营养与糖尿病损伤修复手册

发布日期:2017-11-11 16:13
 
营养与糖尿病损伤修复手册
 
       研究发现糖尿病患者的代谢异常会导致血糖、脂质和蛋白质的累积,造成血管损伤,营养供给障碍以及神经损伤,进而引发糖尿病视网膜病变、糖尿足、胰岛素抵抗等一系列的并发症。如果能调控代谢,改善胰岛素分泌和抵抗,就可以控制糖尿病并发症的发生。大量研究表明,补充有活性且正确的氨基酸、维生素等细胞所需最基础的营养物质,可以为机体修复提供必需的原材料,同时调控代谢,阻断并修复血管和神经损伤,改善胰岛素功能异常的问题,避免糖尿病并发症的发生。但通常的营养剂在临床中并未显示出应有的生物活性和临床效果,而“科芮生新生焕活修护素”是一种芦荟和燕麦的营养提取物,它完整的保存了植物中营养物质的生物活性,并包含细胞所必需的、完整谱系的氨基酸、脂肪酸和维生素,通过皮肤外用渗透,并可在细胞间传递,是完全满足机体损伤修复所需的营养物质。
  1. 一般情况下的人体损伤修复
损伤机体的因素包括环境因素和精神因素。其中,环境因素又包括机体所处的外部环境和内部环境:外部环境损害因素以呼吸道,消化道和皮肤三种方式侵袭人体,造成内环境损伤,进而造成机体损伤;而内部环境则为细胞所处的环境,该环境中充满代谢废物以及血液和细胞进行交换的各种物质,而营养物质不能被利用,代谢废物不能被排除,会影响新陈代谢,同样造成机体的损伤。而精神因素则主要体现在机体应对压力时调动各类激素和营养抵抗压力,对压力下倦怠、酸痛、烦躁的机体进行修复,因此,精神因素下的压力抵抗是否成功很大程度上取决于机体的营养储备。损伤每时每刻都在发生,修复也时刻伴随着,而糖、氨基酸、脂肪酸、矿物元素和维生素正是修复所需的原材料,修复靠的是营养而不是药物。比如,心脑血管疾病患者多数为中老年群体,这主要是长期的损伤使得血管内壁过氧化脂质大量堆积,导致血管变细,失去弹性造成的。恢复其功能的最好办法就是对血管进行保养和修复,w-3多不饱和脂肪酸有调节血脂的作用,维生素E有修复血管瘢痕的功能,摄入适当的优质蛋白质和维生素c可以促进胶原蛋白的形成。有了以上几种营养素的协同作战,血管的损伤基本上就可以修复[1];优质蛋白中的一些氨基酸对于伤口愈合和抗感染有着积极作用,比如精氨酸,它对人体淋巴细胞免疫反应和手术后伤口愈合的作用是非常明显的,精氨酸还具有刺激胰岛素分泌、促进肌肉组织生长和增强机体免疫力的作用;谷氨酰胺和半胱氨酸都是伤口愈合所必需的氨基酸,且有研究显示,及时适量地补充谷氨酰胺能有效防止肌肉蛋白的分解,并可通过细胞的水合作用,增加细胞的体积,促进肌肉增长[2, 3]
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  1. 糖尿病并发症
糖尿病的并发症主要是由于血糖累积而对眼睛、肾和神经相关微小血管的损伤而引发的。
 
 2.1糖尿病性血管功能障碍
糖尿病血管损伤导致血管渗透性升高和血管细胞的凋亡、毛细血管闭塞以及大动脉血管闭塞性斑块,同时导致血流量减少。伴随着糖尿病血管并发症,细胞信号通路、基因表达、细胞生物学和生理学调控出现了一系列的不正常,这导致了血管功能障碍[4]
2.1.1血管损伤之周边动脉疾病 (peripheral arterial disease PAD)
周边动脉疾病又称为末梢动脉闭塞性疾病,闭塞性动脉硬化症,下肢闭塞性疾病及末稍血管疾病。周边血管阻塞疾病的发生,常起因于动脉粥状硬化或一些炎性反应过程逐渐导致动脉血管狭窄或因栓子掉落导致的急性栓塞;随着阻塞部位严重的程度,其最主要的症状是伴随疼痛。通常情况下,病人由于周边血管阻塞,末梢肢体缺血,间歇性跛行甚至缺血性疼痛、皮肤溃疡、坏死,更有甚者因缺血性坏死而导致截肢,这种情况在糖尿病病人中更是常见,并且有半数以上的糖尿病人是足部溃疡和周边动脉疾病伴随发生。
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 2.1.2血管内皮功能失调
从病理生理学、细胞学和在分子机制上来看,我们可以认为糖尿病患者的血管损伤主要是代谢异常导致的血糖累积,脂质和蛋白质的累积,血流量减少;血管内皮细胞和支撑的平滑肌细胞受到损害,血管内皮内外的基质蛋白被糖化、电解质内含物异常;大量与血管再生,增生及侧血管生长有关的的信号通路(VEGF、FGF、PDGF以及TGF)异常,活性氧分子过量,一氧化氮骤降,血管内皮内外免疫细胞功能性失衡,这就导致了血管内皮介导的各种机能异常[5]
 
2.2糖尿病性神经病变Diabetic Nerve Problems/diabetic neuropathy
对神经的损伤(diabetic neuropathy),是糖尿病最常见的并发症。由于糖尿病人血糖含量较高,随着病程的发展,过多的糖会损伤毛细血管,而正是这些毛细血管输送营养和氧并滋养着神经,尤其是腿部的丰富的神经纤维(周围神经)。过多的血糖不仅损伤了血管,影响神经的营养供给,同时也会破坏覆盖在神经上的膜组织造成神经的损伤。而损伤的神经可能不再能传递身体各部分交流的信息,或其传递信息的速度减慢甚至在错误的时间传递信息。对神经的损伤,会引起刺痛,灼烧痛,麻木以及对痛觉感知的改变,而这些症状通常开始于脚趾或手指尖,并沿着血管和神经上行。如果没有得到适当的治疗,患者病变的四肢会渐渐失去知觉。此外,糖尿病引起的近端神经损伤可能会导致疼痛的肌肉萎缩和乏力。
一些出现神经损伤的病人可能没有症状,而其他人可能会有疼痛、麻木或感知能力变弱等症状。任何器官都有可能会出现神经损伤,包括消化道,心脏和性器官。而约有60-70%的糖尿病人会出现某种类型的神经性疾病并发症,且患病的时机很随机,但高龄和长病程会增加其风险。
运动神经元、感觉神经元和自主神经元介导着机体的诸多功能。运动神经元负责将大脑和脊椎的神经冲动信号传递给身体各部分的肌肉组织,调控机体诸如步行,接球或移动手指等活动。运动神经元的受损会导致肌无力,使得步行和移动四肢困难,并很有可能发生肌绞痛或痉挛。感觉神经元则负责将肌肉的信息传回脊椎和大脑,感觉神经元的损伤会引起刺痛以及麻木。自主神经元调控机体非自主/半自主器官的功能,包括心脏节律,血压,消化和出汗等。因此,自主神经元的损伤会导致多种问题:心率过快或过慢,这会导致患者起立的时候眩晕,大量的出汗或者排汗困难;还会引起吞咽困难、恶心、呕吐、腹泻或便秘、排尿的问题,瞳孔大小不正常。而这正是糖尿病性神经病变涉及一大类周围神经病变、多器官各种并发症频发的主要原因。
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2.3糖尿病性视网膜病Diabetic retinopathy
约有80%的糖尿病人会有糖尿病性视网膜并发症,并可能持续影响病人超过20年以上。糖尿病病程越长,会有更高机率引发视网膜病变。糖尿病会损伤视网膜的血管,继而会影响视力,导致眼盲;此外,糖尿病还会增加患者得青光眼和白内障的风险。但如果得到合适的治疗以及对眼睛及时的监控,90%的新发糖尿病可以避免此并发症。
糖尿病视网膜损伤主要是由于过度累积的血糖攻击视网膜小血管和因此导致的神经元损伤造成的。从最开始的视网膜动脉变窄而导致视网膜血流量减少的病变到内视网膜神经元功能失调,并伴随着后期的外视网膜神经元功能障碍,这些都导致了视觉的损伤;而保护视网膜免受血液内含物损伤的血视网膜屏障的功能失调导致血液成分的外漏至视网膜神经纤维网则损伤了神经元。渐渐地,视网膜血管基底膜会变薄,毛细管退化,各类细胞尤其是血管周围的细胞和血管平滑肌细胞的丢失,都会导致血流量减少,进行性缺血,微动脉瘤(从毛细血管壁突出气球样结构,这会招募炎症细胞,加速病变),导致视网膜的进行性功能失调和神经元和神经胶质细胞的退化。
 
 2.4糖尿病足Diabetic foot
糖尿病性神经病变涉及一大类周围神经病变,而足部感觉问题就是其最常见的一种类型,可出现在糖尿病初期或慢性病程的后期,其症状为足或小腿出现麻木,疼痛,或刺痛。糖尿病人足部的神经损伤和减少的血流量增加了足部并发症的风险,因此其足病综合症表现为易感染,足部溃疡以及神经性骨关节病。由于糖尿病造成的神经性病变而导致的周围神经功能障碍(diabetic neuropathy),病人对疼痛的感知敏感性下降,故不易发现的微小损伤的长期滋生,而不及时的治疗、伤口和水泡等都会引发严重的感染,这样的伤口通常都很难愈合,长时间的愈合又加剧了感染,最终很有可能导致病人截断指头,足或腿,而足部感染也确实是导致糖尿病人进行非外伤性截肢的最主要原因。在糖尿病人里,周围神经功能障碍与周边动脉疾病密切相关,这会严重影响末端血液循环(diabetic angiopathy);几乎有一半的糖尿病足病人伴随着周边动脉疾病。
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2.5胰岛素抵抗Insulin resistance
正常情况下,胰岛素可促进血糖的吸收,使得血糖含量维持在正常范围。而在胰岛素抵抗的情况下,脂肪细胞,肝细胞和肌细胞都不再能有效地响应胰岛素的调控,或者我们也可以认为对于这些细胞而言胰岛素活性变低,这导致了血糖浓度升高;随后,胰岛B细胞会分泌更多的胰岛素,导致胰岛素水平剧烈上升,但始终不够用或不起作用,而血糖含量则持续升高。胰岛素抵抗通常导致了2型糖尿病和隐匿性自身免疫糖尿病。此外,胰岛素抵抗使得细胞不能再有效地代谢糖,氨基酸和脂肪酸,使得病人对这些营养物质的吸收减少,导致多余的分子释放到细胞外,影响其他细胞或血管的功能。
补充内容:虽然胰岛素抵抗对机体有害,但其实这是一种机体在长期进化中得到的保护性机制。有研究表明,胰岛素抵抗可以通过阻止肌肉细胞摄入过多的葡萄糖而保证大脑的糖分摄取(有人认为胰岛素抵抗可以在代谢状态不佳的时候,比如妊娠期间,为胎儿的大脑提供更多的葡萄糖);此外,也有研究表明,胰岛素抵抗是一种细胞抗氧化防御机制,对细胞进行线粒体解偶联剂,电子传递链抑制剂,或线粒体超氧化物歧化酶处理,均可以快速逆转胰岛素抵抗的症状[6]。这些研究提示我们,胰岛素抵抗是在暗示我们:机体处于代谢失衡的状态,我们需要补充优质的、健康的营养(形式正确,可被人体吸收利用的营养)可代偿错误营养累积所造成的胰岛素抵抗。
 
 2.6糖尿病性心脏病Diabetic heart disease
糖尿病患者通常有很高的风险出现各种心血管问题,通常与血管损伤和相应的神经损伤有关,包括伴有胸痛、心绞痛的冠心病,心脏衰竭,心肌病,中风以及血管收缩等。糖尿病性心脏病,如缺血性心脏病,主要是由于血管损伤而影响了心肌的供血而导致的。一些患有糖尿病性心脏病的病人可能没有心脏病的典型临床症状,这主要是因为糖尿病造成的神经损伤使得人对心脏疼痛感知比较迟钝。
2.7糖尿病性肾病
糖尿病患者由于入球小动脉和出球小动脉的抵抗力降低而增加了肾小球灌注和血浆滤过。糖尿病肾病最重要的早期临床风险因素是蛋白尿,这是由血流动力学改变和肾小球滤过屏障受损引起的。这一屏障的变化包括肾小球基底膜的增厚和组合改变,细胞质延伸的回归,或足细胞足突(dronavalli 等,2008)(图1)来自肾小球细胞和浸润性巨噬细胞的促炎性细胞因子和促纤维化信号引起由细胞外基质蓄积构成的系膜扩张。足细胞和肾小球内皮细胞的凋亡随之而来,其中肾小球硬化为晚期病理变化。肾小管和肾小管间质纤维化的功能异常与肾小球损伤并发,或许是对蛋白尿的反应。
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图1. 糖尿病动脉粥样硬化、肾病和视网膜病变过程中的重要组织病理变化
   该示意图显示糖尿病中冠状动脉(左)、肾小球(中)及视网膜毛细血管(右)的病理变化。其中一些主要特征有:脂质巨噬细胞在动脉粥样硬化斑块中的累积以及随后的巨噬细胞凋亡(左); 足细胞凋亡,肾小球基底膜增厚,肾小球滤过屏障破坏(中);周细胞和内皮细胞凋亡,血管渗漏和视网膜出血(右)。
图中动脉和毛细血管的相对大小并非按比例绘制
 
3.糖尿病带来的损伤难以修复
糖尿病患者由于血糖的过度累积,损伤了各类血管,进而损伤了血管滋养着的神经,血管和神经的损伤导致众多器官无法接受到血液输送的营养和神经传导的信息,这就导致了器官的营养失调,脏器新陈代谢所需要的氨基酸营养供应不足,造成脏器、尤其是心脏、肾脏等大脏器的损伤,功能失调,并发症频发。而营养补充的困难(营养分子的生物活性形式,负载状态)和神经再生和功能恢复的难度(神经再生及再生神经突触联系的建立)都导致了糖尿病的损伤一再加剧,难以恢复。
 
  1. 营养(氨基酸/维生素)与糖尿病损伤修复
最有效的预防糖尿病并发症的办法即是完美地控制代谢,并平衡胰岛素分泌和胰岛素抵抗,但很显然,这样的方式并不现实。但是,如果我们能有效地规避胰岛素功能异常的问题,打破血管和神经损伤修复与再生的障碍,为机体的修复输送原材料,那么糖尿病的各类损伤修复即切实可行。
4.1营养修复线粒体损伤并治疗糖尿病并发症
线粒体是真核动物细胞进行生物氧化和能量转换的主要场所,细胞生命活动所需能量的80%是由线粒体提供的,因此,有人将线粒体称为细胞的“动力工厂”。线粒体功能与胰岛素抵抗和胰岛素分泌有关,线粒体形态、裂变、融合和氧化磷酸化的缺陷都与胰岛素抵抗有关[8]。此外,线粒体代谢在胰岛素颗粒胞吐外泌时与氨基酸和葡萄萄的耦合中发挥着重要作用,即线粒体产生的能量ATP对于胰岛素的分泌非常重要,且氨基酸代谢和其在细胞器之间的穿梭也与线粒体功能息息相关[910]。在胰岛β细胞水平,急性胰岛素释放是由线粒体ATP产生的,任何改变线粒体ATP功能的因素都会影响胰岛素的释放。
线粒体生物氧化和能量转换的过程中伴随着活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生。在正常的生理条件下,线粒体内存在有效的抗氧化机制,自由基可被抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等)和抗氧化物(如维生素C、维生素E等)清除,从而保护线粒体免受氧化损伤,提高线粒体功能。但高血糖会导致线粒体氧化水平升高,抗氧化能力下降,AMPK磷酸化水平下降。过量的ROS会攻击线粒体的蛋白,脂类及核酸,造成线粒体能量代谢失调,引起线粒体损伤,促进神经退行性疾病的发生、发展,并导致2型糖尿病的胰岛素分泌能力的长期恶化(如图2所示)。
通过给线粒体补充优质的营养可以阻止氧化剂的产生;清除自由基或抑制氧化反应;提高受损线粒体酶的辅因子;从而增强抗氧化防御系统,进而修复线粒体的氧化损伤;这些优质的营养物质能进入线粒体三羧酸循环,产生ATP,维持机体所需要的能量,使细胞充满活力,平衡胰岛素分泌和抵抗,解决营养匮乏,修复血管和神经损伤。
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图2    线粒体调节胰岛素分泌的作用。
如图所示,葡萄糖传感和葡萄糖诱导的胰岛素释放依赖于线粒体ATP生成,并受到线粒体ROS和UCP2的影响。ATP是钾ATP通道开放的必要条件,因此,对于钙和胰岛素从储存颗粒中释放出来。在高血糖的情况下,过量的ROS可能会导致氧化损伤,随着时间的推移逐渐降低胰岛素的分泌,使糖尿病状态恶化。
 
4.2 氨基酸/维生素与糖尿病并发症治疗
经研究发现,缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等与神经递质合成、蛋白降解和转化、糖原合成、能量代谢等密切相关。当人体内支链氨基酸不足时,就会导致体内糖代谢不平衡[11]。直接补充氨基酸,可以预防或减轻蛋白质分解,可以有效缓解糖尿病损伤导致的营养匮乏。最新的营养学和医学研究表明,补充氨基酸是预防和促进糖尿病并发症恢复的有效方法。氨基酸能为组织修复提供原料和能量,且支链氨基酸等能调控内分泌,通过调控胰岛β细胞而促进胰岛素分泌[7, 9]
考虑到自由基增多会影响血管内皮的正常功能,比如过量的活性氧对一氧化氮的影响,抗氧化剂,如多种维生素、氨基酸等,可以很好地缓解糖尿病人血管损伤,增强对血管的保护和修复,因此不失为一良好的治疗剂[5, 12]。有研究报道,VE具有高效抗氧化作用,在体内保护细胞免受自由基损害,可以加速糖尿病人伤口愈合,血管再生,胶原蛋白的聚集,上皮屏障的建立,以及细胞外基质的聚集和重建[14];VC能改善血液循环以保证皮肤的血液供给,并能够清除体内毒素,促进胶原蛋白合成,并有促进伤口愈合,强健血管和骨骼的作用[15]。此外,也有研究表明SOD和VC在针对糖尿病进行治疗中,是和其他药物联合使用的优选[14,16,17]
所以,诸多研究已经表明,氨基酸、脂肪酸、维生素这类根本性营养物质对包括糖尿病及其并发症在内的机体损伤起到关键的修复作用。
氨基酸、脂肪酸、维生素是食物,它不是药物,也不“治疗”任何症状,它仅只为身体提供原材料,提供重构人体功能单位的基本素材,从而帮助人走向健康。
5.我们的发现:氨基酸、维生素、脂肪酸的生物活性
可是,在临床应用中,当为患者补充氨基酸、维生素时,并没有看到很好的效果,有时甚至带来不良反应,这是为什么呢?
我们发现,经由人工分离纯化得到的氨基酸、维生素与人体内的氨基酸、维生素是不同的,当植物体或人体系统中的一个分子被单独分离出来时,这个分子已经处于与体内完全不同的化学环境中,其分子结构已经发生根本性的变化,所以无法产生与体内氨基酸、脂肪酸、维生素相同的功能,常规人工提取或人工合成的氨基酸、维生素几乎已经没有生物活性。
我们发现,氨基酸、维生素、脂肪酸只有在如植物体、人体中特定的复杂生物化学环境中,才能稳定的保存其生物活性,而只有这样的营养物质才能发挥其所应有的效用。
“科芮生新生焕活修护素”是一种芦荟和燕麦的营养提取物,它完整的保存了植物中营养物质的生物活性,并包含细胞所必需的、完整谱系的氨基酸、脂肪酸和维生素,通过皮肤外用渗透,并可在细胞间传递,是完全满足机体损伤修复所需的营养物质。
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参考文献
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