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。這種改變常在內臟循環(huán)特別是門靜脈循環(huán)改變的基礎上發(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過多產生是原生

2、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。 一、NO與NOS NO是由L-精氨酸和氧分子經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，所以一經合成，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

3、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)細胞和組織來源，cNOS又分為神經元型NOS(bcNOS)和內皮型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，尚存在著矛盾的結果。該假說的要點是肝硬化門脈高壓癥時消化道中的內毒素進入血液循環(huán)，并可刺激細胞因子的產生，內毒素

4、和細胞因子均可誘導iNOS過多合成NO4。許多實驗提示了內毒素和細胞因子的作用。當正常人體被注射內毒素后，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毒素和白介素-6(IL-6)與肝硬化的嚴重程度直接相關6，7，并且血漿IL-6濃度與全身血管阻力呈負相關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，其轉錄產物iNOS

5、 mRNA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iNOS mRNA也顯著增加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。這一結果提示iNOS參與了該反應，因為血管壁中cNOS主要位于內皮細胞內，而iNOS主要在平滑肌細胞中表達。再者，由于iNOS在內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的低反應性是內皮依賴的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)狀內皮系

6、統(tǒng)功能下降所致的內毒素血癥，以及由內毒素所刺激產生的細胞因子，使得iNOS被誘導產生并過多合成NO可能是高動力循環(huán)的重要始發(fā)因素。 但是，目前有一些研究結果不支持iNOS在高動力循環(huán)產生中的作用。曾有研究未發(fā)現(xiàn)肝硬化時內毒素血癥與血漿NO代謝產物濃度相關17。 上述不同結果的產生有多方面的因素。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iNOS mRNA所采用的方法是Northern印跡法，而Morales-Ruiz18等

7、的研究同樣檢測動脈中iNOS mRNA所用的方法是反轉錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)法。前者未測得，而后者則檢測出iNOS mRNA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

8、多，如兒茶酚胺、雌激素、P物質和緩激肽等15。這些激素和肽類可以使血管內皮中的cNOS表達增加，從而使NO產量增加。其中最主要的是兒茶酚胺通過GTP結合調節(jié)蛋白(G蛋白)，從而上調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，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)化酶結合，而前者與受體結合，后者則與2受體結合。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

9、，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，這可刺激內皮細胞中cNOS釋放大量的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皮細胞中的cNOS mRNA水平22；還有報道在人的內皮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

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