胰岛素是一经典的内源性活性物质,在机体糖代谢调节中发挥至关重要的作用。第四军医大学高峰教授带领的课题组发现,胰岛素除代谢调节外,还可直接通过磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-Akt途径激活心肌eNOS,使心肌内源性NO生成增加及细胞外信号调节激酶(ERK)磷酸化增强。在整体情况下,胰岛素通过上述信号转导机制显著抑制缺血/再灌注心肌细胞凋亡、减轻心肌损伤和心肌梗死,促进心脏功能恢复,保护缺血心脏。据此提出了胰岛素不依赖代谢调节的细胞保护新机制:胰岛素通过激活PI3K -Akt-NO等“生存信号(survival signal)”直接发挥心脏保护作用;并发现胰岛素(而非K+或葡萄糖)是GIK极化液心肌保护作用的关键(Circulation,2002)。
在犬心肌缺血动物模型上他们进一步发现,再灌注期间给予胰岛素可有效保护心肌缺血/再灌注犬冠状动脉内皮依赖的舒张功能,增加缺血心肌血液供应。胰岛素通过激活内源性Akt-eNOS信号途径,使内源性NO生成增加,抑制缺血/再灌注冠脉血管内皮细胞的凋亡。进而提出:胰岛素激活内源性eNOS-NO系统产生的“硝基酯样”效应(促NO生成)是其保护缺血心脏的机制之一(Cardiovascular Research,2006),Cardiovascular Research同期发表的述评指出,“该发现表明,胰岛素可能具有比我们以往所知更重要的心血管保护作用”。
胰岛素抵抗是冠心病、高血压及糖尿病等严重威胁国人健康的重大疾病的共同病理基础。我们发现胰岛素的上述“生存信号”途径异常可导致胰岛素抵抗及心血管疾病,并发现长期有氧运动可明显改善大鼠整体胰岛素敏感性并增强胰岛素诱导的心肌葡萄糖摄取与GLUT4转位;长期有氧运动通过Akt-eNOS-NO信号机制增强心肌胰岛素敏感性,减轻缺血/再灌注心肌损伤,促进再灌注后心脏功能恢复(Cardiovascular Research,2007;Apoptosis,2007)。该研究结果还表明,胰岛素信号对心血管正常生理功能的维持、预防心血管疾病有重要作用。
上述研究成果使我们对胰岛素这一传统内源性激素有一个新的、更深入的认识,并对经典的胰岛素作用机制作出重要补充和完善。进一步研究可望为更有效保护缺血心肌、防治胰岛素抵抗提供新的线索和治疗靶点。