低血糖是一種由多種病因?qū)е碌呐R床綜合征，也是糖尿病治療中需要跨越的障礙。對(duì)于糖尿病患者，低血糖被定義為所有會(huì)使患者面臨傷害的血漿葡萄糖濃度異常降低，無論有無癥狀[1]，其實(shí)驗(yàn)室診斷標(biāo)準(zhǔn)為≤3.9 mmol/L（70 mg/dl）。低血糖對(duì)于糖尿病患者的血糖值達(dá)標(biāo)及預(yù)后產(chǎn)生不利影響。目前臨床上對(duì)于嚴(yán)重低血糖的標(biāo)準(zhǔn)治療方法是經(jīng)靜脈注射葡萄糖[2]，但動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究觀察到葡萄糖再灌注的過程可進(jìn)一步加重原有低血糖損傷，發(fā)生再灌注損傷的輸入葡萄糖時(shí)機(jī)和節(jié)點(diǎn)尚不清楚，機(jī)制也未明了。

　　一、低血糖發(fā)生的危險(xiǎn)因素

　　糖尿病的類型和病程對(duì)低血糖的發(fā)生產(chǎn)生影響。初診的1型糖尿病患者每年發(fā)生嚴(yán)重低血糖事件的概率為20%，而這個(gè)比例在長病程的患者中可增加至50%。由于2型糖尿病患者數(shù)量遠(yuǎn)多于1型糖尿病患者，尤其對(duì)于接受胰島素治療的2型糖尿病患者，病程后期隨著強(qiáng)化治療及嚴(yán)格的血糖控制，低血糖的風(fēng)險(xiǎn)可大大增高，因此2型糖尿病患者的低血糖問題更應(yīng)得到重視。文化水平低、治療依從性差均可導(dǎo)致對(duì)血糖監(jiān)測不積極而增加低血糖發(fā)生率[2]。控制糖尿病患者心血管風(fēng)險(xiǎn)行動(dòng)計(jì)劃、糖尿病與血管疾病行動(dòng)研究、美國退伍軍人糖尿病研究三項(xiàng)臨床研究已發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)化降糖治療能顯著增加患者的低血糖和嚴(yán)重低血糖事件的發(fā)生[3]。增齡是低血糖發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。老年患者常伴發(fā)多種疾病，多種藥物聯(lián)合使用在一定程度上會(huì)影響患者的血糖代謝[4]。單用胰島素治療患者的低血糖發(fā)生率最高。二甲雙胍單藥治療和噻唑烷二酮類藥物單藥治療的低血糖發(fā)生率較低[5]。

　　二、低血糖的危害和相應(yīng)的病理改變

　　1．低血糖增加心血管事件：

　　多項(xiàng)研究證實(shí)低血糖增加伴有心血管疾病的2型糖尿病患者的死亡率[6，7]，急性低血糖發(fā)作時(shí)交感神經(jīng)過度興奮，引起血流動(dòng)力學(xué)的改變，包括：心率增快、中心血壓下降，外周動(dòng)脈阻力下降等，這種短暫的心臟負(fù)荷增加對(duì)于長病程合并心血管疾病的2型糖尿病患者會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)性后果[8，9]。

　　2．低血糖造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害：

　　低血糖時(shí)神經(jīng)細(xì)胞腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的消耗：低血糖常常會(huì)引起腦能量缺失，從而引發(fā)腦功能受損，極重度低血糖會(huì)引起腦死亡。腦組織中首先攝取葡萄糖的是圍繞毛細(xì)血管的星形膠質(zhì)細(xì)胞，該細(xì)胞中存儲(chǔ)糖原，氧化分解糖原產(chǎn)生乳酸，且消耗糖原速度較為緩慢。神經(jīng)元細(xì)胞通過單羥基循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)體攝取星形膠質(zhì)細(xì)胞中的乳酸，經(jīng)過三羧酸循環(huán)生成ATP維持神經(jīng)元功能。低血糖動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)[10]，當(dāng)血糖驟然降低至1 mmol/L，大鼠腦電圖中驟然出現(xiàn)等位線，此時(shí)大鼠腦細(xì)胞內(nèi)外的鉀離子濃度梯度消失，說明在極低血糖狀態(tài)下，大腦中的ATP會(huì)突然耗盡，繼而依靠ATP的一系列電活動(dòng)將停止。提示在發(fā)生低血糖狀態(tài)時(shí)，由于星形膠質(zhì)細(xì)胞中殘余糖原的存在，大腦中的ATP不會(huì)馬上消失殆盡，未意識(shí)到這種特性并未能在極低血糖之前攝取適量葡萄糖以糾正低血糖是極其危險(xiǎn)的，一旦血糖處于極低狀態(tài)，大腦中的ATP會(huì)迅速耗盡，將引發(fā)不可逆損傷。

　　興奮性氨基酸的毒性作用：興奮性氨基酸（excitatory amino acid，EAA）是廣泛存在于哺乳類動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，參與突觸興奮傳遞，學(xué)習(xí)記憶形成以及與多種神經(jīng)變性疾病有關(guān)。缺血、缺氧、創(chuàng)傷、中毒等因素能觸發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的EAA過度興奮，在能量代謝失衡的基礎(chǔ)上，異常堆積，產(chǎn)生神經(jīng)毒性作用。興奮性氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸、N-甲基-D-天冬氨酸、亮氨酸等。其中谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)含量最高的一種氨基酸。研究發(fā)現(xiàn)低血糖時(shí)，腦組織中興奮性氨基酸水平有所改變，興奮性氨基酸如谷氨酸過度活化在低血糖性腦損傷中發(fā)揮重要作用，谷氨酰胺可以在葡萄糖被剝奪的過程中保護(hù)小腦顆粒神經(jīng)元線粒體膜電位的穩(wěn)定。

　　氧化應(yīng)激增加：活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生是導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的重要因素，細(xì)胞外鋅離子的釋放可誘導(dǎo)活性氧的產(chǎn)生，并與發(fā)生低血糖時(shí)的溫度相關(guān)[11]，而低血糖時(shí)的神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞可被激活，通過釋放ROS來引發(fā)神經(jīng)元損傷。聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶1[poly（ADP-ribose）polymerase-1，PARP-1]是存在于真核細(xì)胞中催化聚腺苷二磷酸糖化的細(xì)胞核酶，在DNA修復(fù)和細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用，酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是糖酵解的必需物質(zhì)，PARP-1會(huì)消耗細(xì)胞質(zhì)中的NAD+使得糖酵解無法正常進(jìn)行，從而加重神經(jīng)元的能量缺失[12]。

　　低血糖誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡：采用鼠腦皮層神經(jīng)元研究低血糖對(duì)神經(jīng)元的影響發(fā)現(xiàn)，低血糖時(shí)伴有神經(jīng)元腺苷釋放增加，細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度發(fā)生變化，血糖濃度越低，神經(jīng)元生存力越弱，通過早期給予A1腺苷受體拮抗劑(8-環(huán)戊基-1，3-丙基黃嘌呤等)，神經(jīng)元生存能力及鈣離子濃度變化可得到扭轉(zhuǎn)，并發(fā)現(xiàn)低血糖可誘導(dǎo)程序性細(xì)胞凋亡前酶即半胱氨酸酶3（caspase-3）的表達(dá)，而A1腺苷受體拮抗劑可逆轉(zhuǎn)低血糖引起的caspase-3激活。結(jié)果表明，低血糖引起腺苷釋放、A1腺苷受體激活導(dǎo)致鈣離子變化，在低血糖引起的神經(jīng)元損傷中起著重要作用。

　　三、低血糖的防范和救治策略

　　指南及專家共識(shí)建議推薦通過加強(qiáng)患者的管理和教育、自我血糖監(jiān)測（SMBG）、個(gè)體化治療等手段減少低血糖的發(fā)生[1]。對(duì)于有癥狀的低血糖，患者應(yīng)該確保速效碳水化合物的即時(shí)供應(yīng)，然后再使用長效碳水化合物預(yù)防癥狀復(fù)發(fā)。1型糖尿病患者及病程長的2型糖尿病患者應(yīng)加強(qiáng)血糖濃度的監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)無癥狀的低血糖，避免血糖進(jìn)一步降低，造成不可逆性中樞神經(jīng)損傷。

　　四、低血糖-葡萄糖再灌注性損傷

　　嚴(yán)重低血糖發(fā)生后給予葡萄糖輸注進(jìn)行救治，研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖輸入過程有可能加重中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷，并與葡萄糖的輸入速度和濃度相關(guān)，葡萄糖再灌注時(shí)高糖誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生增加對(duì)腦細(xì)胞的損傷[10]，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)在鏈霉素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的海馬細(xì)胞中檢測出高于基線的ROS水平，還原型輔酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化酶主要來自于己糖磷酸旁路，葡萄糖可以促進(jìn)NADPH氧化酶亞基P22phox的mRNA表達(dá)，以及蛋白激酶-C的合成和丙酮的形成。Suh等[10]的體外腦細(xì)胞實(shí)驗(yàn)觀察到：缺乏NADPH氧化酶P47phox亞基的低血糖大鼠在經(jīng)歷葡萄糖再灌注后表現(xiàn)出較少的過氧化物生成和較輕微的腦損傷，證實(shí)ROS的產(chǎn)生主要發(fā)生在低血糖后的葡萄糖再灌注過程中，而NADPH氧化酶的激活是產(chǎn)生ROS的主要因素。Suh等[12]的另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，低血糖/葡萄糖再灌注促進(jìn)了血管內(nèi)皮一氧化氮（nitric oxide，NO）的產(chǎn)生，從而引發(fā)了血管中鋅離子的釋放，反過來又會(huì)激活NADPH氧化酶，該氧化酶誘導(dǎo)的ROS的產(chǎn)生又會(huì)使得鋅離子不斷蓄積、PRAP-1的激活、ROS的不斷生成，從而導(dǎo)致細(xì)胞壞死。故提出高選擇性鋅離子螯合劑的使用會(huì)減少再灌注過程中鋅離子的釋放和易位。Ceriello等[13]觀察15例持續(xù)2年內(nèi)無低血糖病史的1型糖尿病患者，予以低血糖鉗夾至血糖(2.9&plusmn;0.1) mmol/L，持續(xù)2 h后再予20%葡萄糖靜脈注射提高血糖水平，糾正血糖水平至正常范圍(4.5 mmol/L)時(shí)，檢測到反映內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激的標(biāo)記物可溶性細(xì)胞間黏附分子1、異前列腺素F2α、硝基酪氨酸和白細(xì)胞介素6較基礎(chǔ)值升高，內(nèi)皮氧化應(yīng)激加重。這些標(biāo)志物在更高灌注水平（15 mmol/L）時(shí)增加更為顯著。褚秀麗等[14]的大鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，極低血糖（<1 mmol/L）后給予葡萄糖再灌注治療，實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組大鼠神經(jīng)元死亡均嚴(yán)重，且>9 mmol/L組大鼠海馬CA1區(qū)和DG區(qū)可見明顯的TUNEL和FBJ染色陽性細(xì)胞，且>9 mmol/L組大鼠行為學(xué)上表現(xiàn)為更明顯的神經(jīng)損傷狀態(tài)，提示低血糖后再灌注速度越快，水平越高腦損害越嚴(yán)重。趙維元[15]的實(shí)驗(yàn)觀察到極低血糖大鼠模型中，再灌注組的神經(jīng)細(xì)胞在HE和TUNEL染色中有壞死的表現(xiàn)。血糖迅速升高至10~15 mmol/L組與迅速升高至1~2 mmol/L組比較，神經(jīng)元表現(xiàn)為更明顯的腫脹、核仁染色加深等凋亡表現(xiàn)。以上實(shí)驗(yàn)均證明了血糖升高速度對(duì)極低血糖大鼠神經(jīng)元的影響，血糖升高過快組相較過慢組，神經(jīng)元壞死程度較重，且其機(jī)制可能為激活了細(xì)胞凋亡，葡萄糖再灌注誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。在體外培養(yǎng)的小鼠腦神經(jīng)瘤細(xì)胞Neruo2α中，低血糖引起神經(jīng)細(xì)胞死亡，且低血糖時(shí)間越長，細(xì)胞死亡越多。低血糖發(fā)生期間，細(xì)胞自噬相關(guān)蛋白—微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（LC3）剪切程度增加、p62蛋白降低、剪切后的caspase-3增多、PARP增加均反映出細(xì)胞自噬增強(qiáng)。如果低血糖后給予葡萄糖再灌注則可以觀察到神經(jīng)細(xì)胞中細(xì)胞自噬的標(biāo)志物caspase-3、溶酶體蛋白酶、組織蛋白酶B/D的異?；罨?。溶酶體蛋白酶抑制劑可使得自噬現(xiàn)象減輕[16]。因此通過對(duì)自噬過程的阻斷可以減輕葡萄糖再灌注損傷。

　　五、低血糖葡萄糖再灌注損傷的應(yīng)對(duì)

　　目前對(duì)于低血糖后葡萄糖再灌注的時(shí)機(jī)及灌注節(jié)點(diǎn)尚無統(tǒng)一結(jié)論，同時(shí)也沒有研究專門針對(duì)葡萄糖再灌注損傷的治療。

　　Shin等[17]的研究中，隨著顱內(nèi)溫度的降低（由40 ℃降至33 ℃），大鼠神經(jīng)元中的鋅離子釋放減少，ROS的合成相應(yīng)減少，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的損傷減輕，說明葡萄糖再灌注腦損傷是溫度依賴性的，通過對(duì)顱內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)可以減輕葡萄糖再灌注引發(fā)的氧化應(yīng)激損傷。Ceriello等[18]在給予15例1型糖尿病患者葡萄糖再灌注的同時(shí)，給予GLP-1的灌注，之前檢測到的氧化應(yīng)激相關(guān)標(biāo)記物明顯減低，而在GLP-1灌注基礎(chǔ)上給予維生素C，標(biāo)記物幾乎接近基線水平，提示GLP-1和維生素C對(duì)于葡萄糖再灌注內(nèi)皮損傷的修復(fù)作用。

　　大量研究證實(shí)轉(zhuǎn)錄因子Nrf-2是細(xì)胞防御機(jī)制中的重要調(diào)節(jié)因子，能抵御廣譜的毒性物質(zhì)和病原體對(duì)細(xì)胞的損傷，McNeilly等[19]觀察到，反復(fù)中度低血糖的1型糖尿病小鼠認(rèn)知功能出現(xiàn)損傷，同時(shí)測到Nrf2和靶基因Hmox-1、Nqo1的表達(dá)增強(qiáng)，而Nrf-2表達(dá)敲除的小鼠，在1型糖尿病狀態(tài)和低血糖狀態(tài)時(shí)均會(huì)發(fā)生海馬的氧化應(yīng)激損傷和炎癥反應(yīng)，從而得出結(jié)論，低血糖會(huì)誘發(fā)Nrf-2依賴的抗氧化反應(yīng)，以此對(duì)抗氧化應(yīng)激損傷。這是否意味著可以以Nrf-2為靶點(diǎn)治療反復(fù)低血糖及葡萄糖再灌注誘發(fā)的氧化應(yīng)激損傷，有待進(jìn)一步研究。

　　α-硫辛酸(alpha-lipoic acid，ALA)是一種天然的抗氧化劑，分子量小，易于通過血腦屏障，能清除活性氧和自由基，螯合金屬離子，再生體內(nèi)的抗氧化劑，從而減弱氧化應(yīng)激。國內(nèi)的一項(xiàng)針對(duì)硫辛酸減輕腦缺血再灌注損傷的研究中[20]，與假手術(shù)組相比，再灌注前腹腔注射ALA的大鼠腦組織中的一氧化氮、一氧化氮合酶等活性顯著降低，推測ALA在葡萄糖再灌注所致氧化應(yīng)激損傷中有治療價(jià)值。

　　六、結(jié)語

　　目前國內(nèi)外針對(duì)糖尿病低血糖及葡萄糖再灌注損傷的研究關(guān)注重點(diǎn)在腦損傷，而機(jī)制方面偏重于細(xì)胞內(nèi)皮的氧化應(yīng)激，缺乏對(duì)其他代謝通路的研究。葡萄糖作為治療低血糖的第一選擇，目前對(duì)葡萄糖的灌注時(shí)機(jī)及怎樣的灌注方法可以最大程度避免再灌注損傷尚無定論，將成為未來研究及討論的重點(diǎn)。