维多利亚大学：1型糖尿病认知功能损害的微血管基础

大脑的复杂计算需要源源不断的血液供应来满足其巨大的新陈代谢需求。血液供应的紊乱，即使是最小的血管网络，也会对神经元的功能和认知产生深远的影响。1型糖尿病是一种流行的、潜伏的代谢紊乱，它会逐渐地、异质性地扰乱大脑中的血管信号和功能。因此，它与一系列不利的血管改变有关，如血管张力调节受损，病理性新生血管和血管倒退，毛细血管堵塞和血脑屏障破坏。在这篇综述中，作者强调微血管功能障碍和认知障碍之间的联系，这通常与1型糖尿病相关，目的是综合这一领域的现有知识。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34171341/

大脑需要大量的能量来完成它所执行的许多任务。神经传递的成本，主要是在动作电位激发后恢复离子梯度的能量需求，约占氧气消耗的20%，葡萄糖利用的25%，尽管只占身体质量的2%。由于大脑储存能量的能力有限，血管系统持续的氧气和葡萄糖供应是必不可少的。这种交换大部分是通过大脑中紧密相连的微血管网络进行的。这些网络包括穿透小动脉/小静脉和毛细血管。特别是，毛细血管是低压、小直径(~4-6 m)的管，最大限度地增加血浆和红细胞与血管内皮的表面积和接触时间，通过扩散、促进扩散和主动运输促进氧气和营养的提取。此外，它们每立方毫米脑组织的长度约为0.5-1.3米，占总血管长度的90%以上。这些小血管的重要性不仅体现在它们的丰富性上，还体现在这样一个事实上：平均而言，神经元或神经胶质胞体距离最近的毛细血管大约15-18微米，而树突棘只有13微米远。微血管血流紊乱通常发生在中风、高血压或阿尔茨海默病等神经退行性疾病中，会导致神经元回路功能障碍和神经功能障碍。

考虑到大脑对新陈代谢的巨大需求，糖尿病(DM)等能量代谢紊乱对大脑微循环和功能产生有害影响也就不足为奇了。糖尿病一般有两种表现形式，即1型和2型，均以异常高的血糖水平为特征。然而，这两种形式的糖尿病有许多重要的区别。例如，T1 DM占所有病例的5%-10%，通常出现在生命早期。T1糖尿病是由胰腺中胰岛素分泌细胞的自身免疫攻击引起的，导致胰岛素分泌细胞的破坏，从而需要终生胰岛素治疗。另一方面，2型糖尿病占大多数病例，由于进行性胰岛素抵抗而在晚年出现，并接受各种降低血糖水平的药物治疗。与T1糖尿病不同的是，T2 DM通常与肥胖、高脂血症和高血压等其他共病疾病并存。此外，两种糖尿病的宏观和微血管并发症如视网膜病变、肢体缺血/截肢、心脏和肾脏疾病的发生率和病理生理学也有所不同。不足为奇的是，用于理解病理生理学的动物模型有很大不同。T1 DM模型通常采用化学或基因破坏产生胰岛素的胰腺细胞并导致高血糖，而T2 DM模型侧重于饮食控制(高卡路里/脂肪饮食)或基因突变，这些突变破坏了胰岛素信号、能量平衡，通常会导致肥胖。鉴于T1和T2 DM在病因、临床表现、血管并发症、治疗和动物模型等方面的重要差异，以及最近关于T2 DM或代谢综合征对脑微循环和功能的影响已有很好的综述，本文将重点介绍T1 DM。

高血糖如何影响调节脑血流的信号机制的示意图

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34171341/

作者先简要讨论在人类和动物模型中强调T1 DM对认知功能的影响的研究。然后，作者重点介绍在理解这些认知效应的病理生理学方面的最新进展，特别是当它与微血管系统的变化有关时，微血管系统现在被认为是大脑功能的关键决定因素。本文总结了到目前为止所取得的进展，找出知识差距，并提出新的研究路线，这将有助于在T1 DM和认知障碍的微血管基础之间得出更确凿的联系。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Sorabh Sharma, Craig E. Brown. Microvascular basis of cognitive impairment in type 1 diabetes. Pharmacol Ther. 2021 Jun 22;107929.