應(yīng)激性高血糖與急性心肌梗死的機(jī)制研究

何 麗

（天津市職業(yè)病防治院體檢科，天津 300011）

應(yīng)激性高血糖（stress hyperglycemia，SHG）是機(jī)體在應(yīng)激源作用下出現(xiàn)的暫時(shí)性血糖升高現(xiàn)象，若血糖過高可引起炎性反應(yīng)、水電解質(zhì)紊亂及內(nèi)皮損傷等情況，對(duì)腦組織及心肌功能均具有較大的危害[1]。近年來，大量研究發(fā)現(xiàn)，SHG 與急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）存在密切關(guān)聯(lián)。據(jù)流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)顯示[2]，在AMI 急性期，SHG的發(fā)生率可高達(dá)25%～50%。對(duì)此，有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)激性高血糖是AMI 患者病情嚴(yán)重的附帶表現(xiàn)，AMI 發(fā)病后SHG 的出現(xiàn)可增加其住院及死亡風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其近、遠(yuǎn)期預(yù)后均具有重要影響[3，4]。Roberts GW 等[5]也得出相似結(jié)論，表示SHG 是AMI 患者死亡的獨(dú)立預(yù)測因子，在非糖尿病患者中更為顯著。因此，探究SHG 在AMI 患者中的發(fā)生及損傷機(jī)制，強(qiáng)調(diào)AMI患者的血糖監(jiān)測與控制，是改善AMI 患者預(yù)后質(zhì)量的重要方向。基于此，本文對(duì)SHG 與AMI 的相關(guān)研究作一綜述，旨在為該病臨床結(jié)局的改善提供相關(guān)參考。

1 AMI 患者應(yīng)激性高血糖的發(fā)生機(jī)制

應(yīng)激性高血糖是一種復(fù)雜的病理生理過程，AMI 患者SHG 的產(chǎn)生機(jī)制尚不明確。傳統(tǒng)血糖理論認(rèn)為，高血糖的產(chǎn)生通常是由胰島素抵抗（insulin resistance，IR）及β 細(xì)胞分泌缺陷共同作用的結(jié)果[6]。但不同于糖尿病機(jī)制，AMI 患者SHG 的發(fā)生可能與神經(jīng)體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)失衡、炎癥反應(yīng)及胰島素抵抗等有關(guān)。

1.1 神經(jīng)體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)失衡 AMI 引起的應(yīng)激反應(yīng)可作用于下丘腦-垂體-腎上腺軸（the hypothalamicpituitary-adrenal axis，HPA or HTPA axis）與藍(lán)斑交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)（locuscoeruleus-sympathetic-adrenal medulla system，LC-NE），當(dāng)其受到刺激而強(qiáng)烈興奮，可引起兒茶酚胺（catecholamine，CA）、生長激素（human growth hormone，hGH）、甲狀腺激素（thyroid hormone）、細(xì)胞因子等反調(diào)節(jié)激素（countertrgulatory hormones）分泌的增加，在其共同作用下，神經(jīng)體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)趨于失衡[7，8]。同時(shí)，以上激素與細(xì)胞因子之間存在復(fù)雜的前反饋及后反饋機(jī)制，其失衡紊亂狀態(tài)最終可導(dǎo)致胰島素抵抗及肝臟葡萄糖的過度產(chǎn)生，引發(fā)SHG[9，10]。李欣等[11]在大鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭邪l(fā)現(xiàn)，AMI 大鼠的血糖水平存在升高現(xiàn)象，隨著缺血時(shí)間的延長，其血糖升高越為明顯，且促腎上腺皮質(zhì)激素（adrenocorticotropic hormone，ACTH）、生長激素等水平也隨之升高。據(jù)此推測，大鼠下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸被激活，由此引發(fā)機(jī)體代謝調(diào)節(jié)紊亂，導(dǎo)致胰島素抵抗，最終引起血糖升高。除此之外，應(yīng)激狀態(tài)下，糖皮質(zhì)激素（glucocorticoid，GCS）的分泌功能可較平常增強(qiáng)10 倍以上，大大提升了蛋白質(zhì)分解及脂肪動(dòng)員等作用，在促進(jìn)糖原分解的同時(shí)，可降低人體組織對(duì)胰島素的敏感性，促使葡萄糖利用率下降，引起血糖升高[12]。可見AMI 應(yīng)激反應(yīng)引起的神經(jīng)體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)失衡是引起SHG 的重要原因。

1.2 炎癥反應(yīng) 炎癥反應(yīng)在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化及AMI 血栓形成過程中具有重要作用。其中，AMI 壞死心肌可作為一種強(qiáng)烈致炎物質(zhì)，進(jìn)一步加重局部及全身的炎性反應(yīng)[13]。在此基礎(chǔ)上，AMI 應(yīng)激狀態(tài)下，機(jī)體免疫細(xì)胞及C-反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）、白細(xì)胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）及瘦素（leptin）等細(xì)胞因子可引起SHG[14]。以上細(xì)胞因子可刺激機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，促使胰島素拮抗激素的大量分泌，同時(shí)干擾胰島素信號(hào)的傳導(dǎo)，引起胰島素抵抗，導(dǎo)致血糖升高，引發(fā)SHG[15，16]。據(jù)駱曉蓉等[17]研究顯示，SHG 患者的TNF-α、IL-6 水平高于健康對(duì)照組，且血糖與TNFα、IL-6 水平呈正相關(guān)。分析認(rèn)為TNF-α、IL-6 可與胰島素作用的靶細(xì)胞表面受體相結(jié)合，抑制胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）酪氨酸磷酸化，刺激IRS 絲氨酸磷酸化途徑，阻斷胰島素信號(hào)通路，抑制脂肪細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4（glucose trans porter 4，GLUT4），減少葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)與利用，促使血糖升高。此外，TNF-α、IL-6 還可激活腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system，RAS），促使腎上腺素、兒茶酚胺等升糖激素的增加，最終引發(fā)SHG。AMI 炎癥反應(yīng)機(jī)制是引起SHG 的重要因素[18]。

1.3 胰島素抵抗 胰島素抵抗可促進(jìn)脂肪分解代謝，引起血液中游離脂肪酸堆積，導(dǎo)致靶器官胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)受損，促使血糖上升。在細(xì)胞因子及應(yīng)激反應(yīng)的作用下，胰島素抵抗還可引起內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，進(jìn)一步加劇細(xì)胞因子的產(chǎn)生，導(dǎo)致炎性反應(yīng)加重，形成惡性循環(huán)，促使血糖不斷升高[19，20]。徐杰等[21]研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α 誘導(dǎo)表達(dá)的Ⅰ型11β-羥基類固醇脫氫酶（11β-Hydroxysteroid dehydrogenase，11β-HSD）可促使胰島素抵抗產(chǎn)生，引起血糖上升，是SHG 發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。可見胰島素抵抗在SHG 的發(fā)生過程中具有重要作用。

2 應(yīng)激性高血糖合并AMI 的損傷機(jī)制

AMI 發(fā)病過程中，應(yīng)激性高血糖的出現(xiàn)可對(duì)其預(yù)后結(jié)局造成較大影響，導(dǎo)致心血管不良事件的增加。SHG 合并AMI 的損傷機(jī)制多與氧化應(yīng)激反應(yīng)、凝血及抗凝系統(tǒng)失衡、血管內(nèi)皮功能障礙及無復(fù)流等方面有關(guān)。

2.1 氧化應(yīng)激反應(yīng) 氧化應(yīng)激是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的重要危險(xiǎn)因素。SHG 可通過多種途徑產(chǎn)生活性氧（reactive oxygen species，ROS），誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，促使體內(nèi)細(xì)胞因子濃度的急劇上升，加重炎性反應(yīng)，促進(jìn)動(dòng)脈硬化發(fā)展，進(jìn)而影響心肌細(xì)胞血供，導(dǎo)致心功能惡化[22，23]。研究發(fā)現(xiàn)[24]，急性高血糖可引起血液IL-6、TNF-α 等炎性因子水平的升高，而TNF-α 可誘導(dǎo)核轉(zhuǎn)錄因子（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）途徑的激活，促使心肌細(xì)胞的凋亡。但當(dāng)血糖降至正常后，其炎性因子水平也隨之下降。由此說明，急性血糖升高可引起氧化應(yīng)激反應(yīng)加重其炎性狀態(tài)，但并不屬于持續(xù)性高血糖狀態(tài)。除此之外，SHG 引起的胰島素抵抗及高游離脂肪酸水平，可進(jìn)一步促進(jìn)ROS 的產(chǎn)生，加劇氧化應(yīng)激。據(jù)Kitano D等[25]研究證實(shí)，應(yīng)激性高血糖可增加患者的氧化應(yīng)激，加速動(dòng)脈粥樣硬化，不利于患者預(yù)后改善。以上研究可知，SHG 可誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)促使炎癥反應(yīng)加劇，推進(jìn)AMI 病情進(jìn)展。

2.2 凝血及抗凝系統(tǒng)失衡 凝血與抗凝系統(tǒng)失衡是AMI 血栓形成的關(guān)鍵因素，SHG 的出現(xiàn)可促使炎癥反應(yīng)加劇，引起促凝因子大量釋放，同時(shí)降低抗凝物質(zhì)活力，增加血液黏滯度，導(dǎo)致微循環(huán)缺血及心肌缺血缺氧的加重，擴(kuò)大梗死范圍，引起血栓形成[26，27]。分析認(rèn)為，高血糖可激活血小板，縮短纖維蛋白原半衰期，增加凝血因子Ⅶ（coagulation factorⅦ）與纖維蛋白肽A（fibrinopepide-A，F(xiàn)PA）的合成與激活，導(dǎo)致纖溶減少，同時(shí)增加纖溶酶原激活物抑制劑水平，引起高凝狀態(tài)[28]。另一方面，高凝狀態(tài)可引起血紅蛋白攜氧能力下降，導(dǎo)致血氧濃度降低，大大加重了心肌缺血缺氧程度，促使心肌功能損傷加劇。同時(shí)，高凝狀態(tài)還易造成細(xì)胞膜極化障礙，增加心律失常的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[29]。譚春月等[30]研究發(fā)現(xiàn)，AMI 合并SHG 患者的血小板計(jì)數(shù)明顯高于正常AMI 者，其聚集能力顯著更強(qiáng)。Su H 等[31]在AMI 大鼠模型實(shí)驗(yàn)中也有類似發(fā)現(xiàn)，其研究認(rèn)為，高血糖可引起自由基損傷作用加劇，同時(shí)活化促凝血因子，導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定及破潰加重，促使心肌梗死面積增大，同時(shí)引起相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。由此說明，SHG 可引起凝血機(jī)制改變，導(dǎo)致凝血及抗凝系統(tǒng)失衡，促使高凝狀態(tài)出現(xiàn)，進(jìn)而加重AMI 進(jìn)程。

2.3 血管內(nèi)皮功能障礙 血管內(nèi)皮功能障礙是促進(jìn)心血管疾病發(fā)生發(fā)展的重要參與因素。而SHG 的出現(xiàn)可降低內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)乙酰膽堿的反應(yīng)性，引起內(nèi)皮細(xì)胞舒張功能障礙，進(jìn)一步加重AMI 患者血管內(nèi)皮損傷，引發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂[32]。同時(shí)，SHG 可誘導(dǎo)線粒體產(chǎn)生超氧陰離子，影響血管內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）活性，抑制血管舒張作用，導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能損傷[33]。除此之外，氧化應(yīng)激可促使ROS 產(chǎn)生，用以滅活一氧化氮，由此可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞舒血管因子（endotheliumderived relaxing factor）生物利用度下降，引起血管內(nèi)皮功能紊亂。徐文靜等[34]研究顯示，應(yīng)激性高血糖與血管內(nèi)皮生長因子、內(nèi)皮細(xì)胞特異性分子-1、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、超敏C 反應(yīng)蛋白、及近期主要心血管不良事件發(fā)生率呈正相關(guān)。提示SHG 可導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙，誘發(fā)炎癥反應(yīng)，增加近期主要心血管不良事件的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，不利于AMI 患者預(yù)后。

2.4 無復(fù)流現(xiàn)象 無復(fù)流現(xiàn)象（no-reflow phenomenon）常見于AMI 患者，是指局部血管嚴(yán)重阻塞且行血管再通后，缺血區(qū)無法得到充分血流灌注的現(xiàn)象，其發(fā)生機(jī)制與白細(xì)胞聚集、血小板激活、冠狀動(dòng)脈微血管結(jié)構(gòu)破壞、微血栓、氧自由基等因素有關(guān)[35]。而SHG在以上機(jī)制中均具有重要的參與作用，是形成其致病因素的重要原因之一，可促使無復(fù)流的發(fā)生。楊穎等[36]研究顯示，SHG 并AMI 患者急診PCI 術(shù)中的無復(fù)流發(fā)生率明顯高于非SHG 的AMI 患者。可見SHG 可增加AMI 患者的無復(fù)流發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其左心室重構(gòu)及預(yù)后具有重要影響。

3 總結(jié)

AMI 多伴有應(yīng)激性高血糖現(xiàn)象的出現(xiàn)，其發(fā)生機(jī)制可能與神經(jīng)體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)失衡、炎癥反應(yīng)及胰島素抵抗等原因有關(guān)。其中應(yīng)激反應(yīng)可引起神經(jīng)體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)失衡，導(dǎo)致各種反調(diào)節(jié)激素及細(xì)胞因子的產(chǎn)生，造成胰島素抵抗，促使血糖上升；同時(shí)，胰島素抵抗及細(xì)胞因子的大量釋放可加劇炎癥反應(yīng)，形成惡性循環(huán)，引發(fā)應(yīng)激性高血糖。另一方面，AMI 合并應(yīng)激性高血糖可促使病情進(jìn)一步惡化，其損傷機(jī)制可涉及氧化應(yīng)激反應(yīng)、凝血及抗凝系統(tǒng)失衡、血管內(nèi)皮功能障礙及無復(fù)流等方面，對(duì)患者病情進(jìn)展及預(yù)后質(zhì)量具有重要影響。因此，臨床需重視應(yīng)激性高血糖的早期預(yù)測與防治，進(jìn)一步改善AMI 患者的預(yù)后結(jié)局。