胰岛素抵抗,而非胆固醇,是导致动脉粥样硬化疾病的主要原因之一
血脂异常是导致动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)的重要危险因素之一。
纵观世界范围内的血脂异常防治指南,虽然对于ASCVD管理的具体推荐有所不同,但均坚持进行总体心血管风险评估,强调低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)是主要需要干预的致AS脂蛋白,LDL-C降低越多,ASCVD风险降低的程度就越大。
然而,目前在LDL-C低或正常的个体中发生ASCVD事件仍然普遍存在,ASCVD残余风险不容忽视。
所谓心血管疾病残留风险(residual risk of cardiovascular disease),通常指经现行标准的ASCVD预防保健措施后,即使低密度脂蛋白(LDL)达标,以及血压和血糖得到控制,依然会发生冠心病等心血管疾病,或者出现心血管恶性事件(心肌梗死、卒中、猝死等)。
即使针对多种心血管传统危险因素,同时进行预防或治疗,残留风险也不能消除。此外,对于残余风险比较全面的一种定义是,血脂异常、高血压、高血糖均达到循证医学所证实的目标值后,心血管病风险仍持续存在。
一说到心脏病,人们就会条件反射一般地想到胆固醇,尤其是低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)。胆固醇导致心脏病,要预防心脏病就要降低胆固醇,特别是低密度脂蛋白(LDL),LDL是“坏胆固醇”的概念已经深入人心。
而这些概念都要归功于上世纪六七十年代的一些局限性很强的流行病学研究,或者局限性的临床试验,所得出的以胆固醇为中心的心血管疾病风险因素。
然而,越来越多的临床研究表明,单纯以低密度脂蛋白(LDL),评估心血管疾病风险,是不全面、不精确的。研究表明,即使使用足量的他汀治疗,心血管残留风险依旧还会存在。
一系列大型临床试验证实,他汀类药物通过降低LDL-C,以及抗炎、保护内皮等作用,显著降低了心血管事件发生率,在心血管疾病的一级和二级预防中起到了非常重要的作用。然而,临床试验的结果同样显示,在使用他汀类药物的患者中,即使LDL-C达标,心血管剩留风险仍然较高。
胆固醇治疗试验(Cholesterol Treatment Trial,CTT)汇萃分析显示(包括25个他汀研究,155,613名患者。此次分析的25个他汀研究既有安慰剂对照研究,又有活性药物对照):LDL-C每降低1mmol/L,冠脉事件可减少23%(相对发生率),但仍有77%(相对发生率)的冠脉事件剩留风险。不论治疗组或对照组,糖尿病患者主要血管事件发生率均显著高于非糖尿病患者,且糖尿病患者的高心血管剩留风险更为突出。他汀对控制2型糖尿病患者微血管事件的作用有限。
治疗新靶点研究(Treating to New Targets,TNT)显示,与LDL-C降至101mg/dl组比较, 阿托伐他汀80mg/d治疗,LDL-C降至77mg/dl组,其冠脉事件进一步降低22%(相对发生率),但仍有78%(相对发生率)的冠脉事件剩留风险。
2009年著名的《美国心脏杂志American Heart Journal》发表了一项近14万人的全国性临床研究,其结果表明,因心脏病发作而入院的病人中,有50%的人低密度脂蛋白(LDL)是在最理想水平(<2.6mmol/L),而且有75%的人LDL都达到了临床指南建议的水平(<3.3mmol/L)。
通俗的表达就是,依据现行临床指南有关低密度脂蛋白的标准,这75%的心脏病人,是属心血管疾病低风险人群,但是却因心脏病发作,而需要入院治疗!
2009年发表的另一项研究,对因非ST段抬高型心肌梗死而入院的病人进行了3年的追踪调查。这些病人在入院后的24小时内测量了空腹血脂。调查结果发现入院时低密度脂蛋白(LDL)较高的病人,3年内全因死亡率反而更低!
2016年的一项系统分析还表明了低密度胆固醇对老年人的一定的保护作用。这篇文章综合分析了19个研究,研究对象涉及30组近七万名老年人(60岁及以上)。在这19个研究中,有16个研究(92%的研究对象)显示,低密度脂蛋白(LDL)与全因死亡率呈反相关,也就是说低密度胆固醇越高,全因死亡率越低。
早期的研究表明,高血压、高脂血症(脂质代谢紊乱)、糖尿病和吸烟是冠状动脉粥样硬化疾病的传统危险因素,纠正这些可改变的危险因素,是心血管病一级和二级预防的目标。
然而,越来越多的临床研究显示,以低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)为中心的心血管疾病的传统危险因素,还不足以全面评估与防控心血管风险。
2021年7月,《欧洲心脏病杂志》发表一篇文章指出,有相当一部分急性冠状动脉综合征的患者,并没有上述这些可改变的心血管危险因素。
这项Meta分析纳入了14项试验的12.2万人的数据,发现有17%的冠心病患者没有传统的心血管疾病危险因素。
SWEDEHEART注册研究对6.2万例ST段抬高心梗患者的分析也发现,15%没有可纠正的传统的心血管疾病危险因素。
两项澳大利亚ST段抬高心梗队列研究中,没有可改变的危险因素(传统因素)的冠心病患者比例,在10年内从14%增加到27%。
《欧洲心脏病杂志》的文章指出,虽然这类没有传统的心血管疾病危险因素的患者所占比例相对较小,但其绝对数量相当可观,保守估计会有2960万人,每年造成140万人死亡。
而且,目前的临床试验和指南忽略了这类冠心病患者群体。有研究发现,与有传统危险因素的患者相比,无传统危险因素的ST段抬高心梗患者30天死亡率高50%左右。
《欧洲心脏病杂志》的这篇最新文章还指出,一部分无传统危险因素的冠心病患者发病,仅仅是因为被“忽略”了的动脉粥样硬化疾病进展;其余的可能是有异质性的基础生物学机制,可能途径包括炎症、环境暴露以及与慢性疾病,如慢性肾病和自身免疫性疾病的相互作用。
目前,新的心血管风险评估指标越来越多,如多基因风险评分、多组学标志物以及脂蛋白(a)和C-反应蛋白等,这些是与急性冠脉综合征患者相关的新型心血管疾病危险指标,但是这些新型生物学标志物,并没有在心血管疾病的一级预防或二级预防的临床指南中常规使用。
早期心血管疾病危险因素的大量知识和理论,促进了治疗药物的研发,并通过大量临床试验研究,提供了充分的有效性和安全性的证据。这些研究已经在很大程度上转化为全世界心血管疾病的防治实践。吸烟、高血压和胆固醇等主要危险因素的广泛治疗和控制,已经使西方发达国家心血管疾病死亡率出现了持续下降的趋势。
但这些危险因素的控制并未真正阻止心血管疾病的流行。一些国家心血管疾病死亡率的下降趋势亦停止甚至回升。这一方面,是因为人群中以肥胖、多重血脂异常和糖尿病为主的代谢危险因素明显上升。另一方面,传统的危险因素并不能完全解释心血管疾病的发病风险,接受传统危险因素常规干预且达标的人群,也依然具有相当的心血管疾病发病的死亡风险。
心血管疾病残余危险的存在,激发和促进着新的危险的探索研究。生物学技术快速进步带来了研究方法的不断更新,极大的促进了多种新的血脂成分、炎症因子、促血栓因子和多种代谢因素(胰岛素抵抗)和遗传因素,与动脉粥样硬化性心血管疾病发病风险的关联研究、机制研究和新型药物的临床试验研究。
胰岛素抵抗(IR)是一种非常普遍,但很少被诊断出来的疾病,影响着全世界数以亿计的人。胰岛素抵抗可导致糖尿病,诱发动脉硬化,增加心脑血管疾病发生概率。
虽然这种病症可能有遗传因素(例如2型糖代谢病家族史),但主要是由久坐的生活习惯,加上高糖饮食等不健康生活方式引起的。
胰岛素是胰腺细胞分泌的一种激素,是人体内降低血糖的唯一激素。胰岛素是一种重要的激素,它在体内有很多作用。大多数胰岛素的作用,都是针对碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢调控。
医学研究表明,正常情况下人体每天只需要 48 个单位的胰岛素,就可以满足控制血糖的需求。但是,不少糖尿病患者每日注射的胰岛素量已超过 48 个单位,有的甚至高达 60-80 个单位,再加上自身产生的胰岛素,但血糖控制还是不稳定。这其中主要的原因就是胰岛素抵抗!
胰岛素抵抗就是指胰岛素的敏感性下降,机体对胰岛素的反应不敏感,使胰岛素不能正常的发挥降血糖的功能。胰岛素就像钥匙一样,能够将细胞“打开”,让血液中的葡萄糖进入细胞提供能量。有些时候,这个过程无法正常完成,会导致葡萄糖留存在血液里,使得血糖升高,即使是胰岛素分泌很多也没有效果,这就是胰岛素抵抗。就好像原先10个工人能干的活,现在20个工人才能胜任。
高血压
超重/肥胖
皮赘(特别是在颈部或腹股沟)
高胆固醇/高甘油三酯
脂肪肝
糖尿病前期/糖尿病
心脏病
多囊卵巢综合征(异常期)
致病机理包括下面几个方面:
胰岛素抵抗影响心脏能量代谢,可能导致最终的心力衰竭;
胰岛素抵抗引起血脂异常,增大动脉粥样硬化风险;
胰岛素抵抗引起高血压;
胰岛素抵抗降低一氧化氮的合成和利用,影响血管内皮细胞功能;
伴随胰岛素抵抗的高血糖和血糖大幅波动,对心血管系统的破坏。
大量的临床研究显示,胰岛素抵抗能更加准确地预测心血管疾病风险。脂质紊乱,是炎症诱发的肝脏胰岛素抵抗,在代谢综合征中的一种表现。
根据近几年的生物化学、血管生物学、临床与流行病学研究发现,细胞因子与炎症、内皮功能障碍和胰岛素抵抗等的相互作用,在动脉粥样硬化病理生理过程中,扮演非常重要的角色,其最终导致代谢失调,以及动脉粥样硬化疾病的发生及发展。
1998年发表的赫尔辛基警察研究,是一个历时22年的追踪调查研究。这项研究显示了高胰岛素血症与心脏病风险呈极强的相关性。
参与研究的有970名,年龄介于34至64岁之间,在调查开始时无任何心血管疾病或糖尿病的男性。所有参与者都接受了糖耐检查,测量了空腹,以及摄入葡萄糖后1小时,2小时后的血糖和血胰岛素水平。
参与者根据血胰岛素水平由低到高分为5组。对每组中每年无重大心血管疾病事件(包括心脏病发作死亡以及非致死性心肌梗塞)的比例进行了比较。
研究结果显示血胰岛素越高的组,心脏病发作的百分比也越高,而且这个相关性独立于其它常见的心血管疾病风险因素(包括血糖、胆固醇、血压、甘油三酯、体重指数、是否吸烟、运动量等)。
此外还有多个研究,同时比较了胰岛素水平或葡萄糖耐受度,以及低密度脂蛋白胆固醇与心血管疾病的相关性。它们共同的结论都是,胰岛素水平或葡萄糖耐受度与心血管疾病,呈高度显著性相关,而低密度脂蛋白没有显著相关性。
美国预防医学的权威专家建议,倡导生活方式医学,可以从源头改善胰岛素抵抗。
1、保持饮食的健康:饮食成分对于人体基因表达、生物膜的理化特性、受体信号、氧化应激、炎症途径、免疫反应、内皮细胞功能、胰岛素敏感性、心理和情感状态都有影响。随着研究的进一步深入,人们对食物也逐渐有了新的认识。
对于胰岛素抵抗和代谢综合症的人群,营养成分的选择,要以减轻氧化应激和炎症反应为目标,同时尚需改善内皮细胞功能和胰岛素信号传递的敏感性。
例如,一份热量均衡、营养丰富的饮食,应该包含抗氧化的维生素、类黄酮、单不饱和脂肪酸、n-3多不饱和脂肪酸(通常称为Omega-3)、矿物质、叶酸、L精氨酸和纤维素等,这种饮食可以改善内皮细胞功能和胰岛素敏感性。
具体的饮食原则包括,要多摄取低升糖指数的食物,建议将每天主食的1/3替换为粗粮,像玉米、燕麦、糙米、小麦等全谷类食物,它们属于复合碳水化合物,有助于降低胰岛素抵抗。
多摄人富含类黄酮、以及抗氧化剂的食物,包括带有颜色的各种蔬菜水果(葡萄、草莓、西红柿、胡萝卜、洋葱、甜菜、甘蓝等)、豆类(黄豆等)、茶类(白茶、绿茶、乌龙茶等)、香料(大蒜、姜黄等);
通过食物和营养补充剂增加Omega-3脂肪酸用量,主要食物来源包括有鲑鱼、亚麻、亚麻籽油、核桃、橄榄油和菜籽油;
膳食纤维、钙等营养素对降低胰岛素抵抗也很有利,像各种蔬菜水果、坚果、牛奶、蛋类等食物,可以适当多吃。
此外,肠道菌群失调与胰岛素抵抗关系也很密切,适当干预肠道菌群的组成,多喝酸奶及补充益生菌,可以改善胰岛素抵抗。
少吃高升糖指数的食物,比如葡萄糖、蔗糖以及过度加工、精制的碳水化合物等,以免加重餐后胰岛素的分泌。
要尽量减少饱和脂肪、反式脂肪、玉米油或者其他部分氢化油的摄入。在市场购买食物时,要查看营养成分表,像红肉、奶油、酥皮面包、蛋糕、炸鸡等食物,一定要少吃。
避免软饮料,如可乐、果汁、含乳饮料、运动饮料,和含有大量果葡糖浆的加工食品,请购买加工食品前,务必读其营养标签。
2、增加运动,以有氧运动为主,包括快走、慢跑、骑自行车、游泳、打太极或八段锦等等。运动可以增加胰岛素的受体,提高肌肉、脂肪等组织对于葡萄糖的利用,增加胰岛素的敏感性,从而降低胰岛素抵抗。
3、减肥:因为脂肪细胞能增加胰岛素抵抗,尤其是腹部(内脏)脂肪。可以考虑以原始人饮食、低碳或生酮饮食,或者地中海饮食,建议低糖、且富含纤维、脂肪和蛋白质的健康饮食,对体重管理非常有帮助。
4、戒烟,香烟中的化学物质会增加胰岛素抵抗。
5、通过正念、冥想操练,减轻压力。
6、保持充足的睡眠,最好每晚有7~8小时的睡眠时间。
1、钙及维生素D:摄取充足的钙,能稳定糖代谢。血液中维生素D含量较高的人最不容易患2型糖尿病。早晚有充足的光照时间,或者补充维生素D(每天大于800国际单位),可以降低2型糖尿病的形成。
事实上,同时服用超过1200 mg的钙和超过800国际单位的维生素D,能把患2型糖尿病的风险减小33%。维生素D和钙共同作用还可减小胰岛素抵抗。
2、镁:镁缺乏会对心血管疾病产生不利后果,对高血压、糖尿病、心律失常、动脉粥样硬化及猝死都有负面作用。因此摄取足够的镁,富含镁元素的食物包括猪瘦肉、小米、玉米、苋菜、燕麦等等;
3、铬:铬是许多酶反应所需的重要元素,包括一种名为葡萄糖耐量因子(GTF)的酶。这种酶有助于改善胰岛素功能和血糖控制。
4、左旋肉碱:左旋肉碱是一种重要的氨基酸,肌肉和大脑中的左旋肉碱含量很高。它除了在能量生产和新陈代谢中发挥重要作用外,也可能有助于胰岛素调节。
2015年的一项随机双盲安慰剂对照研究,有60名患有多囊卵巢综合征和胰岛素抵抗的妇女参与。所有人均为超重。一半的妇女服用250毫克左旋肉碱,另外30名则服用安慰剂。研究员在12周內跟踪了两组的情况,在疗程结束时,服用左旋肉碱的患者体重减轻、腰围变细、血糖也有所降低,这表示她们的胰岛素抵抗得到改善了。
2017、2019年发表的临床研究,也有类似的结论,补充左旋肉碱可能有助于降低受试者的胰岛素抵抗。
5、辅酶Q10:辅酶Q10在能量代谢中起着重要作用。临床研究显示,辅酶Q10对患有胰岛素抵抗、糖代谢病前期和糖代谢病的人也可能有帮助。
2017年发表于《临床内分泌学》的一项双盲安慰剂对照研究表明,让有胰岛素抵抗的妇女服用100毫克的辅酶Q10,其他受试者则服用安慰剂。受试者首先接受血液测试,然后服用补充剂或安慰剂12周,接着再次接受血液测试。结果显示,服用辅酶Q10者的血糖和胰岛素水平降低了。
2018年韩国一项双盲安慰剂对照研究也发现了益处。在该研究中,80名糖代谢病前期患者被分为两组。一半服用安慰剂,一半服用辅酶Q10。服用补充剂者的胰岛素抵抗降低了,研究人员因而得出结论:辅酶Q10可能会延缓从糖尿病前期到糖尿病的进展。
6、Omega-3脂肪酸:二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)是主要的omega-3必需脂肪酸。这些重要营养素的食物来源包括鱼(鲭鱼、鳕鱼和鲑鱼的含量特丰富)、核桃、亚麻籽、鳄梨和纳豆等。
2009年的一项研究显示,患有多囊卵巢综合征和胰岛素抵抗的脂肪肝患者,通过摄取omega-3脂肪酸获得了缓解。研究人员并注意到血压和甘油三酯方面的改善。
2011年的一项研究也显示,增加omega-3脂肪酸的摄入量,可帮助有胰岛素抵抗的多囊卵巢综合征患者,減少体内的生物可利用睾酮。2018年的一项研究也显示,亚麻籽除了可以降低胰岛素抵抗外,还可以帮助多囊卵巢综合征女性降低胰岛素水平。
7、硒:硒是一种微量矿物质,必须通过饮食或服用维生素和矿物质来摄取。硒是一种抗氧化剂,对大脑健康和甲状腺健康都很重要,并有助于维护健康的免疫系统。巴西坚果是硒的上佳食物来源之一。
2013年一项对土耳其妇女进行的研究显示,有胰岛素抵抗的多囊卵巢综合征患者血液中的硒含量,比没有这些疾病的妇女为低。硒缺乏症被认为与多囊卵巢综合征的发病,以及荷尔蒙和胰岛素水平的调节有关。
2014年一项随机双盲安慰剂对照研究显示,硒对多囊卵巢综合征患者可能有帮助。硒可以降低胰岛素水平,并帮助改善胆固醇水平,例如降低甘油三酯和低密度脂蛋白(LDL)。
2018年一项随机双盲安慰剂对照研究,评估了硒补充剂对充血性心力衰竭和胰岛素抵抗患者的好处。研究结论表明,12周的硒补充对胰岛素代谢有助益。
药物治疗在强化生活方式医学治疗的基础上,能预防、延缓或逆转胰岛素抵抗和预防代谢综合症所造成的后果。
二甲双胍作为2型糖尿病的一线药物,其降糖机制之一就是作用于外周组织,改善胰岛素抵抗。再加上二甲双胍有一定的减重功效,作用效果更好。
噻唑烷二酮类药物(TZD)改善胰岛素抵抗的作用很强,因此也曾被直接称为胰岛素增敏剂。
此外,一些中药材如小劈柴、黄芪、葛根、麦冬、生地等,对胰岛素抵抗也有一定的改善作用。
胰岛素抵抗是代谢综合征的主要特点和标志,而代谢综合征会导致,包括心血管和新陈代谢两方面变化,它是一种与氧化应激有关的慢性促炎症过程,从它的发病和并发症方面来看,代谢综合征是一种炎性血管疾病。因此,抗氧化和抗炎治疗对于逆转代谢综合征的病理生理学基础和保护内皮、胰岛素信号路径的完整性,具有一定的帮助。
最近,一项针对急性冠脉综合症患者的研究显示,联合使用抗血小板因子、他汀、ACE抑制剂和β受体阻滞剂等,具有协同作用。这种增加、协同的益处,能应用于代谢综合征的治疗,并提出了“复合制剂”的概念,复合制剂是一种对胰岛素抵抗患者有益的多因素的组合,可以改善患者的依从性,同时降低多种危险因素。
从发展方向来看,将来临床药物剂量的调整,需要依据传统的、以及新型的方法来衡量,例如炎症和氧化应激标志物(例如IL-6, CRP等)。
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作者介绍
岳红文(中国/美国):临床医学博士、教授。1997年医学博士毕业于中国医学科学院、北京协和医学院阜外心血管病医院,2000 年在美国约翰霍普金斯医学院完成博士后研究,师从诺贝尔医学奖获得者Peter Agre 和William Guggino,从事基因治疗及创新药物的临床研究。2004年被聘为中国医学科学院阜外心血管病医院卫生部重点实验室、心内科临床药理中心教授及学术带头人。2019年担任中国抗衰老促进会理事及功效营养分会秘书长。2020年任海南博鳌医疗先行区一龄心血管代谢防治中心院长。