在世界上首報2型糖尿病尿核糖異常升高

文/赫榮喬

中國科學院生物物理研究所 北京 100101

在世界上首報2型糖尿病尿核糖異常升高

文/赫榮喬

中國科學院生物物理研究所 北京 100101

核糖，2型糖尿病，核糖代謝失調

DOI 10.3969/j.issn.1000-3045.2013.06.015

自1815 年法國化學家Chevreul發現糖尿病患者尿液中含有葡萄糖以來，歷時198年，糖尿病被認為是一組以慢性血葡萄糖（簡稱血糖）水平增高為特征的代謝病群。然而，廣泛存在于機體內的核糖(D-ribose)，在糖尿病及其并發癥的研究中卻被忽略。

由于核糖是合成ATP的原料，能夠迅速被細胞利用，產生各種生物學效應。因此，核糖作為能量補充劑，通過口服促進機體能量代謝而被廣泛使用。有國外學者建議糖尿病患者口服核糖，以提供其能量，從而防止葡萄糖升高的危害。這種治療方式，源于在口服核糖時，血葡萄糖濃度發生降低。從而認為服用核糖，可以控制糖尿病血中的葡萄糖的濃度。這也是核糖的危害在糖尿病研究中長期被忽略的緣故。

由于核糖五碳環的不穩定性，使得核糖較葡萄糖具有更為活潑的醛基。核糖存在于細胞內外，是RNA、ATP、GTP、DNA、輔酶以及維生素的組成部分，在生物體系中具有不可替代的重要作用。中科院生物物理所腦與認知科學國家重點實驗室比較了核糖與葡萄糖在牛血清白蛋白（BSA）非酶促糖基化過程中的動力學性質，其結果顯示，核糖使蛋白質糖基化速度顯著快于葡萄糖，且能夠快速形成具有細胞毒性的糖基化終末產 物（advanced glycation end products,AGEs）。

采用神經 Tau 蛋白和 a-突觸核蛋白作為研究對象，也證明了核糖在非酶促糖基化過程中的活潑性質。通過腹腔注射核糖可以造成小鼠空間認知的損傷，在相同條件下，葡萄糖則沒有表現出對其認知功能的損傷。核糖可以自由通過血腦屏障，與腦內蛋白質進行非酶促糖基化反應，形成AGEs，從而導致神經細胞代謝失調，甚至死亡。

核糖可以從食物中攝取，也可以通過葡萄糖合成途徑，形成5-磷酸核糖，但其過程復雜、速度相對慢。2型糖尿病患者體內核糖的異常升高，其病理學機制尚不清楚，需要進一步研究闡明。人血核糖含量約為20—100 mmol/L，其濃度低于血葡萄糖。因此，測定體內的核糖，需要分辨率較高的定

量分析技術。中科院生物物理所腦與認知科學國家重點實驗室在 Castells分析還原糖方法的基礎上進行了改良，解決了在臨床上測定尿核糖的技術問題。對30 名2型糖尿病臨床患者和30 名同齡正常人的尿核糖及葡萄糖進行了分析。結果表明，2型糖尿病患者尿中的核糖濃度顯著高于正常對照（圖1），提示2型糖尿病不但存在葡萄糖代謝失調，而且存在核糖代謝失調。

糖尿病的危害主要來自于并發癥，如中樞神經系統、腎、心血管等損害及其功能障礙等。因此，核糖是否在2型糖尿病并發癥中起作用，值得高度重視，其理由是：（1）2型糖尿病患者尿核糖顯著高于正常對照，提示其血中的核糖水平也相對較高；（2）核糖廣泛存在于機體內的各個組織器官；（3）核糖能夠迅速導致蛋白質糖基化，生成AGEs，相比之下，葡萄糖則明顯較慢；（4）相同條件下，蛋白質核糖糖基化產物的細胞毒性遠較葡萄糖的產物強；（5）核糖容易透過血腦屏障，引起中樞神經系統蛋白質糖基化和AGEs的累積。

2型糖尿病患者的尿核糖異常升高這一現象的發現告訴我們，糖尿病患者口服核糖可能存在健康安全問題。小鼠核糖實驗顯示，腹腔注射核糖可以降低小鼠血葡萄糖的濃度，但其糖化血清蛋白卻明顯升高。核糖與蛋白質反應所形成的AGEs在腦內慢性積累，造成中樞神經系統的損傷。由于目前在臨床上只檢測糖尿病患者血葡萄糖的濃度，僅以葡萄糖濃度作為診斷和觀察糖尿病及其發展進程，而核糖能夠在一定程度上降低血葡萄糖濃度，成為一種“降血糖的假象”，嚴重的是，核糖與蛋白質反應形成的AGEs及其細胞毒性危害著糖尿病患者的健康，這一點值得國內外同行與廣大糖尿病患者注意和重視。

圖1 2型糖尿病患者尿核糖異常升高

赫榮喬 中科院生物物理所研究員。1955年出生。1982畢業于四川省瀘州醫學院醫療系，1986年中科院微生物所（北京）碩士研究生畢業，1989年獲中科院生物物理所（北京）理學博士。研究方向為老年認知損傷的生物學機制。曾在英國劍橋大學、加拿大 McGill大學、美國紐約州老年病基礎研究所等高校和學術機構留學和訪問。國家“973”計劃“人口與健康”咨詢專家組成員；中國生物化學與分子生物學會副理事長；北京市神經科學學會常務理事；《微生物學通報》主編；《生物化學與生物物理進展》副主編；Science China Life Sciences,Journal of Alzheimer's Disease,Biochimica Biophysica Acta-General Subjects及 Frontiers in Neuroscience等雜志編委；中科院大學、清華大學兼職教授。提出和研究了“內源甲醛代謝失調是老年認知損傷的危險因素”；發現和研究了“2 型糖尿病核糖代謝失調”。E-mail:herq@sun5.ibp. ac.cn

* 修改稿收到日期：2013年11月1日