抗氧化應激治療與糖尿病并發癥的防治第1頁/共68頁2主要內容糖尿病：流行病學與治療目標高血糖誘導的反應性氧化產物（ROS)氧化應激與糖尿病并發癥-硫辛酸，氧化應激的強效抑制劑-硫辛酸的臨床評價：SYDNEYTRIAL第2頁/共68頁3受累組織或器官

發生的變化并發癥

眼睛視網膜的神經組織結構和小血管受損視力下降，白內障，最終可能失明腎臟腎臟的血管變厚，血液不能正常濾過；蛋白漏入尿中腎臟功能減退；腎衰竭皮膚皮膚的血供變差，感覺喪失，導致重復受傷潰瘍、深部的感染（糖尿病潰瘍）；愈合差糖尿病導致的器官并發癥第3頁/共68頁4受累組織或器官

發生的變化

并發癥

血管大、小血管壁受損,以致血管不能正常輸送氧氣,并可能發生滲漏.動脈粥樣硬化斑塊形成并阻塞大中型動脈循環不良導致傷口愈合差，心臟病、卒中、手足壞疽、陽痿及感染

神經葡萄糖代謝異常及血液供應不足導致神經病變

一側或兩側下肢突然或逐漸無力；手足感覺減退或疼痛；神經的慢性損害

自主神經調控血壓及消化過程的神經受損

血壓波動；吞咽困難及消化道功能改變，伴有腹瀉糖尿病導致的器官并發癥第4頁/共68頁5如果……

“如果糖尿病沒有血管并發癥，糖尿病將不再是一個重大的公共健康難題……”

——第64屆ADA大會Banting獎得主Brownlee博士第5頁/共68頁6糖尿病的治療目標控制血糖飲食調整和身體鍛煉血糖的藥物控制胰島素替代治療口服降血糖藥物：促泌劑、增敏劑、糖苷酶抑制劑等控制血糖的主要目的是預防并發癥的發生并發癥的治療第6頁/共68頁7診斷-治療技術的發展IGR(IGF/IGT)代謝綜合征血糖控制并發癥治療和預防血糖水平的診斷切割點在逐漸向低處移動臨床分型在向著病因學分型方向邁進并發癥的治療和預防越來越受到重視*Ref:Abstracts,NewInsightsintoDiabetes-2005Congress第7頁/共68頁8主要內容糖尿病：流行病學與治療目標高血糖誘導的反應性氧化產物（ROS)氧化應激與糖尿病并發癥-硫辛酸，氧化應激的強效抑制劑-硫辛酸的臨床評價：SYDNEYTRIAL第8頁/共68頁9回顧：自由基的生成最常見的自由基形成過程:

+e-+e-+e-+e-O2

O2-.

H2O2

OH

H2O

SuperoxideHydrogenHydroxylRadicalPeroxideRadical超氧化物自由基過氧化氫自由基羥自由基2H+H-,H2OH-第9頁/共68頁10反應性氧自由基

(ROS,ReactiveOxygenSpecies)由氧誘發的自由基稱為反應性氧自由基如超氧陰離子（O2-）、羥自由基（OH·）等非脂性自由基。氧自由基與多聚不飽和脂肪酸作用后生成的中間代謝產物如烷自由基（L-）、烷氧基（LO-）、烷過氧基（LOO-）等屬于脂性自由基反應性氧自由基的性質極為活潑，易于失去電子（氧化）或奪取電子（還原），特別是其氧化作用強，具有強烈的引發脂質過氧化、葡萄糖氧化等作用第10頁/共68頁11高血糖誘導的反應性氧化產物（ROS)來源共同機制—線粒體超氧化物生成過多Ref:BrownleeM.Nature.2001,13;414(6865):813-20第11頁/共68頁12細胞代謝過程中，線粒體將葡萄糖和氧轉換為能量。氧自由基也作為通常的副產品形成。高反應性氧自由基可與其他分子綁縛在一起，損傷細胞蛋白和細胞膜。線粒體內的DNA分子本身也非常易感線粒體內DNA損害細胞核內DNA損害細胞膜損害細胞膜染色體線粒體能量氧自由基（超氧化物）與未配對電子（黑點）超氧化歧化酶防御氫過氧化物過氧化氫酶機體抗氧化防御通過壓制大多數但不是所有的自由基來限制損害。例如，超氧化歧化酶幫助將氧自由基超氧化物轉換為氫過氧化物（也有害），氫過氧化物接著在過氧化氫酶幫助下被轉換為氧分子和水分子ROS的損害及機體的生理防御第12頁/共68頁13ROS的危害細胞膜磷脂蛋白質合成DNA合成第13頁/共68頁14ROS過多，氧化應激引起鏈式氧化反應超氧陰離子（O2-)羥自由基（OH·）H2O2氧化應激（OS）氧化應激效應的放大

activatingStresssensitivePathways高血糖葡萄糖代謝異常反應性氧自由基（ROS）產生過多或抗氧化酶類活性下降糖尿病并發癥直接破壞血管細胞間接破壞細胞內的基因表達第14頁/共68頁15過度熱量攝入/運動減少引起細胞內葡萄糖和游離脂肪酸增高，引發氧化應激β細胞氧化應激→功能降低，發生糖尿病肌肉、脂肪組織氧化應激→胰島素抵抗內皮細胞氧化應激→內皮功能失調\動脈粥樣硬化，發生心血管疾病3者之間的互動加重損害細胞內氧化應激的結局AntonioCeriello，ATVB.2004;24:816第15頁/共68頁16人體自行制造的抗氧化物質

Antioxidantinsidesthebody人體內有數種自行制造的抗氧化物質，是人體對抗過氧化物（自由基）的第一道防線可以在過氧化物產生時即刻發揮作用利用氧化-還原作用，將過氧化物轉化為毒害較低或無害的物質第16頁/共68頁17人體自行制造的抗氧化物質

Antioxidantinsidesthebody超氧化物歧化酶（SuperoxideDismutase,SOD)谷胱甘肽過氧化物酶（GlutathionePeroxidase,GSHP)過氧化氫酶（Catalase）低分子抗氧化物質：VitC,VitE,GSH清除對細胞有毒性作用的自由基生理狀態下，體內自由基的產生和清除處于動態平衡狀態第17頁/共68頁18氧自由基(ROS)O2－

·（超氧陰離子）HO·（羥自由基）O1/2

（單線態氧）H2O2

（過氧化氫）LOO·（烷過氧基）抗氧化防御系統超氧化物歧化酶（SOD）過氧化氫酶（CAT）谷胱甘肽過氧化物酶（GST）VitEVitCGSH機體的氧化與抗氧化第18頁/共68頁19體內抗氧化物質的局限不可口服補充進入胃時會被胃酸破壞而失效第19頁/共68頁20主要內容糖尿病：流行病學與治療目標高血糖誘導的反應性氧化產物（ROS)氧化應激與糖尿病并發癥-硫辛酸，氧化應激的強效抑制劑-硫辛酸的臨床評價：SYDNEYTRIAL第20頁/共68頁21氧化應激（OS，OxidativeStress）氧化應激是指組織或細胞中自由基/抗氧化物比值不平衡的狀態尤指自由基過剩，抗氧化物被過度耗損的失衡狀態氧化傷害多鏈不飽和脂肪酸、糖類、蛋白質及核酸對細胞氧化還原、離子平衡、細胞訊號及基因轉錄產生影響氧化應激嚴重傷害細胞周期及凋亡過程第21頁/共68頁22ROS損傷的主要靶器官血管內皮細胞，血管平滑肌細胞等。內皮功能異常是動脈粥樣硬化的第一道防線。糖尿病早期既已存在內皮功能降低在糖尿病前期亦存在內皮功能降低第22頁/共68頁23第23頁/共68頁24硝基酪氨酸(mol/L)r=0.38p<0.02血糖(mmol/l)2型糖尿病患者的氧化應激

隨血糖水平升高而增加CerielloAetal.Circulation2002;106:1211-8.第24頁/共68頁25高血糖引起ROS增多的原因葡萄糖的自氧化:有研究證實高糖環境下的內皮細胞，可通過PKC依賴的NADPH氧化酶的激活來刺激ROS的產生。糖基化及晚期糖基化終產物的形成:AGE可與RAGE相互作用并誘導氧化應激，增加VCAM-1的表達，并增加單核細胞粘附于內皮多元醇途徑

:第25頁/共68頁26ROS增多的病理生理意義血管內皮細胞受損：ROS可釋放到細胞外，失活NO而損傷內皮功能血管平滑肌受損：平滑肌細胞的生長、增殖、移行及肥大AGE與NFκB

：它激活那些與炎性過程有關的基因轉錄，如TNF-α、細胞粘附分子1及血管內皮生長因子。對骨骼肌葡萄糖轉運的作用第26頁/共68頁27糖尿病的血管并發癥血管內皮細胞直接暴露于高血糖環境中，是高血糖的所致氧化應激主要靶細胞第27頁/共68頁ROS通過激活聚（ADP-核糖基）聚合酶(PARP)抑制GAPDH細胞漿高血糖ROS↑

PARP↑細胞核磷酸甘油醛脫氫酶活性下降GAPDH↓

AGE形成↑己糖胺通路活性↑血管并發癥多元醇通路活性↑

PKC激活NF-κB↑AdaptedfrompresentationofMichaelBrownlee,64thADA,2004線粒體第28頁/共68頁29高血糖導致組織損害的4大途徑多元醇途徑激活AGE增加PKC激活己糖胺途徑激活第29頁/共68頁30營養過剩及運動缺乏細胞內葡萄糖及FFA增高、超載氧化應激內皮細胞受損β細胞胰島素分泌功能受損肌肉及脂肪組織胰島素抵抗心血管疾病代謝綜合征IGT（餐后高血糖）糖尿病（長期高血糖）ArteriosclerThrombVascBiol.2004;24:816-823.氧化應激--引起胰島素抵抗、糖尿病

和心血管疾病的“共同土壤”第30頁/共68頁31ROSstress第31頁/共68頁32ADA2004年Banting獎ThePathobiologyofDiabeticComplications:AUnifyingMechanism糖尿病并發癥的病生理學：統一機制第32頁/共68頁33氧化應激是糖尿病并發癥的共同通路己糖胺通路活性↑AGE形成↑多元醇通路活性↑視網膜病變腎臟病變血管病變白內障神經病變高血糖糖尿病晚期并發癥氧化應激PKC激活氧化應激第33頁/共68頁34過量的過氧化物抑制了催化糖分解的GAPDH(磷酸甘油醛脫氫酶），使代謝途徑轉向糖的過度利用。6-磷酸果糖和葡萄糖增加激活己糖胺和多元醇途徑,此時細胞內二羥丙酮（DHAP）轉變為二酯酰甘油（DAG）增加，激活PKC；丙糖過多轉化為AGE的前體甲基乙二醛；丙酮醛二磷酸甘油三磷酸甘油醛6磷酸葡糖胺山梨醇果糖N－乙酰葡糖胺

丙酮酸乳酸BrownleeM.Nature.2001,13;414(6865):813-20.甲基乙二醛第34頁/共68頁35多元醇途徑醛糖還原酶以NADPH為輔酶，將反應性氧化產物（ROS）產生的醛還原為乙醇，將葡萄糖還原為山梨醇。如果細胞內醛糖還原酶活性過高，耗盡了還原型谷胱甘肽（GSH），則氧化應激反應被放大。

山梨醇脫氫酶（SDH）以NAD為輔酶，將山梨醇轉變為果糖。第35頁/共68頁36多元醇途徑的新發現葡萄糖

山梨醇

果糖NADPHNADP+NAD+NADHAGE途徑NADH/NAD+

磷酸甘油醛脫氫酶（GAPDH）磷酸丙糖AGE前體甲基乙二醛二酰基甘油DAGNADPHGSS抗氧化劑GSHXPKC途徑氧化應激第36頁/共68頁AGE前體損傷血管細胞的3個途徑細胞內AGE前體細胞內蛋白共價修飾蛋白功能改變AGE前體共價修飾細胞基質蛋白膠原蛋白交聯細胞基質血漿AGE前體共價修飾血漿蛋白靶細胞AGE受體級聯反應ROS↑第37頁/共68頁38AGEs形成的作用：氧化應激效應放大直接作用AGEs造成毛細血管基底膜增厚，管腔狹窄，最終引起糖尿病并發癥間接作用AGEs的自氧化以及與其細胞膜上的AGEs受體（RAGE）結合，使細胞內發生的氧化應激反應激活轉錄因子NFkB，改變細胞內的基因表達第38頁/共68頁39PKC激活：高血糖增加了二酯酰甘油（DAG)含量，激活PKCβ、δ，產生一系列效應血流異常血管滲透性血管生成毛細血管閉塞血管閉塞炎癥前基因表達多重作用膠原質輔酶Ⅱ氧化酶纖維蛋白原溶解作用血管內皮生長因子基因-核轉錄因子

纖溶酶原激活劑抑制因子-1二酯酰甘油第39頁/共68頁40己糖胺途徑激活：6－磷酸果糖在谷氨酰胺：6磷酸果糖氨基轉移酶（GFAT）的作用下轉變成6－磷酸葡糖胺。在O-乙酰葡糖胺轉移酶（OGT)作用下細胞內絲氨酸和蘇氨酸殘基被加上N－乙酰葡糖胺（GlcNAc）。過多的GlcNAc可與轉錄因子的絲氨酸、蘇氨酸磷酸化位點結合，促進PAI-1、TGFβ1的產生第40頁/共68頁41氧化應激是糖尿病并發癥的共同通路己糖胺通路活性↑AGE形成↑多元醇通路活性↑視網膜病變腎臟病變血管病變白內障神經病變高血糖糖尿病晚期并發癥氧化應激放大PKC激活氧化應激第41頁/共68頁42氧化應激效應的放大OxidativeStress-Pathways阻斷上述途徑可以減輕糖尿病并發癥第42頁/共68頁43醛糖還原酶抑制劑可防止糖尿病引起的神經傳導速度減慢AGE抑制劑可阻止糖尿病視網膜病變的晚期結構改變PKC抑制劑可阻斷早期糖尿病視網膜改變證據：上述途徑的阻斷可以減輕糖尿病并發癥第43頁/共68頁44治療并發癥的新靶點代謝信號通道阻斷劑VitB1衍生物（激活轉羥乙醛酶，減少甘油醛和6－磷酸果糖的形成，減少AGE和PKC途徑損害；苯磷硫胺可阻斷視網膜病變）PARP抑制劑（可全面阻斷4大代謝途徑）氧自由基清除劑右旋α硫辛酸（可全面阻斷4大代謝途徑，可阻斷腎小球系膜基質增生）超氧化物歧化酶或催化類似物（可預防糖尿病腎病）第44頁/共68頁45氧化應激效應的放大-阻斷多途徑氧化應激效應的進程高血糖葡萄糖自氧化氧化應激糖尿病并發癥多元醇途徑AGE形成阻斷多途徑阻斷多途徑氧氧化應激奧力寶(α-硫辛酸)

阻斷多途徑氧化應激效應的進程第45頁/共68頁46主要內容糖尿病：流行病學與治療目標高血糖誘導的反應性氧化產物（ROS)氧化應激與糖尿病并發癥-硫辛酸，氧化應激的強效抑制劑-硫辛酸的臨床評價：SYDNEYTRIAL第46頁/共68頁47抗氧化劑抑制氧化應激的基本模式第47頁/共68頁48自由基清除作用的特異性金屬螯合能力與其它抗氧化劑相互作用對基因表達的效應考慮其防治作用的另外一些重要判定條件：可吸收性和生物利用度在組織、細胞內和細胞外液中的濃度作用環境（在液相還是膜微區中/兩者中均可）抗氧化劑的判定條件第48頁/共68頁49α硫辛酸的藥代動力學α-硫辛酸吸收迅速，消除快，T1/2=0.5h肝臟可能是硫辛酸的主要消除器官主要代謝物為4，6-二甲基巰基己酸α-硫辛酸主要以其代謝物的形式經尿排泄第49頁/共68頁50α硫辛酸：獨特的氧化還原劑氧化-還原態可逆變化當硫辛酸遇到一個自由基，連接硫原子的鍵就會打開，每個硫原子同一個電子結合在一起，硫辛酸（ALA）二氫硫辛酸（DHLA）當二氫硫辛酸碰到需要電子的自由基，它就釋放電子重新生成硫-硫鍵，二氫硫辛酸（DHLA）硫辛酸（ALA）-2e+2e第50頁/共68頁51α硫辛酸的氧化-還原態對能夠清除多種ROS氧化劑

硫辛酸（ALA）二氫硫辛酸（DHLA）過氧化氫單線態氧-羥自由基一氧化氮自由基超氧化物自由基-次氯酸過氧亞硝酸氫過氧自由基-第51頁/共68頁52α硫辛酸的生理與臨床意義全能抗氧劑，細胞內外阻斷氧化應激基因保護心臟保護神經再生阻止白內障形成第52頁/共68頁53心臟自主神經病變

在心臟自主神經病變患者中(德國心臟自主神經病變研究，DEKAN)，每天口服硫辛酸800mg共4個月可顯著改善心率變異和QT間期校正值。

?DEKAN研究(德國心臟自主神經病變研究，1997年)

第53頁/共68頁54a-硫辛酸對于II型糖尿病葡萄糖代謝及胰島素敏感性的作用

1995年，Jacob等人首次報道了單次靜脈應用1000mga-硫辛酸可以明顯增加II型糖尿病人胰島素刺激的代謝清除率（MCR）以及胰島素敏感性。研究病人（13例）單純依靠飲食控制或飲食加格列苯脲，血糖控制良好。在a-硫辛酸治療后，葡萄糖輸注率增加47％（P<0.05），代謝清除率提高55％（P<0.05），胰島素敏感性提高57％（P<0.05）。

第54頁/共68頁55a-硫辛酸可以作為一個安全有效的胰島素增敏輔助治療藥物

臨床研究顯示靜脈應用a-硫辛酸可以明顯提高II型糖尿病患者的胰島素敏感性。而且，對a-硫辛酸用于糖尿病神經病變的臨床研究也同樣提示效果顯著。a-硫辛酸可作為一個胰島素增敏的安全有效的附加治療劑。此外，a-硫辛酸能一定程度降低血糖水平第55頁/共68頁56α硫辛酸：氧化應激反應的抑制劑雙重的兼容性水脂兼溶，極易吸收容易進入細胞內部，細胞內外均能發揮抗氧化作用清除多種ROS提高機體抗氧化防御功能兼具氧化-還原作用的抗氧化劑自身再循環和增加其他抗氧化劑的效果增強抗氧化劑網絡（VC,VE,GSH）第56頁/共68頁57α硫辛酸（AlphaLipoicAcid）小結強力抗氧化劑，清除多種自由基阻斷高血糖等病理因素導致的氧化應激狀態治療和預防糖尿病并發癥，如糖尿病周圍神經病變等第57頁/共68頁58主要內容糖尿病：流行病學與治療目標葡萄糖誘導的反應性氧化產物（ROS)氧化應激與糖尿病并發癥-硫辛酸，氧化應激的強效抑制劑-硫辛酸的臨床評價：SYDNEYTRIAL第58頁/共68頁59SYDNEYTRIALTheSensorySymptomsofDiabeticPolyneuropathyAreImprovedWith-LipoicAcidBytheSYDNEYTrialStudyGroup,leadedbyDanZigelerMDPublished:DiabetesCare,Volume26,Number3,March2003第59頁/共68頁60SYDNEYTRIAL簡介ALA治療糖尿病周圍神經病變癥狀方法：單中心，隨機，雙盲，安慰劑對照的臨床試驗受試者：糖尿病周圍神經病變病人，n=120ALA組：600mg,iv.，5天／周，用藥14天。n=60PLA組：安慰劑(核黃素0.04mg),n=60觀察指標：TSS（TotalSymptomScore，癥狀總分）NSC（NeuropathySymptom&ChangeScore神經癥狀改善評分）Ref:DanZiegleretal.DiabetesCare2003;26:770-6第60頁/共68頁61SYDNEYTRIAL：TSS評分評估的癥狀包括：刀割樣痛、燒灼感、針刺樣痛和麻木TSS＝Σ癥狀評分（Range：0~14.64）3.332.331.330經常3.662.661.660持續3.002.001.000偶發重度中度輕度無頻度程度癥狀：刀割樣痛3.332.331.330經常3.662.661.660持續3.002.001.000偶發重度中度輕度無頻度程度癥狀：燒灼感3.332.331.330經常3.662.661.660持續3.002.001.000偶發重度中度輕度無頻度程度癥狀：針刺樣痛3.332.331.330經常3.662.661.660持續3.002.001.000偶發重度中度輕度無頻度程度癥狀：麻木Ref:DanZiegleretal.DiabetesCare2003;26:770-6第61頁/共68頁62SYDNEYTRIAL：NSC評分癥狀數目(Number)癥狀嚴重度(Severity)總嚴重度=數目×癥狀嚴重程度（1=輕，2=中，3=重）癥狀變化(Change)未變化：0有好轉：1=輕微好轉、2=中度好轉、3=明顯好轉惡化：分別為-1、-2、-3Ref:DanZiegleretal.DiabetesCare2003;26:770-6第62頁/共68頁63SYDNEYTRIAL：ALA明顯改善TSSTSS時間經3周內14天的治療，主要終點指標（TSS）評分值比治療開始時平均改善了5.72±1.53分（安慰劑組1.83±1.97分，p<0.001）Ref:DanZiegleretal.DiabetesCare2003;26:770-6第63頁/共68頁64SYDNEYTRIAL：ALA對NSC的改善評分初始均值（分）變化均值（分）Wilcoxon硫辛酸PLA