一氧化氮在急診醫(yī)學的進展及應用37

1、一氧化氮在急診醫(yī)學的進展及應用物質可介導血管的近年來，人們逐漸認識到一種由內(nèi)皮細胞釋放的血管活性 舒張反應， 這種物質被稱為內(nèi)皮細胞衍生舒張因子 (edrf) 。由于這種物質 的半 衰 期很短，體外不易檢測 , 因而對它的確切構成一直不甚明了。 1987 年， palmer 和 moncada等1 , 2分別證實edrf與一氧化氮(no)具有相同的屬性，進 而證明這種血管內(nèi)皮細胞衍生舒張因子就是 n0。體內(nèi)血管內(nèi)皮細胞、血小板、中性粒細 胞、巨噬細胞、 神經(jīng)組織在一定刺激下均可產(chǎn)生 no, 近年研究表明， no 參與廣泛的生 理功能的 調節(jié)，如血壓調節(jié)、 外周非腎上腺素能非膽堿能 (nanc)

2、 神經(jīng)遞質的傳遞 、免疫介導及防御 機制等，在急診危重癥患者的發(fā)病及治療中具有重要意義。 現(xiàn)就有關 no 在急診醫(yī)學領域 的研究加以綜述。 ?xx no的生物合成及no合酶(nos)在nos作用下,左旋精氨酸(l-arg)在轉化為左旋胍氨酸的過程中生成no,多種物質可對這一過程產(chǎn)生影響。no的半衰期很短，約510秒，它在體外迅速氧化為 no22和no3 ,因而目前直接檢測no尚有一定難度，多以檢測其代謝產(chǎn)物 no 2 2、no3來代表no生成。no亦可被氧自由基、血紅素及其它含血紅素的蛋白結合加速滅活，而超氧化物歧化酶 (sod) 則抑制其滅活。 nos 在 no 合成過程中起著 重要作用。目

3、前已知 nos 有兩種亞型，一種 是基礎型 nos?(c-nos?) ，另一種是 誘生型nos(i-nos) 。 c-nos具有細胞內(nèi)鈣依賴性，可被ca 2+及鈣調蛋白激活,通過 直接 刺激而產(chǎn)生 n o。 c-nos 廣泛 ? 存在于動物的血管內(nèi)皮細胞、血小板、中性粒 細胞、肥大細 胞及 神經(jīng)組織中， 目前已從動物的腦及內(nèi)皮細胞中克隆出了 c-nos? 的基因。 i-nos 無鈣依賴性，是在細胞因子如白介素 -1(il-1) 、腫瘤壞 死因子 (tnf)、 干擾素-y (ifn 丫)、內(nèi)毒素等誘導下由血管平滑肌細胞、巨噬細胞、心 肌細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞及上皮細胞產(chǎn)生的，由 i-nos

4、作用產(chǎn)生的 no 遠多于 由c-nos作用產(chǎn)生的no,因而不同濃度no具有不同的作用。nos的抑制劑有I-單 甲基精氨酸 (?I-nmma?) 、 I- 硝基精氨酸 (?I-noarg?) 、 I- 硝基精氨酸甲酯 (?I-name?) 及 I- 亞 胺基乙基鳥氨酸 ?(I-nio?) ，晚近已發(fā)現(xiàn) I- 硝基精氨酸 -?p- 硝基苯胺 (I-napna) 具有選擇性抑制腦中 nos 生成的作用 ，而對內(nèi)皮細胞產(chǎn)生 nos 無抑 制作用XX no的生理作用及意義？研究表明， no 具有強大的松弛血管平滑肌作用，在緩激肽、乙酰膽堿介導下，no 滲入血管內(nèi) 皮細胞基質并擴散至平滑肌細胞， 與細胞膜

5、受體作用， 激活鳥苷酸環(huán) 化酶(sgc)產(chǎn)生環(huán)鳥苷 酸(cgmp)，從而松弛血管平 滑肌，引起血管舒張。已經(jīng) 證實外周nanc神經(jīng)遞質即是no,雖然no的半衰期只有5秒，但由 于no能迅速在 細胞間擴散，且神經(jīng)傳遞的徑路很短，因此 no 的半衰期相對于其它經(jīng)典的神經(jīng) 遞質來 說則較長。no具有高度親脂性，極易通過細胞膜，可直接進入靶細胞。有人認為cnos 生成的no可能先與含巰基的載體分子結合或形成硝基硫醇復合物，到達靶細胞后no 從載體釋 放并直接擴散至靶細胞內(nèi)， 進入靶細胞的 no 與 sgc 中的 fe 結合使 之激活，產(chǎn)生cgmp而發(fā)揮其 生物學效應。已經(jīng)證實巨噬細胞、中性粒細胞、上皮

6、細 胞等均可在細胞因子及內(nèi)毒素的作用下，由i-nos催化而合成no，雖然由c-nos合成的少量 no 有舒張血管 、支氣管作用，有助于炎癥的緩解，但由 i-nos 合成的大 量 no 則使呼吸道毛細血 管后靜脈漿細胞滲出增多， 上皮細胞脫落， 功能變性， 甚至細 胞死亡，從而使炎癥反應加重 。 ?XX no在急診醫(yī)學的應用及進展？xx 1no與支氣管哮喘：在哮喘發(fā)病過程中，淋巴細胞、嗜酸粒細胞、巨噬細胞、肥大細胞、成纖維細胞 均參與反 應，其病理表現(xiàn)為支氣管多種炎細胞浸潤、 基底膜透明變性、 上皮細胞 損傷脫落等。肥大細 胞主要參與哮喘的速發(fā)反應，而巨噬細胞、嗜酸粒細胞、中 性粒細胞的浸潤導致

7、哮喘遲發(fā)反 應的發(fā)生。試驗表明哮喘患者呼出氣中 no 含量 較正常人高23倍3;同時其肺中 的i-nos免疫組化染色較非哮喘者明顯增強 4。研究證實，在哮喘患者 血漿及豚鼠哮喘模型血漿、肺組織中 no含量顯著高于對 照組5-7?。提示在哮喘發(fā)病中由于i-nos合成增加而使誘生性no生成增多 在哮喘發(fā)病機制中， no 具有自相矛盾的雙重作用，一方面可舒張肺血管、支氣 管平滑肌，使 哮 喘癥狀減輕；另一方面大量 no 合成則使其毒性作用加強， 哮喘不僅不能緩解，反而加重。由 于 no 的這種特性及其在哮喘發(fā)病中的特殊作用， 用吸入小劑量 no 或抑制誘生型 nos 催化作用 使 no 生成減少來治

8、療哮喘已成為一種 新的設想。?由于 i-nos 催化產(chǎn)生的大量 no 使炎癥反應加重，如能找到一種有效的選擇性抑制 i-nos 合成的物質，可能有助于哮喘的治療。 目前已知的 nos 抑制劑 l-nmma、 l-name和l-nio等均為非特異性抑制劑，在抑制i-nos的同時也抑制c-nos。我們 的研究證實，糖皮質激素可抑制哮喘患者及模型豚鼠體內(nèi)no的產(chǎn)生5,6o rodomski等8發(fā)現(xiàn)糖皮質激素類藥物對i-nos?有選擇性抑制作用，而對c-nos無此作用，提示糖皮 質激素還 可能通過選擇性抑制體內(nèi) i-nos 合成來控制哮喘。 研究發(fā)現(xiàn)9，胍 氨酸對i-nos較其對c-n os?的抑制作

9、用強10100倍。這也 為治療哮喘藥物的發(fā)現(xiàn)提供了思路。 ?xx 2no與急性呼吸窘迫綜合征（ards）:炎癥細胞浸潤和激活是引起 ards 的確 切機制。實驗表明，在由 igg 免疫復合體所誘發(fā)的 ards 中，中性粒細胞起重要作用；而iga 免疫復合體所誘發(fā)的 ards 則是巨噬細胞依賴性的， 但二者均是氧自由基和 no 依賴性的。近 年來隨著對no在體內(nèi)作用研究的不斷深入，逐漸認識到no有一未配 對電子并具有順磁性，極易與o2結合形成超氧化氮陰離子(peroxynitrite anion ，no)。no在酸性條件下分解為no 2和oh,no及其反應中間產(chǎn)物noh是極強的氧化 劑，可導致脂

10、質過氧化和巰基氧化，從而產(chǎn)生細胞毒性作用10。此時除氧自由基本身的毒性作用外，其與no的反應產(chǎn)物no可進一步造成支氣管肺損傷。損傷 的途徑可能為：脂質過氧化作用造成生物膜包括細胞器膜損傷。丙二醛(mda)可與細胞器膜成分 發(fā)生交聯(lián) 、聚合，改變膜的性質，還可與 dna、rna 堿基交聯(lián)， 產(chǎn)生細胞毒性作用。脂質過氧化物和o2抑制內(nèi)皮細胞功能，引起肺血管舒縮障礙?；ㄉ南┧岽x產(chǎn)物增多，加劇炎癥反應。no的強烈細胞毒作用。？ards 時，肺動脈壓 (pap) 升高是引起肺水腫和右心室功能不全的主要因素，降低 已升高的 p ap 及肺血管阻力 (pvr) 是重要的治療手段。 有報道對重癥 ards

11、 患者 吸入低濃度的no可使ard s患者平均肺動脈壓下降，明顯提高氧分壓，降低生理 死腔氣體容積 / 潮氣容積11。因而吸入 no 被譽為治療重癥 ards 的新療法。 ?xx 3 no與休克：在內(nèi)毒素休克早期，由于內(nèi)毒素引起體內(nèi)兒茶酚胺、 5-羥色胺、血管緊張素的增加，使內(nèi)皮細胞的c-nos被激活，產(chǎn)生no,導致血管對去甲腎上腺素的收縮反應降低和急性血壓下降； 而在休克晚期， 在急性血壓下降部分恢復后， 血壓的繼 續(xù)下降可能 與內(nèi)毒素引起的血小板激活因子 (paf) 、il-1? 等誘發(fā)血管平滑肌細 胞的 i -nos 使 no 產(chǎn)生增多有關，因而 no 產(chǎn)生水平與預后及病死率密切相關，

12、用 nos的抑制劑l-nmma治療休克，具有較好療效12。這為內(nèi)毒素引起的休克 治療 展示了前景，同時由于腎上腺皮質激素可降低休克的病死率，可能與其抑制 nos 的活性，減 輕血管內(nèi)皮的損傷，從而阻止休克、彌散性血管內(nèi)凝血 （dic） 的發(fā)生 和發(fā)展有關。 ?xx no與腦血管梗死：no在神經(jīng)系統(tǒng)中具有下列生理功能：（1）調節(jié)神經(jīng)介質的釋放；由腦血管內(nèi)皮和腦血管外膜自主神經(jīng)釋放的no調節(jié)大腦的血流量；（3）通過神經(jīng)元中nos的激活而產(chǎn)生no,影響 大腦中的小動脈，從而調節(jié)大腦血流量。腦血管梗 死時，多種興奮性氨基酸釋放到細胞外間隙中，刺激n-甲基-d-天門冬氨酸受體，使細胞外的鈣離子進入神經(jīng)元

13、內(nèi)，激活 nos，使神經(jīng)元 產(chǎn)生 和釋放的no增多。 局灶性腦缺血時，腦內(nèi)也產(chǎn)生大量的no。no與o2反應，形成no造成腦損害。動物實 驗表明，如果在動物腦缺血前給予sod，可顯著減少腦組織的梗死體積。但過量的nos 抑制劑也可抑制腦血管內(nèi)皮的nos活性，使內(nèi)皮細胞產(chǎn)生的no減少，阻礙了 腦 血管擴張，并減少了對血小板粘附抑制作用，反而加重腦損傷。xx no的臨床應用？如前所述，目前臨床應用no主要是采用吸入no的方法來治療患者13。吸入前，no 氣體應與n2預混成（1001000） X 1 0 - 1 2 mol/l?的濃度貯于鋼瓶中，使用 前盡量縮短no與o2的接觸時間 ,以減少no2的生

14、成，新鮮的na2co3 可吸收no 2，使其濃度降低。no具有高度親脂 性，吸入no不僅可直接到達肺泡產(chǎn)生 血管舒張作用，而且可穿過支氣管上皮屏障， 到達支氣 管平滑肌從而使其舒張。 dupuy等14的研究證實，對乙酰甲膽堿誘發(fā)的支氣管痙攣豚鼠吸入（5300）x10 12 mol/l的no,其氣道痙攣可以逆轉，并具 有劑量依賴性。進一步 的研究表 明，霧化吸入可釋放no的s-硝基-n-甲基青霉胺也可使氣道阻力下降。 foubert等15給哮喘和慢性阻塞性肺疾患（copd）患者及健康對照組吸入X1012 mol/l的no，發(fā)現(xiàn)哮喘組氣道反應性降低，而 copd組及 健康對照組則無 此發(fā)現(xiàn)。上述

15、研究雖表明吸入no有舒張支氣管和降低氣道阻力作用，但吸入高濃度 no 則可產(chǎn)生毒性反應 。這主要因為 no 可與氧結合形成二氧化氮 （no2），后者有很強毒性作用。實驗表 明no2濃度>X10 12 mol/l可立即引起肺水腫；如果no>5 000X1012 mol/l 時， no 還可與血紅蛋白迅速結合形成 高鐵血紅 蛋白血癥，并使表面活性物質失活引起嚴重肺水腫。吸入低濃度 （<X1012 mol/l）no 幾乎無 毒性反應，當吸入濃度 <X1012 mol/l 時，血紅蛋白與 no者占xx xxx，所形成的高鐵血紅蛋白占xxx。給兔吸入X10 12 mol/l 的n

16、o和XXX10 12 mo l/l的no2 （連續(xù)6日）后，光鏡下未見肺水腫；給小鼠吸入xio-12 mol/l的no,xxx個月后未見高鐵血紅蛋白含量升高，但可見 脾臟增大和膽紅素輕度增高。因此美國職業(yè)安全健康署規(guī)定工作時no濃度應低于x10 12 mol/l，目前治療患者時推薦吸入 no濃度應vxiO 12 mol/lxx結論與展望？綜上所述，no是一種重要的病理生理因子，由于 no的兩面性作用使其在急危重 癥疾dna 脫氨基病的發(fā)病及治療中具有重要意義，因而越來越受到重視。低濃度no具有對血支氣管平滑肌的舒張結合作用，高濃度no具有細胞毒性作用，表現(xiàn)為與血紅蛋白生成高鐵血紅蛋白血癥及使肺

17、泡表面物質失活，細胞功能變性壞死，。目前在no研究中仍有許多問題需要解決，口 ：（1） 一定濃度的no具有舒張血管、 支氣管平滑肌作用， 高濃度則產(chǎn)生組織及細胞毒性 作用，在治療中， 如何使吸 入no 濃度達到最有效最安全的濃度，摒除其毒性作用。 （2） 如何 尋找一種選擇性 抑制i-nos的物質，使體內(nèi)no產(chǎn)生適量并發(fā)揮生理作用。（3）闡明no與疾病發(fā)病過 程中炎 細胞介質和細胞因子之間的關系，確定 no在發(fā)病機制中的地位。相信隨著對 no 研究的不斷進展， 這些問題會逐步得到解決， 從而為急診醫(yī)學領域的急危重癥 疾病 的 研究和預防治療提供新的思路。參考文獻1a g,mocada s.ni

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