糖尿病是一種以血糖持續升高為特徵的慢性代謝疾病,其成因複雜多元。目前醫學界普遍將糖尿病分為1型、2型與妊娠型糖尿病三大類型,不同類型的致病因素各有差異。以下將逐一說明各類型糖尿病的主要病因,並深入介紹2型糖尿病的發病機制。
在1型糖尿病患者的血液中,可檢出多種自身免疫抗體,例如麩胺酸脫羧酶抗體(GAD抗體)、胰島細胞抗體(ICA抗體)等。這些異常的自身抗體會攻擊並損傷人體胰島中分泌胰島素的β細胞,使其無法正常分泌胰島素,進而導致血糖失控。
研究顯示,遺傳缺陷是1型糖尿病的發病基礎,主要表現為第六對染色體上HLA抗原的異常。1型糖尿病具有家族性發病的特點——若父母患有糖尿病,子女罹患此病的風險明顯高於無家族史者。
許多科學家懷疑病毒感染也可能誘發1型糖尿病。原因在於,不少患者在發病前的一段時間內曾經歷病毒感染,且1型糖尿病的「流行」,往往出現在病毒流行之後。可能相關的病毒包括引起流行性腮腺炎和風疹的病毒,以及與小兒麻痺(脊髓灰質炎)相關的柯薩奇病毒家族等。
與1型糖尿病類似,2型糖尿病同樣具有家族發病的傾向,很可能與基因遺傳有關,且其遺傳特性比1型更為明1型更為明顯。舉例來說,雙胞胎中若一人罹患1型糖尿病,另一人罹病的機率約為40%;但若是2型糖尿病,另一人罹病的機率則高達70%。
肥胖是2型糖尿病的重要危險因素之一。遺傳既可能引起肥胖,也可能引發2型糖尿病。其中,「中心型肥胖」(多餘脂肪集中於腹部)的患者,比脂肪集中於臀部和大腿的人更容易發生2型糖尿病。
年齡也是2型糖尿病的重要發病因素。約有一半的2型糖尿病患者在55歲以後才發病,這可能與高齡者較容易超重有關。
長期攝取高熱量食物、運動量不足,也會增加罹患糖尿病的風險,部分學者認為這主要是透過肥胖產生影響。值得注意的是,在飲食與活動習慣已「西化」的美籍亞裔和拉丁裔人群中,肥胖症與2型糖尿病的發生更為普遍。
懷孕期間,胎盤會分泌多種供胎兒生長發育所需的激素。這些激素對胎兒的健康成長至關重要,卻會阻斷母親體內胰島素的作用,因而引發糖尿病。妊娠第24至28週是這些激素分泌的高峰期,也是妊娠型糖尿病的好發時段。
曾發生妊娠糖尿病的女性,將來罹患2型糖尿病的風險很高(但與1型糖尿病無關)。因此有學者推測,引起妊娠糖尿病的基因與引起2型糖尿病的基因可能彼此相關。
肥胖不僅容易引起2型糖尿病,同樣也是妊娠糖尿病的危險因素之一。
青島某研究所曾聲稱已發現糖尿病的主要致病原因,並解釋了併發症的產生機制。其研究結果指出:解剖學證據顯示,糖尿病可能與弓形蟲感染有關。大量弓形蟲寄生於大腦細胞和神經細胞內,可能使人體各種腺體的分泌發生紊亂,其中包括胰島素的分泌;若弓形蟲同時寄生於胰臟,還會直接破壞胰臟細胞。當β細胞受到破壞時,胰島素的分泌便會受到影響。該研究所認為,弓形蟲造成的神經系統失調與胰腺細胞破壞,是糖尿病的主要原因;而糖尿病之所以呈現遺傳性,是因為它屬於器官易感性遺傳疾病。不過,此一觀點尚未獲得國際醫學界的廣泛認可,讀者宜審慎看待。
大量研究顯示,人體在高血糖和高游離脂肪酸(FFA)的刺激下,自由基會大量生成,進而啟動氧化應激。氧化應激信號通路的激活,會導致胰島素抵抗(IR)、胰島素分泌受損以及糖尿病血管病變。由此可見,氧化應激不僅參與2型糖尿病的發病過程,也構成了糖尿病晚期併發症的發病機制。氧化應激與糖尿病相互促進,形成一個難以打破的惡性循環。
胰島素抵抗可以先於糖尿病發生。在其作用下,疾病早期胰島素會代償性分泌增加,以維持正常糖耐量;當胰島素抵抗增強、代償性分泌減少或兩者同時出現時,病情便逐漸向糖耐量減退和糖尿病進展,血糖開始升高。高血糖和高FFA共同導致活性氧(ROS)大量生成與氧化應激,並激活應激敏感信號途徑,進一步加重胰島素抵抗,臨床上表現為糖尿病的持續進展與惡化。體外研究顯示,ROS和氧化應激可引起多種絲氨酸激酶激活的級聯反應;近年的抗氧化劑改善血糖控制試驗也證實,ROS和氧化應激確實會引起胰島素抵抗。
β細胞是氧化應激的重要靶點。由於β細胞內抗氧化酶水平較低,故對ROS較為敏感。ROS可直接損傷胰島β細胞、促進其凋亡,還可透過影響胰島素信號轉導通路,間接抑制β細胞功能。β細胞受損後,胰島素分泌水平降低、分泌高峰延遲,血糖波動加劇,難以控制餐後血糖的迅速上升,對細胞造成更顯著的損害。
2004年,Ceriello教授提出「共同土壤學說」,認為氧化應激是胰島素抵抗、糖尿病和心血管疾病的共同發病基礎;這一學說提出之初尚屬假說,到了2009年已成為公認的事實。低密度脂蛋白(LDL)在動脈內膜的沉積,是動脈粥樣硬化(AS)的始動因素。在血管細胞分泌的ROS作用下,「原始」LDL被氧化為氧化型LDL(ox-LDL),刺激內皮細胞分泌多種炎性因子,誘導單核細胞黏附並遷移進入動脈內膜,轉化為巨噬細胞。ox-LDL還能誘導巨噬細胞表達清道夫受體,促進其攝取脂蛋白形成泡沫細胞。同時,ox-LDL是NADPH氧化酶的激活物,能增強其活性、促進ROS產生,更有利於LDL氧化為ox-LDL。此外,ox-LDL能抑制一氧化氮(NO)的產生及其生物學活性,使血管舒張功能異常。
總而言之,糖尿病會加強氧化應激,而氧化應激又促進糖尿病及其血管併發症的發生與發展,由此形成惡性循環。
糖尿病患者主要由於葡萄糖的氧化利用發生障礙,機體所需能量不足,因此容易感到飢餓而出現多食;多食又進一步使血糖升高,當血糖超過腎糖閾時便出現尿糖,糖的大量排出必然帶走大量水分,因而引起多尿;多尿使水分流失過多、血液濃縮,引起口渴而多飲;另一方面,由於糖氧化供能發生障礙,身體大量動員脂肪及蛋白質氧化供能,嚴重時因消耗過多而逐漸消瘦、體重減輕。這就形成了糖尿病典型的「三多一少」症狀——多食、多飲、多尿和體重減輕。
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