铁在葡萄糖代谢中的生物作用

铁是一种微量矿物,对众多生理过程至关重要,包括通过血红素输送氧气、线粒体活性能生产以及新陈代谢的关键酶反应。 在糖尿病方面,铁参与葡萄糖调节是多方面的。 胰腺β细胞中的铁影响胰岛素合成和分泌,以及肌肉和脂肪等外围组织中的胰岛素信号。 当铁含量偏离最佳范围时,无论是太低还是太高,脂质活性蛋白的微妙平衡都会被破坏。 机体严格控制了铁链吸收和通过激素异丁循环循环循环,而激素异丁本身由铁库、炎症和红血活性调节。 这种调控体系的混乱常见于新陈代谢疾病,并且可以先于糖尿病,或者恶化糖尿病。

铁和胰岛素信号

胰岛素信号化依赖于胰岛素与受体结合时引发的一连串磷酸化事件. 铁是包括通心肌激酶在内的这一途径中涉及的酶的共因. 美国糖尿病协会期刊所记载的研究 表明,缺铁会损害胰岛素受体下蛋白的表达,导致细胞接受葡萄糖减少. 反之,超铁可能会通过氧化应激机制促进胰岛素受体下皮的降解来干扰胰岛素信号. 微妙的平衡意味着,缺血和超载都能够使细胞对胰岛素作出反应的能力受到削弱,导致高血糖分泌.

铁和氧化性应激

铁在芬通化学中参与过氧化氢反应生成高活性羟基. 虽然这一过程对某些免疫功能至关重要,但是不受控制的铁积累会放大氧化应激. 氧化性应激损伤胰腺β细胞,会减少胰岛素分泌,并会促进胰岛素抗药性. 铁的双重作用——既是一种必要的营养素,又是一种潜在的亲氧化剂——强调了维持铁自旋对代谢健康的重要性. β细胞由于抗氧化酶表达率低而特别脆弱;由铁介质氧化损伤可以加速其功能障碍和发作,这是一型和二型糖尿病的特征.

将缺铁和糖尿病联系起来的证据

缺铁是全球最常见的营养缺乏症之一,在糖尿病患者中,其发病率似乎上升了。 两者关系是双向的:糖尿病的神经病引起的胃肠道并发症或减少铁吸收的药物等机制,可以导致缺铁,而缺铁可能恶化对甘油的控制。 事实证明,二型糖尿病的一线疗法Metformin通过干扰二价金属运输器1和增加肠道pH,可以减少铁的吸收。 随着时间的推移,这可以消耗铁库,特别是边缘摄入的病人。

糖尿病居民缺铁率

疾病控制和预防中心的观察数据表明,2型糖尿病患者中25%可能同时出现缺铁性贫血,而一般人群中这一比例约为15%。 风险因素包括慢性肾病(糖尿病常见)和动物来源的肝铁摄入量不足。糖尿病患者,特别是育龄妇女,由于月经缺铁而面临额外风险。 此外,糖尿病患者的老年患者往往患有次临床炎症,可以提升胎儿的血压并遮盖缺铁性,从而对诊断产生挑战。 真正的发病率可能高于仅使用胎儿血压作为标记的报导。

缺铁对甘油控制的影响

缺铁性贫血会导致疲劳、运动耐受性降低和认知功能受损,所有这些都间接地挑战了糖尿病自我管理。 更直接的是,缺铁性改变了肠道中葡萄糖的吸收,并改变了肝脏中依赖铁的酶调节葡萄糖活性。 在国家医学图书馆发表的一份系统性评论发现,在缺铁性糖尿病患者中纠正缺铁性水平平均提高0.4–0.6 % , 这表明解决缺铁性能可以增强甘油性能。 效果大小在临床上是有意义的,可以与增加第二口腔低血剂相比。 然而,中度至重度贫血患者的改善最为一致;那些轻微缺乏营养的患者可能发现好处较小。

铁过载及其与糖尿病的关联

反面,铁超载 — — 以体内铁储量过多为特征 — — 是发展出2型糖尿病的既定风险因素. 遗传性肝细胞瘤,频繁输血,口服铁摄入过多等情况可能导致病理铁积聚. 铁超载与糖尿病的关系几十年来已得到承认,临床试验表明,由发热切除引起的铁减量提高了胰岛素的敏感性. 即使在一般人群中,正常范围内的高倍体力水平也与出事糖尿病独立相关,表明风险是连续的.

出血性硬化和2型糖尿病风险

遗传性肝细胞瘤是一种自体性沉积障碍,导致饮食中无节制地吸收铁。 没有治疗,肝脏、心脏、胰腺和关节中就会出现铁沉积。 研究估计,25-50%的未治疗出血性肝细胞瘤的人会发展出糖尿病。 该机制既包括铁积聚造成的直接β细胞损伤,也包括肝胰岛素抗药性增强。 早期诊断和铁耗竭疗法可以降低这些人群的糖尿病发病率。 值得注意的是,即使是HFE C282Y突变的异性携带者,也可能略有上升的铁指数,以及糖尿病风险略有增加,特别是如果存在肥胖等其他风险因素的话。

铁诱导胰岛素抵抗机制

超量铁通过多条途径促进胰岛素抗药性。 首先,铁催化了反应性氧物种的生产,这些物质激活了JNK和IKKβ等对压力敏感的基酶,这些基酶使磷酸胰岛素受体下垂并抑制下游信号。 其次,铁在二聚细胞中积聚,改变了脂肪分泌,如甲苯丙胺和利普丁,从而调和了胰岛素的敏感性。 第三,肝铁超量削弱了胰岛素抑制高血糖的能力,助长了高血糖性贫血。 这些机制解释了为什么高血糖素水平,即使在正常范围内,与发病率糖尿病的较高有关。 此外,铁超量加剧了非酒精脂肪肝脏疾病,而这种疾病又会独立地恶化了胰岛素抗药性。

铁辅能改善糖尿病结果吗?.

铁辅料可能改善糖尿病结果的前提是假设纠正非最佳铁状态可以恢复代谢功能。 但是,证据是细微的,并且取决于具体情况。 补充的好处在铁缺乏者中最为明显,而不加区分的使用则可能造成伤害。 关键在于确定哪些患者真正需要铁,并确保补充物有针对性地和监测。

铁-脱裂性糖尿病中铁补充的研究

研究糖尿病缺铁患者补铁的临床试验报告结果喜忧参半,但一般是正面的。 涉及150名2型糖尿病贫血患者的随机控制试验发现,六个月口服铁疗法导致与安慰剂相比,葡萄糖、HbA1c和HOMA-IR(胰岛素耐受性)的禁食性显著提高。 然而,只有基线转移剂饱和度低于20%的参与者才观察到这些好处。 在正常铁库患者中,没有明显改善,强调了定向疗法的重要性。 对缺铁患者的另一项研究报告,在补铁后,早干预可防止糖尿病的发生。

通过贫血症矫正的间接福利

除了直接代谢效应外,铁补充剂还可以通过缓解贫血症状间接改善糖尿病的产生结果。 与缺铁相关的发作和抑郁症会妨碍对糖尿病治疗计划(包括药物合规性、饮食监测和身体活动)的坚持。 通过恢复能量水平和认知功能,铁治疗可以使患者更有效地参与自我护理。 此外,纠正贫血症可以改善心血管功能并降低心血管事件的风险,而心血管事件是糖尿病常见的症状。 更好的氧气化也支持伤口愈合,这是糖尿病脚部护理中的一个关键问题。

无监督地补充铁的风险

铁辅料是场外药物,通常被认为是无害的,但它们带来很大风险,特别是在糖尿病患者中。 铁毒性、胰岛素抗药性加剧和胃肠道副作用的可能性需要医疗监督。 许多人未经检测就自我补充,这会导致有害的铁超载,特别是在那些经诊断为无血色素病或慢性炎症的人中。

铁毒性和氧化性损害

急性铁过量会导致呕吐、肝衰竭和代谢酸化。 慢性摄入量过大,即使是在中度,也能提高血清的紧张度并增加氧化应激。 对于已经加重了氧化负载的糖尿病患者,额外的铁会加速血管并发症,包括肾上腺病和肾上腺病。 NIH 营养补充办公室[建议不要例行补充铁而无记录的缺乏。 在患有慢性肾病的糖尿病患者中,铁超载会进一步损害肾功能,结果会恶化。

刺激胰岛素抗药性

此前已经讨论过,铁超载加剧了胰岛素抗药性。 对患有代谢综合征的非脑性成年人的研究发现,六个星期的铁补充量使HOMA-IR增加了12%,并减少了胰岛素刺激性葡萄糖处理。 此外,超载铁超载者,如肝细胞瘤基因突变的异氧酶,即使是适度的补充剂量也能使平衡向代谢功能失调倾斜。 尤其令人关注的是,许多患有2型糖尿病的人的倍增性素水平不一定反映过多的铁储存量,而是引起炎症。 与此相关的补充剂可能会被抑制。 此外,超量铁可以促进高级克氏最终产物的形成,从而导致糖尿病并发症。

关于糖尿病铁管的临床建议

鉴于铁质状态和糖尿病之间的复杂相互作用,必须采用个性化方法。 医疗保健人员在根据个人风险状况建议补充和调整干预措施之前,应先评估铁质参数。 目前不建议对缺铁进行普遍筛查,但针对贫血患者或那些有不明原因疲劳症或甘油控制不良的患者进行定向检测是审慎的。

铁质状态诊断测试

标准测试包括:血清Ferritin、转移内酯饱和度、铁质总活性(TIBC)和完全血清检测贫血。然而,Ferritin是一种急性相位反应剂,在炎症条件下,包括肥胖和慢性肾病,可以升高,在糖尿病中常见。因此, 国家糖尿病和消化和肾病研究所建议使用多标记来区分缺铁与炎引起的高活性血症。溶性转移林受体水平可能使这种情况下更为特殊。在同时发生炎症的患者中,20%以下的转移内酯饱和低叶里丁(<30纳克/mL]结合后,强烈表明缺乏铁质,而100-300纳克/mL的Ferritin可能表明缺铁。

安全补充协议

缺铁现象得到证实后,补充剂应该用低剂量(比如每日60-100毫克元素铁)启动,并且每隔3-6个月监测一次以避免过度射出。 由于氧化性应激风险降低,口服铁比静脉注射配方更受欢迎。 维生素C可以增强铁吸收,但应该谨慎地减少胃刺激。 铁超载、肝病或基线倍增的胎儿(女性 > 200纳克/毫升,男性 > 300纳克/毫升)的患者应该避免补充,除非明显不足。 定期跟踪Ferritin和HbA1c的测量可以确保好处大于风险。 铁疗法应该继续下去,直到血球正常化和倍增生达到中常值,然后停止,以防止积累。

未来的研究方向

铁质补充和糖尿病结果的理解还存在一些差距。 需要大规模、长期的随机控制试验来评估铁质再生对糖尿病并发症的影响,包括神经病、肾上腺病和心血管疾病。 此外,研究应该探索铁质管理策略是否能够根据HFE、TMPRSS6和TF等调节铁质基因的基因变异量量定制。 最后,他米与糖尿病增生的非血热源的饮食铁质摄入作用需要进一步调查,因为植物饮食可以减轻铁质负担并增强胰岛素敏感性。 铁、肠道微生物和葡萄糖代谢之间的相互作用是另一个新兴领域,可以揭示出新的治疗目标。

结论

铁补充剂只有在确诊缺铁的情况下才能为糖尿病的结果提供潜在好处。 在这种情况下,纠正贫血症可以提高能量水平、提高生活质量并适度地改善甘油控制。 但是,未经监督的补铁风险——包括氧化性应激、胰岛素抗药性加剧和铁毒性——是巨大的,而且往往得不到充分重视。 以循证协议为指导的彻底诊断评估对于确保安全有效的铁管理至关重要。 随着研究的发展,将铁状态评估纳入常规糖尿病护理可能释放出新的机会,实现个性化代谢疗法。 临床医生和病人都必须认识到铁是糖尿病中的一把双刃:需要谨慎处理才能在不造成损害的情况下获得铁的惠益。