血糖控制與糖尿病足關系的研究進展

劉賢彬　吳標良

[專家介紹]吳標良，教授、主任醫師，醫學博士，美國哈佛大學醫學院留學歸國學者，博/碩士研究生導師，右江民族醫學院附屬醫院內分泌科副主任。主要從事糖尿病及其各種急慢性并發癥的基礎及臨床研究?，F為中國中醫外治學會委員，廣西內分泌學會、糖尿病學會、老年學會、骨質疏松學會委員，百色市內分泌學會副主任委員。共發表科研論文30余篇，其中中文核心10余篇，SCI收錄3篇。主持國家自然科學基金2項、廣西自然科學基金2項，主持、參與其他國家級、省部級、市廳級研究課題近10項，主編、參編教材/專著3部。曾獲廣西科技進步二等獎、百色市科技進步一等獎等多項科研獎勵。

【摘要】 糖尿病足是糖尿病中嚴重的慢性并發癥，是糖尿病非外傷性截肢的主要病因，是導致患者殘疾、死亡的主要原因之一。長期高血糖狀態可導致炎癥反應、相關細胞生長因子減少、血管病變及神經結構功能損傷。該文對血糖控制與糖尿病足有關系的研究現狀進行綜述。

【關鍵詞】 糖尿病足;血糖控制;炎癥;細胞生長因子;血管病變;神經病變

中圖分類號：R587.2 文獻標志碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.11.001

Research progress on the relationship between blood glucose control and diabetic foot

LIU Xianbin1，2，WU Biaoliang

（1.Department of Endocrinology of Affiliated Hospital，2.Graduate School，Youjiang Medical University for Nationalities，Baise 533000，China）

【Abstract】 Diabetic foot is a severe chronic complication of diabetes，main cause of non-traumatic amputation of diabetic limbs，and one of the main causes of disability and death.Long-term hyperglycemia can lead to inflammation，reduction in growth factor，vasculopathy and neurological structural and functional impairment.This article reviews the research status of the relationship between blood sugar control and diabetic foot.

【Key words】 diabetic foot;blood glucose control;inflammation;cell growth factor;vasculopathy;neuropathy

近年來隨著經濟發展，生活方式改變，我國糖尿病患病率逐年上升，國內一項流行病學研究結果指出，我國糖尿病患病率已達10.4%[1]。而糖尿病患者發生足部潰瘍的風險達25%[2]。糖尿病足定義為下肢神經功能異常和血管病變相關的足潰瘍、感染和（或）深部組織損傷。糖尿病足患者5年死亡率是無糖尿病足患者的2.5倍[3]。其是糖尿病中嚴重的慢性并發癥之一，也是糖尿病非外傷性截肢的主要病因，是導致患者殘疾、死亡的主要原因之一。高血糖是影響糖尿病足發生發展的最重要因素，長時間的高血糖狀態會導致機體新陳代謝紊亂，組織器官及細胞脫水，機體免疫功能降低等[4]。糖尿病足治療周期長、愈合困難與潰瘍創面局部高糖蓄積密不可分。有報告指出，良好血糖控制可延緩糖尿病足進展，并使患者截肢風險降低36%[5]。因此本文將對血糖控制在糖尿病足發生發展中的作用進行闡述。

1 血糖與炎癥

炎癥是影響糖尿病足潰瘍創面愈合的重要機制之一，炎癥細胞和炎癥因子對糖尿病足傷口愈合起著重要作用[6]。有研究表示，糖尿病足患者在皮膚未損傷時即存在了內源性損害[7]，推測與早期炎癥反應及炎癥因子水平變化密切相關。慢性炎癥反應可通過改變足部表皮微環境，抑制糖尿病足患者傷口的愈合[8]。同時慢性炎癥反應也可通過促進高血糖反應、抑制機體對血糖的利用及增加胰島素抵抗等機制參與糖尿病足的病變[9]。持續的高血糖狀態將會影響患者的機體免疫，包括免疫系統失衡及免疫功能降低，表現為體內單核細胞數量減少、T淋巴細胞亞群的比例和數量發生改變、吞噬細胞的吞噬結合能力下降，并促進炎癥因子的分泌及釋放，加重糖尿病足潰瘍組織及細胞損害[10]。慢性炎癥因子如白介素-6（Interleukin-6，IL-6）、IL-8、IL-18、腫瘤壞死因子α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）等均參與了高血糖的發生發展[11]。IL是由單核-巨噬細胞及淋巴細胞分泌的一類炎癥相關細胞因子，在炎癥反應中起著重要作用。隨著炎癥因子的水平持續升高，IL可在糖尿病足潰瘍處聚集，引起成纖維細胞、巨噬細胞等功能障礙，進而導致慢性難愈合傷口[12]。Weigelt等[13]研究發現糖尿病足患者中IL-6、IL-8、IL-18等炎癥因子水平升高，而正常T淋巴細胞表達及分泌的活性調節蛋白水平降低。IL-6由體內多種細胞合成，參與調控機體免疫反應，在炎癥反應中的功能包括對體內相關細胞的促炎效應、釋放急性反應蛋白[14]，以及誘導多種炎癥因子的釋放。IL-6作為炎癥因子在高血糖條件下的分泌，可以促進皮質激素的生成，增強破骨細胞活性、促進角質上皮細胞生長。高水平的IL-6與足部潰瘍的愈合情況密切相關[15]。同時IL-6通過增加體內血管緊張素原的合成，誘導如TNF-α等炎癥因子釋放，從而進一步激活炎癥細胞釋放IL-6，最終形成正反饋循環[16]。IL-8是一種擁有趨化作用的炎癥因子[17]，在體內主要由中性粒細胞分泌釋放。長期高血糖狀態可促進IL-8的分泌，激活嗜中性粒細胞，并和位于中性粒細胞表面的IL-8受體結合，致使中性粒細胞活化及趨化，引起IL-8、IL-1、TNF-α等炎癥因子進一步分泌，增強炎癥反應。同時高活性的中性粒細胞可釋放溶酶體酶致使血管損傷，引起糖尿病足潰瘍創面的進一步進展。IL-18屬IL-1家族，其可由多種組織細胞產生，在炎癥以及免疫反應中發揮十分重要的作用，可延緩葡萄糖的轉運、降低胰島素信號傳導的作用及誘導其他炎癥因子釋放，如TNF-α、IL-6以及IL-8等的生成[18]。有研究指出[19]，體內高血糖環境可影響IL-18濃度，而IL-18則是加重胰島素抵抗的危險因素。綜上，長期慢性高血糖狀態可加劇相關炎癥反應，使炎癥因子過量生成，阻礙糖尿病足潰瘍創面的愈合。因此，良好的血糖控制可調節體內炎癥因子，抑制炎癥因子的過度釋放，同時炎癥因子亦可作為臨床預測及監測糖尿病足進展的重要指標。

2 血糖與細胞生長因子

糖尿病足潰瘍創面的愈合可大致分為四期：急性炎癥反應期、細胞增殖分化期、局部潰瘍瘢痕形成期、表皮及組織再生期，各個過程均不同程度地受細胞生長因子的調節。糖尿病足潰瘍創面愈合困難，治療周期長與其表面細胞生長因子的降低也有著密切關聯。其中成纖維細胞生長因子（Fibroblast Growth Factor，FGF）及表皮生長因子（Epidermal Growth Factor，EGF）的減少尤為重要。FGF在體內主要由成纖維細胞、平滑肌細胞等分泌，可通過促進細胞的增殖和分化，加速潰瘍創面神經血管的生成速度，促進神經元生長發育和創面組織再生，對傷口修復過程有著十分重要的意義。同時FGF和體內晚期糖基化終末產物（AGEs）具有共同受體作用位點。因此FGF可與AGEs競爭性地結合受體，抑制AGEs在受體上的積累，減少AGEs對潰瘍創面的病理損害，促進糖尿病足創面愈合。FGF是多基因家族，目前為止發現FGF家族共有24個成員和4個FGF受體。最新研究發現FGF-21與糖尿病高血糖之間聯系密切。FGF-21是一種具有內分泌調控能力的因子，主要在肝臟中表達，可參與調節組織細胞糖代謝，發揮胰島素相似的作用，并能增強人體對胰島素敏感度，在一定程度上改善機體胰島素抵抗。因其對正常血糖水平沒有影響，所以可以避免低血糖的發生[20]。國外有動物實驗表明，對糖尿病小鼠持續輸注FGF-21可改善其高血糖狀況，并增加血漿胰島素濃度，有利于血糖控制[21]。 EGF是人體內的一種活性物質，是由53個氨基組成的活性多肽，主要在胰腺中合成。EGF及其受體對各種細胞均有促增殖分裂的作用，包括誘導成纖維細胞增殖、促進周圍神經生長發育等[22]，參與了糖尿病足潰瘍創面愈合。而隨著糖尿病足潰瘍創面的修復，潰瘍處EGF受體數量可急劇增加，EGF受體在結合EGF后，可對細胞生長調節基因產生效應，控制細胞的糖酵解過程，促使糖尿病足潰瘍創面再上皮化[23]，提高創面的愈合程度。由于糖尿病足難治性潰瘍創面中EGF及其受體顯著減少，致使其表面肉芽組織形成困難，結構功能較差，并延緩再上皮化速度。EGF作為一種促分泌素，可刺激胰島素釋放，增加血漿胰島素水平降低血糖，而高血糖則增加血EGF水平[24]。因此，良好血糖控制可促進細胞生長因子生成，促使糖尿病足創面神經血管生成和上皮再生，形成良性循環，最終改善糖尿病足難治性潰瘍創面局部循環和營養狀況，縮短愈合時間，有利于糖尿病足的治療。

3 血糖與血管病變

血管病變作為糖尿病足進展過程中的關鍵因素，有多種機制參與其中，其基本生理和病理改變為血管壁逐漸增厚，腔道進行性狹窄，導致糖尿病足創面組織的供血不足及代謝紊亂[25]。其中血管內皮損傷為血管病變的基礎，可導致患者血液流變學改變，影響氧氣的輸送及液體濾過。損傷的血管內皮細胞可釋放sEs、APC和ESM-1入血，其水平濃度的升高，可作為評估血管內皮組織結構完整度和受損情況的指標。血管病變及血管內皮損傷與體內長期高血糖狀態及代謝紊亂有密切關聯[26]。局部高血糖及其產物堆積、氧化應激狀態、染色體重置等是血管內皮損傷的重要機制，可引起并加重內皮組織結構功能障礙。其引起的皮膚大血管[27]及微血管[28]功能受損是導致糖尿病足患者潰瘍創面延遲愈合的關鍵因素。研究表明，因糖尿病足潰瘍創面糖含量的提升，使非酶促糖基化反應顯著上升，最終可致潰瘍創面大量累積AGEs，并將進一步導致血管損傷，影響血管結構功能蛋白的生成及功能，抑制血管內皮細胞增殖及活性，對創面局部微循環產生影響，延緩糖尿病足潰瘍創面的愈合[29]。有研究指出，體內長期高血糖狀態可通過激活氧化應激通路損傷內皮細胞功能，并導致炎癥反應加劇造成血管損傷，延緩糖尿病足創面愈合[30]。Costantino等[31]研究表明，體內高血糖狀態可能對染色質重塑有影響，可造成有關轉錄基因啟動子的甲基化減少，使其持續過表達，進而加劇局部氧化應激反應，致使內皮細胞功能失調并造成血管結構功能障礙。另有研究指出，體內高血糖環境可致血管生成能力顯著下降，影響糖尿病足創面愈合[32]。因此，良好血糖控制將有助于改善內皮功能，促進糖尿病血管功能的恢復，減輕糖尿病患者的動脈硬化程度，改善血流，延緩糖尿病足血管進展，有利于糖尿病足潰瘍的修復愈合。同時因sEs、APC和ESM-1可間接評估血管內皮細胞功能，完善血清學指標在臨床上的運用，將有助于血管病變的發現及治療。

4 血糖與神經病變

糖尿病周圍神經病變（Diabetic peripheral neuropathy，DPN）是糖尿病主要并發癥之一，同時也是糖尿病足發生發展的重要因素，與糖尿病足的發病率和死亡率顯著相關。根據OBrien等[33]提出的糖尿病傷口分類系統，合并DPN的糖尿病足患者的截肢風險可增加至1.7倍。DPN主要是周圍神經的遠端至近端進行性退化，并導致患者疼痛、感覺減退及最終喪失感覺，神經在組織穩態中起著重要作用，可以協調復雜的修復以及調控患病足部的破壞性進程。Nisar等[34]指出DPN的發生與HbA1c水平和糖尿病的持續時間顯著相關，長期的高血糖狀態可導致機體發生各種生理病理變化。致使周圍神經喪失良好的再生環境[35]，最終對神經系統產生損傷，累及患者的身體各個部位[36～37]。這種神經損傷可累及全身周圍神經系統任何部位，其發生的病因是多因素的，包括多元醇途徑的上調，神經和神經節缺氧，以及周圍神經和神經節干所需的營養因子受損等。體內長期高血糖狀態下，果糖和山梨醇含量增加，肌醇含量減少，其所致的鈉水潴留和ATP酶活性降低，可導致神經元細胞變性及壞死。同時持續高血糖可致血管基底膜Ⅳ型膠原蛋白降解、周圍星形膠質細胞足突水通道蛋白減少、分布異常，星形膠質細胞足突與血管基底膜分離，膠質血管受損，使神經血管功能失調，進一步加重神經損傷[38]。國外有研究證實，在兩組糖尿病小鼠模型中，血糖控制良好的糖尿病小鼠的運動神經傳導速度較血糖控制差的糖尿病小鼠明顯改善[39]。早期良好血糖控制對神經具有保護作用，是延緩、預防DPN發生以及進展的重要舉措[40]。因此，良好血糖控制作為DPN治療的基礎將有助于周圍神經感覺及傳導功能的恢復，防止病情進一步進展，促進糖尿病足潰瘍創面的愈合。

5 小結與展望

糖尿病足發病機制較為復雜，其臨床治療困難重重，體內高血糖水平是其發病基礎，長期高血糖狀態可導致炎癥反應、相關生長因子減少、血管病變及神經結構功能損傷，進一步提升血糖控制難度。因此，早期良好血糖控制，正常平穩的血糖環境對于潰瘍創面的替換和修復至關重要，對糖尿病足的治療意義重大。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2019-07-03 修回日期：2019-08-16）

（編輯：潘明志）

基金項目：國家自然科學基金（81660797）;廣西自然科學基金（2018GXNSFAA281124）

作者簡介：劉賢彬，男，住院醫師，在讀碩士研究生，研究方向：內分泌與代謝疾病。E-mail：412385209@qq.com

通信作者：吳標良。E-mail：mucun889@163.com

[本文引用格式]劉賢彬，吳標良.血糖控制與糖尿病足關系的研究進展[J].右江醫學，2019，47（11）：801-805.