【摘要】甲基乙二醛（methylglyoxal）作为人体中糖代谢生成的毒性副产物，是高反应性羰基化合物，根据研究显示，糖尿病患者身体内的甲基乙二醛较高。甲基乙二醛主要来源于葡萄糖与果糖代谢，在身体内累积较多，会引发心血管疾病、白内障和肾病等多种糖尿病并发症。经过研究证实，甲基乙二醛会与氨基酸残疾相反应，引发蛋白质降解，生成高级糖化总产物。本次综述就糖尿病并发症治疗的新靶点甲基乙二醛展开分析。
【关键词】糖尿病；新靶点；并发症；甲基乙二醛
近年来，糖尿病患病率逐年上升，诱发因素与胰岛素分泌不足、敏感性下降有关。糖尿病是一种慢性内分泌疾病，主要临床表现为血糖升高，糖尿病具有多种并发症，严重影响患者预后。甲基乙二醛是非酶糖化反应中间体，该物质在糖尿病患者的血浆中累积较多，甲基乙二醛可以和氨基酸残基进行反应，导致蛋白质将降解与交联。高级糖化总产物在人体内聚集是促进糖尿病并发症的主要因素之一。糖尿病患者的血糖浓度较高，甲基乙二醛浓度增加，在生物体内的高甲基乙二醛浓度会引发蛋白质与核酸以及细胞毒性[1]。
1.甲基乙二醛的来源与测定
甲基乙二醛分为内源性甲基乙二醛和外源性甲基乙二醛，内源性甲基乙二醛源于糖酵解、糖原合成中生生成的三磷酸甘油醛（Glyceraldehyde triphosphate）与磷酸二零丙酮（Dimethylacetone phosphate）。外源性甲基乙二醛源于蜂蜜、饮料和乳制品等等。此外，饮用水经过臭氧化与氯化，同样可生成甲基乙二醛[2]。甲基乙二醛的的测定：现阶段，常采用尿液检测、ELISA以及高教相色谱等方式进行检测。
2.甲基乙二醛的代谢途径
高级糖化终产物的前体是二碳基化合物，和糖尿病并发症的出现具有重要联系。甲基乙二醛不仅可以通过酶催化产生，还可以通过非酶错化产生。在糖尿病患者的细胞中，三酸甘油醛呈现高度的敏感状态，活性位点的高反应性会因糖化剂和氧自由基等化合物的修饰失去活性。甲基乙二醛的代谢途径主要包括四种，醛糖还原酶（Aldose reductase）、乙二醛酶（glyoxalase）、三甲基甘氨醛脱氢酶（Trimethylglyceraldehyde dehydrogenase）以及2-氧醛脱氢酶（2-oxyaldehyde dehydrogenase）[3]。
3.甲基乙二醛修饰蛋白质
甲基乙二醛在生理条件下会修饰蛋白质生成荧光产物，甲基乙二醛和蛋白质的反应活性较高，甲基乙二醛可以修饰牛血清白蛋白、胶原蛋白等诸多蛋白质产物[4]。近年来，有研究提出，甲基乙二醛和精氨酸残基的反应物是5-甲基-4咪唑酮-2-yl，甲基乙二醛-精氨酸产物是N6-L-鸟氨酸，实施重要的荧光产物，常见于角膜和人体血清之中。有最新研究提出，在生理条件下，甲基乙二醛和牛血清白蛋白共同孵育并且衍生出LYS-LYS交联。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外国有学者提出，甲基乙二醛修饰α-眼晶体蛋白的APT，更容易被胰蛋白酶消化，APT无法保护甲基乙二醛修饰的α-眼晶体蛋白免受酶水解，引发白内障等疾病[5]。
4.甲基乙二醛修饰核酸
甲基乙二醛不仅是诱变剂，还是遗传毒性剂。高浓度内源性的甲基乙二醛会引法姐妹染色单体互换，促使人淋巴细胞DNA链条断裂，增加点突变的几率。有研究提出，在正常的生理条件下，100nmol·L-1的甲基乙二醛可修饰未经保护的质粒DNA。现阶段，并没有直接证据证实内源性甲基乙二醛修饰DNA产物。有研究将DNA与甲基乙二醛与懒氨酸在3价铁离子下孵育，得出以下结论：DNA断裂和甲基乙二醛与赖氨酸浓度成正比例关系。
5.甲基乙二醛的毒性作用
甲基乙二醛是哺乳动物体内的糖酵解副产物，细胞中的甲基乙二醛含量与糖酵解的代谢相关，在红细胞处于高糖的环境中，机体的甲基乙二醛甲基乙二醛会显著提升。甲基乙二醛对细胞的毒性作用，给予甲基乙二醛和糖尿病并发症的发展联系。多数研究证实，甲基乙二醛会引发心血管病、眼病、神经性病变和肾病等多种糖尿病并发症，疾病的发生多和细胞的损伤相关。甲基乙二醛会影响细胞的增殖，还会对肿瘤细胞产生杀伤作用。甲基乙二醛可以是细胞谷胱甘肽含量浓度在短时间快速降低，此外，国外有研究提出，甲基乙二醛通过激活JNK信号转到途径。在自发性高血压的大鼠实验中，大鼠平滑肌细胞甲基乙二醛升高，氧化应激增加，会促使一氧化氮与过亚硝酸盐的出现，一氧化氮与亚硝酸盐会促进糖尿病疾病的发展进程。
6.甲基乙二醛展望
通过对糖尿病并发症的生物与化学进程的分析，可以有效的进行临床医学干预，有利于建立阻断高血糖引发并发症的基础。有研究提示，特异性的醛是高血糖与并发症之间联系的沟通点，甲基乙二醛是一种内源性醛，尿毒症患者的甲基乙二醛含量较高，甲基乙二醛不仅可以通过非酶反应生产，还可以通过酶催化而产生，对于糖尿病发展有显著影响。所以，早期阻断甲基乙二醛在体内生成，通过促进机体代谢是预防并且治疗糖尿病并发症的重要研究内容。
总而言之，二羰基应激是共性紊乱的代谢状态，甲基乙二醛在糖尿病并发症的发生具有重要联系，通过糖尿病并发症治疗的新靶点甲基乙二醛的研究，可以为糖尿病患者并发症的预防与治疗提供依据。
参考文献：
[1] 董肖肖,许凯月,刘建凤, 等.甲基乙二醛:肥胖及糖尿病人群的治疗新靶点[J].国际内分泌代谢杂志,2019,39(2):101-104,封3.
[2] 武素珍,赵建荣,赵晨.老年2型糖尿病患者血清甲基乙二醛和硫酸脱氢表雄酮水平与认知功能的相关性研究[J].空军医学杂志,2018,34(2):130-133.
[3] 李辉.血清甲基乙二醛、脑源性神经营养因子与2型糖尿病认知功能的相关性分析[J].临床医学研究与实践,2018,3(4):86-87.
[4] 武素珍,赵建荣,赵晨.老年2型糖尿病患者血清甲基乙二醛和硫酸脱氢表雄酮水平与认知功能的相关性研究[J].空军医学杂志,2018,034(002):P.130-133.
[5] 李虹,李赫健,樊奔, 等.乙二醛酶1在疾病中表达调控的研究进展[J].中国药理学通报,2019,35(6):741-745.
论文作者:廖蔓倩，王孟文，袁名扬，蒋芃卉，李孟婷，李先辉*
论文发表刊物:《医师在线》2020年8期
论文发表时间:2020/5/6