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蛋白质非酶糖基化促发糖尿病血管并发症的机制及其应用意义

蛋白质非酶糖基化反应在体内许多组织广泛发生，机体组织中的蛋白质分子

被糖化后最终形成稳定的、不可逆的、棕色带荧光的AGEs。AGEs形成后继续

与蛋白质结合，致使蛋白质结构、机械强度、溶解性和配位结合等性质均发生改

变；AGEs分子之间还可以通过交联形成自身大分子物质，沉积在各种组织器官

中，引起组织器官损伤和病变，从而促发动脉粥样硬化、肾血管病变、视网膜血

管病变等糖尿病并发症。有许多中药具有显著的抑制蛋白质非酶糖基化的功效，

可被利用和研发通过抑制或拮抗蛋白质非酶糖基化反应的分子机制来發挥它们

防治糖尿病血管并发症作用有着重要的应用意义。

标签：蛋白质非酶糖基化：糖尿病血管并发症；发病机制；应用意义

糖尿病易致机体多器官损伤，常见的血管并发症有动脉粥样硬化、肾血管病

变和视网膜微血管病变。糖尿病血管并发症已成为该病患者致残和致死的重要原

因之一，越来越受到广泛关注和重视。目前公认：血管重建是糖尿病血管并发症

的重要病理基础，而蛋白非酶糖基化反应及其反应终产物（advancedglycationend

products，AGEs）是引起血管重建的重要分子机制之一[1-4]。本文就近年来有

关文献资料综述蛋白质非酶糖基化促发糖尿病血管并发症的机制及其应用意义。

1蛋白非酶糖基化的概念和AGEs的代谢

蛋白非酶糖基化是指在无酶催化的条件下，机体组织中的蛋白质，尤其是寿

命周期较长的蛋白质（简称长寿蛋白），如胶原蛋白、晶体蛋白、髓鞘蛋白和基

质蛋白等生物大分子的氨基与葡萄糖、果糖及6-磷酸葡萄糖等糖分子的游离醛基

或酮基之间发生的亲核加成反应，结果这些蛋白质分子被糖化。

由于糖是极性分子，蛋白质糖化后极性进一步增大，分子表面电荷显著增多。

在蛋白非酶糖基化反应过程中的早期，生成不稳定的、可逆的中间产物醛亚胺即

Schiff碱，其生成速度与血糖含量或组织中的糖含量呈正比。Schiff碱进而发生

分子重排，形成较稳定的酮胺化合物，又称Amadori产物，此过程仍然是可逆的，

通常需要数周时间才达到平衡。临床上常检测的糖化血红蛋白（HbAlc）就是红

细胞内的早期糖基化产物的一种指标。如果糖尿病患者在近期血糖控制不佳，

HbAlc将显著升高。

蛋白非酶糖基化反应在体内许多组织广泛发生，Amadori产物再经过脱水、

氧化、缩合、重排等反应，最终形成稳定的、不可逆的、棕色带荧光的AGEs。

AGEs形成后继续与蛋白质结合，使蛋白质分子表面的电荷量进一步增加，

极性更加增大，可引起蛋白质分子之间广泛交联，致使蛋白质结构、机械强度、

溶解性和配位结合等性质均发生改变，在体内可使细胞外基质发生变化，如细胞

外基质胶原粘连、增生、变厚和硬化等。同时也可与血浆中的某些蛋白质发生共

价偶联，如与血浆中的低密度脂蛋白（lowdensitylipoprotein，LDL）共价偶联

形成AGE-LDL。AGEs分子之间还可以通过交联形成自身大分子物质，沉积在

各种组织器官中，引起组织器官损伤和病变，上述过程与糖尿病并发症的发生和

发展密切相关。

体内AGEs的分解代谢形式初步认为主要有：（1）组织和细胞的AGEs通过

巨噬细胞AGE受体结合、降解形成可溶性的AGE-肽；（2）AGE-肽继续被细胞

外基质的蛋白酶水解成小分子产物经肾脏排出；（3）细胞外游离的AGEs可被循

环血液中的AGE受体结合清除，但与基质蛋白交联的AGEs不易被酶分解。这

三种分解代谢形式的AGEs均可与多种细胞膜上或细胞内的特异性受体结合而

激发细胞内信号转导，产生一系列生化反应，诱导多种细胞因子的产生。正常血

糖浓度下，蛋白质非酶糖基化速度缓慢，AGEs的生成量很少。但在糖尿病持续

高血糖状态下，AGEs加速生成，组织内AGEs积聚，加速了机体循环和组织细

胞膜内外的多种蛋白质糖基化反应，从而破坏和干扰了机体循环和组织细胞的正

常结构和生理功能[1-7]。

2蛋白质非酶糖基化促发糖尿病血管并发症的机制

目前多数学者认为糖尿病血管并发症的产生和发展的机制，与因糖尿病患者

长期处于高血糖状态，加速了机体循环和组织细胞中多种蛋白质糖基化有着密切

关系。

2.1促发动脉粥样硬化有学者认为，血浆的LDL被非酶促糖基化后，生成

的AGE-LDL（1）可直接与血管细胞外基质结合，促进基质成分Ⅰ、Ⅲ、