小鼠胰岛中的分布。检测不同浓度葡萄糖(5.5、11.1及16.7mmol/L)培养24h后NIT-1细胞HGS表达水平和胰岛素的分泌。观察siRNA沉默HGS表达后48h NIT-1细胞胰岛素的表达和分泌的变化。结果 HGS免疫阳性细胞特异性分布于小鼠胰腺的胰岛,并与胰岛素共定位于胰岛β细胞中,未见HGS和胰高血糖素阳性荧光双标细胞。不同浓度葡萄糖培养NIT-1细胞24h,5.5mmol/L组为(25.07±0.93)μIU/mg,11.1mmol/L组为(32.28±0.93)μIU/mg,16.7mmol/L组为(41.77±1.39)μIU/mg,NIT-1细胞分泌胰岛素水平逐渐增加(P0.01)。各组HGS蛋白水平也随葡萄糖浓度增加而逐渐增加(P0.05)。siRNA沉默HGS表达后NIT-1细胞内胰岛素的表达水平无明显变化,但胰岛素分泌水平减少(P0.05)。结论 HGS选择性表达于胰岛β细胞中,并调节胰岛素的分泌。     

KATP通道开放剂与β细胞休息学说

2型糖尿病发病的中心环节为胰岛素抵抗和β细胞功能受损。胰岛素抵抗、高胰岛素血症及持续的糖毒性可加剧胰岛β细胞功能衰竭。大量研究表明,KATP通道开放剂(二氮嗪)开放KATP 通道,可强制过度疲劳的β细胞休息,抑制胰岛素的分泌,增加胰岛内胰岛素含量,恢复了胰岛素的脉冲式分泌,从形态和功能上保护了β细胞。适度的胰岛休息可以减轻β细胞的代谢压力,提高β细胞功能,是值得今后重点研究的方向。