(二)西医
1.病因
近年来,对于DN的病因进行了大量研究,取得了很大的成就。认为遗传易感性及高血糖(环境因素)是DN发生的启动因素,它们之间的相互作用导致DN的发生与发展。当然环境因素还包括高血脂、高血压等其他因素。
(1)遗传易感性
近来研究发现,DN有家庭聚集现象,无论是在1型糖尿病或2型糖尿病患者,如果先天病例并发DN,他的兄弟姐妹患糖尿病后DN的发生率要明显增加。有统计资料表明,即使血糖控制很差,1型糖尿病患者仅有35%最终发展为终末期DN。有些患者,即使是严格控制血糖接近正常,虽可明显改善或预防DN,但亦不能完全防止DN的发生与发展。因此目前已经有线索提示DN具有遗传易感性。
①易感模式 目前推测DN的易感模式有3种:1)主要基因效应;2)平均基因效应;3)多基因效应或微小基因效应。
②易感基因 已经有许多学者在寻找DN的易感基因,而且亦发现了几个可能的候选基因,但尚未得出一致的结论。
(2)高血糖
DN的发生、发展除了与遗传有关外,高血糖也起着非常重要的作用。大量研究均显示严格控制血糖可显著降低发生DN的危险性。高血糖又是如何导致DN,这一点尚未完全阐明。但是许多研究显示,高血糖可激活肾许多局部内分泌激素(或细胞因子),目前的研究发现这些物质与DN的发生发展有密切关系。当然DN的发生机制还包括血液流变学异常、红细胞带氧功能障碍、山梨醇旁路亢进等因素,不过这些因素或多或少与肾脏局部内分泌激素有关。
①肾素血管紧张素系统 研究发现,糖尿病大鼠肾组织中肾素血管肾张素水平明显增高,肾组织中AT1R表达亦明显增加,而且临床及实验研究均证明应用ACEI制剂能有效预防DN的发生与发展。
②肾脏局部生长因子 研究发现,多种肾脏局部生长因子均与DN的发生、发展密切相关,如胰岛素样生长因子、血小板生长因子及转化生长因子β等,它们可刺激肾系膜细胞增殖、系膜外基质沉积增加。其中TGF-β1研究较多,有研究显示,糖尿病大鼠肾组织中TGF-β1表达明显增加,重要的是应用ACE抑制剂后又可明显下降。因此,认为其在DN发病中可能起着关键性作用。
③内皮素(endothelin,ET) ET具有强烈的收缩血管作用,其中以ET1作用最强。目前已知它可刺激肾系膜细胞增殖。实验研究发现,糖尿病大鼠肾组织中ET1及其受体表达均明显增加,而且应用ET1受体拮抗剂可防治DN。另外,体外研究显示TGF-β1可增加肾小管细胞ET1表达。
④一氧化氮(NO) NO有强烈扩张血管作用,它是在NO合成酶作用下由L-精氨酸作供体合成的。研究提示,NO可保护DM大鼠后期的肾小球病变,防止DN的发生与发展。保护DM大鼠后期的肾小球病变,同时有许多证据显示肾组织NO与ATⅡ及TGF-β1之间可相互调节。
(3)高血压
高血压与DN发病的关联,意见尚有分歧,有人认为原发性高血压的遗传倾向决定和至少部分决定DN的易感性。另有人认为高血压系继发于糖尿病肾病,不过,高血压可加速DN的发展和肾功能减退。流行病学调查发现糖尿病患者中高血压的发生率是非糖尿病患者的2倍。
(4)血脂代谢紊乱(https://www.daowen.com)
血脂升高尤其是胆固醇增高致肾小球微血管内微小脂栓形成,低密度脂蛋白对肾小球系膜的毒性作用使系膜对大分子物质的清除作用减弱,导致系膜区扩大,引起糖尿病肾病的发生、发展。
2.病理
(1)发病机理
①血流动力学改变 动物实验证明,几乎在糖尿病出现的同时,就可见到肾小球肥大和肾小球高滤过状态。高滤过状态的出现与血糖升高有关,但确切的原因仍未明了。有人提出高滤过状态引起或加重糖尿病肾病,因为有人观察到,在肾大部切除后,残存肾中的肾小球出现高滤过,并发展为肾小球硬化,同时伴系膜扩张,肾小球基底膜增厚,这与在糖尿病性肾硬化中观察到的现象极为相似。也有人提出肾小球内高血压在糖尿病肾病发生中起作用,糖尿病大鼠服用血管紧张素转换酶抑制剂后,肾小球滤过率仍保持超高状态,而血压、肾小球毛细血管压正常,肾小球硬化的程度减轻。类似的实验还有许多,其共同点都是降低血压和肾小球毛细血管压能减轻糖尿病时肾损害的程度。
②糖基化终末产物的作用 长期血糖升高可引起糖基化终产物形成。糖基化终产物的受体存在于肾小球内皮细胞、系膜细胞和单核-巨噬细胞。它能与胶原蛋白、基质蛋白结合,导致促炎症细胞因子的生成并刺激细胞增殖,使系膜细胞收缩和增生,脂蛋白和免疫复合物沉积在肾小球系膜区,最终使肾小球硬化,出现肾功能衰竭。目前欧美一些国家正准备计划将氨基胍(糖基化终产物抑制剂)应用于人类,以预防和阻止糖尿病肾病的发生发展。
③多元醇途径的激活 在正常情况下,醛糖还原酶和多元醇途径相对是不活动的,血中葡萄糖浓度长期过高,导致葡萄糖自由进入细胞内,通过多元醇途径,在醛糖还原酶的作用下转化为山梨醇。细胞内山梨醇浓度的异常增多会使细胞肿胀和破坏,并导致肌醇浓度的降低,最终使膜磷脂酰肌醇的合成减少,引起细胞膜Na-K-ATP酶活性降低而导致细胞功能与结构的异常。同时,细胞内醛糖、醇糖增多,使细胞外基质胶原增多,基底膜增厚。
④细胞生长因子的作用 在糖尿病大鼠的肾小球中,人们发现许多细胞生长因子mRNA水平上调。在链脲佐菌素制成的糖尿病大鼠模型后的第24周,肿瘤坏死因子、血小板生长因子β、转化生长因子β、纤维生长因子水平都增加。这些细胞生长因子引起糖尿病大鼠肾内皮细胞、系膜细胞增生,肾小球基膜增厚、系膜区扩大。这都强烈提示上述物质在糖尿病肾病发病过程中的作用。用生长激素抑制剂可降低生长激素的水平,可减轻1型糖尿病的肾单位肥大,肾小球滤过率降低。
⑤其他 遗传因素在糖尿病肾病的发病过程中可能起到直接的作用。临床资料显示,一部分糖尿病病程很长的患者并不出现糖尿病肾病。近年来人们在对血管紧张素转换酶基因多态性研究中发现,糖尿病肾病的出现和某些基因型有密切的关系,这都提示糖尿病肾病与遗传有一定关系。
(2)病理改变
①肾脏肥大 出现在糖尿病早期阶段,超声波、静脉肾盂造影检查显示肾脏的体积增大20%~40%。在显微镜下,肾小球和肾小管均有不同的增大,肾小球血流量和滤过率明显增加。有人在糖尿病大鼠的肾中观察到,肾小球的肥大和肾小球滤过率增高存在正相关关系,在此阶段无尿蛋白的排出。
②肾小球硬化 随着病程的发展,血糖未得到良好控制,并可能伴有高血压,肾小球高滤过状态持续存在。肾小球毛细血管基底膜增厚、系膜区有基质沉积、系膜区扩大,进一步发展即出现肾小球硬化。根据其特点可将其分为结节型肾小球硬化和弥漫型肾小球硬化。1)结节型肾小球硬化:这是糖尿病肾病的病理性改变。在显微镜下可观察到结节呈圆形、椭圆形,直径为20~200nm,内有透明样物质沉积,PAS染色阳性。分布于肾小球周边的毛细血管网及系膜区。大小不一,有些结节可累及数个肾小球,而在一些肾小球内却可出现多个结节。这些结节的出现可使肾小球毛细血管腔闭塞,肾小球塌陷。2)弥漫型肾小球硬化:较结节型多见,且硬化程度较轻,出现早。病变范围广泛,在肾小球毛细血管壁上和系膜内有透明样物质沉积,PAS染色阳性,肾小球基底膜普遍增厚2~3倍,晚期甚至达10倍之多,系膜区基质也大量增多,随着病情的发展,增加的基质和增厚的基底膜可使肾小球毛细血管管腔闭塞,肾小球塌陷。弥漫型肾小球硬化虽然多见,却并非糖尿病肾病所特有。
③肾小球渗出性病变 在糖尿病肾病中较为少见,也无特异性。一般可见两种改变:一种是包囊内小滴样改变,由球蛋白、白蛋白和黏多糖等物质积蓄在肾小球毛细血管外周,形成新月体,也可积蓄在球囊内,使肾小球毛细血管腔闭塞;另一种为纤维蛋白样帽,发生在肾小球毛细血管袢的外周,伊红染色强阳性。
④肾小管、间质损害 在肾上皮细胞内可见颗粒和空泡样变性,属退行性变。空泡内可含有糖原和脂质,在糖尿病肾病晚期,肾小管出现萎缩,肾小管基底膜增厚。现认为肾小管的上述改变无特异性,对诊断和预后的判断意义不大。肾间质损害可包括水肿,淋巴细胞、单核细胞、浆细胞和中性粒细胞浸润,晚期出现纤维化,这些改变属非感染性炎症改变。