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胰岛素抵抗性心肌病——临床证据、机制、可选择的治疗

王亚蓉 郭衡山 广州市红十字会医院

作者:国际循环网   日期:2008/9/9 11:58:00

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越来越多的证据表明胰岛素抵抗是导致非缺血性心力衰竭(心衰)的主要发病因素。心肌损伤发生时,心肌正常情况下通过改变底物代谢以增加能量效率,但胰岛素抵抗阻止了这一适应性反应,并通过促进脂毒性、交感神经上调、炎症、氧化应激以及纤维化等一系列机制导致心肌进一步损伤。动物模型多次证明了胰岛素抵抗性心肌病的存在,其特征为无效的能量代谢和通过增加能量利用而具有可逆性。人类临床研究也强烈支持了胰岛素抵抗与非缺血性心衰之间联系。胰岛素抵抗在非缺血性心衰人群中非常流行,并先于心衰的发展,是心衰恶化的独立预后因素,对于抗交感神经的治疗预计有反应。目前可选择的具有前景的治疗包括代谢调节剂和抗糖尿病药物。

    越来越多的证据表明胰岛素抵抗是导致非缺血性心力衰竭(心衰)的主要发病因素。心肌损伤发生时,心肌正常情况下通过改变底物代谢以增加能量效率,但胰岛素抵抗阻止了这一适应性反应,并通过促进脂毒性、交感神经上调、炎症、氧化应激以及纤维化等一系列机制导致心肌进一步损伤。动物模型多次证明了胰岛素抵抗性心肌病的存在,其特征为无效的能量代谢和通过增加能量利用而具有可逆性。人类临床研究也强烈支持了胰岛素抵抗与非缺血性心衰之间联系。胰岛素抵抗在非缺血性心衰人群中非常流行,并先于心衰的发展,是心衰恶化的独立预后因素,对于抗交感神经的治疗预计有反应。目前可选择的具有前景的治疗包括代谢调节剂和抗糖尿病药物。

    胰岛素抵抗常常在临床通过代谢综合征的特征或2型糖尿病而显露出来,在美国和世界上许多国家迅速蔓延。尽管心衰和胰岛素抵抗两者之间的关系已被长久认识到,但传统被归因于胰岛素抵抗患者普遍存在心肌缺血,同时心衰本身也可引起整个机体胰岛素抵抗。我们提出了胰岛素抵抗和心衰之间一个更重要的联系,其独立于冠状动脉疾病之外(图1)。

临床证据
    胰岛素抵抗与心衰之间联系的提出已超过一个世纪。在1881年,Leyden提出心衰是一种“糖尿病患者经常发生和值得注意的并发症”。其他描述为一种特殊的“糖尿病性心肌病”延续出现于上世纪70年代。

    随后的研究已经证实这一联系存在,在扩张性心肌患者群中明显增加的糖尿病流行,至少证明糖尿病与非缺血性心肌病之间具有强烈的相互关联。在新近诊断为心衰的患者中,糖尿病流行增加超过4倍以上。重要的是,这种异常结构和症状明显的心衰的增加被认为是由于胰岛素抵抗,甚至患者并未伴随有明显的糖尿病。非缺血性心肌病患者发生胰岛素抵抗不仅比健康对照人群多,而且比冠心病患者还多。

    高血压、左室肥厚及左室功能障碍和胰岛素抵抗及随后发生的心衰具有强烈的相关性。

    我们调查了亚临床胰岛素抵抗在非缺血性心肌病患者群的流行情况,与对照组相比较,排除了已知先前存在糖尿病的患者,心肌病患者群不仅胰岛素抵抗比对照组明显增多,而且口服葡萄糖负荷后葡萄糖代谢障碍发生率非常高。一项对非缺血性心肌病的研究表明,研究对象包括已确诊的糖尿病,59%的心肌病患者存在葡萄糖代谢障碍,甚至高于另外一项混合缺血性和非缺血性心肌病人群的研究,此研究葡萄糖代谢障碍发生率为43%。
 
    流行病学证据表明胰岛素抵抗与心衰之间远超过了简单相关关系,证实了胰岛素抵抗先于心衰发生而非随后发生。一项1187例先前未发生心衰的瑞典临床研究发现胰岛素抵抗预示随后发生的心衰,且独立于所有已确立的危险因子,包括糖尿病本身。另一研究发现,在心衰被诊断前而随后发生心衰的患者比对照组胰岛素水平(胰岛素抵抗的一个替代标志)更高。

    胰岛素抵抗和糖尿病预兆着心衰预后较差。胰岛素抵抗对预后影响独立于其他的变量,包括最大氧摄入量(VO2max)和左室射血分数(LVEF),显示胰岛素抵抗是致病因素而不是一个简单的心衰恶化的标志。

    初步的证据也表明胰岛素抵抗的出现预示对治疗的反应,特别是抗交感神经的治疗。强力的抗交感神经阻滞剂卡维地洛,惟一的公认不加重胰岛素抵抗的β受体阻滞剂,可明显提高非缺血性心肌患者群的左室射血分数3倍以上。

基础机制及证据

    能量代谢 心肌发生损伤时,正常情况下通过改变底物代谢以增加能量效率,但胰岛素抵抗阻止了这一适应性反应,并通过促进脂毒性、交感神经上调、炎症、氧化应激以及纤维化等一系列机制导致心肌进一步损伤。

    尽管对胰岛素信号反应影响许多代谢途径,但最基本的影响是对能量代谢的影响。正常非应激的成人心脏主要利用游离脂肪酸(FFA,产生近70%的ATP),归功于其底物分子代谢产生高能量。然而,在应激状态下(如缺血、压力负荷、损伤等),心脏转向更有效的能源即葡萄糖。葡萄糖是更高效的底物,葡萄糖比FFA每分子氧耗产生ATP增加40%。Akt-1(一种蛋白激酶B)激活影响能量代谢,最终促进细胞内转移和葡萄糖代谢。

    一系列简明的动物实验进一步明确在心肌病发病机制中能量代谢和胰岛素抵抗的作用(表1)。

治疗前景
    许多已确立的心衰方面的治疗也已知可改善胰岛素抵抗,甚至在未发生心衰的人群。标准生活方式的推荐(如运动、戒烟、减肥等)都与提高胰岛素敏感性有关系。血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素受体拮抗剂及他汀类药物都对改善葡萄糖代谢有益。尽管阻断β受体的治疗通常可加重胰岛素抵抗,但卡维地洛具有中性-轻微改善胰岛素敏感性的作用,是否这种与美托洛尔不同的作用可促成所报道的卡维地洛治疗者预后的改善,目前仍不清楚。

小结
    几乎可以肯定的是,胰岛素抵抗本身并不足以引起扩张性心肌病;确切地说是胰岛素抵抗可能导致了一种环境,即出现其他应激反应(压力或容量负荷过重,药物/毒素,心动过速等)难以耐受并足以打断机体平衡,有利于进一步发展为心肌病(图2)。此情况发生下,机体的代偿机制(肾素-血管紧张素-醛固酮系统、儿茶酚胺及加压素上调),这种不良适应进一步使心肌病恶化。

    目前,最有前景的治疗被分为两大类:代谢调节剂和糖尿病药物(表2)。

版面编辑:何迎



王亚蓉郭衡山胰岛素抵抗心肌病

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