一氧化氮合酶與門脈高壓高動力循環(huán)

1、一氧化氮合酶與門脈高壓高動力循環(huán) 關(guān)鍵詞：一氧化氮合酶(NOS)門脈高壓 門脈高壓癥高動力循環(huán)的主要特征是全身血管擴張、低血壓、心率增加、全身血管阻力降低和組織血流量增加。這種改變常在內(nèi)臟循環(huán)特別是門靜脈循環(huán)改變的基礎(chǔ)上發(fā)生。雖然高動力循環(huán)可在一定程度上保證組織灌注，但長期高心輸出量易致心肌功能受損，而低血壓狀態(tài)最終導致臟器灌流不足，從而產(chǎn)生各種病理生理效應。這可能是肝硬化門脈高壓癥時多器官損害的原因1。近年的臨床和實驗研究均發(fā)現(xiàn)一氧化氮(NO)產(chǎn)量增加在門脈高壓高動力循環(huán)的血管擴張中起作用2。NO過多產(chǎn)生是原生型一氧化氮合酶(cNOS)或誘導型一氧化氮合酶(iNOS)增加所致，目前仍有爭論。

2、 一、NO與NOS NO是由L-精氨酸和氧分子經(jīng)NOS催化合成的，它是一種半衰期僅幾秒鐘的小分子活性介質(zhì)，所以一經(jīng)合成，它只能以自分泌或旁分泌形式發(fā)揮作用。血液中的NO可迅速被血紅蛋白作用而失活，并轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀荒I臟清除的硝酸鹽/亞硝酸鹽(NO-2/NO-3)。NO作用于血管平滑肌細胞可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，由GTP生成cGMP，cGMP水平的升高可刺激cGMP激酶，導致細胞內(nèi)鈣離子濃度下降，從而使血管平滑肌松弛、血管擴張。NOS按功能可分為二類，cNOS和iNOS，前者在細胞處于生理狀態(tài)下即有表達，是鈣離子依賴的酶；而后者則在受細胞因子等刺激后呈誘導性表達，它一旦合成，其活性不依賴于鈣離子。根據(jù)細胞

3、和組織來源，cNOS又分為神經(jīng)元型NOS(bcNOS)和內(nèi)皮型NOS(ecNOS);iNOS則主要位于巨噬細胞和血管平滑肌細胞等。編碼bcNOS、ecNOS和iNOS的基因分別位于12、7和17號染色體3。 二、iNOS和高動力循環(huán) 自從Va-llance和Moncada提出肝硬化門脈高壓癥時NO導致高動力循環(huán)的假說以來，人們研究了門脈高壓癥的患者和門脈高壓動物模型，以期進一步證實這一假說。但迄今為止，尚存在著矛盾的結(jié)果。該假說的要點是肝硬化門脈高壓癥時消化道中的內(nèi)毒素進入血液循環(huán)，并可刺激細胞因子的產(chǎn)生，內(nèi)毒素和細胞因子均可誘導iNOS過多合成NO4。許多實驗提示了內(nèi)毒素和細胞因子的作用。當

4、正常人體被注射內(nèi)毒素后，導致血壓降低以及心輸出量的增加，而腫瘤壞死因子(TNF-)則導致強烈的血管擴張和高動力狀態(tài)5。有報道提示肝硬化患者升高了的內(nèi)毒素和白介素-6(IL-6)與肝硬化的嚴重程度直接相關(guān)6，7，并且血漿IL-6濃度與全身血管阻力呈負相關(guān)7。此外，門脈高壓大鼠用抗TNF-抗體后可改善其高血流動力學狀態(tài)8。有許多實驗結(jié)果直接顯示了iNOS的作用。例如，有研究發(fā)現(xiàn)人酒精性肝硬化時對血管收縮劑的反應性降低，iNOS在其中起作用9；在肝硬化大鼠的主動脈和腸系膜動脈中，不但有iNOS的增多，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物iNOSmRNA也增多10。另外，還有學者發(fā)現(xiàn)在門脈高壓大鼠的食管粘膜中iNOSmRNA也

5、顯著增加11。有作者用氨基胍后，可改善門脈高壓鼠的高動力循環(huán)綜合征12，而氨基胍是一種iNOS的選擇性抑制劑13。還有作者發(fā)現(xiàn)門脈高壓鼠動脈環(huán)在內(nèi)皮層去除之后，動脈環(huán)對血管收縮劑的低反應性仍得以持續(xù)14。這一結(jié)果提示iNOS參與了該反應，因為血管壁中cNOS主要位于內(nèi)皮細胞內(nèi)，而iNOS主要在平滑肌細胞中表達。再者，由于iNOS在內(nèi)皮細胞中也可有表達15，所以雖有研究發(fā)現(xiàn)肝硬化大鼠動脈對縮血管物質(zhì)的低反應性是內(nèi)皮依賴的16，也不能排除iNOS的作用。由于門脈高壓癥時門體分流和肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能下降所致的內(nèi)毒素血癥，以及由內(nèi)毒素所刺激產(chǎn)生的細胞因子，使得iNOS被誘導產(chǎn)生并過多合成NO可能是高

6、動力循環(huán)的重要始發(fā)因素。 但是，目前有一些研究結(jié)果不支持iNOS在高動力循環(huán)產(chǎn)生中的作用。曾有研究未發(fā)現(xiàn)肝硬化時內(nèi)毒素血癥與血漿NO代謝產(chǎn)物濃度相關(guān)17。 上述不同結(jié)果的產(chǎn)生有多方面的因素。首先，可能因為研究所采用的動物模型不同。其次，可能因為動物模型形成后研究的時間不同所致。第三，可能因采用的研究方法不同所致。不同的研究方法具有不同的敏感性、特異性。例如，前已述及的Weigert等的研究檢測iNOSmRNA所采用的方法是Northern印跡法，而Morales-Ruiz18等的研究同樣檢測動脈中iNOSmRNA所用的方法是反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)法。前者未測得，而后者則檢測出iN

7、OSmRNA的表達。這是因為當采用特異的探針和引物時，二種方法均可有較高特異性，但由于Northern印跡法對所抽提的總RNA有較高的要求，而PCR可使極微量的cDNA擴增百萬倍，因此，RT-PCR法敏感性遠高于前者。 三、高動力循環(huán)與cNOS 高動力循環(huán)的發(fā)生和發(fā)展與NO有重要關(guān)系，但cNOS在其中所起的作用與iNOS不同。生理狀態(tài)下有cNOS的表達，在高動力循環(huán)發(fā)生后，cNOS的表達可增加，加重高動力循環(huán)。肝硬化門脈高壓時，循環(huán)中的一些激素和肽類均增多，如兒茶酚胺、雌激素、P物質(zhì)和緩激肽等15。這些激素和肽類可以使血管內(nèi)皮中的cNOS表達增加，從而使NO產(chǎn)量增加。其中最主要的是兒茶酚胺通過

8、GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白(G蛋白)，從而上調(diào)cNOS的途徑。G蛋白是一類品種較多、介于膜受體和酶蛋白或離子通道之間的有GTP酶活性的蛋白質(zhì)，能在受體與功能蛋白之間傳遞興奮與抑制信號。G蛋白分為能刺激腺苷酸環(huán)化酶的Gs蛋白和抑制該酶活性的Gi蛋白，二者均與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，而前者與受體結(jié)合，后者則與2受體結(jié)合。例如，去甲腎上腺素就可激活2腎上腺素能受體，通過與其偶聯(lián)的Gi蛋白，進一步引起cNOS的變化19。最近的報道也證實了在門脈高壓大鼠的主動脈中Gi的表達增加，而Gs則無變化20。肝硬化門脈高壓時，由于門靜脈系統(tǒng)血流速度增加、血液粘度降低，導致血流的剪切應力增加，這可刺激內(nèi)皮細胞中cNOS釋放大量的

9、NO。有人研究分離的股動脈，發(fā)現(xiàn)增加剪切應力可使NO釋放增加57倍21；另有研究顯示：剪切應力增加可提高人臍靜脈內(nèi)皮細胞中的cNOSmRNA水平22；還有報道在人的內(nèi)皮cNOS基因5端啟動子有對剪切應力的反應成分23。提高剪切應力可使血管收縮反應減弱，這是由于cNOS表達增加，釋放NO增多，這一途徑也是通過Gi蛋白所介導的24。此外，有人認為在肝硬化時缺乏內(nèi)源性的NOS抑制劑也可能在其中起作用25，而低氧等其他刺激也可使cNOS表達增多3。 參考文獻 1GroszmannRJ.Hyperdynamiccirculationofliverdisease40yearslater:pathophys

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