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眾所周知，糖尿病對血管系統造成嚴重破壞。事實上，由糖尿病引起的血管併發症是美國失明、腎功能衰竭和心血管問題的主要原因。然而，將影響 2600 萬美國人的糖尿病與病態血管聯絡起來的生理機制卻知之甚少。
研究人員現在已經確定了兩種酶之間的關鍵相互作用，這可能有助於連線胰島素控制和血管完整性之間的點。這兩種酶協同工作以調節一氧化氮的產生，一氧化氮是一種使血管放鬆的氣體。在小鼠身上顯示的這些發現可能為旨在預防和抵消血管損傷的藥物提供靶點。
華盛頓大學聖路易斯醫學院的 Clay Semenkovich 說：“可悲的是，大多數糖尿病患者將死於血管併發症。”他是 1 月 28 日發表在《生物化學雜誌》上的研究的合著者。糖尿病會導致與常見心血管問題（如中風和心臟病）相關的大血管損傷，但糖尿病也會惡化眼睛、腎臟和神經周圍的小血管。“小血管疾病是糖尿病特有的，而大血管疾病也發生在沒有糖尿病的人身上，尤其是吸菸者，”Semenkovich 說。
作為一種代謝疾病，糖尿病會引起一系列問題，其中許多問題與血液中高水平的葡萄糖和脂質有關。“糖和脂肪的增加會促進氧化應激——產生過量的氧自由基，從而損害血管，”Semenkovich 說。這種損害表現為炎症。一氧化氮由酶一氧化氮合酶 (NOS) 產生，有助於減少炎症。然而，NOS 只有在透過一種稱為棕櫚酸鹽的常見脂肪酸附著到血管的內皮（內膜）時才能發揮作用。
Semenkovich 說：“這種脂肪酸含量豐富，因此人們認為 NOS 會使用任何可用的棕櫚酸鹽將自身錨定到膜上。”“令人驚訝的是，我們發現情況並非如此。”相反，研究人員發現 NOS 需要由脂肪酸合酶 (FAS) 合成的棕櫚酸鹽，脂肪酸合酶是一種受胰島素調節的酶。沒有 FAS，NOS 就無法正確附著到內皮上。由於胰島素缺乏或抵抗，糖尿病患者的 FAS 水平較低，而這種 FAS 缺乏可能是他們更容易受到血管損傷的根本原因。
研究人員透過研究內皮細胞中缺乏 FAS 的基因敲除小鼠（經過基因工程改造以關閉特定基因）來梳理出這種關聯。這些所謂的 FASTie 小鼠的總 NOS 水平正常，但內皮附著的 NOS 缺乏。分子研究證實 FAS 和 NOS 物理結合在一起。
FASTie 小鼠的血管“滲漏”，血管生成受損，這意味著它們在動脈損傷後恢復血流的能力較差。在糖尿病患者中，血管生成缺陷與周圍血管疾病有關，周圍血管疾病通常會導致截肢。
Semenkovich 說：“這些發現為糖尿病血管損傷提供了一個出人意料的簡單機制。”他建議，恢復 FAS 活性將是應對糖尿病血管損傷的一種新穎治療方法。
波士頓 Joslin 糖尿病中心首席科學官 George King 說：“由於糖尿病的患病風險正以流行病比例增加，因此確定糖尿病血管併發症的新療法至關重要。”他沒有參與這項研究。King 認為，FAS 和脂質異常的作用是理解內皮功能障礙的“令人興奮的新想法”，但它們對糖尿病微血管併發症的具體貢獻尚不清楚。
將這些原理驗證發現升級為治療應用仍有很大的障礙需要克服。糖尿病小鼠模型並非總能很好地轉化為人類，常用的基因敲除小鼠代表了一種極端情況。King 說，問題仍然是，“你可以做出更小的改變並且仍然有效嗎？”
明確的是，FAS-NOS 機制只是眾多促成因素之一。除了研究因果機制外，研究團隊還在研究保護劑，例如抗氧化劑，以幫助身體抵抗損傷。
理解和治療糖尿病相關血管疾病的困難反映了糖尿病本身錯綜複雜的複雜性。這是一種影響大量代謝物的疾病，而代謝物是身體燃料的基礎。最重要的是，糖尿病還會影響許多組織，這些組織以不同的方式處理燃料代謝。“一種單一的途徑不太可能引起所有併發症，”King 說。