高同型半胱氨酸血癥與缺血性腦卒中病理生理過程關系的研究

胡浩

高同型半胱氨酸血癥與缺血性腦卒中病理生理過程關系的研究

胡浩

缺血性腦卒中具有高發病率、高復發率、高病死率及高致殘率的特點，更是給患者家庭及社會帶來沉重的負擔，因此積極有效的防治缺血性腦卒中已成為人們關注的焦點之一。目前，高同型半胱氨酸血癥(hyperhomocysteinemia，Hhcy)作為腦卒中的重要危險因素之一，已被公認，控制高同型半胱氨酸血癥能有效預防缺血性腦卒中已得到人們的共識，而探討其與缺血性腦卒中病理生理過程的關系在指導缺血性腦卒中治療上具有一定的臨床意義。

首先筆者先來回顧一下有關高同型半胱氨酸血癥的相關知識。同型半胱氨酸(Homocysteine Hcy)是由食物中攝取的蛋氨酸脫甲基形成的含硫基氨基生成，肝臟和腎臟為其主要代謝器官。正常人血漿中70%～80%的Hcy與蛋白質結合，并通過過氧化作用形成二聚體的Hcy，或與半胱氨酸結合形成同型半胱氨酸-半胱氨酸的混合物，僅1%左右的Hcy在血液循環中以游離形式存在。在細胞內Hcy有3種代謝途徑:①再甲基途徑。在各種組織中，細胞內的Hcy由蛋氨酸合成酶催化，再甲基化成蛋氨酸，這一反應過程需維生素B12的參與，并由 N-5，10-亞甲基四氫葉酸還原酶(N-5，10-methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)催化形成的甲基四氫葉酸提供甲基，而Hcy再甲基化的另一途徑僅限于肝細胞內，由甜菜堿提供甲基，在甜菜堿-Hcy轉化酶催化下合成蛋氨酸;②轉硫化途徑:細胞內Hcy由胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase，cβs)催化，以維生素 B6為輔助因子，與絲氨酸縮合形成胱硫醚。胱硫醚又在γ-胱硫醚酶催化下進一步裂解為胱氨酸和α-酮丁酸;③Hcy直接釋放到細胞外的基質中，形成一定的血漿Hcy濃度。通常我們指的是總Hcy濃度。有關Hhcy的診斷標準，目前國內外比較公認的參考范圍是5～15 μmol/L。所謂Hhcy是指血漿游離的及與蛋白結合的總同型半胱氨酸(total Homocysteine，tHcy)和混合性二硫化物的升高［3］。根據tHcy升高的水平將Hhcy分為3度:16～30 μmol/L 為輕度，31 ～100 μmol/L 為中度，大于100 μmol/L為重度。在缺血性腦卒中發病過程中，Hcy通過以下幾個機制影響其病理生理過程的發生發展。

1 促進氧自由基的生成

1.1 Hcy通過自身氧化作用，產生羥自由基、過氧化氫等氧自由基Hcy含活潑的自由巰基，可以自身氧化生成以二硫鍵結合的Hcy及O2-，后者經超氧化物歧化酶催化生成H2O2、O-2及H2O2活性氧類物質。活性氧類物質可引起蛋白質損傷，酶和受體功能障礙，致生物膜破壞和脂質過氧化，SOD等酶活性降低，造成血管內皮細胞凋亡，功能喪失，還可促進單核巨噬細胞、血管平滑肌細胞(SMC)不受負反饋抑制地大量吞噬脂質而轉變為泡沫細胞，從而加速動脈粥樣硬化的進程［4］。

1.2 Hcy通過抑制細胞內抗氧化機制產生氧化應激反應導致活性氧族物質(ROS)清除障礙谷胱甘肽是細胞內重要的還原劑，在谷胱甘肽過氧化物酶催化下，將細胞內產生的H2O2還原成H2O。Hcy可以抑制細胞內抗氧化物酶類特別是谷胱甘肽過氧化物酶的表達，使機體清除ROS物質障礙，抗氧化機制受損。當ROS超過正常水平時，ROS不僅破壞細胞膜，還能夠直接破壞線粒體膜，使線粒體膜通透性增加，細胞色素C釋放，并影響電子傳遞，引起細胞能量代謝障礙，加重細胞受損。有研究表明，tHcy可引起細胞內質網處于應激狀態，細胞內基因表達發生改變，導致谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶類的mRNA水平降低，使抗氧化酶類物質水平下降［5］。

1.3 Hcy引起細胞內鈣超載 Hcy促進血栓調節因子的表達，激活蛋白激酶C和凝血因子Ⅶ、V，血小板內前列環素合成增加，從而促進血小板黏附和聚集。大量的血小板在缺血灶趨化因子(chemokine)的作用下黏附在血管內皮，通過血小板活化因子(PAF)引起細胞內Ca2+濃度升高，促進自由基生成。

1.4 Hcy降低組織中維生素A、C、E的水平 研究發現維生素A、C、E均具有明顯的抗氧化活性，在缺血性腦卒中發生時可執行強大的抗氧化應激功能。而Hcy會降低組織中上述維生素水平，從而導致氧自由基的大量生成。目前，有關這方面的機制還不是很清楚，有待于進一步研究。

2 影響抗凝物質及血管內皮對抗凝物質的表達

2.1 Hcy影響組織型纖溶酶原激活物(tissue plasm-inogen activator，tPA) 及其抑制劑(plasminogen activator inhi-bitor，PAl)的表達、結合和利用內皮細胞是分泌和釋放tPA及PAl的主要部位，tPA和PAl-1是決定血管完整性和通暢程度的重要指標。有研究表明，在腦組織缺血狀態下內皮細胞可加速表達tPA。而Hcy可促進PAI的表達，抑制tPA的結合和利用，促進血小板的聚集，從而對凝血、纖溶過程產生影響，促進血栓的生長。

2.2 Hcy影響血栓調節蛋白(thrombomodulin，TM)的表達TM是一種存在內皮表面的糖蛋白，與凝血酶結合后可降低其促凝活性，增強蛋白C分解凝血酶和滅活凝血因子Va和、Ⅲa的作用，抑制纖溶過程。Hcy升高阻止TM由內質網轉入高爾基體，阻止其糖基化，使TM不能表達于細胞表面，TM釋放入周圍細胞介質中數量減少，從而加速凝血過程，促進血栓生長，導致臨床癥狀加重。

2.3 Hcy可以提高Von Willebrand因子(vWF)的表達vWF是由內皮細胞合成分泌的大分子糖蛋白，是血漿因子Ⅷ的重要組成部分，可以直接影響血漿因子Ⅷ的促凝活性，而且是血小板黏附于內皮下以及血小板黏附延伸的重要黏附分子。血中vWF被認為是血液處于高凝狀態的重要指標。

2.4 Hcy直接激活多種凝血因子 Thambyrajah［6］等研究表明高同型半胱氨酸血癥可直接激活凝血因子Ⅹ、Ⅻ和Ⅴ因子，抑制凝血調節蛋白在內皮細胞表面的表達及活性，從而減少對Ⅴa、Ⅷa和凝血酶的滅活。

2.5 Hcy干擾硫酸肝素的合成與表達 Hcy通過生成過氧化物干擾內皮細胞硫酸肝素的合成與表達，導致抗凝血酶Ⅲ與內皮細胞結合減少，并使結合的抗凝血酶Ⅲ活性下降從而破壞了抗凝血酶Ⅲ介導的內皮細胞抗凝機制。

3 Hcy對血管內皮細胞依賴性舒張功能的損害

在缺血性腦卒中發生時，血管內皮細胞通過一氧化氮合酶(NOS)將L-精氨酸轉化為L-胍氨酸，同時釋放NO。NO擴散進入血管平滑肌后，激活鳥苷酸環化酶，促進環化鳥苷酸(cGMP)生成。cGMP可降低細胞膜對鈣的通透性，細胞外鈣不易進入細胞內，還能抑制細胞內鈣從肌漿網釋放，使血管平滑肌松弛。內皮源性NO可與Hcy迅速結合，阻止Hcy自氧化，結合生成的S-亞硝基-同型半胱氨酸還具有擴張血管和抗血小板聚集的作用。

3.1 Hcy干擾NO的生理功能 由于Hcy損傷內皮細胞，釋放NO受抑制，從而不能解除Hcy的毒性，造成內皮細胞損傷的惡性循環，加重內皮損傷。Hcy自氧化產生的活性氧類物質還可與NO發生反應，如O-2與NO反應生成氧化亞硝酸陰離子(ONOO-)，進一步導致NO生理濃度下降，其擴血管、抑制血小板黏附的作用減弱。Hcy還能抑制NOS活性，直接導致NO生成減少，從而引起內皮細胞依賴性的血管舒張功能失調。

3.2 Hcy促進內皮素(ET)的合成和釋放 ET由21個氨基酸組成，是一種新的血管收縮肽，具有強大的血管收縮作用和促進血管平滑肌細胞增殖分裂的作用。大多數學者認為，Hcy可直接或間接損傷內皮細胞，促進ET-1的合成和釋放，引起內皮細胞依賴性的血管舒張功能失調。但目前也有少數學者通過實驗觀察認為，Hcy不但可以降低內皮細胞ET-1的分泌，而且可以降低其mRNA的水平。由此可見Hcy對內皮素的影響有待于進一步研究。

4 Hcy促進血小板聚

Hcy可抑制內皮細胞ADP酶的活性，致使二磷酸腺苷(ADP)降解減少，凝血酶和ADP可以改變花生四烯酸的代謝，促進血漿血栓素A2(TXA2)合成增多，引起血小板聚集，血小板在內皮細胞的黏附和聚集也是促進凝血過程瀑布反應的重要因素［7］。

5 Hcy對細胞凋亡和DNA損傷的影響

目前已經克隆到3個新的高同型半胱氨酸誘導的cDNA，其中一個已經獲得全長，發現與凋亡蛋白有高度同源性，并通過一些動物實驗證實其誘導凋亡作用。關于Hcy對細胞基因的影響也是近年研究的熱點。

高同型半胱氨酸血癥作為近些年被發現的腦血管病的獨立危險因素，我們對其在疾病的病理生理過程中的作用認識和研究的還不是很充分，本文對其在缺血性腦卒中的病理生理過程中的作用做了簡單的總結和回顧，以期對我們的臨床工作有所裨益。同時，我們也期待更多更有價值的研究結果被應用于臨床及預防工作，更好的服務于患者和社會。

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