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众所周知，糖尿病对血管系统造成严重破坏。事实上，由糖尿病引起的血管并发症是美国失明、肾功能衰竭和心血管问题的主要原因。然而，将影响 2600 万美国人的糖尿病与病态血管联系起来的生理机制却知之甚少。
研究人员现在已经确定了两种酶之间的关键相互作用，这可能有助于连接胰岛素控制和血管完整性之间的点。这两种酶协同工作以调节一氧化氮的产生，一氧化氮是一种使血管放松的气体。在小鼠身上显示的这些发现可能为旨在预防和抵消血管损伤的药物提供靶点。
华盛顿大学圣路易斯医学院的 Clay Semenkovich 说：“可悲的是，大多数糖尿病患者将死于血管并发症。”他是 1 月 28 日发表在《生物化学杂志》上的研究的合著者。糖尿病会导致与常见心血管问题（如中风和心脏病）相关的大血管损伤，但糖尿病也会恶化眼睛、肾脏和神经周围的小血管。“小血管疾病是糖尿病特有的，而大血管疾病也发生在没有糖尿病的人身上，尤其是吸烟者，”Semenkovich 说。
作为一种代谢疾病，糖尿病会引起一系列问题，其中许多问题与血液中高水平的葡萄糖和脂质有关。“糖和脂肪的增加会促进氧化应激——产生过量的氧自由基，从而损害血管，”Semenkovich 说。这种损害表现为炎症。一氧化氮由酶一氧化氮合酶 (NOS) 产生，有助于减少炎症。然而，NOS 只有在通过一种称为棕榈酸盐的常见脂肪酸附着到血管的内皮（内膜）时才能发挥作用。
Semenkovich 说：“这种脂肪酸含量丰富，因此人们认为 NOS 会使用任何可用的棕榈酸盐将自身锚定到膜上。”“令人惊讶的是，我们发现情况并非如此。”相反，研究人员发现 NOS 需要由脂肪酸合酶 (FAS) 合成的棕榈酸盐，脂肪酸合酶是一种受胰岛素调节的酶。没有 FAS，NOS 就无法正确附着到内皮上。由于胰岛素缺乏或抵抗，糖尿病患者的 FAS 水平较低，而这种 FAS 缺乏可能是他们更容易受到血管损伤的根本原因。
研究人员通过研究内皮细胞中缺乏 FAS 的基因敲除小鼠（经过基因工程改造以关闭特定基因）来梳理出这种关联。这些所谓的 FASTie 小鼠的总 NOS 水平正常，但内皮附着的 NOS 缺乏。分子研究证实 FAS 和 NOS 物理结合在一起。
FASTie 小鼠的血管“渗漏”，血管生成受损，这意味着它们在动脉损伤后恢复血流的能力较差。在糖尿病患者中，血管生成缺陷与周围血管疾病有关，周围血管疾病通常会导致截肢。
Semenkovich 说：“这些发现为糖尿病血管损伤提供了一个出人意料的简单机制。”他建议，恢复 FAS 活性将是应对糖尿病血管损伤的一种新颖治疗方法。
波士顿 Joslin 糖尿病中心首席科学官 George King 说：“由于糖尿病的患病风险正以流行病比例增加，因此确定糖尿病血管并发症的新疗法至关重要。”他没有参与这项研究。King 认为，FAS 和脂质异常的作用是理解内皮功能障碍的“令人兴奋的新想法”，但它们对糖尿病微血管并发症的具体贡献尚不清楚。
将这些原理验证发现升级为治疗应用仍有很大的障碍需要克服。糖尿病小鼠模型并非总能很好地转化为人类，常用的基因敲除小鼠代表了一种极端情况。King 说，问题仍然是，“你可以做出更小的改变并且仍然有效吗？”
明确的是，FAS-NOS 机制只是众多促成因素之一。除了研究因果机制外，研究团队还在研究保护剂，例如抗氧化剂，以帮助身体抵抗损伤。
理解和治疗糖尿病相关血管疾病的困难反映了糖尿病本身错综复杂的复杂性。这是一种影响大量代谢物的疾病，而代谢物是身体燃料的基础。最重要的是，糖尿病还会影响许多组织，这些组织以不同的方式处理燃料代谢。“一种单一的途径不太可能引起所有并发症，”King 说。