2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)通過多種病理生理改變機制導(dǎo)致大血管和微血管并發(fā)癥的發(fā)生,顯著降低患者的生命質(zhì)量。鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白2(sodium glucose co- transporter 2,SGLT2)抑制劑通過抑制腎近曲小管的SGLT2,使腎近端小管重吸收葡萄糖減少,尿液排出葡萄糖增加,不依賴胰島素發(fā)揮降糖作用。多項研究表明,卡格列凈能有效改善血糖控制,對減體質(zhì)量、降壓、降脂、降低尿酸等也有一定作用,并能夠保護患者的心臟和腎臟,減少并發(fā)癥,改善患者的預(yù)后。
一、降糖作用
1.抑制鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白(SGLT):卡格列凈作為一種SGLT2抑制劑,主要作用于SGLT2,使腎臟近曲小管葡萄糖重吸收減少至100~130 g/d,尿糖排泄增加至50 ~ 80 g/d,從而糾正了T2DM患者的血糖,治療12個月可降低糖化血紅蛋白達7%以下。在一項動物實驗中,給大鼠卡格列凈24 h后,在小腸中檢測到高濃度的卡格列凈,說明卡格列凈可能對SGLT1具有抑制作用,其機制可能為卡格列凈抑制小腸SGLT1,短暫抑制腸道葡萄糖吸收,升高餐后總胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)水平,短暫降低餐后促胰島素多肽水平,減少餐后胰島素分泌,從而改善血糖控制。因此,卡格列凈不僅通過抑制腎SGLT2改善胰島素抵抗,還可以部分通過抑制SGLT1延遲腸道葡萄糖吸收降低餐后血糖升高,具有α-葡萄糖苷酶抑制劑樣作用和腎臟機制雙重作用。
2.改善胰島功能:血糖水平受胰島素抵抗和β細胞功能的調(diào)節(jié),內(nèi)臟脂肪堆積引起的脂聯(lián)素水平降低是胰島素抵抗的重要機制??ǜ窳袃裟軌蛟黾友逯?lián)素水平,減少內(nèi)臟脂肪組織和異位脂肪堆積,從而減輕胰島素抵抗。不同體質(zhì)量的患者通過不同的胰高血糖素/游離脂肪酸(FFAs)機制減輕胰島素抵抗。體質(zhì)量指數(shù)(BMI)較高的患者經(jīng)卡格列凈治療后胰高血糖素和/或FFAs水平增加,體質(zhì)量減輕,減少胰島素抵抗;BMI較低的患者卡格列凈治療后由于血糖改善、胰島素促進脂肪合成的作用增強及尿中排泄能量(葡萄糖)增加,導(dǎo)致體質(zhì)量增加,因此作為一種平衡機制,F(xiàn)FAs水平和胰高血糖素水平下調(diào),從而減輕胰島素抵抗,提高胰島素敏感性和β細胞功能。
3.β細胞增殖:高血糖在糖酵解過程中有許多代謝途徑會損害周圍神經(jīng),引起糖尿病性多發(fā)性神經(jīng)?。―PN),除感覺神經(jīng)病變外,胰腺的自主神經(jīng)的小纖維數(shù)量也可能減少,導(dǎo)致胰腺β細胞體積密度(Vβ)降低??ǜ窳袃糁委熀笠葝u內(nèi)副交感神經(jīng)(PN)密度和表皮內(nèi)神經(jīng)纖維密度增加,改善了DPN早期無髓小纖維丟失,從而升高Vβ。此外,卡格列凈和特力利汀聯(lián)合治療時GLP-1分泌量,可以減輕糖毒性,增加β細胞GLP-1信號敏感性,促進小纖維再生,升高Vβ,改善β細胞增殖,因此Vβ再生是目前有希望用于治療T2DM的靶點之一。
二、減體質(zhì)量及降脂作用
肥胖是T2DM的危險因素,應(yīng)用兼具減體質(zhì)量作用的降糖藥物不僅能更好地改善血糖控制,也能延緩T2DM患者心血管并發(fā)癥的發(fā)生。超重或肥胖的T2DM患者應(yīng)用卡格列凈可明顯降低體質(zhì)量,且隨著治療時間延長,卡格列凈能夠持續(xù)發(fā)揮減體質(zhì)量作用,早期體質(zhì)量下降是由卡格列凈的利鈉作用引起的液體排泄所致,后期體質(zhì)量下降是由于熱量減少和由此引起的脂肪質(zhì)量減少。Sakaeda等的研究顯示卡格列凈治療后腹部內(nèi)臟脂肪和皮下脂肪減少,脂聯(lián)素水平增加,表明卡格列凈能夠減輕肥胖引起的脂肪組織炎性反應(yīng);神經(jīng)系統(tǒng)炎性反應(yīng)和骨骼肌炎性反應(yīng)也是肥胖的發(fā)病機制,卡格列凈通過尿液葡萄糖排出和降低糖毒性來抑制神經(jīng)系統(tǒng)炎性反應(yīng)和骨骼肌炎性反應(yīng),改善肥胖和肥胖相關(guān)的代謝紊亂??ǜ窳袃粼黾影咨窘M織(WAT)中線粒體DNA含量,上調(diào)脂肪細胞中的線粒體基因如PGC-1α、NRF1、tfam、COX5b、CPT1b、Acadm和脂肪細胞中PPARα的表達,直接對脂肪細胞發(fā)揮能量消耗作用,改善脂肪組織和脂肪細胞的線粒體功能和脂肪酸氧化,減輕體質(zhì)量、脂肪質(zhì)量和WAT重量,抑制脂肪細胞肥大,改善肥胖引起的血糖、血脂代謝紊亂。
三、降壓作用
T2DM常伴有高血壓,是引起心力衰竭、加重糖尿病腎損傷等并發(fā)癥的重要危險因素,控制高血壓是減少心血管風(fēng)險(CVR)和腎臟風(fēng)險的主要靶點。最近的研究表明,卡格列凈能夠明顯降低收縮壓(SBP)。在高血糖(HG)條件下,過多的葡萄糖通過SGLT2進入腎近端小管細胞(PTC),刺激腎內(nèi)血管緊張素原(AGT)產(chǎn)生,激活腎內(nèi)腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS),增加腎內(nèi)血管緊張素Ⅱ的水平,引起鈉潴留、動脈壓升高,卡格列凈通過阻斷SGLT2減少PTC中ROS的生成和腎內(nèi)AGT的表達增加,抑制腎內(nèi)氧化應(yīng)激,減輕腎小管間質(zhì)單核細胞/巨噬細胞浸潤、腎小管纖維化和腎皮質(zhì)細胞增殖,從而降低血壓。
四、降低尿酸
約1/4的T2DM患者合并高尿酸血癥,高尿酸血癥也會由于尿酸沉積損害胰島,引起糖尿病。糖尿病和高尿酸血癥均會導(dǎo)致多個靶器官受損,引發(fā)冠心病、高血壓、腦卒中等多種合并癥,并加速腎臟損傷。有研究顯示,與安慰劑相比,卡格列凈可顯著降低血清尿酸水平,并使首發(fā)及復(fù)發(fā)痛風(fēng)不良事件風(fēng)險發(fā)生減半。Li等研究也顯示卡格列凈可降低血清尿酸并將痛風(fēng)發(fā)作的風(fēng)險減半。SGLT2抑制劑降低尿酸的機制可能是增加腔內(nèi)葡萄糖濃度,刺激由GLUT9亞型2或任何其他轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)的近端小管中尿酸的排泄,抑制由GLUT9亞型2介導(dǎo)的尿酸重吸收,從而降低血尿酸水平。
五、心血管保護作用
糖尿病患者具有多種心血管危險因素,心血管疾病已成為T2DM患者死亡的首要原因,治療上不僅要將血糖控制在合理范圍,還要對心血管及其他風(fēng)險因素進行控制。有研究顯示卡格列凈可以明顯降低主要心血管不良事件風(fēng)險(心血管死亡、非致死性心肌梗死或非致死性卒中的復(fù)合終點)。有研究結(jié)果也提示卡格列凈對心血管病變有一級和二級預(yù)防的作用。內(nèi)皮細胞(EC)功能異常是糖尿病血管病變的主要發(fā)病機制,卡格列凈是EC增殖和DNA合成抑制劑,通過ROS-Nrf2通路刺激血管平滑肌細胞抗氧化酶HO-1表達,抑制血管生成??ǜ窳袃粢种凭€粒體呼吸鏈Ⅰ,通過經(jīng)典途徑減少三磷酸腺苷(ATP),增加磷酸腺苷(AMP)或二磷酸腺苷(ADP),從而增加AMP與ATP比值,導(dǎo)致AMPK磷酸化,活化的AMPK抑制IL-1β信號,抑制黏附分子、促炎因子IL-6和趨化因子MCP-1表達;卡格列凈促進Akt-eNOS通路、抑制p38MAPK和晚期糖基化終產(chǎn)物-晚期糖基化終產(chǎn)物受體系統(tǒng),減輕炎性分子表達和氧化應(yīng)激,減輕內(nèi)皮細胞功能障礙、血管炎性反應(yīng)和動脈粥樣硬化的發(fā)展。卡格列凈引起的酮體增加可能具有心臟保護作用,與糖和脂肪酸相比,每分子酮體可以產(chǎn)生更多ATP,為心力衰竭提供有效能量。