新冠影响糖尿病人血糖控制 tDCS可协助控制血糖

据有关报道，新冠肺炎的患者中糖尿病患者感染的比例为10.1%~20.0%。当糖尿病患者感染新型冠状病毒后可引起机体的免疫应激、炎症反应、肝脏损伤;同时相关药物影响，使患者的血糖难以控制，加速病情进展、病死率升高。有相关研究数据表明，COVID-19患者中有一半都伴有各类基础疾病，如糖尿病、心脑血管疾病等，且男性多于女性。

糖尿病患者在被感染后会呈现出明显的血糖波动状况，新冠肺炎引起血糖升高的机制，主要有下面几个：

1、免疫损伤

研究发现，新冠病毒与SRAS病毒(SARS-CoV)的核苷酸同源性达 85%以上，与中东呼吸综合征(MERS-CoV)相似性约 50% 。因此，这两种病毒的作用机制与损伤靶点可能高度相似。

我国学者研究发现，血管紧张素转化酶2(ACE2)在胰腺组织中有表达，SARS-CoV 以这一功能性受体的方式对胰岛细胞进行侵入同时破坏，相应地使糖尿病患病风险增加。而新冠病毒的表面蛋白与细胞 ACE2的亲和力是SARS-CoV的10~20倍。因此，胰腺也是新冠病毒攻击的靶向器官，导致胰岛细胞损伤，从而引起血糖升高。

2、细胞因子风暴

很多类似于冠状病毒感染等相关疾病中，细胞因子风暴是促使患者器官衰竭的一个主要原因。2003年SARS疫情期间，细胞因子风暴引起多器官功能衰竭，导致病死率升高。

研究已经证实炎症因子可引发细胞内炎症反应，启动炎症细胞因子信号转导，最终使得胰岛素敏感细胞内转导胰岛素信号时受到阻碍，诱发组织细胞对于胰岛素的敏感性不强，血糖血脂升高，进而使得胰岛素抵抗产生。另外，炎症细胞因子也会以不同的方式促使胰岛β细胞出现功能或结构障碍，这也是β细胞凋亡的间接原因，所产生的负作用就是胰岛素分泌缺乏，最终会导致血糖升高。

3、肝功能受损

当感染新冠病毒后，患者出现肝组织广泛受损时，其肝细胞合成肝糖原的能力下降，胰高血糖素在肝内的灭活减弱，肝细胞膜上的特异性胰岛素受体数量减少，晚期糖基化终末产物(AGEs)升高等原因，导致胰岛素抵抗，胰岛β细胞功能衰竭，进一步引起血糖升高。

4、药物影响

α- 干扰素药物、利托那韦以及洛匹那韦等药物，会生成多样化的胰岛抗体，从而对β细胞进行破坏，促使血糖升高;糖皮质激素会引起糖尿病患者高渗性高血糖昏迷、酮症酸中毒等危及生命的情况出现。

tDCS帮助糖尿病人调节血糖

大脑是全身葡萄糖和能量代谢的控制器官，下丘脑、脑干和黑质中的葡萄糖敏感神经元，会整合葡萄糖稳态信号，从而直接感知体内葡萄糖的生理变化。反过来，中枢神经系统负责调节外周葡萄糖代谢，通过刺激肝脏葡萄糖释放或胰腺产生胰岛素，实现对葡萄糖调节和代谢功能。

2013年的一项临床试验证明，通过20分钟的tDCS干预，受试者的葡萄糖耐量降低，应激轴(下丘脑-垂体-肾上腺皮质)活动也同步降低，从而降低应激性高血糖的影响。

2017年，德国吕贝克大学的Alina Kistenmacher教授领导的研究团队，在《Brain Stimulation》上发表了通过tDCS干预血糖的临床试验成果，

Alina Kistenmacher教授团队的研究论文

该试验共有14名志愿者参与，并分为试验组(tDCS干预)和对照组(伪刺激)。研究团队通过测量tDCS干预后(1mA、20分钟)，受试者葡萄糖和胰岛素水平，以及代表应激轴活动水平的ACTH、皮质醇，三磷酸腺苷(ATP)和磷酸肌酸(PCr)水平，来检查tDCS对血糖调控的效果。

如上图所示，在第一次干预(图A)中，试验组在干预期间血糖低于对照组;并持续降低，在第30分钟(干预结束10分钟后)到达最低值;然后逐渐升高，水平与对照组相同。

在8天后的测试中(图B)，tDCS干预期间，试验组血糖水平低于对照组;干预结束后，试验组血糖和对照组血糖都逐渐趋于平稳，但试验组血糖水平依旧低于对照组。

如上图所示，tDCS干预期间，血糖水平降低(图A)，而胰岛素水平未见明显变化(图B)，说明其机制是通过一种不依赖胰岛素的机制发生的。

如上图所示，记录了tDCS干预对脑三磷酸腺苷(ATP，图A)和磷酸肌酸(PCr，图B)含量的影响。

综合各项试验数据，研究团队认为：

1、单次应用 tDCS并持续20 分钟，会增加全身葡萄糖摄取，且符合葡萄糖钳夹试验的金标准。(葡萄糖钳夹技术是一种定量检测胰岛素分泌和胰岛素抵抗的方法，是国际上公认的评估β细胞功能和胰岛素敏感性的“金标准”)

2、从tDCS 开始干预，到干预结束后50分钟，会立即降低循环血糖，且tDCS的降血糖作用会持续，在第8天使用后，同样有效;

3、检查发现血清胰岛素浓度不tDCS的干预影响，说明tDCS干预后，葡萄糖摄取增加是通过一种不依赖胰岛素的机制发生的;

根据以往的研究，研究团队认为tDCS干预增强大脑葡萄糖摄取。先前的研究也表明，短期刺激人类视觉皮层，确实会使大脑葡萄糖摄取增加50%，而氧气利用率保持不变。

试验中发现的tDCS干预后，三磷酸腺苷(ATP)和磷酸肌酸(PCr)，也说明血糖水平的降低，是大脑增加了对葡萄糖的摄取引起的，而非其他途径。

葡萄糖浓度在tDCS干预期间的降低，可能是由于葡萄糖在星形胶质细胞中摄取造成的。tDCS干预诱导星形胶质细胞葡萄糖供应后，再次启动葡萄糖摄取，以补偿因长时间兴奋引起的神经元能量需求。

综上所述，研究团队认为tDCS可降低血糖水平，其机制与胰岛素无关，而是干预增强了大脑葡萄糖摄取导致的。因此，tDCS是一种有前途的非药物辅助选择，用于治疗全身性疾病，如葡萄糖耐受不良或 2 型糖尿病，且副作用低。

2019年，研究团队再次完善了试验，采用每天2次tDCS干预，中间间隔120分钟，通过测量全身葡萄糖摄取的变化，再次验证了tDCS干预，增加了身体对葡萄糖消耗，从而有效降低血糖的功效。

如上图所示，在两次tDCS干预期间，试验组(rtDCS)身体对葡萄糖的摄取(即消耗葡萄糖的速度)要明显高于对照组(大图);与之对应，试验期间，试验组平均血糖，显著低于对照组(右上小图)。

参考文献

王芬芬, 马卫国, 殷小红,等. 新冠肺炎合并糖尿病研究现状及对血糖影响因素的探讨[J]. 基层医学论坛, 2021, 25(28):4.

Kistenmacher A, Manneck S, Wardzinski E K, et al. Persistent blood glucose reduction upon repeated transcranial electric stimulation in men[J]. Brain Stimulation, 2017, 10(4): 780-786

Wardzinski E K, Friedrichsen L, Dannenberger S, et al. Double transcranial direct current stimulation of the brain increases cerebral energy levels and systemic glucose tolerance in men[J]. Journal of Neuroendocrinology, 2019, 31(4): e12688.